Что такое популяция по биологии. Экологическая единица: популяция – это в биологии
3.синтез глюкозы 4.образование крахмала 5.поглощение кванта света молекулой хлорофилла.
Задание 2.
Установите правильную последовательность процессов,протекающих в ходе трансляции
1.распознавание первого кодона и РНК антикодоном тРНК 2.образование пептидной связи между аминокислотами,рост полипептидной цепи 3.отделение полипептидной цепи от рибосомы 4.связывание иРНК с рибосомой 5.размещение в активном центре рибосомы двух молекул тРНК с аминокислотами
Задания уровня В Выберите три правильных ответа из шести предложенных. В1. Оптическая система глаза включает роговицу 4) зрачок хрусталик 5)стекловидное тело сетчатку 6) жёлтое пятно В2. В полости среднего уха находятся косточки молоточек 4) стремечко подковка 5) уздечка наковальня 6) улитка В3. Чувство осязания даёт информацию о таких свойствах предмета, как размер 4)вкус цвет 5)запах форма 6) температура Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов. В4. Установите соответствие между анализаторами и их струй" турами. СТРУКТУРЫ АНАЛИЗАТОРЫ А) стекловидное тело 1) зрительный Б) улитка 2) пространственный (вестибулярный) В) колбочки 3) слуховой Г) палочки Д) наковальня Е) полукружные каналы А Б В Г Д Е В5. Установите соответствие между частями глаза и структура ми, их составляющими. ЧАСТИ ГЛАЗА СТРУКТУРЫ А) веки 1) вспомогательный аппарат глаза Б) зрачок 2) глазное яблоко В) слёзные железы Г) стекловидное тело Д) роговица Е) ресницы А Б В Г Д Е В6.Установите соответствие между анализатором и долей ко ры больших полушарий, в которой осуществляется анализ данных ощущений. АНАЛИЗАТОРЫ ДОЛЯ КОРЫ А) вкусовой 1) височная Б) обонятельный 2) теменная В) зрительный 3) затылочная Г) мышечный Д) кожный (тактильный) А Б В Г Д Установите правильную последовательность биологических процессов, явлений, практических действий. В7. Установите последовательность этапов прохождения света, а затем нервного импульса в глазе и зрительном анализа торе. зрительный нерв Е) хрусталик Б) стекловидное тело Ж) зрительная зона коры В) роговица больших полушарий Г) палочки и колбочки Д) хрусталик В8. Установите последовательность прохождения звука и нервного импульса. А) барабанная перепонка Б) слуховой нерв В) молоточек Г) перепонка овального оконца Д) наковальня Е) наружный слуховой проход Ж) ушная раковина З) улитка И) височная доля КБП К) стремечко
1. Какое из приведенных утверждений считается правильным?а) происхождение от специализированных предков;
б) ненаправленность эволюции;
в) ограниченность эволюции;
г) прогрессирующая специализация.
2. Борьба за существование является следствием:
а) врожденного стремления к совершенству;
б) необходимостью бороться со стихийными бедствиями;
в) генетического разнообразия;
г) того, что число потомков превышает потенциальные возможности среды.
3.Правильная таксономия в ботанике:
а) вид – род – семейство – класс – порядок;
б) род – семейство – отряд – класс – отдел;
в) вид – род – семейство – порядок – класс;
г) вид – род – семейство – порядок – тип.
4. Медиатором в преганглионарных нейронах симпатической нервной системы является:
а) адреналин;
б) ацетилхолин;
в) серотонин;
г) глицин.
5.Инсулин в организме человека не участвует в:
а) активации распада белков в клетках;
б) синтезе белка из аминокислот;
в) запасании энергии;
г) депонировании углеводов в виде гликогена.
6. Одним из главных веществ вызывающих сон, является вырабатываемый нейронами центральной части среднего мозга:
а) норадреналин;
б) ацетилхолин;
в) серотонин;
г) дофамин.
