Понятие о популяции. Популяционная структура вида: Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

10. Популяция. Популяционная структура вида. Понятие о генетической целостности популяции. Пространственная структура популяции, типы распределения особей в пространстве

Понятие о популяции. Популяционная структура вида:  Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

Популяцией в экологии называютгруппу особей одного вида, находящихсяво взаимодействии между собой и совместнонаселяющих общую территорию.

Члены одной популяции оказывают другна друга не меньшее воздействие, чемфизические факторы среды или другиеобитающие совместно виды организмов.

В популяциях проявляются в той или инойстепени все формы связей, характерныедля межвидовых отношений, но наиболееярко выражены мутуалистические (взаимнополезные) и конкурентные.

Специфическиевнутривидовые взаимосвязи– этоотношения, связанные с воспроизводством:между особями разных полов и междуродительским и дочерним поколениями.

При половом размножении обмен генамипревращает популяцию в относительноцелостную генетическую систему. Еслиперекрестное оплодотворение отсутствуети преобладает вегетативное,партеногенетическое или другие способыразмножения, генетические связи слабееи популяция представляет собой системуклонов, или чистых линий, совместноиспользующих среду.

Такие популяцииобъединены в основном экологическимисвязями. Во всех случаях в популяцияхдействуют законы, позволяющие такимобразом использовать ограниченныересурсы среды, чтобы обеспечить оставлениепотомства. Достигается это в основномчерез количественные изменения населения.

Популяции многих видов обладаютсвойствами, позволяющими им регулироватьсвою численность.

Поддержание оптимальной в данныхусловиях численности называют гомеостазомпопуляции. Гомеостатическиевозможности популяций по-разномувыражены у различных видов. Осуществляютсяони также через взаимоотношения особей.

Таким образом, популяции, как групповыеобъединения, обладают рядом специфическихсвойств, которые не присущи каждойотдельно взятой особи.

Основные характеристики популяций:

1) численность– общее количествоособей на выделяемой территории;

2) плотность популяции – среднеечисло особей на единицу площади илиобъема занимаемого популяциейпространства; плотность популяции можновыражать также через массу членовпопуляции в единице пространства;

3) рождаемость– число новыхособей, появившихся за единицу временив результате размножения;

4) смертность – показатель,отражающий количество погибших впопуляции особей за определенный отрезоквремени;

5) прирост популяции– разницамежду рождаемостью и смертностью;прирост может быть как положительным,так и отрицательным;

6) темп роста – средний приростза единицу времени.

Популяции свойственна определеннаяорганизация. Распределение особей потерритории, соотношения групп по полу,возрасту, морфологическим, физиологическим,поведенческим и генетическим особенностямотражают структуру популяции.

Онаформируется, с одной стороны, на основеобщих биологических свойств вида, а сдругой – под влиянием абиотическихфакторов среды и популяций других видов.Структура популяций имеет, следовательно,приспособительный характер.

Разныепопуляции одного вида обладают каксходными особенностями структуры, таки отличительными, характеризующимиспецифику экологических условий вместах их обитания.

8.2. Популяционная структура вида

Каждый вид, занимая определеннуютерриторию (ареал), представлен наней системой популяций. Чем сложнеерасчленена территория, занимаемаявидом, тем больше возможностей дляобособления отдельных популяций.

Однаков не меньшей степени популяционнуюструктуру вида определяют его биологическиеособенности, такие, как подвижностьсоставляющих его особей, степень ихпривязанности к территории, способностьпреодолевать естественные преграды.

8.2.1. Степень обособленности популяций

Если члены вида постоянно перемещаютсяи перемешиваются на обширных пространствах,такой вид характеризуется небольшимчислом крупных популяций. Большимимиграционными способностями отличаются,например, северные олени и песцы.

Результаты мечения показывают, чтопесцы перемещаются за сезон на сотни,а иногда более чем на тысячу километровот мест размножения. Северные оленисовершают регулярные сезонные кочевкитакже в масштабах сотен километров.

Границы между популяциями таких видовпроходят обычно по крупным географическимпреградам: широким рекам, проливам,горным хребтам и т. п.

В некоторыхслучаях подвижный вид при относительнонебольшом ареале может быть представленодной-единственной популяцией, напримеркавказский тур, стада которого постояннокочуют по двум основным хребтам этогогорного массива.

При слабо развитых способностях кперемещению в составе вида формируетсямножество мелких популяций, отражающихмозаичность ландшафта. У растений ималоподвижных животных число популяцийнаходится в прямой зависимости отстепени разнородности среды.

Например,в горных районах территориальнаядифференцировка таких видов всегдаболее сложна, чем на ровных открытыхпространствах. Примером вида, у которогомножественность популяций определяетсяне столько дифференцировкой среды,сколько особенностями поведения,является бурый медведь.

Медведи отличаютсябольшой привязанностью к местам своегообитания, поэтому в пределах обширногоареала представлены множествомотносительно мелких группировок,отличающихся друг от друга по рядусвойств.

Степень обособленности соседнихпопуляций вида очень различна. В некоторыхслучаях они резко разделены территорией,непригодной для обитания, и четколокализованы в пространстве, напримерпопуляции окуня и линя в изолированныхдруг от друга озерах или популяциипластинчатозубой крысы, белоусой славки,индийской камышевки и других видов воазисах и долинах рек среди пустынь.

Противоположный вариант – сплошноезаселение видом обширных территорий.Такой характер распространения свойствен,например, малым сусликам в сухих степяхи полупустынях. В этих ландшафтахплотность их населения повсеместновысока.

Отдельные непригодные для жизниучастки легко преодолеваются прирасселении молодняка, а в благоприятныегоды на них возникают временные поселения.

Здесь вычленить границы между популяциямиможно лишь условно, между областями сразной плотностью населения.

Пример сплошного распространения вида– семиточечная божья коровка.

В пределах одного и того же вида могутбыть популяции как с хорошо различимыми,так и со смазанными границами (рис. 95).

Между популяциями осуществляется обменотдельными особями, который может бытьлибо достаточно регулярным, либоэпизодическим.

При сезонных кочевкахворон, например, часть молодых птицежегодно остается на местах зимовок,образуя пары с представителями оседлогонаселения.

Связь между населениемотдельных видов рыб в озерах осуществляетсязначительно реже, например в годы сособо сильными паводками, когдаобособленные водоемы соединяются вединую водную систему.

Связи между популяциями поддерживаютвид как единое целое. Слишком длительнаяи полная изоляция популяций приводитобычно к образованию новых видов.

Различия между отдельными популяциямивыражены в разной степени. Они могутзатрагивать не только их групповыехарактеристики, но и качественныеособенности физиологии, морфологии иповедения отдельных особей (рис. 96).Эти различия создаются в основном подвлиянием естественного отбора,приспосабливающего каждую популяциюк конкретным условиям ее существования.

Зайцы-беляки из разных частей ареаларазличаются характером окраски,размерами, строением пищеварительнойсистемы. Например, длина слепой кишкиу зайцев полуострова Ямал в 2 раза больше,чем у представителей из лесостепногоУрала. Это связано с характером питания,разной долей грубых кормов в составерациона.

8.3.3. Пространственная структура популяцийрастений и животных

Типы распределения особей в пространстве.Занимаемое популяцией пространствопредоставляет ей средства к жизни.Каждая территория может прокормитьлишь определенное число особей.

