Понятие о популяции

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2012 в 06:49, реферат

Описание

Понятие о популяции
Любой вид приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям существования и утверждает себя во внешней, часто неблагоприятной, среде не индивидуально и даже не как простая сумма особей, а в форме определенных и своеобразных группировок организмов. Последние представляют собой единое функциональное целое — популяцию.
Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. Важно подчеркнуть, что с позиций современной экологии популяцию рассматривают как элементарную единицу процесса микроэволюции, поскольку она обладает уникальным и важнейшим для поддержания жизни вида в течение длительного периода качеством — способностью к перестройке своего генофонда в ответ на изменение экологических факторов среды обитания.

Работа состоит из  1 файл

дем (2).docx

— 45.39 Кб (Скачать документ)

Понятие о популяции

Любой вид приспосабливается  к постоянно изменяющимся условиям существования и утверждает себя во внешней, часто неблагоприятной, среде не индивидуально и даже не как простая сумма особей, а  в форме определенных и своеобразных группировок организмов. Последние  представляют собой единое функциональное целое — популяцию.

По определению академика  С.С. Шварца, популяция — это элементарная группировка организмов определенного  вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей  численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Популяция обладает общим  генофондом и занимает определенную территорию. Важно подчеркнуть, что  с позиций современной экологии популяцию рассматривают как  элементарную единицу процесса микроэволюции, поскольку она обладает уникальным и важнейшим для поддержания  жизни вида в течение длительного  периода качеством — способностью к перестройке своего генофонда  в ответ на изменение экологических  факторов среды обитания.

У особей популяции формируются  адаптации, соответствующие условиям той местности, где они обитают. Поэтому популяция представляет собой развивающуюся единицу, причем важнейшую в экологическом понимании. Она может существовать длительное время в регионе при наличии  подходящего климата, питательных  веществ и источника энергии, входя в состав пищевой сети, характерной  для этой области экосистемы. Таким  образом, популяция обладает не только самостоятельной эволюционной судьбой, но и является основным биотическим, т.е. живым, элементом экосистем.

Основным свойством популяции  является ее беспрерывное изменение, движение, динамика, что сильно влияет на структурно-функциональную организованность, продуктивность, биологическое  разнообразие и устойчивость системы. Особи одной популяции оказывают  друг на друга не меньшее воздействие, чем абиотические факторы среды  или другие обитающие совместно  виды организмов.

Специфические же внутривидовые  связи — это отношения, связанные  с воспроизводством: между особями  разных полов и между родительскими  и дочерними поколениями. При  этом важно подчеркнуть: во всех случаях  в популяциях действуют законы, позволяющие  таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства, что является генетической целью популяции.

Вышеизложенное подводит к заключению, что популяционный  уровень занимает особое место в  системе организации живого вещества, так как популяция есть не что  иное, как первая надорганизменная биологическая макросистема. Как  следствие этого зародилось и  успешно функционирует целое  научное направление — демэкология (от греч. demos— народ), рассматриваемое  как раздел общей экологии, изучающий  структурные и функциональные характеристики, динамику численности популяции, внутрипопуляционные  группировки и их взаимоотношения, выясняющий условия, при которых  формируются популяции, и др. При  этом приоритетной для демэкологии  проблемой являются биотические  взаимоотношения.

Показатели  популяций

Являясь групповыми объединениями  особей, популяции обладают рядом  специфических показателей, которые  не присущи каждой отдельно взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей — статические  и динамические.

Состояние популяции на данный момент времени характеризуют статические  показатели. К ним относятся следующие.

Численность — общее количество особей на выделяемой территории или  в данном объеме. Этот показатель популяции  никогда не бывает постоянным, он зависит  от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.

Плотность популяции —  среднее число особей (или биомассы) на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности. В  случае возрастания последней плотность  популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение ее, т.е. расширение ареала.

Динамические показатели популяции включают рождаемость, смертность, прирост и темп роста популяции.

Рождаемость (плодовитость) — число новых особей, появившихся  за единицу времени в результате размножения. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению. Она характеризуется так называемым биотическим потенциалом, представляющим собой скорость, с которой при  беспрерывном размножении (возможном  только теоретически при идеальных  экологических условиях существования) особи определенного вида могут  покрыть земной шар равномерным  слоем. Это важнейший, хотя и условный, показатель имеет самые различные  значения. Так, для слонов он составляет 0,3 м/с, а для некоторых микроорганизмов  — сотни метров в секунду. Удивительный факт: один одуванчик менее чем  за 10 лет способен заселить своими потомками  земную поверхность, если все семена прорастут (Р. Дажо, 1975). На практике такая  громадная плодовитость никогда  не реализуется.