7.Среди водорастворимых витаминов коферментами являются:
а) пантотеновая кислота;
б) витамин А;
в) биотин;
г) витамин К.
8.Способностью к фагоцитозу обладают:
а) В-лимфоциты;
б) Т-киллеры;
в) нейтрофилы;
г) плазматические клетки.
9.В возникновении ощущения щекотки и зуда участвуют:
а) свободные нервные окончания;
б) тельца Руффини;
в) нервные сплетения вокруг волосяных луковиц;
г) тельца Пачини.
10.Какие особенности характерны для всех суставов?
а) наличие суставной жидкости;
б) наличие суставной сумки;
в) давление в суставной полости ниже атмосферного;
г) имеются внутрисуставные связки.
11.Какие процессы протекающие в скелетных мышцах требуют затраты энергии АТФ?
а) транспорт ионов К+ из клетки;
б) транспорт ионов Na+ в клетку;
в) перемещение ионов Ca2+ из цистерн ЭПС в цитоплазму;
г) разрыв поперечных мостиков между актином и миозином.
12. При длительном пребывании человека в невесомости не происходит:
а) уменьшение объема циркулирующей крови;
б) увеличение количества эритроцитов;
в) снижение мышечной силы;
г) снижение максимального сердечного выброса.
24. Какие биологические особенности капусты надо учитывать при ее выращивании?
а) небольшую потребность в воде, питательных веществах, освещенности;
б) большую потребность в воде, питательных веществах, освещенности, умеренной температуре;
в) теплолюбивость, теневыносливость, небольшую потребность в питательных веществах;
г) быстрый рост, короткий вегетационный период.
13. Назовите группу организмов, число представителей которой преобладает над представителями других групп, входящих в состав пищевых цепей выедания (пастбищных).
а) продуценты;
б) потребители первого порядка;
в) потребители второго порядка;
г) потребители третьего порядка.
14. Укажите наиболее сложный наземный биогеоценоз.
а) березовая роща;
б) сосновый бор;
в) дубрава;
г) пойма реки.
15. Назовите экологический фактор, который для ручьевой форели является ограничивающим.
а) скорость течения;
б) температура;
в) концентрация кислорода;
г) освещенность.
16. В середине лета рост многолетних растений замедляется или полностью прекращается, уменьшается количество цветущих растений. Какой фактор и какое изменение его служит причиной таких явлений?
а) снижение температуры;
б) уменьшение;
в) уменьшение длины дня;
г) уменьшение интенсивности солнечного излучения.
17. К архебактериям не относятся:
а) галобактерии;
б) метаногены;
в) спирохеты;
г) термоплазмы.
18. Основными признаками гоминизациине являются:
а) прямохождение;
б) приспособление к трудовой деятельности руки;
в) социальное поведение;
г) строение зубной системы.
19 Бациллы - это:
а) грамположительные спорообразующие палочки;
б) грамотрицательные спорообразующие палочки;
в) грамотрицательные неспорообразующие палочки;
г) грамположительные неспорообразующие палочки.
20. При возникновении теплокровности решающим стал морфологический признак:
а) волосяной и перьевой покров;
б) четырехкамерное сердце;
в) альвеолярное строение легких, увеличивающее интенстивность газообмена;
г) повышенное содержание миоглобина в мышцах.
1. Ведущую роль в эволюции играет:
а – мутационная изменчивость;
б – модификационная изменчивость;
в – групповая изменчивость;
г – ненаследственная изменчивость.
2. Основным критерием вида является:
а – физиологический;
б – географический;
в – экологический;
г – все эти критерии
3. Более чем одно ядро может встречаться в клетках:
а – простейших;
б – мышц;
в – соединительной ткани;
г – все ответы верны.
4. Последовательное уменьшение числа пальцев у предков лошади служит примером:
а – гомологического ряда;
б – филогенетического ряда;
в – ароморфоза;
г – конвергенции.
5. Микроэволюция приводит к образованию новых:
а – семейных групп;
б – подвидов и видов;
в – родов;
г – классов.