Естественно, что полнота использованияимеющихся ресурсов зависит не толькоот общей численности популяции, но и отразмещения особей в пространстве. Этонаглядно проявляется у растений, площадьпитания которых не может быть меньшенекоторой предельной величины.

Перехватывая корнями питательныевещества и воду, затеняя пространство,выделяя ряд активных веществ, каждоерастение распространяет свое влияниена определенную площадь, поэтомуоптимальным для популяции являетсятакой интервал между соседнимиэкземплярами, при котором они не влияютотрицательно друг на друга, но при этомне остается и недоиспользованногопространства.

Рис. 104. Основные вариантыразмещения колоний больших песчанок(по Е. В. Ротшильду, 1966):

1– сплошные равномерные поселения;2– сплошные кружевные поселения;3– узколенточные;4–широколенточные;5– мелкоостровные;6– крупноостровные;7– отдельныескопления колоний

В природе изредка встречается почтиравномерное упорядоченное распределениеособей на занимаемой территории, напримерв уплотненных популяциях сидячих морскихполихет, в чистых зарослях некоторыхрастений. Однако чаще всего членыпопуляции распределяются в пространственеравномерно (рис.

 104), что обусловленодвумя причинами: во-первых, неоднородностьюзанимаемого пространства, а во-вторых,некоторыми особенностями биологиивидов, которые способствуют возникновениюскоплений индивидуумов.

У растенийтакая агрегированность возникает,например, при вегетативном размножении,при слабом распространении семян ипрорастании их вблизи материнскойособи; у животных – при групповомобразе жизни семьями, стадами, колониями,при концентрациях для размножения,перезимовки и т. п.

Неравномерное размещение членовпопуляции может проявляться в двухкрайних вариантах со всевозможнымипереходами между ними: 1) в резко выраженноймозаичности с незанятым пространствоммежду отдельными скоплениями особей и2) в распределении случайного, диффузноготипа.

Примером первого могут служитьгнездовья грачей, поселяющихся колониямив рощах или парках, к которым примыкаютблагоприятные кормовые угодья. Диффузноераспределение встречается в природе,если члены популяции относительнонезависимы друг от друга и обитают воднородной для них среде.

Таково,например, размещение мучных хрущаковTribolium confusum в муке, личинок-поденок в водеручья, норок пауков-каракуртов на лугахи т. п.

В каждом конкретном случае типраспределения в занимаемом пространствеоказывается приспособительным, т. е.позволяет оптимально использоватьимеющиеся ресурсы. Способы, которымидостигается рациональный характерразмещения, определяются системойвзаимоотношений между членами популяции.

Растения в ценопопуляции чаще всегораспределены крайне неравномерно,образуя более или менее изолированныегруппы, скопления, так называемыемикроценопопуляции, субпопуляцииилиценопопуляционные локусы.Эти скопления отличаются друг отдруга числом особей, плотностью,возрастной структурой, протяженностью.Часто более плотный центр скопленияокружен особями, расположенными менееплотно.

Пространственная неоднородностьценопопуляции связана с характеромразвития скоплений во времени.

У люцернысерповидной, например, семена обычноопадают в непосредственной близостиот материнского растения, поэтому околообильно плодоносящих средневозрастныхгенеративных растений образуютсяскопления молодых (проростков, ювенильныхи имматурных).

Эти скопления характеризуютсябольшой плотностью. По мере того какособи переходят в следующие возрастныесостояния, скопления меняют возрастнуюструктуру, изреживаются.

Одновременнопроисходит приживление новых зачатковв пределах скопления, оно уплотняется,усложняется его структура, расширяетсязанятая им территория. Если приживлениезачатков происходит за пределамископления, то возникает новое. Скоплениямогут частично сливаться друг с другом,т. е. достигать более высокого уровняагрегированности.

Таким образом, жизнь ценопопуляциипротекает в форме несинхронных возрастныхизменений различных локусов, при этомменяется и ее пространственная структура,ибо изменяются конфигурация, протяженностьлокусов и их местоположение в фитоценозе.

У животных благодаря их подвижностиспособы упорядочивания территориальныхотношений более разнообразны по сравнениюс растениями. Даже у сидячих форм имеетсяряд приспособлений к рациональномуразмещению в пространстве.

У асцидий имшанок растущий край колонии, наталкиваясьна колонию другого вида, растет поверхнее и в конечном счете подавляет ее. Ноесли встречаются колонии одного вида,каждая из них тормозит рост соседней иони начинают распространяться в другомнаправлении.

При полном окруженииколониями своего вида вегетативноеразмножение прекращается, но усиливаетсяобразование половых продуктов и подвижныхличинок.

Личинки устриц, морских желудей, сидячихполихет, руководствуясь химическимистимулами, оседают обычно в местах, гдеуже имеются особи того же вида.

Дляосевшей личинки перед окончательнымприкреплением характерно специальноепоисковое поведение, позволяющее ейзанять определенное место в скоплении.

По наблюдениям, циприсовидные личинкиморского желудя Balanus balanoides обычноприкрепляются на расстоянии не менее2,5 мм от молодых и не менее 2 мм от старыхособей своего вида. В то же время онисвободно оседают в близком соседствеи даже на поверхности представителейдругих видов.

У высших животных внутрипопуляционноераспределение регулируется системойинстинктов. Им свойственно особоетерриториальное поведение – реакцияна местонахождение других членовпопуляции.

Инстинкты, поддерживающиеразмещение по территории отдельныхособей или групп в популяциях, существуюту птиц, млекопитающих, пресмыкающихся,ряда рыб, в меньшей степени – у амфибий.

Они выражены также у многих видовбеспозвоночных со сложной нервнойсистемой – ряда насекомых, пауков,крабов, осьминогов и др.

По типу использования пространства всеподвижные животные делятся на двеосновные группы: оседлых икочевых.

При оседлом существовании животное втечение всей или большей части жизнииспользует довольно ограниченныйучасток среды. Такие животные отличаютсяинстинктами привязанности к своемуучастку, а в случае вынужденногопереселения – стремлением вернутьсяна хорошо знакомую территорию.

Это«чувство дома» получило в экологииназвание «хоминг» (от англ. home– дом).Многие виды возвращаются к местуразмножения даже после длительных идальних миграций. Известно, например,что одна и та же пара скворцов из годав год может занимать «свой» скворечник.

Хоминг голубей использовали даже впрактических целях – для переносапочты.

Оседлый образ жизни имеет значительныебиологические преимущества. На хорошознакомой территории животное свободноориентируется, тратит меньше временина поиски корма, кратчайшим путемспасается в известные ему укрытия.

Крометого, многие оседлые виды создают системузапасов, прокладывают тропинки, строятдополнительные гнезда, норы, что помогаетим выжить. Например, у белок есть основноегнездо, где выводится молодняк, инесколько дополнительных, в которыезверьки скрываются от непогоды иливрагов.

Белки создают также сериикладовых, запасая на зиму орехи, семена,грибы. Длительное использованиеопределенной территории помогает болееполному ее освоению.

На чужом участке поведение животногоменяется. Наблюдения за сусликамипоказали, например, что такие зверькиотличаются суетливостью, неуверенностьюпередвижения, часто осматриваются,убежища находят лишь случайно и поэтомучаще гибнут, чем хозяева территории.