Смертность популяции  — число погибших в популяции  особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в зависимости от условий среды  обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в процентах  к начальной или чаще к средней  величине ее.

Прирост популяции — разница  между рождаемостью и смертностью; прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.

Темп роста популяции  — средний прирост ее за единицу  времени.

Территориальная иерархия популяций

В экологии достаточно широкое  распространение получила концепция  иерархии (соподчиненности) популяций  в зависимости от размеров занимаемой ими территории. Н.П. Наумов, например, ввел понятия элементарной, экологической  и географической популяции, которые  в свою очередь входят в ареал  вида.

Элементарная (локальная) популяция  является совокупностью особей того или иного вида (например, белки), которая занимает какой-то небольшой  участок однородной по условиям обитания площади. Очевидно, что число элементарных популяций в первую очередь определяется степенью разнородности условий  среды обитания, при этом чем они  разнообразнее, тем большее число  элементарных популяций можно выделить, и, естественно, наоборот. Укажем, что  имеющее место смешение особей элементарных популяций, которое часто происходит в природе, размывает границы  между последними.

Совокупность элементарных популяций формирует более крупную  экологическую популяцию. Составляющие ее элементарные популяции весьма слабо  изолированы друг от друга, между  ними может происходить довольно часто обмен генетической информацией, но существенно реже, нежели между  элементарными популяциями. Характерным  примером служит белка, которая обитает  в различных типах леса. Вследствие этого можно достаточно четко  выделить «сосновые», «елово-пихтовые»  и др. экологические популяции  белки.

Экологические популяции, слагаясь, образуют географические популяции. Последние  включают группу особей, которые заселяют территорию с географически однородными  условиями существования (тундра, тайга) и отличаются общностью приспособлений к климату и ландшафту. Следует  отметить, что географические популяции  довольно заметно разграничены и  изолированы. Как правило, они могут  отличаться рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей, а также плодовитостью и даже размерами особей.

Укажем, что чем ниже ранг популяций, тем более тесна связь  между соседними популяциями, больше степень обмена особями и, естественно, менее выражены отличительные особенности. Раздробление же вида на множество  мелких территориальных группировок  есть не что иное, как проявление присущего популяции процесса приспособления к огромному разнообразию местных  условий. Благодаря этому увеличивается  генетическое многообразие вида и обогащается  его генофонд, тем самым способствуя  длительному существованию вида в постоянно изменяющихся условиях среды.

Ареал вида (по Н.Ф. Реймерсу, 1990) — это область географического  распространения (территория или акватория) особей рассматриваемого вида вне зависимости  от степени постоянства их обитания в данной местности, но исключая места  случайного попадания (заноса, залета, захода, заплыва и т.п.) в соседние регионы. Это одна из фундаментальных  экологических характеристик популяции. Протяженность популяционного ареала определяется биологией вида, особенно радиусом его индивидуальной активности перемещения. Так, популяции видов  относительно крупных животных (рыб, млекопитающих, птиц идр.), которые могут  преодолевать большие пространства, имеют больший ареал по сравнению  с популяциями видов мелких животных с ограниченной подвижностью. Ареал  способен пульсировать, т.е. он может  расширяться или сокращаться  даже в связи с сезоном года; существенное расширение границ ареала вида наблюдается при миграции и  территориальной экспансии входящих в нее особей (наглядный пример здесь способность огромных стай саранчи преодолевать тысячи километров). В то же время в процессе освоения нового пространства и необходимости (подчас вынужденной) приспособления к  новым экологическим условиям происходит формирование новых популяций. Это  имело место, например, в Австралии, куда в целях охоты завезли  из Европы кроликов. Последние в  результате интенсивного размножения  образовали новую популяцию.

Отталкиваясь от полученной информации, легче понять, что такое  вид: это сложная биологическая  система, которая состоит из группировок  организмов — популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения.

Итак, популяция может  быть охарактеризована как внутривидовая  группировка особей, конкретная форма  существования вида, обладающая определенными  количественными и качественными  показателями. Популяция является генетической единицей вида: ее изменения обусловливают  эволюцию данного вида.

