Структура и характеристики на населението. Населението като природна система Динамика на населението

Терминът "население" днес се използва в различни области и области на науката. Има най-голямо влияние в биологията, демографията, екологията, медицината, психометрията и цитологията. Но какво е популация и как се характеризира?

Въведение. Дефиниции

Към днешна дата популационните проучвания са провеждани предимно за идентифициране на генетични или екологични последователности. Това дава възможност да се определи средата за оцеляване на видовете и тяхната наследственост. В момента има друго понятие - „клетъчна популация“. Това е изолирано потомство на определен брой групи клетки. Тази област се изучава от специалисти в рамките на цитологията.

От гледна точка на генетиката популацията е разнородна наследствена съвкупност от форми на един вид, която се противопоставя на така наречената чиста линия. Факт е, че всяко семейство от индивиди отговаря на специфични характеристики и представлява определен фенотип и генотип.

Основни характеристики

Преди да започнете да разбирате по-подробно какво е населението, трябва да знаете и разберете основните му компоненти. Има общо 5 основни характеристики:

1. Разпределение. Тя може да бъде пространствена и количествена. Първият тип от своя страна се разделя на случайно и равномерно разпределение. Количественият показател отговаря за размера на населението или неговата отделна група. Разпределението на индивидите зависи пряко от климатичните условия, генома, хранителната верига и степента на адаптация.

2. Брой. Това е отделна характеристика на популация и не трябва да се бърка с подтип на разпространение. Тук изобилието представлява общият брой организми в определена единица пространство. Най-често е динамичен. Зависи от съотношението на смъртността и плодовитостта на индивидите.

3. Плътност. Определя се от биомасата или броя на организмите на единица площ (обем).

4. Плодовитост. Определя се от броя на индивидите, появили се в резултат на размножаването за единица време.

5. Смъртност. Разделени по възрастови критерии. Представлява броя на убитите форми на живот за единица време.

Структурна класификация

В момента се разграничават следните видове популации: възрастови, полови, генетични, екологични и пространствени. Всяка от тези вариации има своя специфична структура. По този начин възрастовата популация се определя от съотношението на индивидите от различни поколения. Представители на един и същи вид могат да имат както предци, така и потомство.

Половата популация зависи от вида на размножаване на семейството и набора от определени морфофункционални и анатомични характеристики на организмите. Генетичната структура се определя от вариациите в алелите и начина, по който те се обменят. Екологичната популация е разделение на семейството на групи в зависимост от факторите на околната среда. Пространствената структура зависи от разпространението и разположението на отделните индивиди от вида в района.

Изолация на популациите

В различните семейства това свойство зависи от средата и формата на съжителство. Ако представители на един вид се движат на големи площи, тогава такава популация може да се нарече голяма. В случай на слабо развитие на разпределителните способности, семейството се определя от малки агрегати, които могат да отразяват например мозаечния характер на ландшафта. Популацията на заседнали животни и растения зависи от разнородността на околната среда.

Нивото на изолация на съседни семейства от един и същи вид варира. В този случай популациите могат да бъдат рязко разпределени в пространството или да бъдат ясно локализирани в определена област. Има и пълна колонизация на огромна територия от един вид. На свой ред границите между популациите могат да бъдат размити и различими.

Динамиката на популацията може да бъде 3 вида:

Повечето индивиди оцеляват до максималния възрастов праг (хора и бозайници),

Смъртта може да настъпи по всяко време (влечуги и птици),

Смъртността е висока още в ранните стадии на развитие (риби, растения, безгръбначни).

Популацията се състои от набор от индивиди, които са сходни помежду си по морфофизиологични свойства, площ, тип кръстосване и произход. Такава група организми се нарича вид. Това е единица от структурата на населението.

Видовете зависят от следните критерии: морфологични, генетични, физиологични, биохимични. Според допълнителна класификация характеристиките на влияние са географски и екологични.

Всеки вид възниква, след това се развива и адаптира. При рязка промяна в условията на околната среда може да изчезне.

Най-простата форма на съществуване на вида в природата е популацията. В тази статия ще разберем какво включва това понятие и ще разберем каква е ролята на населението в еволюционния процес.

Структура на населението

В биологията популацията е целостта на всички съществуващи индивиди от един и същи вид, живеещи на една и съща територия и имащи общ генофонд със способността да се кръстосват свободно. Един вид жив организъм може да включва няколко екосистеми, които най-често са изолирани една от друга.

