Популяции, их свойства и роль в биосфере

Рослякова Нина УА-4

Понятие «популяция»

Понятие «популяция»• Популяция — именно та «ячейка» биоты, которая

является основой ее существования:

- в ней происходит самовоспроизводство живого вещества,

- она обеспечивает выживание вида благодаря наследственности адаптационных качеств,

- она дает начало новым популяциям и процессам видообразования,

- т. е. является элементарной единицей эволюционного процесса,

- тогда как вид есть его качественный этап.

Структура популяции

Различают такие структуры популяции

половую

возрастную

генетическую

пространственную

экологическую

Структура популяции• Половая структура популяции – соотношение в ней особей разного

пола.

• У многих организмов соотношение полов определяется различием хромосомных наборов мужских и женских особей.

• Такое двухфакторное хромосомное определение пола обеспечивает равную численность полов.

• Но у некоторых растений и животных наблюдается не двухфакторное, а трех- и более факторное генетическое определение пола.

• Это приводит к тому, что в определенных условиях наряду с нормальными появляются и такие женские особи, которые приносят только самок или (реже) только самцов.

• В результате через какое-то время соотношение полов в популяции может отклониться от 1:1.

• Так возникают партеногенетические (состоящие только из самок) популяции у многих видов насекомых.

Структура популяции• Возрастная структура популяции — соотношение в составе

популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений.

• Поколение может состоять из особей одного приплода и из особей разных приплодов (например, у мелких млекопитающих).

• Но и приплод может состоять из особей разных поколений: упавший с 1000-летнего дуба желудь прорастет, и через 20 лет пыльца молодого дубка может опылить цветы родительского дерева, которое на 50 поколений старше.

• Возрастная структура популяции отражает интенсивность размножения, уровень смертности, скорость смены поколений.

Структура популяции• Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и

разнообразием генотипов, частотами вариаций отдельных генов, а также разделением популяции на группы генетически близких особей, между которыми при скрещивании происходит постоянный обмен.

• Для каждой популяции характерен также определенный уровень фенотипического полиморфизма, т.е. разнообразия признаков организма, находящихся под совместным контролем генов и экологических факторов.

• Один и тот же генотип в разных условиях способен привести к появлению различающихся фенотипов.

• Разнообразие генотипов зависит от размера популяции и внешних факторов, влияющих на ее структуру.

• В небольших изолированных и стабильных популяциях закономерно возрастает частота близкородственного скрещивания, что уменьшает генетическое разнообразие и увеличивает угрозу вымирания.

Структура популяции• Пространственная структура популяции – это характер

размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на популяционной территории (ареале).

• В популяции реализуется принцип территориальности: все особи и их группы обладают индивидуальным и групповым пространством, возникающим в результате активного физико-химического или поведенческого разобщения.

• Оно часто сочетается с агрегацией, группировкой особей, которое усиливает конкуренцию между индивидами, но способствует выживанию группы в целом.

• Следовательно, как перенаселенность, так и недонаселенность, препятствующая агрегации, могут служить лимитирующими факторами.

• Так образуются стаи, стада, колонии и другие объединения особей, благодаря чему достигаются различные защитные эффекты.

Структура популяции• Экологическая структура популяции – это

подразделенность всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующие с факторами среды.

• Легко выявляются группировки по питанию, так как особи разного пола и возраста обладают различным пищевым предпочтением.

• Разные члены популяции отличаются друг от друга по ориентировочному поведению и по двигательной активности; у многих животных хорошо выражены различия реакций избегания опасности или оптимизационного поиска.

• Часто наблюдается распределение функций («разделение труда») при охоте на добычу, при уходе за потомством и т.п.

Свойства популяции• Популяции обладают рядом свойств,

которые не присущи отдельно взятой особи или просто группе особей.

• Выделяют две группы показателей —статические и динамические.

Свойства популяции

Статические показатели популяций

Численность

Плотность

Показатели структуры

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени.

Свойства популяции• Численность — это поголовье животных или количество растений,

например деревьев, в пределах некоторой пространственной единицы — ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района и т. д.

