Меню

Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере

Популяция – арена микроэволюции, а вид – результат микроэволюции.

Какие типы популяций вам известны. Приведите примеры.

Типы популяций. Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

ПРИМЕРЫ. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша Кейске в белоберезняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах; куртины деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), разобщенные лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема; древостои в монодоминантных лесах, представляющих одну группу типов леса: травяных, лишайниковых или сфагновых лиственничников (Магаданская область, север Хабаровского края); древостои в осоковых (сухих) и разнотравных (влажных) дубняках (Приморский край, Амурская область); популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

ПРИМЕРЫ. Известны географические расы лиственницы даурской: западная (к западу от Лены) и восточная (к востоку от Лены), северная и южная расы лиственницы курильской. Аналогично выделение М.А. Шембергом (1986) у березы каменной двух подвидов: березы Эрмана и шерстистой. В низовьях р. Яма расположен очаг ели обыкновенной, отстоящий от сплошного массива ельников к востоку на 1000 км, к северу – на 500 км. Зоологи выделяет тундровую и степную популяции у узкочерепной полевки. У вида «белка обыкновенная» насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов.

Популяция как структурный компонент БГЦ.

Именно популяции как части видов, а не виды целиком, входят в состав биогеоценозов. Популяции одного вида могут входить в состав нескольких биогеоценозов, чем обеспечивает способность вида существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала.

Входя в состав биогеоценоза, популяция выполняет в нем определенную функцию:

  • служит поставщиком энергии
  • потребляет энергию сама

Соответственно этому популяция занимает в сообществе определенное место, активно участвуя в круговороте веществ и потоке энергии, занимает в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу

В популяции нет простого соседства особей. Все они тесно связаны единой системой определенных взаимодействий, обеспечивающих эффективное воспроизводство популяции. Экологическая популяция может объединять миллионы особей или всего несколько десятков животных, но и в том и в другом случае популяция выступает в экосистеме как функциональное единство.

Микроэволюция и факторы эволюции.

Микроэволюция – совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях, которые приводят к изменению генофонда популяций внутри вида и к образованию новых видов.

Факторы эволюции – любые явления или процессы, оказывающие какое либо воздействие на эволюцию организмов. К элементарным факторам эволюции относят: мутационный процесс, колебания численности (волны жизни), изоляцию и др.

Популяция – арена микроэволюции, а вид – результат микроэволюции.

· Мутационный процесс — процесс, в котором совершаются мутации, то есть внезапные, естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения в генетическом материале, приводящие к изменению отдельных признаков организма.

o Мутации присущи всем организмам. Они могут возникать в результате нарушения нормальных процессов редупликации ДНК или при расхождении хромосом как ошибки при воспроизведении генетического материала, происходящие спонтанно или под действием каких-то факторов внешней среды (мутагенов).

o Мутации – важный источник появления качественно новых признаков в генофонде популяции.

· Колебания численности популяции, или «волны жизни», бывают сезонными, годичными и разногодичными. Они могут регулярно повторяться или возникать неожиданно, при этом численность популяции может достигать высоких пределов, а затем упасть почти до нуля. Такие популяционные волны оказывают существенное влияние на обмен генетической информацией между особями популяции и в период ее большой численности, и особенно в период ее спада.

o Колебание численности популяции является источником эволюционного материала

· Изоляция популяции от других популяций своего вида также служит элементарным фактором эволюции, так как затрудняет или исключает свободное скрещивание её особей с особями других популяций этого же вида

o Изоляция не создает генетических изменений в популяции, но она закрепляет и усиливает генотипическое разнообразие.

Источник

Классификация популяций.

Н.П. Наумов (1963), выделяя популяционные единицы, использовал ландшафтно-биотопический подход. Согласно ему наиболее крупные территориальные группировки вида – это подвиды, или географические расы. В пределах ареалов подвидов на территориях с однородными географическими условиями выделяются географические популяции, характеризующиеся общностью приспособлений к климату и ландшафту. Географические популяции, в свою очередь, подразделяются на более мелкие популяции, населяющие различные участки среды обитания. Существуют также экологические и элементарные популяции.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной пло-щади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.Например,одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; группировки деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), разобщенные лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто. Например, рыбы одного вида во всех стаях общего водоема.