Ако индивиди от един и същи вид, взети от различни екосистеми, се поставят в едни и същи условия, може да се наблюдава запазване на техните различия. Въпреки това, за получаване на плодородно потомство, такова кръстосване дава най-добри резултати.

Ориз. 1. Примери за популации.

Популациите осигуряват процеса на микроеволюция и се разделят на:

• сексуален;
• възраст;
• околната среда;
• генетични;
• пространствена структура.

Ориз. 2. Структура на населението.

Полова структура

Показва процента на индивидите от различни полове. Определя се от разликата в хромозомните комплекти. Често обаче се случва някои женски да раждат само женски или само мъжки индивиди. В този случай съотношението на половете се отклонява от 1:1. Причината за това може да са не само генетични заболявания, но и условия на околната среда.

Възрастова структура на населението

Включва съотношението на индивиди от различни възрасти, които представляват потомство от едно и също или различни поколения. Едно поколение може да включва представители на едно или повече потомства. Възрастта влияе върху интензивността на процеса на размножаване, скоростта на смяна на поколенията и смъртността.

ТОП 1 статиякоито четат заедно с това

Генетична структура

Определя се от разнообразието и изменчивостта на генотипите. Свойство на екосистемите е наличието на определено ниво на разнообразие от черти, които зависят от екологията и генетичното предразположение. С други думи, един генотип е способен да произведе много вариации на фенотипове. Разнообразието зависи от броя на индивидите и екологичната ситуация. Промяната на честотата на гените може да доведе до изчезване на даден вид.

Пространствена структура

Определя се от плътността на разполагане и разпределение на членовете на екосистемата в определена територия. Всички хора имат индивидуално и групово пространство. По този начин се образуват ята, колонии и стада. В зависимост от метода на поставяне в група се разграничават произволно, равномерно и пренаселено разпределение.

Всеки индивид играе своя собствена роля в групата и се формира социална йерархия.
Тя може да бъде:

• линейно (подчинение по ранг, когато следващият доминира над предишния);
• паралелен (мъжките и женските имат отделни водачи).

Тази система от взаимоотношения позволява координиране на поведението, което ще бъде от полза за всички членове на групата.

Екологичен компонент

Екологичната единица е видът. Тази структура предполага разпределение на членовете в групи в зависимост от взаимодействието с околните природни фактори.

Екологичната ниша включва храна, места за размножаване и подслон и други фактори на околната среда, които са необходими за съществуването на даден вид. При характеризиране на екологична ниша се използват два показателя: ширина и степен на припокриване с други ниши.

Динамика на населението

Динамиката и растежът на екосистемите зависи от външни и вътрешни фактори, като наличието на храна, врагове и климат.

Основателят на популационната генетика е S.S. Четвериков, който нарече нарастването на числата „вълни на живота“.

Възможно е да се определи точно средният брой индивиди при условие на изкуствена пълна изолация на групата. В природата това е възможно при изучаване на островни екосистеми. Броят може да се определи от съотношението на раждаемостта и смъртността.

„Вълните на живота“ понякога помагат да се прокарат редки генотипове напред, тествайки ги чрез естествен подбор. Например след студена зима остават живи по-силни, студоустойчиви организми.

Ориз. 3. Пример за динамика на населението.

Значение

С помощта на функционирането на популациите се създават условията, необходими за поддържане на живота на нашата планета. Чрез своята жизнена дейност живите организми влияят на околната среда на своята територия. Кръговратът на веществата в природата зависи от екосистемите, създават се определени условия и се извършва обмен между живата и неживата природа. Съвместната работа на популациите определя характеристиките на биотичните конгломерации и условията на околната среда.

Какво научихме?

Понятието „популация“ в биологията предполага броя на всички индивиди от един вид, живеещи в една и съща зона и способни да се кръстосват свободно. Компонентите на тази концепция са полови, възрастови, екологични, генетични и пространствени структури. Всички те са тясно свързани помежду си, оказват влияние върху околната среда и осигуряват кръговрата на веществата в природата.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 3.9. Общо получени оценки: 158.

В еволюционната теория

Популацията е група от индивиди, способни на повече или по-малко стабилно самовъзпроизвеждане (както сексуално, така и безполово), относително изолирани (обикновено географски) от други групи, с представители на които (по време на сексуално възпроизвеждане) е потенциално възможен генетичен обмен. От гледна точка на популационната генетика, популацията е група от индивиди, в рамките на които вероятността за кръстосване е многократно по-голяма от вероятността за кръстосване с представители на други подобни групи. За популациите обикновено се говори като за групи в рамките на вид или подвид.