• Полагают, что если численность популяции меньше нескольких сотен особей, то любые случайные причины (пожар, наводнение, засуха, обильные снегопады, сильные морозы и т. д.) могут сократить ее настолько, что оставшиеся особи не смогут встречаться и оставить потомство.

• Рождаемость перестанет покрывать естественную убыль, и оставшиеся особи в течение сравнительно короткого времени вымрут.

Свойства популяции• Плотность — число особей,

приходящихся на единицу площади, например, плотность населения — количество человек, приходящееся на один квадратный километр, или для гидробионтов — это количество особей на единицу объема, на литр или кубометр.

• При увеличении численности плотность популяции, как правило, возрастает; она остается прежней лишь в случае ее расселения и расширения ареала.

• У некоторых животных плотность популяции регулируется сложными поведенческими и физиологическими механизмами.

Свойства популяции

• Показатели структуры:

• половой — соотношение полов,

• размерный — соотношение количества особей разных размеров,

• возрастной — соотношение количества особей различного возраста в популяции.

Свойства популяцииДинамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени.

Динамические показатели популяций

Рождаемость

Смертность

Миграции

Свойства популяции• Рождаемость, или скорость рождаемости,

— это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени.

• Величина рождаемости тем выше, чем больше доля особей, принимающих участие в размножении, чем выше плодовитость, чем чаще следуют друг за другом репродуктивные циклы.

• Обычно рождаемость в каждой популяции уравновешена характерной для нее смертностью.

Свойства популяции• Смертность, или скорость смертности,

— это число особей, погибших в популяции в единицу времени.

• Смертность характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, паразитов, генетической и физиологической неполноценности, старости и т. п.

Свойства популяции• Миграции — закономерные перемещения

животных между существенно различными, пространственно разобщенными средами обитания.

• Подобные переселения вызываются изменением условий существования в местах обитания или изменением требований животного к этим условиям на разных стадиях развития.

•Массовое перемещение особей между популяциями может изменить их структуру и основные свойства (предотвратить гибель популяции, находящейся на грани вымирания, или, наоборот, привести ее к резкому сокращению).

Роль популяции в биосфере

ЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ

• Популяция является одним из звеньев генетико-эволюционного ряда, отражающего филогенетические связи таксонов разного уровня, как результат эволюции форм жизни: организм - популяция -вид - род - … - царство.

• В этом ряду популяция выступает, как форма существования вида, основная функция которого заключается в выживании и воспроизведении.

Роль популяции в биосфереЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ

• Играя важную роль в микроэволюционном процессе, популяция является элементарной генетической единицей вида.

• Особи в популяции обладают характерными особенностями строения, физиологии и поведения, т.е. гетерогенностью.

• Эти особенности вырабатываются под влиянием условий обитания и являются результатом микроэволюции, протекающей в конкретной популяции.

• Изменение популяций в процессе адаптации к изменяющимся факторам среды и закрепление этих изменений в генофонде обусловливает в итоге эволюцию вида.

Роль популяции в биосфере

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ

• В тех же конкретных условиях среды популяция вступает в трофические и иные связи с популяциями других видов, образуя с ними простые и сложные биогеоценозы.

• В этом случае она является функциональной субсистемой биогеоценоза и представляет одно из звеньев функционально-энергетического ряда: организм - популяция - биогеоценоз - биосфера

Роль популяции в биосфере

Список использованной литературы

1. Акимова Т. А. Экология: Учебник для вузов /Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. – М.: ЮНИТИ, 1999. – 455 с.

2. Горелов А. А. Экология: Учебное пособие для вузов /А. А. Горелов. – М.: Юрайт-М, 2002. – 312 с.

3. Коробкин В. И. Экология: Учебник для вузов /В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. – Ростов-на-Дону:Феникс, 2007. – 602 с.

4. Николайкин Н. И. Экология: Учеб. для вузов /Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова.— М.: Дрофа, 2004. — 624 с.

5. Степановских А. С. Общая экология: Учебник для вузов/ А. С. Степановских. – М.: Юнити-Дана, 2012. – 687 с.