6. Закон Моргана касается:
а – дигибридного скрещивания;
б – чистоты гамет;
в – неполного доминирования;
г – сцепления генов.
7. Основное количество солнечной энергии в океане запасает:
а – фитопланктон;
б – зоопланктон;
в – рыба и морские млекопитающие;
г – крупные придонные водоросли.
8. Число нуклеотидов, вмещающихся в рибосому, равно:
а – один;
б – три;
в – шесть;
г – девять.
9. К обезьянолюдям относятся:
а – кроманьонец;
б – австралопитек;
в – питекантроп;
г – неандерталец.
10. При дигибридном скрещивании число классов по фенотипу во втором поколении равно:
а – четыре;
б – девять;
в – шестнадцать;
г – ни один ответ не верен.
Ответы:
1) а.
2) г.
3) б.
4) б.
5) б.
6) г.
7)
8)
9)
10) в.
Задание 2. Задание содержит вопросы, к каждому из которых даны несколько вариантов ответа; среди них правильных может быть от нуля до пяти.
1. Какие клеточные органоиды имеют ДНК:
а – центриоль;
б - вакуоль;
в- митохондрии;
г - ядро;
д - лизосомы.
2. Какие из перечисленных клеточных структур имеют двойную мембрану:
а – вакуоль;
б – митохондрии;
в – хлоропласты;
г – мембрана прокариот;
д – мембрана эукариот;
е – ядро;
3. К гетеротрофам относятся:
а – фитопланктон;
б – грибы;
в – птицы;
г – бактерии;
д - хвойные.
5. Единицей эволюционного процесса является:
а – вид;
б – совокупность особей;
в – популяция;
Задание 3.
1.Отметьте знаком «+» правильные утверждения, знаком «-» - неправильные. А.) Сочетание отдаленной гибридизации с полиплоидией можноэкспериментально повторить естественный путь эволюции культурной сливы, воссоздав ее из родительских компонентов - терна и алычи.
Б.) Признаки и их состояния, которые отбирает человек, всегда оказываются полезными для селекционированных организмов.
В.) Гетерозис обычно выражается в повышении устойчивости к неблагоприятным условиям среды, усилении роста и увеличении плодовитости.
Г.) Лучшие результаты селекции дает не индивидуальный, а массовый отбор. 2.Установите правильную последовательность действий при получении трансгенного организма мыши:
А.) получения трансгенного организма мыши, в котором действует. ген гормона роста крысы
Б.) выделение гена гормона роста крысы
В.) увеличение числа копий гена гормона роста крысы
Г.) внесение гена гормона роста крысы в зиготу мыши
Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих потомство, к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенный ареал.
Виды представляют собой устойчивые генетические системы, так как в природе отделены друг от друга целым рядом барьеров.
Вид представляет собой одну из основных форм организации живого. Однако определить, принадлежат ли данные особи к одному виду или нет, иногда бывает трудно. Поэтому для решения вопроса о принадлежности особей к данному виду используется целый ряд критериев:
Морфологический критерий – главный критерий, основанный на внешних различиях между видами животных или растений. Этот критерий служит для разделения организмов, которые четко отличаются по внешним или внутренним морфологическим признакам. Но следует отметить, что очень часто между видами существуют очень тонкие отличия, которые можно выявить лишь при длительном изучении данных организмов.
Географический критерий – основан на том, что каждый вид обитает в пределах определенного пространства (). Ареал – это географические границы распространения вида, размеры, форма и расположение в которого отлично от ареалов других видов. Однако этот критерий также недостаточно универсален по трем причинам. Во-первых, ареалы многих видов географически совпадают, во-вторых, существуют виды космополиты, для которых ареалом является практически вся планета (кит-касатка). В-третьих, у некоторых быстрорасселяющихся видов (домового воробья, домовой мухи и др.) ареал настолько быстро изменяет свои границы, что не может быть определен.