В съвременните еволюционни теории (например в Синтетичната теория на еволюцията) популацията се счита за елементарна единица на еволюционния процес.

В медицински изследвания

Популацията е набор от индивиди, от които се избира извадка и към която могат да се обобщят резултатите, получени за тази извадка. Популацията може да бъде цялата популация (обикновено популацията в епидемиологичните проучвания на причините за заболяването) или може да се състои от пациенти, приети в определена клиника, или пациенти с конкретно заболяване (по-често при клинични проучвания). Така можем да говорим за общата популация или за популацията от пациенти с конкретно заболяване. Епидемиологичното определение за популация се различава от биологичното (екологично) определение.

В екологията

Популацията е съвкупност от индивиди от един и същи вид, заемащи определена територия, свободно кръстосващи се помежду си, имащи общ произход, генетична основа и в една или друга степен изолирани от други популации на този вид.

Изучаването на популациите, техните взаимодействия и динамика е една от основните задачи на екологията. По-специално, един от най-простите модели на динамиката на населението е логистичното уравнение.

Бележки

Вижте също

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е „население“ в други речници:

- (срв. лат. populatio, от лат. populus хора, население), колекция от индивиди от един и същи вид, които имат общ генофонд и заемат определена територия. Контактите между индивиди в рамките на един П. са по-чести (което се проявява например на по-високо ниво ... Биологичен енциклопедичен речник

Население- (от латински populus хора, население), колекция от индивиди от вид с общи условия, необходими за поддържане на числеността му на определено ниво за дълъг период от време и с известни свойства, които определят единството на индивидите (например ... Екологичен речник

Съвременна енциклопедия

- (срв. век лат. pupulatio от лат. populus хора, население), в биологията, колекция от индивиди от един и същи вид, заемащи определено пространство за дълго време и възпроизвеждащи се през голям брой поколения. В съвременната биология населението... ... Голям енциклопедичен речник

- [фр. население население] 1) мат., стат. съвкупност (обща съвкупност), съвкупност от обекти (елементи, индивиди (ОТДЕЛНИ), единици), на които се основават статистически заключения; 2) биол. н. Мендел, колекция от индивиди от растения и животни от същото... ... Речник на чуждите думи на руския език

НАСЕЛЕНИЕ- означава самата популация, но в генетиката понятието P. се свързва с редица специални концепции и модели. В този специален, генетичен смисъл, терминът P. е въведен от Йохансен (Jo riansen) в неговото изследване „На ... ... Голяма медицинска енциклопедия

Население- (в средновековния латински populatio, от латински populus хора, население) (биологичен), съвкупност от индивиди от един и същи вид, заемащи определено пространство за дълго време и възпроизвеждащи се през голям брой поколения. В съвременния..... Илюстрован енциклопедичен речник

население- и, f. население f. Колекции от индивиди от флората или фауната на определен район, принадлежащи към един или друг вид; форма на съществуване на вида. SIS 1954. За градската полиция е почти невъзможно да следи характера и поведението на мобилен... Исторически речник на галицизмите на руския език

НАСЕЛЕНИЕ- (население). В биологията всички индивиди от един регион и един таксон или друга група, разглеждани като биологично или статистическо единство. Например хибридна популация, състояща се от различни различни хибридни форми на едно и също нещо... Условия на ботаническата номенклатура

НАСЕЛЕНИЕ и жени. (специалист.). Дълголетна група от индивиди от един и същи вид. П. котки. Обяснителен речник на Ожегов. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Обяснителен речник на Ожегов

Съвкупност от индивиди от един и същи вид, която заема определено пространство за дълго време и се възпроизвежда в продължение на голям брой поколения. Терминът се прилага по същество за всяка култура от микроорганизми. (

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

Въведение

1. Понятие за население

2. Свойства на популациите

3. Фактори в динамиката на населението

4. Пространствено разпределение на популациите

Заключение

Библиография

Въведение

Всичко е взаимосвързано с всичко - казва първият екологичен закон.

Още през миналия век човешката загриженост за съдбата на планетата се появи, а през настоящия век се стигна до криза в глобалната екологична система поради нарастващия стрес върху природната среда. Замърсяването на околната среда, изчерпването на природните ресурси и прекъсването на екологичните връзки в екосистемите се превърнаха в глобални проблеми

Въпреки мерките, предприети от руската държава за подобряване на околната среда, екологичните отношения продължават да се развиват в посока, неблагоприятна за природата и обществото:

а) все още преобладава ведомственият подход, в резултат на което всеки потребител на околната среда експлоатира природните ресурси въз основа на своите ведомствени интереси;

6) прилага се така нареченият ресурсен подход към използването на околната среда, в резултат на което много екологични връзки и природни обекти, които нямат ресурсна стойност, остават извън правната защита.