Структура популяции и ее виды

Любой популяции присуща  определенная организация. Распределение  особей по территории, соотношение  групп особей по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и  генетическим особенностям отражают соответствующую структуру популяции: пространственную, половую, возрастную и т.д. Структура формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств видов, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Поэтому важно подчеркнуть откровенно приспособительный характер структуры популяции.

Возрастная и половая  структуры популяции. Возрастная структура  популяции, т.е. соотношение в ней  разных возрастных групп, определяется особенностями жизненного цикла  вида и внешними условиями.

В любой популяции можно  условно выделить три экологические  группы: предрепродуктивную, репродуктивную, пострепродуктивную. К предрепродуктивной относится группа особей, возраст  которых не достиг способности к  воспроизведению; репродуктивная —  группа, способная воспроизводить новые  особи; наконец, пострепродуктивная В  особи, которые по ряду причин утратили способность участвовать в воспроизведении  новых поколений. По отношению к  общей продолжительности жизни  длительность этих возрастов сильно меняется у разных видов. Для человека эти три возраста приблизительно одинаковы.

Имеются виды с очень простой  возрастной структурой популяций, которые  состоят практически из представителей одного возраста. Так, все однолетние растения весной находятся в проростках, затем почти одновременно зацветают, дают семена и к осени отмирают. Уязвимость таких популяций крайне высока: если в период развития наступают, например, заморозки, происходит массовая гибель особей. Напротив, в благоприятной  ситуации такая популяция может  дать взрыв численности (саранча, грызуны).

В популяции со сложной  возрастной структурой представлены все  возрастные группы, одновременно живут  несколько поколений. Так, в стадах слонов, например, есть и новорожденные, и подростки, и молодые крепнущие  животные, и способные к размножению  самцы и самки, и старые особи. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. Экстремальные  внешние условия могут изменить их возрастной состав за счет гибели наиболее слабых, но самые устойчивые возрастные группы выживают и затем восстанавливают  структуру популяции.

Очевидно, что человек, рассматриваемый  как биологический вид, имеет  сложную структуру популяций.

Половые группировки внутри популяций формируются на базе различной  морфологии (формы и строения тела) и экологии различных полов. Отличие  самцов от самок затрагивает не только строение и функцию половой системы, но и морфологию в целом (рога у  самцов и отсутствие их у самок; крылатые самцы и бескрылые самки у  некоторых насекомых; яркое оперение самцов и скромное у самок, и т.д.). Часто встречается различие самцов и самок по характеру и виду пищи. Так, у многих комариных самцы  питаются нектаром или соком растений, а самки — кровью жертв. Разный пищевой рацион самцов и самок  имеет место у ряда млекопитающих, птиц, рыб.

Соотношение возрастных и  половых групп, которые можно  отнести к статическим показателям  популяции, определяет многое в общей  жизнеспособности и темпах роста  популяции, является важной характеристикой  ее структуры. Тщательный и постоянный анализ возрастного и полового состава  популяций — главное условие  для прогнозирования численности  тех видов, которые человечество использует в дикой природе или  с которыми вынуждено бороться.

Пространственная структура  популяций. Пространство, которое занимает популяция, дает ей необходимые для  жизни условия. Однако каждая конкретная территория способна прокормить лишь определенное число особей. При этом очевидно, что на степень использования  доступных природных ресурсов влияет не только общая численность популяции, но и размещение особей в пространстве.

Изредка в природе встречается  почти равномерное упорядоченное  распределение особей на занимаемой территории, например в чистых зарослях некоторых растений. Однако в силу неоднородности занимаемого пространства, а также некоторых особенностей биологии видов чаще всего члены  популяции распределяются в пространстве неравномерно. При этом существуют два крайних варианта неравномерного размещения членов популяции: 1) четко  выраженная мозаичность с незанятым  пространством между отдельными скоплениями особей (например, гнездовья  грачей в рощах или парках); 2) распределение  случайного, диффузного типа, когда  члены популяции более или  менее независимы друг от друга и  обитают в относительно однородной для них среде (например, размещение мучных хрущаков в муке).

Отметим, что между указанными вариантами неравномерного размещения существует множество переходов. В  то же время тип распределения  в занимаемом пространстве в каждом конкретном случае оказывается приспособительным, поскольку позволяет оптимально использовать имеющиеся ресурсы.

Информация о работе Понятие о популяции