Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Живі організми в природі, як правило, не живуть поодинці, а утворюють більш-менш постійні групи. Причин для утворення таких груп досить багато, але головні з цих полягають в тому, що організми, що належать одному виду, накопичуються в місцях, найбільш сприятливих для їх існування і розмноження.
У найширшому сенсі термін «популяція» означає сукупність об'єктів, в біології він використовується для позначення групи особин одного виду. У еволюційної і генетичної трактуванні цей термін використовується ще більш конкретно, часто говорять при цьому про вільно скрещивающейся, або менделевской популяції. Сукупність особин одного виду, які тривалий час населяють певний простір, що розмножуються шляхом вільного схрещування і в тій чи іншій мірі ізольованих один від одного, називають популяцією. Необхідно відзначити, що таке визначення застосовне лише до розмножується статевим шляхом роздільностатеві видів.
Таким чином, в генетичному сенсі популяція-це просторово-часова група перехресних між собою особин одного виду. Зв'язки нащадків з батьками забезпечують безперервність популяції в часі, а схрещування особин з різних частин популяції забезпечує їй просторове єдність. Чисельність популяції може змінюватися в результаті змін умов середовища проживання, коливань смертності і народжуваності, а також припливу або відтоку особин з інших популяцій. Нарешті, популяції можуть об'єднуватися або розділятися, виникати і вмирати. Важливо при цьому, що популяції постійно змінюватися і ці зміни є елементарні еволюційні процеси.
Природні угрупування складаються з популяцій різних організмів. Популяція - будь-яка здатна до самовідтворення територіальна угруповання особин одного виду.
Можна наприклад говорити про популяцію дафнії в ставку; голубів в місті. Але нерідко справа йде інакше: адже личинки і дорослі особини або різні стадії життєвого циклу можуть населяти різні місцеперебування і навіть різні середовища. Так пуголовки живуть в ставку, а трав'яні жаби - в навколишньому лісі. Еколог, що вивчає зв'язки між жабами і іншими видами в біоценозі, може розглядати пуголовків і дорослих жаб як дві різні популяції. Якщо ж вивчаються зміни чисельності, то доводиться розглядати і пуголовків, і жаб як єдину популяцію.
2.Основні властивості популяцій
Вид, як правило, включає безліч популяцій. Ізоляція між ними майже ніколи не буває абсолютної: між окремими популяціями відбувається обмін особинами завдяки міграціям. Ступінь ізольованості популяцій залежить від здатності особин до розселення, від наявності географічних перешкод в межах ареола виду, а також від характеру середовища існування. Наприклад, рослина, що живе під пологом дерев, в лісостеповій зоні буде представлено окремими ізольованими популяціями; в лісовій зоні той же вид може мати суцільне поширення і тут кордону між його популяціями провести важко. Ізольованість популяцій може залежати від чисельності виду. Наприклад, при спалахах чисельності гризунів відбувається їх активне розселення, і території, зайняті окремими популяціями, можуть зливатися.
В межах виду існують відокремлені угруповання особин різного «рангу». Так, популяції багатьох ссавців складаються з родинних груп або стад. Рослини в лісі утворюють окремі «плями», або куртини. Залежно від завдань дослідження такі групи особин можуть розглядатися і як частини однієї популяції, і як окремі «мікропопуляціі».
Особи в популяціях складним чином взаємодіють між собою. Специфічні внутрішньовидові взаємодії - це відносини між особинами різних статей і між батьками та нащадками, пов'язані з продовженням роду. Крім цих відносин в популяціях найбільш розвинені два протилежних типу взаємозв'язків - конкуренція і взаємодопомога; іноді може мати місце хижацтво всередині виду (канібалізм) та інші форми взаємодії особин. Від взаємин особин в популяції між собою і з середовищем існування залежать структура популяції і динаміка чисельності.
Структура популяції - це її підрозділів на частини (або групи) і співвідношення цих частин. Структура популяції може вивчатися в різних аспектах. Вікова структура - співвідношення чисельності особин різного виду. Статева структура - співвідношення кількості самців і самок. Генетична і фенетіческая структура - співвідношення в популяції особин з різними генотипами і фенотипами.