В момента, в период на предстояща екологична криза на цялата планета, всички живи хора трябва да решат проблема с прехода от експлоатация и завладяване на природата към нейното опазване и сътрудничество с нея. разполагане на размера на населението

Чрез интензивно потребление на природните ресурси с помощта на колосално нарастващи технологични средства, човечеството прогресивно подобрява условията за развитие на своята цивилизация и израстването си като биологичен вид Хомо сапиенс. Екологията, като всяка наука, има два аспекта. Единият е желанието за знание заради самото познание и в това отношение на първо място се поставя търсенето на закономерности на развитие на природата, както и тяхното обяснение; другият е прилагането на събраните знания за решаване на екологични проблеми. Бързото нарастване на значението на екологията се обяснява с факта, че в момента нито един проблем с огромно практическо значение не може да бъде решен без да се вземат предвид връзките между живите и неживите компоненти на природата.

Практическото решение на екологията може да се види преди всичко в решаването на проблемите на управлението на околната среда; именно това трябва да създаде научната основа за експлоатацията на природните ресурси.

1. Концепция за населението

Индивидите на повечето видове са разпределени неравномерно в своя видов ареал.

Има няколко опции за дефиниране на популация. Популацията е съвкупност от индивиди от един и същи вид, обитаващи дълго време определена територия или акватория, свързани чрез различна степен на свободно кръстосване и достатъчно изолирани от други подобни популации. Както следва от горното определение за популация, тя включва следните характеристики, присъщи на нея:

· Съществуване в продължение на голям брой поколения, което отличава популацията от краткотрайните нестабилни асоциации на индивиди.

· Наличието на известна степен на свободно пресичане на индивиди. Именно тази особеност на популацията осигурява нейното единство като еволюционна структура.

· Степента на свободно кръстосване в една популация е по-висока отколкото между различни (дори съседни) популации.

· Определена степен на изолация на популациите една от друга.

Причините, които принуждават индивидите от популацията да се групират в рамките на ограничени територии, са изключително многобройни и разнообразни, но основната е неравномерното разпределение на условията на околната среда в географското пространство и сходството на изискванията към тези условия сред организмите от един и същи вид.

В зависимост от размера на заеманата територия се разграничават три типа популации: елементарни, екологични и географски.

1 - видов диапазон; 2-4 - съответно географски, екологични и елементарни популации.

· Елементарно,или микропопулация, е колекция от индивиди от вид, заемащи малка площ от хомогенна площ. Те обикновено включват генетично хомогенни индивиди. Броят на елементарните популации, на които е разделен даден вид, зависи от разнородността на условията на околната среда: колкото по-еднородни са те, толкова по-малко са елементарните популации и обратно.

· Екологично населениесе формира като набор от елементарни популации. По принцип това са вътревидови групи, слабо изолирани от други екологични популации на вида, така че обменът на генетична информация между тях се случва сравнително често, но по-рядко, отколкото между елементарните популации. Една екологична популация има свои собствени особености, които я отличават по някакъв начин от друга съседна популация. По този начин катериците обитават различни видове гори, като ясно се разграничават „бор“, „смърч“, „ела“, „смърч-ела“ и другите им екологични популации.

· Географско населениеобхваща група индивиди, обитаващи район с географски хомогенни условия на живот. Географските популации заемат относително голяма площ, доста добре са разграничени и относително изолирани. Те се различават по плодовитост, размери на индивидите и редица екологични, физиологични, поведенчески и други особености. Географските популации се характеризират с генетичен обмен и въпреки че може да е рядко, все пак е възможно.

Популацията има само свои собствени характеристики: численост, плътност, пространствено разпределение на индивидите. Има възрастова, полова и размерна структура на населението. Съотношението на групи от различна възраст и пол в една популация определя нейните основни функции. Съотношението на различните възрастови групи зависи от две причини: от характеристиките на жизнения цикъл на вида и от външните условия.

Съединение. Условно в населението могат да се разграничат три екологични възрастови групи:

· предрепродуктивна – група индивиди, чиято възраст не е достигнала способността за размножаване;

· репродуктивна – група, която възпроизвежда нови индивиди;

· пострепродуктивни – индивиди, загубили способността да участват във възпроизводството на нови поколения. Продължителността на тези възрасти по отношение на общата продължителност на живота варира значително при различните организми.