Уменьшение вероятности гибели отхищников на знакомой территории доказанои в экспериментах. Например, при выпусканииушастой совы в комнату, где находилисьхомячки, оказалось, что зверьков, ранееознакомившихся с обстановкой комнаты,сова ловила в пять раз реже, чем тех,которые попадали в нее впервые.

Однако оседлый образ жизни таит в себеугрозу быстрого истощения ресурсов,если плотность популяции окажетсяслишком высокой.

У оседлых видоввыработались такие приспособительныеособенности поведения, которыеобеспечивают разграничение мест обитаниямежду отдельными особями, семьями илидругими внутрипопуляционнымигруппировками.

Общая площадь, занимаемаяпопуляцией, оказывается поделена наотдельные индивидуальные или групповыеучастки, чем достигается упорядоченноеиспользование запасов пищи, естественныхукрытий, мест для размножения и т. п.

Источник: https://studfile.net/preview/3544701/page:12/

Популяционная структура вида

Понятие о популяции. Популяционная структура вида:  Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………..3стр

1. Популяция…………………………………………………………4стр

2. Популяционная структура вида…………………………………….5стр

2.1. Особенность популяции…………………………………..6стр

3. Классификация и структура популяций………………………..7стр

3.1. Половая структура популяций……………………………..7стр

3.2. Возрастная структура популяций………………………….8стр

4. Динамика популяций………………………………………………8стр

4.1. Гомеостаз……………………………………………………9стр

5. Двойственный характер популяционных систем……………….10стр

5.1. Эволюционная и функциональная сущность популяции…10стр

5.2. Биологическаяпротиворечивость функций популяции….11стр

6. Заключение…………………………………………………………12стр

7. Список литературы………………………………………………..13стр

ВВЕДЕНИЕ

Проявляя заботу о сохранении вида, человек должен прежде всего думать о сохранении популяции. Для популяций различных видов существуют допустимые пределы снижения численности особей, за которыми существование популяции становится невозможным.

Популяция одно из основных понятий экологии означает совокупность особей определенного вида, которые длительное время (много поколений) живут на определенной территории и свободно скрещиваются между собой.

Вместе определенная популяция под влиянием каких факторов (обычно это естественные барьеры) отделена от территорий других аналогичных популяций.

Популяция сама по себе может поддерживать свою численность неограниченное время.

Особое значение имеет популяция в биологии, так как, изменяясь как целое, именно она является простейшим элементом эволюционного процесса изменений форм жизни на Земле.

Причиной является тесная кооперация, взаимодействие и даже взаимопомощь членов популяции в борьбе с врагами или конкурентами.

В природе одна особь, как правило, не выживает и не может в условиях конкуренции и борьбы за выживание обеспечить продолжение своего вида. Популяция же гораздо устойчивее к ударам судьбы.

ПОНЯТИЕ ПОПУЛЯЦИЯ

В природе каждый существующий вид представляет собой сложный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают особей со специфическими чертами строения, физиологии и поведения. Таким внутривидовым объединением особей и являетсяпопуляция.

Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» — народ, население.

Термин введён Вильгельмом Иогансеном в 1903 году, однако уже Чарлз Дарвин объяснял эволюцию видов изменчивостью и конкуренцией групп

Следовательно,популяция — совокупность живущих на определенной территории особей одного вида, т.е. таких, которые скрещиваются только друге другом.

Термин «популяция» в настоящее время используют в узком смысле слова, когда говорят о конкретной внутривидовой группировке, населяющей определенный биогеоценоз, и широком, общем смысле — для обозначения обособленных групп вида независимо оттого, какую территорию она занимает и какую генетическую информацию несет.

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов.

В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно выгодные) иконкурентные.

Популяции могут быть монолитными или состоять из группировок субпопуляционного уровня —семей, кланов, стад, стай и т.п. Объединение организмов одного вида в популяцию создает качественно новые свойства. По сравнению со временем жизни отдельного организма популяция может существовать очень долго.

Вместе с тем популяция обладает сходством с организмом как биосистемой, так как имеет определенную структуру, целостность, генетическую программу самовоспроизведения, способность к авторе гуляции и адаптации.

Взаимодействие людей с видами организмов, находящихся в среде, в природном окружении или под хозяйственным контролем человека, опосредуется обычно через популяции.

Важно, что многие закономерности популяционной экологии относятся и к популяциям человека.

Популяция является генетической единицей вида, изменения которой осуществляет эволюция вида. Как группа совместно обитающих особей одного вида, популяция выступает первой надорганизменной биологической макросистемой. У популяции приспособительные возможности значительно выше, чем у составляющих ее индивидов. Популяция как биологическая единица обладает определенными структурой и функциями.

Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве. Популяции свойственна определенная организация.

Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражаютструктуру популяции.

Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер

Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т.е. популяции обладают конкретными генетическими и экологическими характеристиками.

В популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность. Поддержание оптимальной в данных условиях численности называютгомеостазом популяции.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. Основные характеристики популяций: численность, плотность, рождаемость, смертность, темп роста.

Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

Популяционная структура вида

Пространство или ареал, занимаемое популяцией, может быть различным как для разных видов, так и в пределах одного вида. Величина ареала популяции определяется в значительной мере подвижностью особей или радиусом индивидуальной активности.

Если радиус индивидуальной активности невелик, величина популяционного ареала обычно также невелика.

В зависимости от размеров занимаемой территории можно выделитьтри типа популяций: элементарные, экологические и географические (рис. 1).

Рис. 1. Пространственное подразделение популяций: 1 — ареал вида; 2-4 — соответственно географическая, экологическая и элементарная популяции

Элементарная популяция— элементарная группировка особей, характеризующаяся практически полной панмексией.

Например. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша в березняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах;

Экологическая популяция — совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

Экологическая популяция имеет свои особые черты, отличающие ее в чем-то от другой соседней популяции.

Так, белки (Sciuras vulgaris) заселяют различные типы леса, и могут быть четко выделены «сосновые», «еловые», «пихтовые», «елово-пихтовые» и другие.

Географическая популяция представляет собой совокупность групп пространственно смежных экологических популяций. Основными критериями при выделении географических популяций являются: 1) величина занимаемой территории; 2) степень миграции особей между группами смежных популяций.

Например, у березы каменной выделение двух подвидов: березы Эрмана и шерстистой

Различают половую, возрастную, генетическую, пространственную и экологическую структуру популяций.

· Половая структура популяции представляет собой соотношение в ней особей разного пола.

· Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений.

· Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и разнообразием генотипов, частотами вариаций отдельных генов — аллелей, а также разделением популяции на группы генетически близких особей, между которыми при скрещивании происходит постоянный обмен аллелями.

· Пространственная структура популяции — характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале. Пространственная структура популяций заметно различается у оседлых и кочующих или мигрирующих животных.

· Экологическая структура популяции представляет собой разделение всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующие с факторами среды.

Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций. Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных популяций.

Однако не в меньшей степени популяционную структуру вида определяют его биологические особенности, — такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды.

Обособленность популяций

Если члены вида постоянно перемешаются и перемешиваются на обширных пространствах, такой вид характеризуется небольшим числом крупных популяций.

При слабо развитых способностях к перемещению в составе вида формируется множество мелких популяций, отражающих мозаичность ландшафта.