Экологический критерий
– предполагает, что каждый вид характеризуется определенным типом питания, местом обитания, сроками , т.е. занимает определенную нишу.
Этологический критерий – заключается в том, что поведение животных одних видов отличается от поведения других.
Генетический критерий – заключает в себе главное свойство вида – его изоляцию от других. Животные и растения разных видов почти никогда не скрещиваются между собой. Конечно, вид не может быть полностью изолирован от потока генов со стороны близкородственных видов, но при этом он сохраняет постоянство генетического состава на протяжении длительного времени. Самые четкие границы между видами проходят именно с генетической точки зрения.
Физиолого-биохимический критерий
– этот критерий не может служить надежным способом разграничения видов, так как основные биохимические процессы протекают у сходных групп организмов одинаково. А в пределах каждого вида существует большое число приспособлений к конкретным условиям обитания путем изменения протекания физиолого-биохимических процессов.
По одному из критериев нельзя точно различать виды между собой. Определить принадлежность особи к конкретному виду можно только на основании совокупности всех или большинства критериев. Особи, занимающие определенную территорию и свободно скрещивающиеся между собой, называются популяцией.
Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию и обменивающихся генетическим материалом. Совокупность генов всех особей в популяции называется генофондом популяции. В каждом поколении отдельные особи вносят больший или меньший вклад в общий генофонд в зависимости от их приспособительной ценности. Неоднородность организмов, входящих в популяцию, создает условия для действия , поэтому популяция считается наименьшей эволюционной единицей, с которой начинается преобразования вида — . Популяция, таким образом, представляет собой надорганизменную формулу организации жизни. Популяция не является полностью изолированной группой. Иногда происходит скрещивание между особями различных популяций. Если какая-то популяция окажется полностью географически или экологически изолированной от других, то она может дать начало новому подвиду, а впоследствии и виду.
Каждая популяция животных или растений состоит из особей разного пола и различного возраста. Соотношение численности этих особей может быть различно в зависимости от времени года, природных условий. Численность популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, составляющих ее организмов. Если на протяжении достаточно длительного времени эти показатели равны, то численность популяции не изменяется. Факторы среды, взаимодействие с другими популяциями может изменять численность популяции.
Простейшей формой существования вида в природе является популяция. В этой статье мы разберёмся, что включает в себя данное понятие, узнаем какова роль популяции в эволюционном процессе.
Структура популяции
В биологии популяция – это целостность всех имеющихся особей одного вида, обитающих на одной территории и обладающих общим генофондом с возможностью свободно скрещиваться. Один вид живых организмов может в себя включать сразу несколько экосистем, которые чаще всего изолированы друг от друга.
В случае размещения в одинаковых условиях особей одного вида, взятых из разных экосистем, можно наблюдать сохранение их различий. Однако для получения плодовитого потомства такое скрещивание даёт лучшие результаты.
Рис. 1. Примеры популяций.
Популяции обеспечивают процесс микроэволюции и делятся на:
- половую;
- возрастную;
- экологическую;
- генетическую;
- пространственную структуру.
Рис. 2. Структура популяций.
Половая структура
Подразумевает процентное соотношение особей разного пола. Определяется оно различием хромосомных наборов. Однако часто случается так, что некоторые самки рождают только особей женского либо только мужского пола. В таком случае соотношение полов отклоняется от показателей 1:1. Причиной тому могут стать не только генетические нарушения, но и экологические условия.
Возрастная структура популяции
Включает соотношение особей разного возраста, которые представляют приплоды одного или разных поколений. Поколение может включать представителей одного или нескольких приплодов. Возраст влияет на интенсивность процесса размножения, быстроту смены поколения, уровень смертности.
ТОП-1 статья которые читают вместе с этой
Генетическая структура
Определяется разнообразием и изменчивостью генотипов. Свойством экосистем является наличие определённого уровня разнообразия признаков, которые зависят от экологии и генетического предрасположения. Другими словами, один генотип способен дать множество вариаций фенотипов. Разнообразие зависит от численности особей и экологической ситуации. Изменение частоты генов может привести к вымиранию вида.