Плътността на популацията е размерът на популацията на единица пространство: броят на индивидите или биомасата на популацията на единица площ или обем. Плътността зависи от трофичното ниво, на което се намира популацията. Колкото по-ниско е трофичното ниво, толкова по-висока е плътността.

Съществуват три типа разпределение или заселване на индивиди в рамките на една популация: равномерно, случайно и групово

А - равномерно разпределение; B - случайно разпределение; Б - групово разпределение.

· Равномерното разпределение в природата често е свързано с интензивна конкуренция между различните индивиди. Този тип разпределение се наблюдава при хищните риби и стърчиопашките с техния териториален инстинкт и чисто индивидуален характер.

· Случайното разпределение се случва само в хомогенна среда. Така листните въшки първоначално се разпределят по полето. Докато се размножава, разпространението става групово или петнисто (конгрегационно) по природа.

· Най-разпространено е груповото разпределение. Така в борова гора дърветата първоначално се заселват на групи, а по-късно разпределението им става равномерно. В популацията груповото разпределение осигурява по-висока устойчивост на неблагоприятни условия в сравнение с индивида.

Числеността и плътността изразяват количествените характеристики на населението като цяло. Размерът на една популация се изразява с броя на индивидите от даден вид, живеещи на единица площ, заета от него. Динамиката на числеността на популацията се развива чрез взаимодействието на основните популационно-динамични процеси: 1) раждаемост, 2) смъртност, 3) темп на растеж, 4) имиграция на нови индивиди от други популации, 5) емиграция на някои индивиди извън ареала. на дадено население.

Плодовитостта характеризира честотата на появата на нови индивиди. Плодовитостта се отнася до броя индивиди (яйца, семена, ембриони), произведени за единица време от женска.

· Максималната плодовитост е образуването на теоретично максимално възможния брой нови индивиди при идеални условия, когато няма ограничаващи фактори и размножаването е ограничено само от физиологични фактори.

· Осъществимата плодовитост е увеличение на популацията поради раждането на нови индивиди при действителни, реални условия на околната среда.

Коефициентът на смъртност характеризира смъртта на индивидите в популациите. По дефиниция смъртността е броят на индивидите, умиращи за единица време на индивид в популация. Вземат се предвид всички мъртви индивиди, независимо от причината за смъртността (старост, унищожаване от хищници, болести и др.).

· Максималната смъртност е постоянна величина, характеризираща смъртта на индивидите при идеални условия, когато популацията не е изложена на ограничаващи фактори.

· Осъществима (екологична) смъртност, т.е. стойност, която, подобно на екологичното плодородие, зависи от действителните условия на биотичната и абиотичната среда.

Количеството нарастване на населението за единица време на индивид представлява скоростта на нарастване на населението. С нарастването на населението ресурсите на околната среда, достъпни за всеки индивид, намаляват. Когато ресурсите са изчерпани, растежът на населението се забавя и в крайна сметка спира. Популациите от различни видове имат удивителна способност да растат бързо. Този въпрос е разглеждан от Аристотел (4 век пр. н. е.), Макиавели (около 1525 г.) и по-късно Бюфон (1751 г.). Чарлз Дарвин обърна внимание на множество случаи на удивително бързо размножаване на някои животни в естественото им състояние, когато условията са особено благоприятни. Той разширява идеята за геометричен растеж, когато размерът на популацията нараства експоненциално, до всички видове животни и растения, поставяйки постулата за високия репродуктивен потенциал на видовете в основата на своята теория за естествения подбор.

Миграцията е частен случай на движение на индивиди, когато почти цялото население напуска определена територия за известно време. Сезонните или ежедневните миграции позволяват на организмите да се възползват от оптималните условия на околната среда на места, където не могат да живеят постоянно. Премествайки се от място на място, следвайки движението на оптимални условия, такива видове могат да останат силно активни, да поддържат висока гъстота на популацията дори през онези периоди, когато немигриращите видове стават неактивни (в състояние на диапауза или

В природата има и други фактори, които влияят върху динамиката на популацията. Това се дължи на следните причини. За някои видове физическите фактори са критични. Броят на индивидите в популациите може да бъде ограничен от фактори като липса на природни ресурси (например храна или места, подходящи за размножаване), недостъпността на тези ресурси и липсата на време за размножаване (кратък влажен сезон, кратки дни, например в Арктика).