Просторова структура популяції - особливості розміщення особин у просторі. Вона залежить від якості місцеперебування і від біологічних особливостей виду. Часто особини одного виду утворюють скупчення або групи. У багатьох тварин сімейні групи, зграї або окрема особа постійно тримаються на певній території. Таким тваринам властиво територіальне поведінка. За допомогою спеціальних сигналів тварини показують, що ділянка зайнята, і часто охороняють його, виганяючи вторглися особин того ж виду. Інші тварини (наприклад, північні олені, кулани) кочують по великих просторів, дотримуючись певних шляхів міграції. При цьому території, які використовуються окремими стадами, можуть сильно перекриватися. Просторова структура популяції може змінюватися в часі; вона залежить від сезону року, від чисельності популяції, від вікової структури та ін.
Динаміка чисельності - це зміни числа особин в популяції. Чисельність. або поголів'я - це загальне число особин в даній популяції. Найчастіше на практиці визначити загальну чисельність популяції неможливо, і визначають щільність популяції - число особин, що припадають на одиницю площі (або об'єму, якщо особини мешкають в товщі води або грунту).
Навіть при постійній чисельності популяція оновлюється внаслідок зміни поколінь і міграцій. Зміни чисельності залежать від співвідношення прибутку нових особин завдяки народженню і вселення з інших популяцій і убутку в результаті загибелі і виселення особин. Вивчаючи ці процеси і їх залежність від чинників середовища, екологи намагаються встановити, чим визначаються зміни чисельності або її збереження на тому чи іншому рівні. Результати цих досліджень мають важливе практичне значення: вони лягають в основу прогнозів спалахів чисельності шкідників, дозволяють оптимально використовувати популяції промислових тварин та ін.
3.Дінаміка чисельності популяцій
а) биотический потенціал і експоненціальне зростання чисельності
Всі тварини організми теоретично здатні до дуже швидкого збільшення чисельності. При необмежених ресурсах і відсутності загибелі від хвороб, хижаків і т.п. навіть при низькій вихідній чисельності популяція будь-якого виду за порівняно короткий проміжок часу може так зрости, що покриє всю земну кулю суцільним шаром. Здатність до збільшення чисельності за даний проміжок часу називають біологічним потенціаломвіда.
У різних видів біологічний потенціал різко відрізняється. У великих ссавців навіть за найсприятливіших умов чисельність може зростати лише в 1,05 - 1,1 рази в рік. У дрібних комах і про ракоподібних (наприклад, попелиць, дафній) чисельність за рік може вирости в 10 10 - 10 30 разів. Ще швидше зростає чисельність у бактерій або одноклітинних водоростей. Однак у всіх цих випадках в ідеальних умовах чисельність зростатиме в геометричній прогресії (за певний інтервал часу збільшується в стільки разів, а не на стільки).
Зростання чисельності в геометричній прогресії називається ростом. Графік залежності чисельності популяції від часу при експоненційному зростанні є кривою, яка називається експонентою. Величина зміни чисельності за одиницю часу називається абсолютною швидкістю зростання чисельності.
Експоненціальне зростання реально спостерігається, коли популяція зростає в умовах надлишку ресурсів (їжі, місця для розмноження) і не відчуває впливу несприятливих факторів. Експоненціально може рости чисельність популяцій, всесвітів в нову місцевість, де у них мало ворогів і багато їжі.
б) зростання чисельності при обмеженні ресурсів
Ємність середовища. У міру збільшення щільності популяції зростання чисельності сповільнюється, так як умови для зростання і розмноження особин стають менш сприятливими. Наприклад, тваринам при високій щільності популяції може не вистачати їжі. Рослини починають затінювати один одного або їм не вистачає вологи. У пробірці з культурою мікробів накопичуються продукти обміну, що уповільнюють темп поділу клітин. У міру погіршення умов питома швидкість росту знижується, і при деякій щільності чисельність популяції перестає рости. Цю граничну щільність, якої може досягати популяція в даних умовах, називають ємністю середовища.