Пространственная структура
Определяется плотностью размещения и распределения на определённой местности членов экосистемы. Все особи имеют как индивидуальное, так и групповое пространство. Таким способом образуются стаи, колонии, стада. В зависимости от способа размещения в группе различают случайное, равномерное и скученное распределение.
Каждая особь играет свою роль в группе, при этом формируется социальная иерархия.
Она может быть:
- линейной (подчинение по рангам, когда последующий главенствует над предыдущим);
- параллельной (у самцов и самок отдельные вожаки).
Такая система взаимоотношений позволяет согласовывать поведение, которое будет выгодно для всех членов группы.
Экологическая составляющая
Экологической единицей является вид. Данная структура подразумевает распределение членов на группы в зависимости от взаимодействия с окружающими факторами природы.
Экологическая ниша включает в себя питание, места размножения и укрытия, а также другие факторы окружающей среды, которые необходимы для существования вида. Характеризуя экологическую нишу, используют два показателя: ширина и степень перекрытия другими нишами.
Динамика популяций
Динамика и рост численности экосистем зависит от внешних и внутренних факторов, таких как наличие пищи, враги, климат.
Основателем популяционной генетики является С.С. Четвериков, который назвал рост численности “волнами жизни”.
Точно определить среднее число особей можно при условии искусственной полной изоляции группы. В природе такое возможно при изучении островных экосистем. Определить численность можно соотношением рождаемости и смертности.
“Волны жизни” помогают иногда выдвигать вперёд редкие генотипы, проверяя их естественным отбором. Так, например, после холодной зимы в живых остаются более сильные, холодоустойчивые организмы.
Рис. 3. Пример динамики популяций.
Значение
С помощью функционирования популяций создаются условия необходимые для поддержания жизни на нашей планете. Своей жизнедеятельностью живые организмы влияют на окружающую среду ареала. Именно от экосистем зависит круговорот веществ в природе, создаются определённые условия, происходит взаимообмен между живой и неживой природой. Совместная работа популяций определяет характеристику биотических конгломераций и экологических условий.
Что мы узнали?
Понятие “популяция” в биологии подразумевает количество всех особей одного вида, проживающих в одном ареале и способных свободно скрещиваться. Составляющими данного понятия являются половая, возрастная, экологическая, генетическая и пространственная структуры. Все они тесно связаны между собой, влияют на окружающую среду и обеспечивают круговорот веществ в природе.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 3.9 . Всего получено оценок: 158.
Нет ни одного вида, особи которого распределялись бы в пространстве совершенно равномерно. В местах, особенно благоприятных для жизни данного вида, их обитает больше, чем на соседних территориях. Так, лягушки живут в водоемах и других влажных местах, кроты - по луговинам; заросли малины встречаются в лесу отдельными пятнами. Такие группы особей одного вида, которые длительное время населяют какое-либо пространство в течение многих поколений, называют популяциями (от латинского слова populus - народ, население). Особи одной популяции имеют большую вероятность скрещиваться друг с другом, чем с особями из других популяций.
Популяция - сложная генетическая система. Для каждой популяции характерны определенная численность особей, соотношение самцов, самок и особей разных возрастных групп (новорожденных, молодых, взрослых, старых), частота вариаций разных признаков. Например, в северных популяциях одного вида - прыткой ящерицы все самцы коричневые, в южных - зеленые, а в средней полосе можно встретить в одной популяции и коричневых и зеленых.
Сотни и тысячи поколений - обычное время существования отдельных популяций. Иногда возникают мелкие группки особей, которые существуют 2-3 поколения, но это не настоящие популяции. Ни отдельная особь, ни даже мелкая группа особей вроде семьи не может существовать в процессе эволюции долго. Популяция - минимальная группа особей, обладающая собственной эволюционной судьбой.