С.С. Щварцем и его последователями развивался другой подход – историко-генетический. По их мнению, популяции как генетическое единство можно выделять только у видов с половым размножением и перекрестным опылением. При этом обязательным признаком популяции является ее способность к самостоятельному существованию на данной территории в течение неопределенно долгого времени за счет размножения, а не притока особей извне.

Половая структура популяции. Численное соотношение полов, т.е. половой состав, и особенно доля размножающихся самок в популяции, имеет большое значение для дальнейшего роста ее численности.

Возрастная структура популяций. В каждом возрасте требование особей к среде и устойчивость к отдельным факторам заметно различаются. На ранних стадиях особи, как правило, более чувствительны к любым неблагоприятным факторам, а в зрелом возрасте они обычно выносливее. Кроме того, на разных стадиях жизненного цикла могут происходить смены сред обитания, типов адаптаций, характера передвижения, общей активности. Часто возрастные экологические различия в пределах вида выражены значительно сильнее, чем различия между видами. Так, сидящие на морском дне моллюски и морские ежи и их пелагические личинки; травяные лягушки на суше и их головастики в водоемах, гусеницы и бабочки – это всего лишь разные стадии онтогенеза одних и тех же видов.

Среди животных различают следующие возрастные группы:

1) новорожденные (до момента прозревания);

2) молодые – подрастающие особи, не достигшие половой зрелости;

3) полувзрослые – особи, близкие к половой зрелости;

4) взрослые – половозрелые животные, которые уже размножаются или физиологически способны к этому;

5) старые – переставшие размножаться особи, они часто играют заметную роль в жизни популяций, охраняя, воспитывая молодняк.

У долгоживущих и размножающихся многократно видов возникает относительно устойчивая структура популяции с длительным существованием различных поколений. У видов с непродолжительным периодом взрослого состояния ежегодно сменяется значительная часть популяции. Численность такой популяции неустойчива и может резко различаться в отдельные годы, а возрастная структура популяции сильно варьирует.

Возрастной состав популяции определяется несколькими причинами, среди которых можно указать на время достижения половой зрелости, общую продолжительность жизни, длительность периода размножения, продолжительность жизни поколения, частоту приплода, смертность, тип динамики численности.

Пространственная структура популяций. Равномерное упорядоченное распределение особей на занимаемой территории в природе встречается редко. В каждом конкретном случае тип распределения в занимаемом пространстве оказывается приспособительным, т.е. позволяющим оптимально использовать имеющиеся ресурсы.

Любая популяция занимает определенное место в про­странстве таким образом, чтобы это позволяло наиболее эффективно использовать ресурсы окружающей среды и обеспечивало устойчивые внутрипопуляционные взаи­моотношения особей и их групп. Пространственное размещение особей в популяции мо­жет носить равномерный, случайный и групповойхарактер.

При равномерном размещении особи распреде­лены в пространстве примерно на одинаковых расстояниях друг от друга. Такое размещение чаще всего встречается в популяциях растений (хвойные деревья в тайге). Этот тип размещения позволяет наиболее полно использовать ресур­сы окружающей среды.

Случайное размещение встречается в природе наиболее часто и наблюдается как среди растений, так и среди живот­ных. Особи при этом распределены неравномерно, расстоя­ния между ними неодинаковы, поэтому их встречи носят достаточно случайный характер.

Групповое размещение выражается в образовании груп­пировок особей, между которыми имеются значитель­ные незаселенные территории (многие млекопитающие, колонии насекомых и птиц, осоковые кочки на болотах).

Как правило, особи одной и той же популяции, находя­щиеся на большом географическом пространстве, образуют смешанное из отмеченных трех типов пространственное распределение.