У растений и малоподвижных животных число популяций находится в прямой зависимости от степени разнородности среды.

Степень обособленности соседних популяций вида различна. В некоторых случаях они резко разделены территорией, непригодной для обитания, и четко локализованы в пространстве, например популяции окуня и линя в изолированных друг от друга озерах.

Противоположный вариант — сплошное заселение видом обширных территорий. В пределах одного и того же вида могут быть популяции как с хорошо различимыми, так и со смазанными границами и в пределах вида популяции могут быть представлены группами разного объема.

Взаимоотношения видов не сводятся только к взаимодействию особей, хотя и осуществляются через индивидуальные контакты. Отношения между хищником и его жертвой кратковременны. Связь между их популяциями длительна и является одним из условий функционирования сообществ.

Связи между отдельными особями приводят к одним результатам, связи между популяциями — к качественно другим. Например, длительное воздействие конкретного паразита может иметь следствием изменение физиологического состояния, плодовитости, долговечности хозяина и т.п.

Взаимоотношения популяций этих же видов приводят к изменениям их основных групповых характеристик: численности, возрастного состава, смертности, темпов роста популяций.

Связи между популяциями поддерживают вид как единое целое. Слишком длительная и полная изоляция популяций может привести к образованию новых видов.

Различия между отдельными популяциями выражены в разной степени. Они могут затрагивать не только их групповые характеристики, но и качественные особенности физиологии, морфологии и поведения отдельных особей. Эти различия создаются в основном под влиянием естественного отбора, приспосабливающего каждую популяцию к конкретным условиям ее существования.

Дата добавления: 2015-11-23; просмотров: 1704 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/4-18610.html

Понятие о популяции в экологии

Понятие о популяции. Популяционная структура вида:  Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

Любой вид животного, растения, микроорганизма утверждает себя во внешней среде, приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям не как простая сумма особей, а в форме своеобразных группировок организмов, представляющих единое функциональное целое — по­пуляцию (от лат. populus — народ, население).

Каждый вид занимает тот или иной ареал, в различных частях которого наблюдаются разные условия, и чем больше ареал, тем существеннее эти различия.

Часто группировки особей, располагаю­щиеся в разных частях ареала вида, настолько изолированы друг от друга, что не могут вступать в контакты и не скрещиваются.

Коли­чество группировок зависит от численности и исторического (фило­генетического) возраста вида, размеров ареала и от других причин. Группировки особей с общим генофондом, сходной морфологией, единым жизненным циклом и представляют собой популяции.

По С. С. Шварцу, популяция — эго элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходи­мыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изме­няющихся условиях среды. Это свидетельству­ет о том, что приспособительные возможности популяции гораздо выше, чем у слагающих ее индивидов.

Популяция — это совокупность особей одно­го вида, которая обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. В со­временной экологии популяция рассматривает­ся как элементарная единица процесса микро­эволюции, которая способна реагировать на изменения среды перестройкой своего гено­фонда.

Поскольку все виды живых организмов пред­ставлены в природе конкретными популяциями, понятие «популяция» является одним из цент­ральных в биологии, а генетические, экологиче­ские, эволюционные подходы к изучению попу­ляций объединяются в особое направление — популяционную биологию.

Таким образом, вид— это сложная биоло­гическая система, состоящая из группировок организмов популяций, обладающих харак­терными особенностями строения, физиологии и поведения.

Такие внутривидовые группировки являются генетической единицей вида, а изме­нения их обусловливают эволюцию данного ви­да, т. е. популяции служат элементарными эво­люционирующими структурами.

Следователь­но, популяция как группа совместно обитающих особей одного вида выступает первой надорганизменной биологической макросистемой.

Популяция как биологическая единица об­ладает определенной структурой и функцией. Структура популяции характеризуется составля­ющими ее особями и их распределением в пространстве.

Функции популяции тождествен­ны функциям других биологических систем. По­пуляциям свойствен рост, развитие, способ­ность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е.

популяция обладает конкретными генетическими и экологическими характеристиками.

Широкое распространение в экологии по­лучила концепция иерархии популяций в зависи­мости от размеров занимаемой ими террито­рии. Н. П. Наумов, например, различает эле­ментарную, экологическую и географическую популяции :

— элементарная (локальная) популя­ция — это совокупность особей вида, занима­ющих какой-то небольшой участок однородной площади. Количество элементарных популяций, на которые распадается вид, зависит от разно­родности условий в биогеоценозе: чем они однообразнее, тем меньше элементарных по­пуляций, и наоборот.

Нередко смешение особей элементарных популяций, происходящее в природе, стирает границы между ними.

— экологическая популяция формиру­ется как совокупность элементарных популяций. В основном это внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биогеоценозам. Например, белка (Sciurus vulgaris) заселяет раз­личные типы леса.

Поэтому могут быть четко выделены «сосновые», «елово-пихтовые» и дру­гие экологические популяции ее.

Они слабо изолированы друг от друга, и обмен генетиче­ской информацией между ними происходит до­вольно часто, но реже, чем между элементар­ными популяциями.

— географические популяции слагаются из экологических и охватывают группу особей, заселяющих территорию с географически одно­родными условиями существования. Географи­ческие популяции довольно основательно раз­граничены и относительно изолированы.

Они различаются плодовитостью, размерами осо­бей, рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей.

Приме­ром могут служить популяции белки в заенисейской тайге и смешанных лесах Беларуси, степная и тундровая популяции узкочерепной полевки (Microtus gregalis).

Если под влиянием ряда факторов географи­ческая популяция приобретает устойчивые осо­бенности, отчетливо выделяющие ее из сосед­них, такая популяция называется географиче­ской расой или подвидом.

В целом такие понятия, как географическая популяция, географическая раса, подвид, часто рассматриваются как синонимы.

Например, вид «белка обыкно­венная» насчитывает более 20 географических популяций, или рас, или подвидов.

В природе границы и размеры популяций определяются особенностями не только заселя­емой территории, но и главным образом свой­ствами самой популяции. В основе всегда ле­жит степень ее генетического и экологического единства.

Как показывает Н. П. Наумов, раз­дробление вида на множество мелких террито­риальных группировок является процессом при­способления к огромному разнообразию мест­ных условий.

Это увеличивает генетическое многообразие вида и обогащает его генофонд.

Основными характеристиками популяции являются: плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и тип роста.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся единицу площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, а тем более различных видов, очень колеблется и зависит от степени подвижности особей.

Так, одна популяция ящерицы прыткой занимает от 0,1 до нескольких гектаров; северного оленя — более 100 км2.

Каждому виду присуща определенная оптимальная плотность популяции, отклонение от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.

Численность или число особей в популяции различна у разных видов но она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Численность популяций может резко меняться по сезонам и годам.

У видов животных и растений с большой продолжительностью жизни и относительно малой плодовитостью численность популяций более устойчивая. Колебания численности относительно оптимального уровня носят разный характер. Они могут б плавными, циклическими и резкими, нерегулярными.

При этом быстрое возрастание численности начинается обычно под действием модифицирующих факторов, не зависящих от плотности популяции, и чаще в благоприятных погодных условий, которые действуют на популяцию прямо и косвенно. Различают межвидовые и внутривидовые механизмы регуляции численности.