Для любой популяции характерны колебания численности составляющих ее особей. Причин этому множество: обилие или недостаток пищи, изменение климата, враги и др. Число особей в популяции для животных с небольшими размерами тела (большинство беспозвоночных, мышевидные грызуны) может изменяться в 100, а то и в 1 000 000 раз. Для крупных животных размах колебаний обычно меньше - численность их изменяется всего в несколько раз. Эти неизбежные колебания - «волны жизни», как назвал их С. С. Четвериков, имеют важное эволюционное значение. Они как бы выносят на поверхность прежде редкие генотипы, дают им возможность пройти проверку естественным отбором. Например, во время суровой зимы в живых останутся лишь какие-то редкие, наиболее холодоустойчивые организмы, при последующем повышении численности их будет уже большинство.
Рисунок (см. оригинал)
Какова минимальная численность популяции? Оказывается, что в популяции млекопитающих в среднем должно входить не менее 500 размножающихся особей. Иначе может произойти случайное вымирание всей популяции. Есть еще одна причина, из-за которой небольшая группа особей, размножающихся скрещиванием, не может существовать долго. Если близкородственные особи скрещиваются между собой на протяжении нескольких поколений, то у потомства проявляются наследственные болезни и Другие недостатки, которые обычно скрыты в гетерозиготном состоянии (см. Инбридинг). Расчеты генетиков показывают: чтобы избежать отрицательных последствий инбридинга, численность скрещивающихся особей должна быть не меньше 250- 300. Именно поэтому невозможно существование монстров, подобных лохнесскому чудовищу или африканским лесным ящерам, сообщения о которых встречаются в печати. При самых оптимистических подсчетах в озере Лох-Несс могло бы жить только несколько гигантских ящеров: для большего числа их не хватит корма. Но несколько особей не смогли бы существовать на протяжении многих поколений.
Все, что было сказано о популяции, относится лишь к высшим организмам, которым свойственно перекрестное размножение. Популяцией у микроорганизмов (которые размножаются бесполым путем, делением) можно считать группу клонов - прямых потомков одной особи, занимающих определенную экологическую нишу.
Популяция часто рассматривается в современной эволюционной теории как элементарная единица эволюции. Это означает, что эволюционные изменения: появление новых признаков, увеличение их частоты - первично происходят именно в популяции. Две популяции одного вида, более или менее изолированные друг от друга, например, горным хребтом, могут изменяться различным путем. В перспективе эволюция двух изолированных популяций может привести к появлению из одного старого вида двух новых.
Популяции изучают с разных точек зрения: генетической, экологической, физиологической и др. В последние годы все чаще говорят о популяционной биологии как комплексной науке, связанной исключительно с исследованием популяций.
ДЕМЭКОЛОГИЯ – изучает взаимоотношения популяций с окружающей средой, демографию и ряд других характеристик популяций в свете их отношений с окружающей средой
По определению Николая Федоровича Реймерса:
ПОПУЛЯЦИЯ -- элементарная группировка особей одного вида, занимающая определенную территорию и обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей стабильности длительное время в меняющихся условиях среды.
С.С. Шварц дает определение популяции с эвлоюционно-экологических позиций. ПОПУЛЯЦИЯ - это совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство, с относительно однородными условиями обитания.
Особенности популяции:
Вероятность частых скрещиваний
Специфика местообитания
возможность передачи наследственной информации
Популяции является открытой системой, имею большое значение, так как на уровне популяций происходят
адаптации
естественный отбор
эволюционные изменения
Любая популяция характеризуется рядом признаков, имеет определенную структуру и организацию. Следует отметить, что особые свойства, присущие популяции, отражают ее состояние как группы организмов в целом, а не отдельных особей, т.е. свойство популяции как группы организмов не есть механическая сумма свойств каждого слагающего ее индивидуума
Популяции присущи пространственные (статические) и временные (динамические) характеристики.