Читайте также:  Астафьев васюткино озеро идея произведения как с ней связано название произведения

При рассмотрении пространственной структуры попу­ляций животных важное значение имеет степень привязан­ности к территории. При этом выделяют два основных об­раза жизни: оседлыйи кочевой.При оседлом образежизни, как правило, наблюдается интенсивный тип использования территории. Отдельные особи или группировки в этом случае в течение длитель­ного времени эксплуатируют ресурсы окружающей среды на достаточно ограниченном пространстве (группы бобров, рыжих полевок, рептилий).

Для популяций, ведущих кочевой образжизни, характе­рен экстенсивный тип использования территории. При этом кормовые ресурсы и питьевая вода используются обычно группами особей, постоянно перемещающихся в пределах обширных территорий (стада северных оленей или афри­канских слонов).

Этологическая структура популяций животных. Закономерности поведения животных изучает наука этология. Формы совместного сосуществования в популяции чрезвычайно различны. При одиночном образе жизни особи популяции независимы и обособлены друг от друга. Однако такое поведение характерно для многих видов лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Они часто образуют временные агрегации в местах зимовок, в период, предшествующий оплодотворению. При семейном образе жизни усиливается связь между родителями и потомством. Например, у птиц забота о птенцах продолжается до поднятия их на крыло; у некоторых млекопитающих детеныши воспитываются в семейных группах в течение нескольких лет.

Внутривидовые группировки – стаи, стада, колонии, гаремы. Абиотические условия в большинстве случаев одинаково действуют как на одиночную особь, так и на группу. Иначе влияют на индивида и группу индивидов биотические факторы.

Стаи – подвижные, обычно временные объединения. Скопления животных часто связаны с местами изобилия пищи или достаточно надежными убежищами.

Стада – более длительные и постоянные объединения животных. Они включают особей одного вида, которые сохраняют какое-либо время близость друг к другу, сходно себя ведут, нередко характеризуются одинаковым ритмом активности. Основой группового поведения в стадах являются взаимоотношения доминирования – подчинения.

Колонии – это групповое поселение оседлых животных. Они могут быть длительными или возникать лишь на период размножения (птицы – чайки, гагары и др.).

Совокупность генов, ко­торыми обладают особи популяции, называется генофон­дом популяции. Чем более разнороден и богат генофонд популяции, тем выше ее экологическая пластичность. Особи, входящие в состав популяции, неравноценны по своим функциям, генетическому вкладу и соответственно по сво­им индивидуальным свойствам. В этом заключается одна из особенностей функционального структурирования по­пуляции.

Совокупность всех генов, находящихся в хромосомах ор­ганизма, называется генотипом. Это зашифрованная про­грамма, управляющая процессом развития и обеспечения жизнедеятельности организма. На развитие и жизнедея­тельность организма оказывают воздействие экологические факторы, поэтому в любой популяции отсутствуют особи, абсолютно идентичные по своим признакам и свойствам. Совокупность всех признаков организма, представляющих собой результат взаимодействия генотипа с окружающей средой, называют фенотипом.

Универсальным свойством всего живого, от микроорга­низмов до высших растений и животных, является способ­ность к мутациям. Мутации — это наследуемые изменения генетических программ, приводящие к изменению опреде­ленных признаков организма. Они проявляются в фенотипе взрослого организма.

Дата добавления: 2015-08-21 ; просмотров: 4992 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник



Основные характеристики популяций

Лекция 7. Популяции: структура и динамика

Понятие о популяции.

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

Популяция (populus – от лат. народ. население) – одно из центральных понятий в биологии и обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию. Она является первой надорганизменной биологической системой. С экологических позиций четкого определения популяции еще не выработано.

Термин «популяция» был впервые введен в 1903 г. датским ученым Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении».

Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Основным свойством популяций, как и других биологических систем является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах:

· в распределении в пространстве.

У популяции приспособительные возможности значительно выше, чем у слагающих ее индивидов. Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функцией.

· Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве.

· Функции популяции аналогичны функциям других биологических систем. Им свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях.

Пространственные подразделения популяций

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 (табл. 7.1).

Величина радиуса индивидуальной активности животных и растений

(по А. В. Яблокову, А. Г. Юсуфову, 1976)

Вид Радиус активности
Виноградная улитка (Helixpomaceae) Сельдь (Clupea narengus) Песец (Alopex lagopus) Северный олень (Rangifer farandus) Ондатра (Ondatra zibetica) Усатые киты (Mysticeti) Дуб (пыльца) (Quercus petraca) Несколько десятков метров Несколько сот километров Несколько сот километров Более ста километров Несколько сот метров Несколько тысяч километров Несколько сот метров

У растений радиус индивидуальной активности определяется расстоянием, на которое могут распространяться пыльца, семена или вегетативные части, способные дать начало новому растению.

Во многих других случаях трофический ареал не совпадает с репродукционным. Так, несмотря на огромный трофический ареал белого аиста (Ciconia alba), обитающего в Европе, а зимой — в Африке, каждая пара птиц возвращается обычно в район своего старого гнезда, и популяция аистов, хотя и смешиваются на местах зимовок, но во время размножения занимают относительно небольшую территорию.

В зависимости от размеров занимаемой территории Н. П. Наумов (1963) выделяет три типа популяций: элементарные, экологические и географические (рис. 7.1)..

Элементарная(локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

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

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема ;популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

ПРИМЕРЫ. Известны географические расы лиственницы даурской (Larix dahurica): западная (к западу от Лены (L. dahurica ssp. dahurica) и восточная (к востоку от Лены, выделяемая в L. dahurica ssp. cajanderi), северная и южная расы лиственницы курильской.

У вида «белка обыкновенная» насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов. Зоологи выделяет тундровую и степную популяции у узкочерепной полевки (Microtis gregalis

Географические популяции из тех и других районов имеют существенные отличия между собой по физиологии и размерам животных. Тундровые в отличие от степных более крупные, значительно раньше начинают размножаться, обладают более высокой плодовитостью и больше накапливают жира. Отличия настолько четко выражены, что длительное время считали эти группы разными видами. Однако эксперименты показали, что обе формы полевок легко скрещиваются и дают плодовитое потомство, следовательно, принадлежат к одному виду.

Основные характеристики популяций

Численность и плотность – основные параметры популяции.

Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.

Пространственное распределение особей в популяциях бывает случайным, групповым и равномерным (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Основные типы распределения особей в популяции:

А — равномерное распределение; Б – случайное распределение; В — групповое распределение (по Одуму, 1986)

Случайное (диффузное) распределение – неравномерное, наблюдается в однородной среде; взаимосвязи между особями выражены слабо. Случайное распределение свойственно популяциям в начальный период расселения; популяциям растений, испытывающим сильное угнетение со стороны, популяциям животных, у которых социальная связь выражена слабо.

ПРИМЕРЫ. На начальных стадиях поселения и приживания – насекомые вредители на поле; всходы пионерных видов: ивы, лиственницы и др., на нарушенных территориях (горные полигоны, карьеры);.

Групповое распределение встречается наиболее часто; отражает неоднородность условий обитания или разные генетические (возрастные) закономерности популяции. Оно обеспечивает наибольшую устойчивость популяции.

ПРИМЕРЫ. Каким бы однородным не казалось строение леса, в нем не бывает такой равномерности распределения растительного покрова, как в поле или на газоне. Чем сильнее выражен микрорельеф, определяющий микроклимат в лесном сообществе, чем сильнее выражена разновозрастность древостоя. Растительноядные животные объединяются в стада, чтобы успешнее противостоять врагам-хищникам. Групповой характер свойствен для малоподвижных и мелких животных. Таковы популяции наземных моллюсков, многих земноводных.