К первым относят паразитов, хищников и болезни, ко вторым — взаимодействия особей внутри популяции. В простейшем виде это разнообразные формы внутривидовой конкуренции, связанные с прямым и косвенным отрицательным воздействием особей друг на друга.

Полагают, что при численности популяции меньше нескольких сотен особей случайные причины (пожар, наводнение, изменение погоды) могут сократить ее настолько, что рождаемость перестанет перекрывать убыль и на протяжении нескольких поколений оставшиеся особи вымрут.

Рождаемость популяции определяется прежде всего эволюционным положением вида, его биологией. Низкая плодовитость характерна для техвидов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Кроме того, рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок, обеспеченности кормом, влияния погодных условий.

Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции.

У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда бывает выше, чем у взрослых особей. Однако встречаются и такие виды, у которых смертность приблизительно одинакова во всех возрастах или преобладает у особей старших возрастов.

Факторы смертности очень разнообразны. Смертность может быть вызвана влиянием физических условий низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная и не­достаточная влажность и др.), биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания и т. д.

), антропогенными факторами загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, вырубка деревьев и др.).

Возрастной состав популяции имеет большое значение для ее существования и процветания. При благоприятных условиях в популяции наличествуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав.

В быстро растущих популяциях доминируют интенсивно размножающиеся молодые особи, а в сокращающихся — старые, уже неспособные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы.

Возрастной состав популяции зависит от продолжительности жизни особей, периода достижения ими половой зрелости, числа генераций.

Популяция состоит из разных по полу и возрасту особей. Соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяциях различно и за висит от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, интенсивности размножения.

Динамика популяций

Динамика численности и плотности по­пуляций находится в тесной зависимости от плодовитости и смертности, а также от спо­собности слагающих их особей совершать миг­рации.

В живых организмах заложена огромная возможность к размножению. Скорость увеличения численности особей популяции при отсутствии лимитирующих факторов обоз­начается как условный показатель — биотический по­тенциал.

Он устанавливается теоретически как возмож­ная средняя величина рождаемости или скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только тео­ретически) особи определенного вида могут покрыть зем­ной шар равномерным споем.

Для слонов эта скорость составляет 0,3 м/с, а для некоторых микроорганизмов — сотни метров в секунду. Подсчитано, что бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов дает потомство, которое может покрыть сплошным слоем всю нашу планету.

Один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. В действительности же такая гро­мадная плодовитость организмов никогда не реализуется. Истинная плодовитость значительно ниже потенциальной.

Это наглядно прослеживается на примере капустной белян­ки. В результате гибели яиц, гусениц и куколок по разным причинам (болезни, паразиты, хищники и др.) на свет появляется лишь 0,32% взрослых бабочек от числа отло­женных яиц.

Средняя величина плодовитости каждого ви­да определилась исторически как приспособле­ние, обеспечивающее пополнение убыли по­пуляций.

Поэтому естественно, что у менее приспособленных к неблагоприятным условиям видов высокая смертность в молодом (личи­ночном) возрасте компенсируется значитель­ной плодовитостью.

Это особенно типично для организмов, подвергающихся интенсивной не­избирательной элиминации. Например, среди насекомых самая высокая плодовитость у рас­тительноядных форм, а наиболее низкая — у паразитов и хищников.

В благоприятных условиях плодовитость обычно низкая. Этим объясняется более высо­кая плодовитость животных в зонах умеренного климата по сравнению с тропическими видами.

Кроме того, характер плодовитости зависит от скорости полового созревания, числа генераций в течение сезона, от соотношения в популяции самцов и самок.

Если вид размножается с боль­шой скоростью и чутко реагирует на изменения условий среды, то численность популяций его быстро и существенно изменяется. Примером могут служить многие насекомые и мышевид­ные грызуны.

Различают абсолютную и удельную рождаемость. Первая характеризуется общим числом родившихся особей. Например, если в популяции северных оленей, насчитывающей 16 тыс. голов, за год появилось 2 тыс.

оленят, то это число и выражает абсолютную рождаемость. Удельную рождаемость вычисляют как среднее изменение численности на особь за определенный интервал времени, и в данном случае она составит 0,125, т.е.

один новорожденный на восемь членов популяции за год.

Величина рождаемости зависит от многих причин. Большое значение имеет доля особей, способных в данный период к размножению, что определяется соотношением полов и возрастных групп. Важна также частота последовательности генераций.

Для величины рождаемости имеет значение также соотношение периода размножения и общей продолжительности жизни.

Этот период для самок дрозофил составляет около 65%, для стадной саранчи шистоцерки — 15%, а для поденок — всего от 0,5 до 1% длительности их существования. Большую роль играет плодовитость особей.

Однако размножаемость популяции, как правило, не бывает прямо пропорциональна плодовитости. Плодовитость сильно зависит от степени развития заботы о потомстве или обеспеченности яиц питательными материалами.

У видов, оберегающих и выкармливающих свой молодняк, плодовитость резко понижена. Размер кладки у птиц разных видов варьирует уже не в тысячи раз, как у рыб, а в пределах от одного яйца (у некоторых хищников, пингвинов, и др.) до 20—25 (максимальное количество яиц у куриных, например, у серой куропатки).

Большая плодовитость вырабатывается у видов также в условиях более высокой смертности, особенно при сильном давлении со стороны хищников. Отбор на более высокую плодовитость — одни из приспособлений, компенсирующих большую норму гибели популяциях.

Поэтому при высокой плодовитости общая размножаемость популяции может быть весьма низкой. В различных популяциях одного вида плодовитость обычно тем выше, чем более неблагоприятны занимаемые ими места обитания.

Так, у многих млекопитающих — зайцев, мышей, полевок — число детенышей в помете на границах ареала больше, чем в его центре.

Численность и плотность популяции зависят также от ее смертности. Смертность популя­ции— это количество особей, погибших за определенный период.

— Она, как и плодови­тость, изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции и вы­ражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда выше, чем у взрослых особей.

У многих рыб до взрослой фазы доживает 1—2% от числа выме­танной икры, у насекомых — 0,3—0,5% от отложенных яиц.

Различают три типа смертности. К первому относится смертность, одинаковая во всех воз­растах. Она выражается экспоненциальной кри­вой (убывающей геометрической прогрессией).

Такая смертность встречается очень редко и только у популяций, постоянно находящихся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности отличается повышен­ной гибелью особей на ранних стадиях развития и свойствен большинству растений и животных. Максимальная гибель многих растений происхо­дит в стадии прорастания семян и всходов, а животных — в личиночной фазе или в молодом возрасте.

Третий тип смертности характеризуется по­вышенной гибелью взрослых, главным образом старых особей. Наблюдается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древе­сине или в других местах с благоприятными условиями, а также у проходных рыб, которые нерестуют один раз в жизни.

Обычно смертность представляется графи­чески. Широкое распространение получило по­строение «кривых выживания». Они выражают зависимость числа выживших из 100 или 1000 особей от их возраста. Соответственно трем типам смертности было получено три типа кри­вых (рис. 29).

На основании данных, получаемых при ис­следовании закономерностей плодовитости и смертности популяций, появляется возмож­ность математического моделирования динами­ки популяций, что имеет огромное теоретиче­ское и практическое значение.

