Эволюционная экология. Основные характеристики популяций

Поднятая Дарвином проблема увеличения числа видов вновь  оказалась в поле зрения ученых. У птиц новые виды возникают, очевидно, только путем географического видообразования  через генетическую перестройку  популяций, изолированных от остального ареала вида (например, островных - дарвиновы  вьюрки). У растений и у отдельных  групп животных помимо географического  видообразования существует и другой способ - через полиплоидию (увеличение числа хромосом, кратного их основному  числу), поскольку полиплоидные особи  сразу остаются репродуктивно изолированными от родительских особей.

Важный способ видообразования - симпатрическое видообразование, свойственное паразитам и насекомым, приспособленным к жизни на определенном растении-хозяине. Периодически заселяется новый вид-хозяин и потомки такого паразита формируют новую развитую колонию, что, очевидно, обусловливается наличием у них специфических генов. В новом хозяине будет проходить интенсивный отбор в направлении сохранения генов, способствующих спариванию с особями, обитающими именно на этом виде-хозяине. По истечении времени складываются благоприятные условия для возникновения новой, адаптированной к новому хозяину расы, а затем и нового вида. Интенсивность и встречаемость симпатрического видообразования пока не установлены, много вопросов вызывает также роль генов и хромосом в процессе видообразования.

Особый интерес вызывает развитие эволюционного мышления в  биологии поведения организмов. Ученые - этологи классического направления  показали, что различные признаки поведения (например, использование  разного рода сигналов в процессе ухаживания) имеют такое же важное значение в определении таксономической близости, как и морфологические особенности. Комплексные системы классификации, включающие в свою основу признаки поведения, четко совпадают с системами, базирующимися только на морфологических признаках. Нередко, если морфологические признаки не дают возможности сделать однозначные выводы, решающими могут выступить поведенческие признаки. Больше того, поведение особей нередко может выступать базовым показателем в процессе эволюции. Изменение в поведении (например, выбор нового местообитания или источника пищи) зачастую вводит в действие новые формы давления отбора и вызывает серьезные адаптивные сдвиги. Подтверждением такому положению может служить завоевание живыми организмами суши и атмосферы, которое, безусловно, началось со сдвигов в их поведении (поиски новых источников пищи, расширение зоны своего влияния и т.д.). В настоящее время именно давлению отбора, определяющему возможное эволюционное развитие, и уделяется большое внимание.

Рассмотренные выше непростые  вопросы в основном касаются проблем  микроэволюции. Не менее сложными являются и вопросы эволюции экологических систем разного уровня - от локальных до биосферы в целом.

Основные характеристики популяций

Чтобы понять, как функционирует  экологическая система, необходимо знать характеристики популяций, составляющих эту систему. Популяцию в целом характеризуют демографические характеристики: рождаемость; смертность; структура особей по возрастному составу; численность особей (их обилие).

Демографические характеристики отражают скорость процессов, происходящих в популяции. Они имеют смысл  только для группы особей: нельзя говорить о рождаемости и смертности применительно  к отдельной особи. Знание демографических  характеристик популяции важно  для прогнозирования возможных  изменений, как в самой популяции, так и во всем сообществе в целом.

Популяцию как совокупность организмов наилучшим образом характеризует  обилие. Мера обилия - численность популяции (общая биомасса). Однако измерение  данного показателя для многих популяций  животных связано с большими трудностями. Поэтому, как правило, вместо обилия для характеристики популяции используют понятие плотности.

Плотность популяции - число  особей на единицу площади (плотность  биомассы).

Примеры плотности популяций:

- 300 деревьев на 1 гектар  леса;

- 4 миллиона особей хлореллы  на 1 кубический метр воды;

- 100 кг рыбы на 1 гектар поверхности водоема.

Способность популяции к  увеличению численности характеризует  рождаемость. Рождаемость - это число  особей, родившихся за определенный промежуток времени. Различают два вида рождаемости:

1. Максимальная рождаемость

Максимальная рождаемость - понятие чисто теоретическое. Показывает, какова максимальная скорость рождения новых особей при отсутствии сдерживающих внешних факторов. Максимальная рождаемость определяется лишь физиологической плодовитостью самок.

2. Экологическая рождаемость

Экологическая рождаемость  учитывает уже фактическую обстановку жизни в популяции. Дает представление  о том, как рассматриваемая группа особей будет плодиться в реальности. Экологическая рождаемость - величина непостоянная: она зависит от состава  популяции и физических условий  среды.

Высокая потенциальная рождаемость  и низкая экологическая рождаемость  характерна для видов, которые не заботятся о своем потомстве. К примеру, самка трески мечет  миллионы икринок, но до взрослого состояния  из них доживают в среднем 2 особи.

Список литературы

1. Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А. Акимова, В.В. Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн. – М.:ЮНИТИ, 2009.- 556с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.
2. Акимова Т.В. Экология. Природа-Человек-Техника.: Учебник для студентов вузов/ Т.А. Акимова, А.П. Кузьмин, В.В. Хаскин. – Под общ. ред. А.П.Кузьмина; Лауреат Всеросс. конкурса по созд. новых учебников по общим естественнонаучн. Дисциплинам для студентов вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006.-343 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.
3. Бродский А.К. Общая экология: учебник для студентов вузов. М.: Изд. Центр «Академия», 2006.-256 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для бакалавров, магастратов и студентов вузов.