К пространственным относятся
общая численность
плотность
пространственное распределение (дисперсия)
структура (возрастной и половой состав)
Характеризуют состояние популяции в какой-то определенный момент времени t
К временным характеристикам относятся
рождаемость
смертность
кривая роста.
Характеризуют процессы, протекающие в популяции за некоторый промежуток времени ∆t
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ или статические характеристики.
ЧИСЛЕННОСТЬ ОСОБЕЙ В ПОПУЛЯЦИИИ – общее количество особей на данной территории или в данном объеме.
Особо важно, когда идет речь о редких и исчезающих видах
Способы определения численности:
простой подсчет (для всех не пригоден, только для малоподвижных, оседлых животных или растений);
мечение и кольцевания (случайную выборку помечают и выпускают, через некоторое время повторный отлов и установка доли меченых особей от общего числа пойманных)
отбор проб (подсчет микроорганизмов) ПРИМЕР о колебании численности красной саранчи в Африке в 1962 на юге Мороко уничтожила 7 тыс. т. апельсинов годовое потребление Франции
ПЛОТНОСТЬ ПОПУЛЯЦИИ – количество особей вида на единицу площади или единицу объема. Например, 200 кг рыбы на 1 га водоёма, или 5 млн диатомовых водорослей на 1 м3 воды, 500 деревьев на 1 га и т.д. Иногда бывает важно различать среднюю (численность/биомассу на единицу всего пространства) и экологическую плотность (численность/биомассу на единицу обитаемого пространства, то есть на единицу площади или объёма, которые фактически могут быть заняты данной популяцией).
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ Различают три типа распределения особей популяций: групповое, случайное и равномерное.
Равномерное распределение встречается там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм (непримиримая враждебность). ПРИМЕР: У деревьев в лесу конкуренция за свет очень велика, поэтому наблюдается тенденция отстоять друг от друга примерно на одинаковые расстояния. В хаосе птичьих колоний гнёзда расположены на таких расстояниях одно от другого, чтобы сидящие на гнезде особи не могли клевать друг друга. Такой тип распределения встречается у хищников с четкой территориальностью – хищники «метят » территорию для защиты от конкурентов. Редко в природе, но может быть искусственно создано человеком (фруктовые сады, посев культур).
Групповое распределение это наиболее распространенный тип в природных экосистемах, является своеобразным приспособительным фактором в функционировании популяций. ПРИМЕРОВ огромное множество. Огромными косяками передвигаются с места на место рыбы, стаи птиц при перелетах, колонии гнездящихся птиц. Ввиду того, что условия среды обитания в разных местах различны, особи обычно скапливаются там, где среда наиболее благоприятна для них. Например, саламандры распределяются в лесу скученно под поваленными деревьями, там, где влажность повышенная.
ВРЕМЕННЫЕ или динамические характеристики
РОЖДАЕМОСТЬ – это способность популяции к увеличению численности (воспроизводству). Обычно рождаемость выражают как скорость, определяемую путём деления общего числа появившихся особей на некоторый промежуток времени – час, день, год (общая рождаемость). Различают максимальную (абсолютную) рождаемость – теоретический максимум скорости образования новых особей в идеальных условиях, и экологическую (реализованную) рождаемость – увеличение численности популяции при фактических условиях среды.
СМЕРТНОСТЬ отражает гибель особей в популяции. Её можно выразить числом особей, погибших за данный период. Экологическая смертность – гибель особей в данных условиях среды. Величина не постоянная, изменяется в зависимости от условий среды и состояния популяции. Теоретическая минимальная смертность – величина постоянная для данной популяции. Даже в самых идеальных условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется физиологической продолжительностью жизни, которая, конечно, часто превышает экологическую продолжительность жизни.
ПРИРОСТ ПОПУЛЯЦИИ это разность между рождаемостью и смертностью.
Популяции регулируют свою численность путем обновления или замещения особей. Особи появляются в популяции благодаря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смертности и эмиграции.
При сбалансированной интенсивности рождаемости и смертности формируется стабильная популяция.