Читайте также:  Карма озеро плесецкий район

Равномерное размещение в природе встречается редко. Им характеризуются вторичные одновозрастные древостои после смыкания крон и интенсивного самоизреживани; редкостойные древостои, произрастающие в однородной среде; неприхотливые растения нижних ярусов.

Большинство животных-хищников, ведущих активный образ жизни, тоже характеризуются равномерным размещением после того, как расселятся и займут всю пригодную для жизни территорию.

Динамика численности и плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции . Это показатели, характеризуют изменение популяции в течение определенного периода: месяца, сезона, года и т.д. Изучение этих процессов и причин их обусловливающих очень важно для прогнозов состояния популяций.

Рождаемость — это способность популяции к увеличению численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции.Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей.

Например, показателем удельной рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года.

Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).

Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.

ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут и в течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету

Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период. Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной (количество особей, погибших за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.

Различают три типа смертности:

— одинаковый на всех стадиях развития; встречается редко, в оптимальных условиях;

— повышенная смертность в раннем возрасте; характерна для большинства видов растений и животных (у деревьев к возрасту зрелости доживает менее 1% всходов, у рыб – 1-2% мальков, у насекомых – менее 0,5% личинок);

— высокая смерть в старости; обычно наблюдается у животных, чьи личиночные стадии проходят в благоприятных мало изменяющихся условиях: почве, древесине, живых организмах.

В экологии широкое распространение получило графическое построение «кривых выживания» (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Различные типы кривых выживания

Кривая I типа (типа дрозофилы) имеет выпуклую форму. Она описывает ситуацию, когда высокая смертность наблюдается в зрелом возрасте. Это характерно для дрозофил, поденок и других насекомых, которые вскоре после выхода из куколки оставляют потомство и погибают. К кривой I типа приближаются кривые выживания крупных млекопитающих.

Кривая II типа (типа гидры) характерна для организмов с равномерной смертностью в любом возрасте. На графике этому соответствует прямая линия. Такие типы кривых характерны для рыб, пресмыкающихся, птиц, травянистых многолетних растений и т.д., с единственной оговоркой, что отсчет ведется от организмов, уже прошедших наиболее уязвимые стадии своего развития.

Кривая III типа (типа устрицы) имеет вогнутую форму. Она характерна для организмов, которые в основном гибнут на начальных этапах своей жизни. Устрицы ведут прикрепленный образ жизни во взрослом состоянии, а личинка у них планктонная. Именно в этот период они наиболее уязвимы. У особей, удачно прошедших личиночную стадию, шанс выжить сильно повышается. Такой тип кривых выживания характерен для многих животных с высокой плодовитостью и отсутствием заботы о потомстве.

Откладывая по оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжительности жизни, можно сравнивать кривые выживания организмов, продолжительность жизни которых имеет значительные различия. На основании таких кривых можно определить периоды, в течение которых тот или иной вид особенно уязвим. Поскольку смертность подвержена более резким колебаниям и больше зависит от факторов окружающей среды, чем рождаемость, она играет главную роль в регулировании численности популяции.

Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения особей, т.е. процессами рождения (возобновления) и убывания (отмирания), дополняемыми процессами миграции.

В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. Они могут быть непостоянны, но плотность популяции незначительно отличается от какой-то средней величины. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается.

В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения, особенно у мелких животных ( саранча, колорадский жук, грызуны, вороны, воробьи; из растений – амброзия, борщевик, одуванчик).

Нередко растущими становятся популяции крупных животных в условиях заповедного режима ( лоси в Магаданском заповеднике, на Аляске, слоны в национальном парке Кении.) При переуплотнении у животных (обычно совпадает с достижением половой зрелости молодняка) начинается миграция на сопредельные свободные участки.

Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей. Чаще всего неумеренно растущими бывают популяции нежелательных видов, сокращающимися популяциями – популяции редких, реликтовых, ценных, как в экономическом, так и в эстетическом отношении.