Например, если учитывать, что лишь немно­гие организмы в течение жизни реализуют свой репродуктивный материал (потенциальные воз­можности размножения), практический интерес представляет определение так называемой чис­той скорости размножения r0. Под r0 подразу­мевается среднее число потомков, производи­мых одной особью данного вида за всю жизнь.

Если обозначить через х возраст особи, через — выживаемость, т. е. долю особей, дожив­ших до возраста х, через тх — плодовитость, т. е. число потомков, произведенное особью в возрасте х, то произведение lхтх дает ожидае­мое число потомков.

Суммируя это произведе­ние по всем возрастам от 0 до ∞ при дискретной градации возрастных классов для rq, получим

,

а при непрерывной градации классов,

.

В реальном случае вместо нижнего предела интегрирования следует брать а — возраст первого размножения, а вместо верхнего пре­дела со — возраст последнего размножения. Тогда второе выражение приобретает следую­щий вид:

При этом важно иметь в виду, что для любо­го возраста, в котором не происходит размно­жение, произведение 1хтх равно 0.

На динамику численности популяции боль­шое влияние оказывают миграции отдельных особей, т. е. обмен индивидуумов популяций. Это происходит при переселении их из одного местообитания в другое. Вместе с плодовито­стью и смертностью миграции определяют ха­рактер роста популяции и ее плотность.

В ос­новном миграции совершаются при подрастании молодняка и его расселении. Наиболее интен­сивно расселение происходит при несбаланси­рованных рождаемости и смертности.

В резуль­тате миграций устраняется избыток особей в одной популяции и компенсируется недостаток в другой, в которой по каким-то причинам смертность превышает рождаемость. В разных популяциях рождаемость, смертность и мигра­ции различаются.

Это приводит к сезонным и многолетним колебаниям численности популя­ции. Они специфичны для каждого вида и зави­сят от множества причин, обусловливающих особенности плодовитости, смертности и по­движности особей.

Популяция регулирует свою числен­ность и приспосабливается к изменяющимся условиям среды путем обновления и замещения особей. Особи появляются в популяции благо­даря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смерти и эмиграции. При сбаланси­рованной интенсивности рождаемости и смерт­ности формируется стабильная популяция.

В такой популяции смертность компенсируется приростом и численность ее, а также ареал удерживаются на одном уровне. Однако любая популяция наделена как статическими, так и динамическими свойствами и ее плотность по­стоянно изменяется. Но при более или менее стабильных внешних условиях и состоянии самой популяции колебания эти происходят около ка­кой-то средней величины.

В результате популя­ции не сокращают и не увеличивают численно­сти, не расширяют и не сужают своего ареала. В таком случае они должны в каждом поколении воспроизводить по паре особей от каждой па­ры. Если это действительно наблюдается, мож­но говорить о стабильной популяции.

Фактиче­ски же в природе не известно ни одной популя­ции, которая сохранялась бы неизменной хотя бы на протяжении короткого промежутка вре­мени.

Чаще отмечается превышение рождаемости над смертностью, и численность популяции рас­тет вплоть до такой степени, что может насту­пить вспышка массового размножения. Это осо­бенно характерно для мелких животных. Подо­бные популяции будут растущими.

Приме­ром может служить интенсивное размножение и распространение ондатры (Ondatra zibetica) в Европе, начавшееся в 1905 г. в окрестностях Праги, когда там было выпущено 5 особей.

Увеличение численности популяции характерно для колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata), быстро расселившегося из Франции до Украины, Беларуси и даже до Смоленской и Псковской областей.

За последние десятилетия наметился рост популяции канареечного вьюрка (Serinus canaria), зеленой пеночки (Phylloscopus trochiloides), чайки обыкновенной, зайца-руса­ка и некоторых других видов, продвигающихся на северо-восток европейской части. В прудах Подмосковья отмечается столь значительный рост численности ротана (Perccottus glehni), по­павшего сюда случайно, что он вытесняет ос­тальных рыб.

Аналогичные примеры растущих популя­ций известны и для растений. Таковы аистник (Erodium) и горчица (Brassica), завезенные в Калифорнию, а также элодея, появившаяся в 1836 г. в Ирландии и уже в 1885 г. проникшая в бассейн Оки.

Однако при чрезмерном развитии популяции ухудшаются условия существования, что вызы­вается ее переуплотнением. Это приводит к резкому возрастанию смертности, и в ре­зультате численность популяции начинает сокра­щаться.

Так произошло со всеми популяциями элодеи в названных водоемах, ондатры в Бела­руси и на Украине, домового воробья (Passer domesticus) в умеренной зоне.

Если смертность превышает рождаемость, популяция становится сокращающейся.

Хорошо известны случаи резкого сокраще­ния численности популяций промысловых видов животных, усиленно уничтожаемых человеком (соболь — Martes zibellina, бобр — Castor fiber, выхухоль — Desmana moschata, зубр — Bison bonasus и др.). Распашка степей привела к со­кращению численности и ареалов популяций стрепета (Otis tetrax) и дрофы (О.

tarda). Релик­товая фауна — также пример сокращающихся в связи с изменением среды популяций. В настоящее время таких популяций довольно мапо и они немногочисленны.

Это популяции сул­танской курицы (Parphirio palyocephalus), кулана (Equus hemionus), окапи (Okapia johnstoni), рас­тений гинкго (Ginkgo biloba) и индийского лотоса (Nelumba nucibera).

Однако сокращаться безгранично популяция также не может. При определенном уровне численности интенсивность смертности начинает падать, а плодовитости — повышаться.

В итоге сокращающаяся популяция, достигнув какой-то минимальной численности, превращается в свою противоположность — в растущую попу­ляцию. Рождаемость в такой популяции посте­пенно растет и в определенный момент вырав­нивается со смертностью, т. е.

популяция на короткий промежуток времени становится ста­бильной, а затем растущей.

Обычно различают два типа роста по­пуляции: экспоненциальный (логарифми­ческий) и логистический. Экспоненциальный рост описывается уравнением

где Nf — численность популяции в момент вре­мени t; N0 — численность популяции в начальный момент t0; е — основание натуральных логариф­мов (2,7182); r— показатель темпов размно­жения. Это уравнение выражает биотический потенциал.

Для того чтобы экспоненциальный рост чис­ленности продолжался в течение некоторого времени, необходимо, чтобы значение г было постоянным. Поэтому экспоненциальный рост возможен только в стабильных условиях при отсутствии ограничивающих факторов и в при­роде либо не происходит вообще, либо проис­ходит в течение очень непродолжительного вре­мени.

Математические формулы экспоненциаль­ного роста были приведены А. Лоткой в 1920-х гг., но были известны задолго до этого.

В частности, способность популяции расти по экс­поненциальному закону явилась одной из основ­ных предпосылок теории естественного отбора.

В настоящее время уравнения, описывающие экспоненциальный рост, используются в эколо­гии прежде всего для выяснения потенциальных возможностей популяций к росту.

В связи с тем что рост популяции по экспо­ненциальному закону продолжается очень ко­роткое время и по мере увеличения численности скорость ее роста снижается, часто описание этого процесса выражается уравнением логи­стического роста. В основе логистического уравнения заложено предположение, что сни­жение скорости удельного роста

По мере возрастания численности N эта скорость при достижении предельной для данной среды численности К становится равной 0. Следо­вательно, если N=K, то га=0. Логистическое уравнение нагляднее всего записывается в диф­ференциальной форме

где rmax — константа экспоненциального роста, который мог бы наблюдаться при N=Q, т. е. в начальный момент увеличения численности.