„Вълните на живота“ драстично усложняват планирането за експлоатация на дадена популация, тъй като годишното премахване (отстрел, риболов) на същия брой индивиди може да означава, че за една година, да речем, само 5% от индивидите ще бъдат премахнати и през друга година, когато числеността на популацията ще намалее 10 пъти - 50% индивиди от съществуващия състав на популацията. В допълнение, колебанията в популацията насърчават хората да увеличат минималния теоретично допустим размер на популацията.

Популациите от животни, растения, гъби и микроорганизми имат способността естествено да регулират броя си, тоест с повече или по-малко значителни колебания те остават в състояние на динамично равновесие, на някакво ниво между горната и долната граница. Това се осигурява от действието на специфични адаптивни механизми, основани на факта, че доставката на енергия, необходима за оцеляването на популацията, не надвишава определено ниво и по този начин осигурява размера на дадената популация. Способността на популацията да поддържа стабилност поради способността да се саморегулира чрез собствените си регулаторни механизми се нарича популационна хомеостаза. По този начин увеличаването на размера на популацията води до изчерпване на хранителните запаси, последвано от намаляване на раждаемостта на организмите, увеличаване на тяхната смъртност (отрицателни връзки) и, следователно, намаляване на числеността. Последното от своя страна увеличава хранителните запаси, което води до увеличаване на раждаемостта и числеността на населението (положителни връзки). Равновесното състояние на популацията (състояние на динамично равновесие) е краткосрочно и се постига чрез бързо редуване на положителни и отрицателни обратни връзки. За да се оптимизират човешките отношения с природата, е важно да се вземе предвид размерът на популацията, да се вземе предвид фактът, че числеността на популацията може да бъде повлияна от изчерпването на ресурсите, от които се нуждае, поради намаляването на предлагането на храна, конкуренцията от местни животни, утъпкване на почвата и влошаване на нейната аерация и намаляване на кислорода във водата при замърсяване и еутрофикация. Човек може изкуствено да регулира броя на популациите, например животни, като забрани лова или ограничи продължителността му за определени видове или въведе лицензи. Това вече даде положителни резултати - предотврати унищожаването на редица видове, по-специално лосове, бобри и бизони. Борейки се със селскостопански и горски вредители и животозастрашаващи видове, хората ограничават популациите им.

Като цяло числеността на популацията, скоростта на нейния растеж (в по-общ смисъл, скоростта на нейното изменение, динамиката на популацията) са много лабилни параметри, силно чувствителни към влиянието на абиотични, биотични и антропни фактори. Следователно човек трябва добре да разбира всички характеристики на популацията, която се експлоатира, за да осигури възпроизводството и нейното стабилно дългосрочно съществуване. Сложността на тази задача нараства поради многобройните връзки между популациите на различни видове, обитаващи едни и същи

2. СЪСсвойства на популациите

Стойностите на раждаемостта и смъртността зависят от много фактори, действащи върху населението отвън, както и от неговите собствени свойства. Обективен показател за способността на организмите да увеличават числеността си е максималната моментна скорост на нарастване на популацията. Този параметър е обратно пропорционален на продължителността на живота на организмите. Това е лесно да се провери, като се позовава на хиперболичната връзка между вродената скорост на нарастване на размера на популацията и средното време на генериране, изразено в дни. Малките организми имат по-високи стойности на rmax от големите, което се обяснява с по-краткото време на генериране. Причината за тази корелация е разбираема, тъй като на организма му е необходимо много време, за да достигне големи размери. Забавянето на размножителния сезон също неизбежно води до намаляване на rmax.

Независимо от това, предимствата, осигурени от големите размери на тялото, трябва да надхвърлят недостатъците, свързани с намаляването на r max, тъй като в противен случай големи организми никога не биха се развили. Тенденцията за увеличаване на размера на тялото с течение на геоложкото време, проследена от фосилни останки, послужи като основа за въвеждането на концепцията за увеличаване на филетичния размер.

Големият размер на тялото осигурява много очевидни предимства: по-големият организъм трябва да привлича по-малко потенциални хищници и следователно има по-голям шанс да не стане плячка и трябва да има по-добро оцеляване; малките организми са тясно зависими от физическата среда, дори много малки промени в която могат да бъдат разрушителни за тях. По-големите организми по-лесно понасят ефектите от подобни промени и съответно са по-добре защитени от тях. По-големите организми обаче изискват повече материя и енергия на индивид за единица време, отколкото малките. Освен това има много по-малко укрития и безопасни места за тях.