Источник

Популяции
презентация к уроку на тему

Перепёлкина Вероника Михайловна

Использование на уроках Общей Биологии и Экологии

Скачать:

Вложение Размер
populyatsii_2008.ppt 2.17 МБ

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

ПЛАН: Понятие «популяция». Типы популяций. Основные характеристики популяций : демографическая структура популяций б) численность и плотность популяций 3. Структура и динамика популяций. 4. Колебания численности. 5. Экологические стратегии популяций.

Популяция (populus – от лат. народ. население) – одно из центральных понятий в биологии и обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию. Популяция является первой надорганизменной биологической системой.

Понятие «популяция» Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца. Популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Понятие «популяция» Любой вид – это большая популяция , которая в свою очередь состоит из более мелких популяций, так как вид неоднородно распределён в пространстве.

Понятие «популяция» Популяция это строительная площадка эволюции и её элементарная единица.

Популяция — это совокупность организмов одного вида, обитающая в данном месте в данное время. Популяция характеризуется рядом признаков, причем они принадлежат группе в целом, а не отдельным её особям.

Популяции могут занимать разные по размеру площади и условиям обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

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

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема; древостои в осоковых (сухих) и разнотравных (влажных) дубняках (Приморский край, Амурская область); популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района.

ПРИМЕРЫ Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша в березняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах; куртины деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), разобщенные лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, выделяются подвиды.

ПРИМЕРЫ Известны географические расы лиственницы даурской (Larix dahurica): западная (к западу от Лены (L. dahurica ssp. dahurica) и восточная (к востоку от Лены), выделяемая в L. dahurica ssp. cajanderi), северная и южная расы лиственницы курильской. Зоологи выделяет тундровую и степную популяции у узкочерепной полевки (Microtis gregalis). У вида «белка обыкновенная» насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов.

Размер популяции, Определяется а реалом . Ареал – пространство на котором популяция встречается. Ареал бывает сплошным, разорванным, мозаичным .

2. Основные характеристики популяций

Популяции характеризуются такими показателями: численность; плотность — численность популяции, приходящаяся на единицу площади; рождаемость; смертность; возрастная структура; распределение в пространстве; биотический потенциал; кривая роста и т.д..

Характеристика популяций Некоторые характеристики популяций взаимосвязаны: смертность определяет структуру; рождаемость — плотность .

Характеристика популяций С практической точки зрения наиболее важным показателем является численность популяции в данное время , а также её рост, поддержание и уменьшение в зависимости от факторов среды.

Численность и плотность – основные параметры популяции. Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.

Динамика популяции — это изменения в численности, структуре и распределении популяций, как реакция на условия окружающей среды .

Изменение уровня смертности или уровня рождаемости — основная реакция большинства видов на объём доступных ресурсов или другие изменения окружающей среды.

Факторы, увеличивающие численность популяции Абиотические : Благоприятное освещение; Благоприятная температура; Оптимальный уровень питательных веществ; Биотические: Высокая скорость воспроизводства; Широкие параметры ниши; Необходимое питание; Соответствующее местообитание; Конкурентоспособность в борьбе за ресурсы; способность спрятаться или защититься от хищников; Способность мигрировать и жить в других местах; Способность адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Факторы уменьшающие численность популяции Абиотические : Недостаточное или избыточное освещение; Слишком высокая или слишком низкая температура; Слишком много или мало питательных веществ; Биотические: Низкая скорость воспроизводства Узкие параметры ниши; Недостаточное питание; Несоответствующее или нарушенное местообитание; Избыток конкурентов; Неспособность защититься или спрятаться от хищников; Неспособность противостоять болезням и вредителям; Неспособность мигрировать и жить в других местах; Неспособность адаптироваться к условиям седы.

Благоприятные изменения вызывают увеличение популяции путем превышения рождаемости над смертностью. Неблагоприятные изменения приводят к обратному процессу.

Особи некоторых видов животных могут избежать или уменьшить действие резкого изменения окружающей среды, покидая территорию своего обитания (эмиграция) и мигрируя на другую (иммиграция) с более благоприятными экологическими условиями и лучшей обеспеченностью ресурсами.

