популяция файл

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦИЙ
Цель: Сформировать у студентов представление о популяции как
структурной единице экосистемы.
План занятия
Информационное обеспечение:
Вопрос 1. Определение популяции
Популяция (с лат. популюс – народ, население) – группа особей одного
вида, населяющих определенную территорию, скрещивающихся между
собой с получением жизнеспособного потомства и изолированных от
других популяций этого вида.
В зависимости от размеров занимаемой территории различают:

элементарную
(локальную)
популяцию
-
занимает
небольшую площадь;

экологическую популяцию – совокупность элементарных
популяций, приуроченных к конкретным биогеоценозам (например,
популяции еловых, сосновых, пихтовых белок);

географическую популяцию – слагается их экологических и
охватывает
территорию с географически однородными условиями (например,
популяция белки в заенисейской тайге).
Вопрос 2. Свойства популяции
1. Численность - общее число особей на выделяемой территории;
2. Плотность – численность, отнесенная к единице занимаемого
пространства;
3. Рождаемость – число новых особей, появившихся в популяции
за
единицу времени в результате размножения в расчете на определенное
число ее членов;
4. Смертность – количество погибших особей за определенный отрезок
времени;
5. Прирост – разница между рождаемостью и смертностью (может быть
положительной и отрицательной величиной);
6. Устойчивость популяции.
Вопрос 3. Структура популяций
1.Пространственная – характер распределения на территории (скученное,
случайное, равномерное распределение).
2.Половая – соотношение полов в популяции. Различают:
а) первичное соотношение полов при формировании гамет (обычно 1:1);
б) вторичное, наблюдаемое при рождении (на 100 девочек 106 мальчиков);
в) третичное – у взрослых особей (к 18 годам соотношение выравнивается
1:1; к 50 годам – на 85 мужчин приходится 100 женщин; к 80 годам – на 50
мужчин приходится 100 женщин).
3. Возрастная -
соотношение особей разного возраста, зависит от
особенностей жизненного цикла и внешних условий. Возрастные различия
усиливают экологическую неоднородность популяции и сопротивляемость
среде. В популяции выделяют 3 возрастные группы: пререпродуктивную,
репродуктивную и пострепродуктивную.
4.
Генетическая
структура
определяется
генотипом.
В
небольших
изолированных популяциях близкородственные скрещивания увеличивают
угрозу вымирания популяции.
Вопрос 4. Динамика популяций. Биотический потенциал
Динамика популяций - это процессы изменений ее основных
биологических показателей во времени. Популяционная динамика может
быть трех видов: а) стабильная; б) изменчивая; в) взрывная.
Биотический потенциал – теоретический максимум потомков от
одной
пары особей (одной особи) за весь жизненный цикл. В природе он никогда
не реализуется полностью.
Вопрос 5. Современные представления о механизмах
саморегуляции численности популяций
В начале
саморегуляции
60-х годов ХХ века была выдвинута концепция
численности
популяции:
любая
популяция
способна
регулировать свою численность так, чтобы не подрывать возобновляемые
ресурсы местообитания, и так, чтобы не потребовалось вмешательства
внешних факторов (хищников или неблагоприятной среды).
Саморегуляция
численности
популяции
обеспечивается
3
механизмами:
а) стресс у особей, повышающий их смертность;
б) миграция в менее благоприятные условия, что увеличивает
смертность;
в)
замена
быстро
размножающихся
особей
на
медленно
размножающихся.
Вопрос 6. Кривые выживаемости
Продолжительность жизни у разных видов разная. Ход смертности
в популяциях отражают кривые выживаемости.
Рис. 2. Кривые выживаемости
Идеальный случай хода смертности наблюдается в тех популяциях, в
которых
все особи одного поколения доживают до биологически
предельного возраста, а затем в течение короткого срока отмирают (крупные
млекопитающие, человек, дрозофилы) – выпуклые кривые.
Наиболее часто встречается в природе вариант повышенной гибели
особей в ранний период жизни. Кривая смертности в таких популяциях
резко падает вниз в самом начале (устрицы, прорастающие желуди)
–
вогнутая кривая.
Третья (диагональная) прямая линия
соответствует постоянной
смертности в течение всей жизни (рыбы, пресмыкающиеся, пресноводные
гидры, содержащиеся в аквариуме, многолетние растения)
Вопрос 7. Экологическая ниша вида
Термин предложил Р.Джонсон в 1910 году. Экологическая ниша –
это совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно
существование вида в природе, а не только пространство, занимаемое видом
(биотоп). По выражению Ч.Элтона (1934) «…это место в живом окружении,
отношение вида к пище и врагам».
Экологическая ниша показывает
функциональную роль организма в сообществе. Биотоп – как бы «адрес»
организма, а экологическая ниша – его «профессия».
Биом – совокупность различных групп организмов и среды их обитания в
определенной ландшафтно-географической зоне (в тундре, хвойных лесах и
т.д.)
Биота – исторически сложившаяся совокупность живых организмов,
объединенных общей площадью распространения. В биоту входят виды,
которые могут и не иметь экологических связей друг с другом.
Экотон – переходные зоны между сообществами. Здесь наиболее
благоприятные условия для существования множества видов. Тенденцию к
увеличению здесь видового состава называют краевым эффектом.
Различают:

фундаментальную нишу – те условия, в которых вид в
принципе может существовать;

реализованную нишу – условия, где вид реально встречается
в данном сообществе.
Один и тот же вид в разные периоды развития может занимать
разные экологические ниши (например, головастик питается растениями, а
лягушка – плотоядна).
У совместно живущих видов экологические ниши могут частично
перекрываться, но полностью никогда не совпадают, иначе при этом
вступает в действие закон конкурентного исключения Гаузе, и один вид
вытеснит другой. Так, мухоловка и горихвостка ловят насекомых в одном
лесу, но
первая – на уровне крон деревьев, а вторая – над почвой и
кустарниками.
Если в результате гибели вида освобождается экологическая ниша,
то проявляется правило обязательности заполнения экологических ниш:
«Пустующая ниша всегда бывает естественно заполнена».
Вопрос 8. Межвидовые отношения организмов
Всю сумму воздействий, которые оказывают друг на друга живые
существа, объединяют названием биотические факторы. Их делят на две
группы:
1. Внутривидовые
(особенности
поведения,
продолжительность жизни, возрастной и половой состав, плотность
популяции, внутривидовая конкуренция).
2. Межвидовые :
 Отношения типа «хищник-жертва», обозначаемые в
экологии
«+/-«, - это прямые связи, которые для одного партнера имеют
отрицательные, а для другого – положительные последствия. Хищниками
называют животных, питающихся другими животными. Выделяют два
типа охотничьего поведения:
а) типичное собирательство (насекомоядные птицы);
б) типичное хищничество (кошачьи млекопитающие).
Но существует множество переходных типов охотничьего поведения.
Хищничество ведет к выработке различных экологических адаптаций как у
жертв (развитие органов чувств, быстроты реакции, покровительственной
окраски), так и у их потребителей).
Экологические связи хищников и жертв направляют ход эволюции
сопряженных видов (коэволюции).

Отношения типа «паразит – хозяин»
(от греческого
паразитос – нахлебник) («+/-«) такая форма связей между видами, при
которой организм- потребитель использует живого хозяина не только
как источник пищи, но и как место постоянного или временного
обитания.

Комменсализм (от латинского com– вместе и
tensa – трапеза) –
это такая форма взаимоотношений, когда деятельность одного вида
доставляет пищу и убежище другому («+/о»).
Иными словами,
комменсализм – одностороннее использование одного вида другим без
привнесения ему вреда (молодь рыб прячется под зонтиками защищенных
стрекательными клетками медуз или поселение растений на коре деревьев).
Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев
называют еще нахлебничеством, например, взаимоотношения львов и гиен,
акул и рыб-прилипал.
 Мутуализм – (от латинского mutuus – взаимный)
-
взаимовыгодные отношения видов («+/+»), при которых один вид не
может
существовать
без
другого.
Степень
развития
взаимовыгодного сожительства может быть разной. Неразделимые
полезные связи двух видов называются симбиозом. Например,
лишайники представляют собой тесное сожительство водоросли и
гриба. Или отношения термитов и их кишечных сожителей –
жгутиковых. Эти простейшие способны переваривать клетчатку,
поглощаемую термитами, которую эти насекомые без симбионтов
не могут усваивать.

Нейтрализм (от греческого нейтралис - ни тот, ни другой) –
сожительство двух видов на одной территории
не влечет для них ни
положительных, ни отрицательных («0/0). При нейтрализме виды не
связаны друг с другом непосредственно (например, белки и лоси), но
угнетение
леса длительной засухой сказывается на каждом, хотя и в
неодинаковой степени.
 При
аменсализме
взаимодействующих
для
видов последствия
одного
совместного
из
двух
обитания
отрицательны, тогда как другой не получает от них ни вреда, ни
пользы («0/-«). Например, светолюбивые растения, растущие под
елью, испытывают угнетение в результате сильного затенения ее
кроной, тогда как для самой ели их соседство может быть
безразличным.

Конкуренция (от лат.- бежать вместе) – это взаимоотношения,
возникающие между видами со сходными экологическими требованиями.
Она отрицательно сказывается на обоих партнерах
(«-/-«).
Победителем
окажется
тот
вид,
который
в
данной
экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед
другим, т.е. более приспособлен к условиям окружающей среды.