Часто отмечается превышение рождаемости над смертностью, численность популяции растет вплоть до такой степени, что может наступить вспышка массового размножения. Подобные популяции называются растущими. (колорадский жук, ондатра из 5 особей в 1905 г в окрестностях Праги).
Однако при чрезмерном развитии популяции ухудшаются условия существования популяции, что вызывает ее переуплотнение, приводит к резкому возрастанию смертн6ости и численность начинает сокращаться. Если смертность превышает рождаемость, популяция становиться сокращающейся. (популяции соболей, бобров, зубров, воробьев в Праге).
Понятие о популяции в экологии
Степень обособленности популяций
Если члены вида постоянно перемещаются и перемешиваются на обширных пространствах, такой вид характеризуется небольшим числом крупных популяций. Большими миграционными способностями отличаются, например, северные олени и песцы. Результаты мечения показывают, что песцы перемещаются за сезон на сотни, а иногда более чем на тысячу километров от мест размножения. Северные олени совершают регулярные сезонные кочевки также в масштабах сотен километров. Границы между популяциями таких видов проходят обычно по крупным географическим преградам: широким рекам, проливам, горным хребтам и т. п. В некоторых случаях подвижный вид при относительно небольшом ареале может быть представлен одной-единственной популяцией, например кавказский тур, стада которого постоянно кочуют по двум основным хребтам этого горного массива.
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. Например, в горных районах территориальная дифференцировка таких видов всегда более сложна, чем на ровных открытых пространствах. Примером вида, у которого множественность популяций определяется не столько дифференцировкой среды, сколько особенностями поведения, является бурый медведь. Медведи отличаются большой привязанностью к местам своего обитания, поэтому в пределах обширного ареала представлены множеством относительно мелких группировок, отличающихся друг от друга по ряду свойств.
Степень обособленности соседних популяций вида очень различна. В некоторых случаях они резко разделены территорией, непригодной для обитания, и четко локализованы в пространстве, например популяции окуняи линя в изолированных друг от друга озерах или популяции пластинчатозубой крысы, белоусой славки, индийской камышевки и других видов в оазисах и долинах рек среди пустынь.
Противоположный вариант – сплошное заселение видом обширных территорий. Такой характер распространения свойствен, например, малым сусликам в сухих степях и полупустынях. В этих ландшафтах плотность их населения повсеместно высока. Отдельные непригодные для жизни участки легко преодолеваются при расселении молодняка, а в благоприятные годы на них возникают временные поселения. Здесь вычленить границы между популяциями можно лишь условно, между областями с разной плотностью населения.
Другой пример сплошного распространения вида – семиточечная божья коровка. Эти жуки встречаются в самых различных биотопах и разных природных зонах. Вид характеризуется, кроме того, предзимними миграциями. Границы между популяциями в таких случаях почти не выражены. Однако, поскольку совместно обитающие особи контактируют между собой чаще, чем с представителями других частей ареала, население удаленных друг от друга мест можно считать разными популяциями.
В пределах одного и того же вида могут быть популяции как с хорошо различимыми, так и со смазанными границами (рис
8.1. Понятие о популяции в экологии
Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.
Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» – народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.
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 полезные) и конкурентные. Специфические внутривидовые взаимосвязи– это отношения, связанные с воспроизводством: между особями разных полов и между родительским и дочерним поколениями.
При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное, партеногенетическое или другие способы размножения, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количественные изменения населения. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.
Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они также через взаимоотношения особей.
Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельно взятой особи.
Основные характеристики популяций:
1) численность– общее количество особей на выделяемой территории;
2) плотность популяции – среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;
3) рождаемость– число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения;
4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;
5) прирост популяции– разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;
6) темп роста – средний прирост за единицу времени.
Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру 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. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.
Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида на определенной территории характеризуется еще и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.
8.2. Популяционная структура вида
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 в не меньшей степени популяционную структуру вида определяют его биологические особенности, такие, как подвижность составляющих его особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные преграды.