В связи с тем что такой рост популяций наблюдается очень часто, логистическое урав­нение, которое описывает его, позволяет су­дить об общих закономерностях этого процес­са. Константы r и К из логистического уравнения дали название двум типам естественного отбора.

Периодические и непериодические колеба­ния численности популяций под влиянием абио­тических и биотических факторов среды, свой­ственные всем видовым популяциям, называют­ся популяционными волнами.

Исходя из предложенных выше расчетов, это можно выразить следующим образом: если r0>], популяция растет, если r0=1, популяция стабильна, а если r0

Источник: https://helpiks.org/6-88375.html

Понятие о биологическом виде, популяционная структура вида

Понятие о популяции. Популяционная структура вида:  Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

Вид — основная структурная единица биологической систематики живых организмов (животных, растений и микроорганизмов) —таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.

Вид представляет собой основную структурную единицу в системе живых организмов. Однако определить принадлежность особей к одному виду иногда бывает трудно. Для этого используется целый ряд критериев.

1. Морфологический критерий – это главный критерий, использовавшийся до середины нашего века. Он основывается на внешних различиях между видами животных или растений. Однако иногда встречаются виды-двойники, которые внешне почти не отличаются друг от друга.

2. Географический критерий основан на том, что каждый вид обитает в пределах определенного пространства (ареала). Однако существуют виды, занимающие огромные пространства. Кроме того, многие близкие виды занимают практически одни и те же ареалы.

3. Экологический критерий предполагает, что каждый вид характеризуется определенным типом питания, местом обитания, сроками размножения и т.д., то есть занимает собственную экологическую нишу. Однако некоторые виды занимают очень близкие экологические ниши. Кроме того, часто один и тот же вид, обитающий на большой территории, занимает в разных районах ареала различные ниши.

4. Этологический критерий основан на том, что поведение животных разных видов различно. Но этот критерий нельзя считать абсолютным, так как поведение многих близких видов почти одинаково.

5. Генетический критерий основан на главном свойстве вида – его генетической изоляции: животные и растения разных видов почти никогда не скрещиваются между собой.

Если же такое иногда и происходит, то потомство, как правило, нежизнеспособно и, во всяком случае, бесплодно из-за того, что хромосомы у разных видов несовместимы и не могут конъюгировать во время мейоза.

Но и этот критерий нельзя считать абсолютным, так как межвидовые гибриды в природе иногда встречаются, особенно среди растений.

Нередко выделяют и другие критерии вида: цитологический (хромосомный) и другие.

Каждый вид представляет собой генетически замкнутую систему, репродуктивную изолированную от других видов.

В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы —популяции. Реально вид существует именно в виде популяций.

В природе практически не существует видов, которые были бы повсеместно распространены.

Обычно каждый вид имеет свою область распространения — ареал, границы которого определяются границами пригодных для данного вида условий обитания.

Космополитами — видами, обитающими повсеместно — являются прежде всего человек, сумевший освободиться из-под влияния окружающей среды, и (с определенной долей условности) некоторые обитающие совместно с ним животные.

Границы ареалов видов со временем изменяются. Как правило, это связано с изменением условий существования, а также с адаптацией видов к новой среде обитания. В настоящее время ареалы многих видов меняются под влиянием хозяйственной деятельности человека. При этом ареал может сокращаться или расширяться.

Условия среды определяют не только границы ареала, но и закономерности размещения особей в пределах этих границ. Как правило, внутри своего ареала животные, растения грибы или микроорганизмы распределены неравномерно: можно выделить отдельные «сгущения» — популяции.

Популяция — совокупность особей того или иного вида, в течение большого числа поколений населяющих определенное пространство, внутри которого особи могут относительно свободно скрещиваться друг с другом, в то время как обмен особями с соседними популяциями в значительной мере затруднен.

Популяционная структура видов зачастую бывает довольно сложной, и локальные поселения можно объединить в более крупные группировки. Популяции высокого ранга, объединяющие несколько более мелких единиц, стабильны во времени, и могут обладать собственной эволюционной судьбой.

В силу того, что разные популяции в большей или меньшей степени изолированы друг от друга, между ними накапливаются генетические и морфологические различия — формируется внутривидовая географическая изменчивость.

Генетическую структуру популяции мы можем описать, определив частоты генотипов в ее генофонде. Для этого нам нет необходимости обследовать всех особей этой популяции. Биологи, как правило, анализируют выборку особей из популяции.

Чем больше эта выборка, тем точнее она представляет реальное соотношение частот генотипов в популяции. В качестве материала используются полевые наблюдения, данные лабораторных анализов полевых сборов или музейных экземпляров и даже архивные данные.

Сравнение разных популяций по частотам аллелей дает нам информацию о генетической гетерогенности видов в разнообразных условиях его обитания. Обратите внимание, что частота аллеля черной окраски в островных популяциях значительно выше, чем в континентальных.

Источник: https://studopedia.org/8-108519.html

Урок на тему:

Понятие о популяции. Популяционная структура вида:  Каждый вид организмов утверждает себя в окружающей среде не как

Урок №22. Популяционная структура вида.

Задачи:

  • сформировать у учащихся понятие “популяция”,

  • выяснить, почему популяцию считают структурной единицей вида и эволюции,

  • сформировать умения применять показатели популяций для оценки её экологического состояния и перспектив развития и долголетия.

Оборудование: таблица “ Популяции”, тексты по теме (один на парту), учебник биологии 9 класс.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания.

1. Дать определение вида (устно).

2. Самостоятельная работа:

А) Решить биологическую задачу (написать критерий):

“Некоторые виды малиновки в хвойных лесах, на первый взгляд занимают одну нишу, но одни из них кормятся на внешних, а другие на внутренних ветвях деревьев. Какой критерий в данном случае является основополагающим? (экологический)

Б) Выберите правильный ответ. Тест “ Критерии вида”

1. Сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида.

А) генетический критерий

Б) морфологический критерий

В) экологический критерий

Г) географический критерий

2. Сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида.

А) биохимический критерий

Б) генетический критерий

В) морфологический критерий

Г) физиологический критерий

3. Сходство химического состава особей одного вида.

А) морфологический критерий

Б) биохимический критерий

В) генетический критерий

Г) экологический критерий

4. Определённый набор и форма хромосом у особей одного вида.

А) биохимический критерий

Б) морфологический критерий

В) генетический критерий

Г) физиологический критерий

5. Обитание особей одного вида в сходных условиях.

А) морфологический критерий

Б) биохимический критерий

В) географический критерий

Г) экологический критерий

6. Общий ареал, занимаемый видом в природе.

А) географический критерий

Б) экологический критерий

В) морфологический критерий

Г) генетический критерий

II. Изучение нового материала.

Структурной единицей вида является популяция.

1. Дать определение популяции.

2. Дать определение понятия “ареал”. “Популюс” в переводе с латинского означает “народ”, и в точном переводе слово “популяция” означает население вида на какой-либо территории.

Найдите определение в учебнике и запишите.

Ареал (от лат ареа — площадь) – область распространения вида, рода, или другой группы живых организмов или сообществ.