Таким образом, четыре фактора — рождаемость, смертность, иммиграция и эмиграция определяют скорость изменения числа особей в популяции за определенный промежуток времени .

Численность популяции . Главная характеристика популяции. Она сразу говорит нам о том, хорошо или плохо чувствует себя вид в данных условиях.

Численность популяции Число особей в нормальной популяции регулируется разными экологическими факторами (обилием корма, интенсивностью поедания хищниками и паразитами, температурой) и поэтому не выходит за определенные пределы .

Численность популяции Пока популяции сохраняют нормальную численность, они не вредят. Но иногда регуляция нарушается, и популяция начинает бесконтрольно умножаться. Это явление называют вспышкой массового размножения (ВМР).

На фотографии — скопление бабочек боярышницы во время ВМР на юге Красноярского края в 1980-х гг.

Динамика численности популяции Последствия ВМР сибирского шелкопряда в средней части Красноярского края в 1994-96 гг. На площади 240 тыс. га гусеницы шелкопряда уничтожили всю хвою в тайге. В результате погибли все деревья пихты, ели и кедра.

Динамика численности популяции Поскольку эти древостои содержат огромный запас сухой древесины, то очень велика опасность возгорания от молний и последующего возникновения сильных верховых пожаров.

Динамика численности популяции При этом погибнет не только мертвый лес, но и окружающие насаждения. Деревья в лесах, которые миновали пожары, подвергаются действию стволовой гнили, ветровалу и бурелому. Поэтому в течение ближайших двух десятилетий от этих лесов останутся лишь единичные особи.

? 1. Зачем нужно изучать и знать насекомых? 2. Какие насекомые считаются вредными? 3. Почему возникают вспышки массового размножения? 4. К каким последствиям они приводят?

Минимальная численность популяции — это такая численность при которой есть угроза вымиранию вида.

Численность популяции Не всегда легко получить характеристику численности, т.к. для этого нужно пересчитать всех особей популяции. Поэтому чаще используют показатель — плотность популяции .

Плотность популяции — Это число особей, приходящееся на единицу пространства . Например: число растений одуванчика на один квадратный метр.

Структура популяции — это соотношение особей разного пола и возраста . Популяции можно сравнивать по распределению особей в пространстве, т.е. по их пространственной структуре и по другим признакам. Все эти признаки – количественные . Следовательно популяция характеризуется прежде всего количеством показателей

Возрастная структура популяции В нормальной популяции число молодых всегда больше, чем количество старых особей. На следующем рисунке показаны две возрастные пирамиды: самцов и самок одной из популяций чернохвостого оленя.

Динамика численности популяции — это популяционные волны, колебания численности. .

Пример: Молочай — влаголюбивое растение, поэтому места его произрастания приурочены к поймам и речным долинам.

Карта популяций болотного молочая в Средней Европе

? Почему живые существа (например, молочай) не распространяются по всей поверхности земли, а встречаются лишь на строго определенных участках? Отвечая на этот вопрос, вспомните об экологической нише.

? Где в нашем городе можно найти засухоустойчивые растения? А где влаголюбивые?

Рождаемость и смертность

Фактор, влияющий на рождаемость — соотношение выжившего потомства, вылупившегося или родившегося, к числу самок в конце периода размножения. Например, самки калифорнийских кондоров откладывают только 1 или 2 яйца. Это делает данный вид более уязвимым к вымиранию, чем такие виды, как утки и куропатки, которые откладывают и высиживают от 8 до 15 яиц одновременно.

Рождаемость видов также зависит от того, сколько раз в году самки проходят через полный цикл размножения и от продолжительности беременности . Пример: Луговая полевка с периодом беременности всего лишь 21 день может производить большое количество детенышей за короткий период. Африканский слон имеет период беременности почти 2 года и не рожает более до тех пор, пока его детеныш не станет достаточно взрослым. Таким образом, у слонов рождается всего 1 детеныш как минимум каждые 2,5 года.