Ємність середовища залежить від наявності ресурсів для даного виду. Наприклад, там, де їжі більше, популяція може досягати більш високої щільності. При щільності популяції, що дорівнює ємності середовища, швидкість споживання ресурсів дорівнює швидкості їх відновлення. Якщо щільність стає більше ємності середовища, то ресурсів стає занадто мало, в популяції зростає смертність або різко знижується народжуваність, і її щільність починає знижуватися.
в) народжуваність і смертність
У популяціях мікроорганізмів питома швидкість росту залежить від швидкості поділу клітин.
У популяціях багатоклітинних організмів питома швидкість росту залежить від народжуваності і смертності.
Народжуваність характеризує частоту появи нових особин в популяції. Розрізняють народжуваність абсолютну і питому. Абсолютна народжуваність - число особин, що з'явилися в популяції за одиницю часу. Питома народжуваність - виражається в числі особин на особину в одиницю часу.
Смертність (абсолютна і питома) характеризує швидкість зменшення чисельності популяції внаслідок загибелі особин від хижаків, хвороб, старості і т.д.
Народжуваність і смертність, динаміка чисельності безпосередньо пов'язані з віковою структурою популяції. Умови існування особин різного віку в популяції часто різко різні. Щоб передбачити зміни чисельності реальної природної популяції, потрібно знати її вікову структуру, статевий склад, а також плодючість особин різного віку.
популяція простір щільність народжуваність
4. Коливання чисельності та гомеостаз популяцій
а) коливання чисельності популяцій і їх причина
У природі чисельність популяцій відчуває коливання. Амплітуда і період цих коливань залежать від особливостей виду і від умов середовища проживання.
Так, спостереження орнітологів за популяціями сірої чаплі в ряді районів Англії показали, що після особливо холодних зим чисельність птахів знижувалася, а в наступні кілька років знову досягала звичайного рівня. В окремі роки при виникненні особливо сприятливих умов виникають різкі спалахи чисельності.
Крім подібних нерегулярних коливань, у ряду організмів виявлені періодичні коливання чисельності. У всіх цих випадках на чисельність впливають різні чинники.
б) фактори, що залежать і не залежать від щільності популяцій
Різноманітні фактори, що впливають на чисельність популяцій, ділять на залежні і не залежні від її щільності.
До незалежних від щільності відносять абіотичні чинники. Такі фактори, як сувора зима, сильний шторм або тривала посуха. Наприклад, тривалі снігопади і жорсткий наст призводять до загибелі птахів, що годуються взимку на землі.
До залежних від щільності відноситься більшість біотичних факторів: конкуренція, вплив хижаків, забезпеченість їжею, поширення інфекцій. Чим вище щільність популяції, тим сильніше вплив цих факторів.
Важлива особливість залежних від щільності чинників полягає в тому, що їх вплив зазвичай згладжує коливання чисельності; при зростанні щільності популяцій сприяє поверненню її до середнього рівня.
При зростанні щільності популяції знижується забезпеченість їжею. У багатьох тварин від споживання їжі прямо залежить плодючість: при збільшенні щільності популяції плодючість падає, і це запобігає подальше зростання чисельності.
Важливий фактор, що залежить від щільності, - поширення захворювань. Важливу роль в регуляції щільності популяцій у тварин грають поведінкові чинники.
Інша форма поведінки, яка веде до регуляції чисельності, - територіальність. Часто майже вся територія, яку займає популяцією, поділена на індивідуальні ділянки. Молоді особини або слабкі особини, які не мають ділянки, як правило, не беруть участі в розмноженні.
На чисельність популяції кожного виду впливають впливу багатьох видів - хижаків і паразитів. Чисельність може знижуватися внаслідок спалаху інфекційних захворювань. Множинність механізмів регуляції чисельності призводить до того, що в природних співтовариствах дуже рідко відбувається катастрофічне зростання чисельності, підрив ресурсів і загибель популяції.
1. «Біологія для вступників до ВНЗ» Н.А. Лемеза, Л.В. Камлюк, Н.Д. Лисов.
2. «Загальна біологія» А.О. Рувинский, Л.В. Висоцька, С.М. Глаголєв
Розміщено на Allbest.ru