В живота на всички организми в една популация могат да се разграничат три основни периода: предрепродуктивен, репродуктивен и следрепродуктивен. Относителната продължителност на всеки от тях варира значително при различните видове. За много животни първият период е най-дълъг. Ярък пример са майските мухи, при които предрепродуктивният период достига 3 години, а репродуктивният период отнема само 2-3 часа до 1 ден. Американската цикада има предрепродуктивен период от 17 години. Но има видове, чиито индивиди, веднага щом се родят, започват да се размножават интензивно (повечето бактерии).

Възпроизводителните възможности на една популация зависят от нейния възрастов състав. Продължителността на живота на индивидите в една популация може да се оцени с помощта на криви на оцеляване. Има три вида криви на оцеляване.

Първият тип (криви 1) съответства на ситуация, при която по-голям брой индивиди имат еднаква очаквана продължителност на живота и умират за много кратък период от време. Кривите се характеризират със силно изпъкнала форма. Такива криви на оцеляване са характерни за хората, а кривата на оцеляване за мъжете е по-малко изпъкнала в сравнение с подобна крива за жените, следователно застрахователната полица за мъжете в повечето западни страни е 1,5 пъти по-скъпа, отколкото за жените. За повечето копитни животни кривите на оцеляване също са изпъкнали, макар и в различна степен за различните видове, а също и в зависимост от пола. Вторият тип е характерен за видове, чиято смъртност остава постоянна през целия живот. Следователно кривата на оцеляване се трансформира в права линия. Тази форма на кривата на оцеляване е характерна за сладководната хидра. Третият тип са силно вдлъбнати криви, отразяващи високата смъртност на индивидите в ранна възраст. Това характеризира продължителността на живота на някои птици, риби и много безгръбначни.

Познаването на вида на кривата на оцеляване дава възможност да се изгради възрастова пирамида. Трябва да се разграничат три вида такива пирамиди. Пирамида с широка основа, която съответства на висок процент млади животни, е характерна за популация с висока раждаемост. Средният тип пирамида съответства на равномерно разпределение на индивидите по възраст в популация с балансирани нива на раждаемост и смъртност - изравнена пирамида. Пирамида с тясна основа (обърната), съответстваща на популация с числено преобладаване на стари индивиди над млади животни, е характерна за намаляващите популации. В такива популации смъртността надвишава раждаемостта.

От голямо значение за увеличаване на числеността на популацията са разходите за потомство, изразени в определена тактика на отглеждане. Не всяко потомство е създадено еднакво: тези, произведени късно през вегетационния сезон, обикновено имат по-малка вероятност да оцелеят до зряла възраст, отколкото потомството, родено по-рано. Колко усилия трябва да полагат родителите за всяко потомство? При постоянна стойност на репродуктивното усилие средната годност на отделните потомци е обратно пропорционална на техния брой. Една крайна версия на тактиката за развъждане е да се инвестира всичко в едно много голямо и добре адаптирано потомство, другата е да се увеличи максимално общият брой на произведеното потомство, като се инвестира възможно най-малко във всеки индивид. Въпреки това, най-добрата тактика за развъждане е компромис между производството на възможно най-много потомство и производството на потомство с възможно най-висока годност.

Тази връзка между количеството и качеството на потомството се илюстрира с прост графичен модел.

В малко вероятния случай, че годността на потомството е линейно зависима от разходите на родителите, годността на всяко отделно потомство намалява с увеличаване на размера на котилото или съединителя. Тъй като годността на родителите или, което е същото нещо, общата годност на всички потомци е постоянна стойност, от гледна точка на родителите няма оптимален размер на съединителя. Въпреки това, тъй като първоначалните разходи за потомството имат по-голям принос за годността на потомството, отколкото следващите (има 5-образна зависимост на годността на потомството с увеличаване на приноса на родителите), очевидно е, че има някакъв оптимален размер на съединителя . В този хипотетичен случай родителите, които харчат само 20% от репродуктивните си усилия за всяко от петте си потомци, биха получили по-голяма възвръщаемост на инвестицията си, отколкото при всеки друг размер на съединителя. Подобни тактики, макар и оптимални за родителите, не са най-добрите за всяко отделно потомство, чиято максимална годност се постига, ако то е единственото потомство, което получава пълния принос на усилията от своите родители. Следователно в случая има „конфликт между родители и деца“.