3. Работа над новым материалом.

Жизнь популяции изучает “ экология” Дайте определение. (Наука о взаимодействии организмов между собой и со средой обитания.) Есть раздел экологии — “популяционная экология”. Основоположником экологии популяций является выдающийся английский эколог Чарльз Элтон (показ портрета).

Благополучное существование различных видов растений и животных требует подходящих условий и необходимых для жизни ресурсов. При перемещении особей из одной местности в другую могут меняться и условия и ресурсы.

Всё это приводит к тому, что подходящие для того или иного вида условия формируются в пространстве как бы в виде отдельных островков.

Виды заселяют эти подходящие им “островки”, а потому распространены не равномерно, а отдельными группами — популяциями.

Условия жизни видов в разных частях ареала могут сильно различаться. (работа с картой)

— Как взаимодействуют популяции?

А) Взаимодействие отдельных популяций.

Любой вид состоит из более мелких популяций, т.к. неоднородно распределён в пространстве. В пределах занимаемой им территории — ареала — встречаются места как более пригодные, так и малоподходящие для жизни. Поэтому возникает некоторая ограниченность одной популяции от другой. Соседние популяции сообщаются друг с другом в процессах расселения, переноса семян, пыльцы, сезонных миграций.

Информационный материал. (на столах)

Скорость расселения вида можно характеризовать средним расстоянием между местом рождения и местом размножения большинства членов популяции.

Для ежа обыкновенного оно составляет в разных условиях от 200 до 1000 м, для крота – 170 м, зайца-беляка – 400 м, зайца-русака – 3 км, белки обыкновенной -7 км, соболя — 19км.

Некоторые перелётные птицы могут размножаться за 1-1,5 тыс. км от места рождения.

У растений расселяются семена, пыльца, споры. Среднее расстояние осаждения пыльцы у лука –2 м, у сосны –100 м, у хлопчатника –1 км. За счёт постоянно протекающего расселения молодых, а у некоторых видов — взрослых особей осуществляется связь различных популяций и освоение новых территорий.

У некоторых видов такая связь соседних популяций постоянная, у других эпизодическая.

Запись схемы в тетрадь: (приведите пример)

Условия жизни видов в разных частях ареала могут сильно различаться.

Например, белки в лесах Беларуси и Дальнего Востока живут в условиях разного климата, в разных типах леса, в окружении разных врагов и т.д. Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям.

Поэтому любой широко распространённый вид экологически неоднороден. Иными словами, популяции, как и отдельные организмы, обладают изменчивостью.

 Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти полностью тождественные.

Зайцы-беляки, обитающие в районе Верхоянска, отличаются от своих собратьев из популяций, населяющих районы Средней Волги, целым рядом особенностей.

У них разный состав пищи: южные грызут преимущественно лиственные породы, северные больше хвойные, ягодниковые растения и травы. Из-за более грубых кормов у них вдвое больше длина слепой кишки.

В северных популяциях сокращён период размножения, самки дают только один приплод за лето, а приволжские зайцы — 2-3. Возрастной состав популяций разный.

Популяции не живут изолированно. Они взаимодействуют с популяциями других видов, образуя биотические сообщества — целостные системы ещё более высокого уровня организации.

Б) Взаимосвязь особей внутри популяции.

Как же могут взаимодействовать особи в группах?

В жизни любого живого существа большую роль играют отношения с другими представителями собственного вида. Отношения эти осуществляются в популяциях. Например.

Всем известно, что грачи при прилёте сначала устраивают драки из-за пригодных мест для гнезда, а затем сообща защищают свою колонию и совместно кормятся на пашнях.

В стаях собак или обезьян более сильные особи имеют первое право на пищу (результат конкурентных отношений). Но они же в наибольшей мере защищают всю стаю. Приведите примеры.

  • одиночные (жук жужелица, некоторые виды пауков);

  • скопления (вместе переживают зиму, или засуху, божьи коровки);

  • семьи (объединяют родителей и потомство);

  • стада, стаи, колонии, где совершают совместные действия (защиту, миграции, добывание пищи).

В) Численность популяций.

характеристика любой популяции — это её численность. Она сразу говорит о том, хорошо или плохо чувствует себя вид в данных условиях. Однако не всегда легко получить эту характеристику, т.к. для этого надо пересчитать всех особей популяции. Поэтому чаще используют другой показатель — плотность популяции.

Плотность — это число особей, приходящихся на единицу пространства, которую мы выбираем для учёта. т.о., можно количественно сравнить разные популяции, независимо от общего размера занимаемой ими территории. Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным.

Рано или поздно популяция сталкивается с ограничениями, не позволяющими ей наращивать своё обилие, ресурсы, за счёт которых существуют виды, на любой территории имеют пределы.

Назовите эти ограничения (пища, убежища, подходящие места для размножения и т.п.).

У разных видов это происходит по-разному.

Объясните, что происходит с популяцией сосны? У растений, например, с возрастанием плотности усиливается прямая конкуренция за свет, воду, минеральное питание, в результате чего происходит самоизреживание. Приведите примеры регуляции численности в природе.

У подвижных животных часть особей может выселяться (эмигрировать) за пределы занятой территории и искать новые места обитания.

Информационный материал (На партах).

Жуки-короеды, как, например, большой лиственничный короед, издаёт запах, привлекающий других особей на ослабленное дерево. Совместное нападение жуков на дерево облегчает им его освоение. Дерево ослабевает и перестаёт выделять губительную для жуков смолу.

Однако слишком сильного запаха своего вида жуки не выносят, и, когда плотность популяции оказывается чрезмерно высокой, часть короедов начинает покидать дерево. Этим предотвращается перенаселение, при котором личинкам не хватило бы луба для питания и развития.

Задача. 

Рассчитайте смертность во время спячки в двух популяциях малого суслика. В первой из них плотность популяции перед впадением в спячку составляла 160 зверьков на 1 га, выжило 80, во второй — соответственно 90 и 56.

На каком участке смертность оказалась выше и чем можно это объяснить, если принять во внимание, что запас кормов, приходящихся на гектар, на обоих участках был одинаков (смертность выше в первой популяции.

Из-за сильно сократившихся размеров индивидуальных участков зверьки нагуляли меньше жира и хуже перенесли зимнюю спячку).

Факторы, влияющие на численность популяции:

  • односторонние. Они влияют на популяцию, но сами не зависят от её численности и плотности. Они отклоняют её в ту или иную сторону. Температура, дождь, ветер, солнечная радиация, давление и т.д.;

  • двустороннее взаимодействие. Чем выше становится численность вида, тем сильнее растёт противодействие. При падении численности действие регуляторов ослабевает. Хищники, паразиты, болезни.

III. Итог урока.

Вывод: Популяция – структурная единица вида и эволюции.

Беседа.

— Что такое популяция?

— Почему биологические виды существуют в форме популяции?

— Какие свойства могут характеризовать популяцию как группу организмов?

— В чём состоит практическое значение изучения популяции?

IV. Домашнее задание:

— Ёж обыкновенный – закоренелый индивидуалист. Подготовьте сообщение о любых животных, ведущих индивидуальную жизнь, не образуя групп.

Источник: https://infourok.ru/urok-na-temu-populyacionnaya-struktura-vida-1388436.html

Scicenter1
Добавить комментарий