Факторы, влияющие на смертность Межвидовая конкуренция : конкуренция между особями двух или более различных видов за питание и другие ресурсы. Внутривидовая конкуренция : конкуренция между особями одного вида за скудные ресурсы.

Факторы, влияющие на смертность Смертность может также повыситься из-за наличия хищников, болезней и паразитов, стресса от перенаселенности, потери или ухудшения естественной среды обитания в результате человеческой деятельности и, кроме того, из-за природных катаклизмов, таких, как засухи, землетрясения, ураганы, пожары и наводнения.

Рождаемость и смертность Мойва — маленькая рыбка семейства корюшковых (длина тела до 22 см) — пример высокой плодовитости. Эти рыбки размножаются один раз в жизни и после нереста погибают.

На фотографии показаны самки мойвы и выметанная ими икра.

Высокая плодовитость Очень высокая плодовитость обычна среди рыб: колюшка мечет до 1300 икринок, плотва — 25 000, линь — 300 000, лещ — 400000, камбала — 500 000, щука и судак — один миллион, сазан – полтора миллиона, треска и угорь — до десяти миллионов.

Высокая плодовитость Но больше всех откладывает икринок морская рыба-луна. Сама она весит полтонны, а количество икринок достигает 300 миллионов; диаметр каждой икринки 1 мм, и если их расположить в ряд, то они вытянутся на 300 километров. Однако из миллионов икринок только сотни становятся мальками и только единицы — взрослыми. Остальную икру и мальков поедают рыбы и другие водные хищники

Низкая плодовитость Императорские пингвины — пример низкой плодовитости. Этот вид — самый крупный среди пингвинов (рост до 120 см, масса до 42 кг). Все пингвины живут в южном полушарии (Австралия, Новая Зеландия, Африка, Южная Америка, океанические острова);

Низкая плодовитость императорские пингвины обитают в Антарктиде (вспомните правило Бергмана!), ныряют на глубину более 200 м, плавают со скоростью до 36 км/ч. Поскольку за короткое антарктическое лето птенцы не успевают вырасти, то императорские пингвины приступают к размножению в начале зимы. Поэтому их птенцы нуждаются в особом уходе и внимании, требующих усилий обоих родителей.

Низкая плодовитость Этим объясняется то, что самка откладывает лишь одно яйцо (у других пингвинов, обитающих в менее суровых условиях, самка сносит два яйца), после чего передает его самцу, который, держа яйцо на лапах и прикрывая теплой кожной брюшной складкой, насиживает его 65 суток; за это время он теряет до 40% своего веса.

Низкая плодовитость Самки в это время кормятся у кромки льда и возвращаются к моменту вылупления птенца. После этого оба родителя по очереди ухаживают за птенцом, согревая его и принося ему корм.

Мутационный процесс воздействует на популяцию и приводит к появлению мутационного материала. Мутации бывают вредными, полезными, нейтральными и др.

Характеристика популяций Изоляция Чем больше водоем, тем медленнее увеличиваются линейные размеры рыбы, но зато она быстрее прибавляет в весе.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Популяция

В простой и доступной форме изложены основные вопросы по теме занятия «Экология популяций».

Конспект урока по экологии «Среда обитания и факторы среды. Общие закономерности действия факторов среды на организмы. Популяция. Экосистема. Биосфера».

Подробная разработка урока экологии, где учащиеся закрепляют понятия об экологических факторах и их классификацию. Изучается влияние этих факторов на живые организмы; дается понятие .

Популяция, как структурная единица вида. Линия УМК Н.И. Сонина Биология 10-11. Углубленный уровень. Авторы Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И.

В ней рассказывается о популяции как структуре вида,а элементарная единица эволюции.

Формирование различных видов и подвидов охотничьих хозяйств, климатические изменения в привычных для животных местах обитания, низкая компетентность кадров следящих за дикими животными и охраняющих их.

Источник