Конкурентната среда има особено силно влияние върху формата на S-кривата. В силно разредена среда (конкурентен вакуум), най-добрата репродуктивна стратегия трябва да се счита за максимален принос на материя и енергия за възпроизводството, за да се произведе възможно най-много потомство за възможно най-кратко време. Тъй като има слаба конкуренция, потомството може да оцелее, дори ако е много малко по размер и с ниска годност. Въпреки това, в наситена среда, където масовите ефекти са видни и конкуренцията е интензивна, оптималната стратегия е да се изразходват големи количества енергия за преодоляване на конкуренцията, увеличаване на собственото оцеляване и създаване на по-конкурентоспособно потомство. При такава стратегия е по-добре да има голямо потомство, а тъй като те са енергийно по-скъпи, могат да се получат по-малко от тях.

И така, свойствата на популацията могат да бъдат оценени по показатели като плодовитост, смъртност, възрастова структура, съотношение на половете, честота на гените, генетично разнообразие, скорост и форма на кривата на растеж и др.

Плътността на популацията се определя от нейните вътрешни свойства и също така зависи от фактори, действащи върху популацията отвън.

3. Фактори в динамиката на населението

Има три вида зависимост на числеността на населението от неговата гъстота. При първия тип (крива 1) скоростта на нарастване на населението намалява с увеличаване на плътността. Това широко разпространено явление помага да се обясни защо някои животински популации са относително стабилни. Първо, с увеличаване на гъстотата на населението раждаемостта намалява. Така в популацията на големия синигер с гъстота под една двойка на 1 хектар има 14 малки на гнездо; когато плътността достигне 18 двойки на 1 хектар, потомството е по-малко от 8 пилета. Второ, с увеличаване на гъстотата на популацията възрастта на полова зрялост се променя. Например африканският слон, в зависимост от гъстотата на населението, може да достигне полова зрялост на възраст между 12 и 18 години. Освен това този вид при ниска гъстота ражда 1 слонче за 4 години, докато при висока гъстота раждаемостта е 1 слонче за 7 години.

При втория тип зависимост (крива 2) темпът на нарастване на населението е максимален при средни, а не при ниски стойности на плътност. Така при някои видове птици (например чайки) броят на пилетата в потомството се увеличава с увеличаване на гъстотата на населението и след това, достигайки най-голямата си стойност, започва да намалява. Този вид влияние на гъстотата на популацията върху скоростта на размножаване на индивидите е характерен за видовете, при които се отбелязва групов ефект. При третия тип (крива 3) скоростта на растеж на населението не се променя, докато не достигне висока плътност, след което рязко спада.

Подобна картина се наблюдава например при лемингите. Когато популацията достигне пика си, гъстотата на лемингите става прекомерна и те започват да мигрират. Елтън описа миграцията на лемингите в Норвегия: животните минаваха през селата в такива количества, че кучетата и котките, които първоначално ги нападнаха, просто спряха да ги забелязват. След като стигнаха до морето, изтощените леминги се удавиха.

Регулирането на числеността на равновесните популации се определя предимно от биотични фактори. Сред тях основният фактор често е вътрешновидовата конкуренция. Пример за това е борбата на птиците за места за гнездене.

Вътревидовата конкуренция може да е отговорна за физиологичния ефект, известен като шокова болест. Забелязва се по-специално при гризачи. Когато гъстотата на населението стане твърде голяма, шоковата болест причинява намалена плодовитост и повишена смъртност, което връща гъстотата на населението до нормалните нива.

При някои животински видове възрастните се хранят със собственото си потомство. Това явление, известно като канибализъм, намалява размера на популацията. Канибализмът е характерен например за костурите: в езерата на Западен Сибир 80% от храната на големи индивиди се състои от млади екземпляри от същия вид. Малките от своя страна се хранят с планктон. Така, когато няма други видове риби, възрастните живеят от планктон.

Хищничеството като ограничаващ фактор само по себе си е от голямо значение. Освен това, ако влиянието на плячката върху размера на популацията на хищника е извън съмнение, тогава обратният ефект, тоест върху популацията на плячката, не винаги се случва. Първо, хищникът унищожава болни животни, като по този начин подобрява средния качествен състав на популацията на плячката. Второ, ролята на хищник е забележима само когато и двата вида имат приблизително еднакъв биотичен потенциал. В противен случай, поради ниската степен на възпроизводство, хищникът не е в състояние да ограничи броя на плячката си. Например насекомоядните птици сами по себе си не могат да спрат масовото размножаване на насекоми. С други думи, ако биотичният потенциал на хищника е много по-нисък от биотичния потенциал на плячката, действието на хищника става постоянно, независимо от гъстотата на популацията му.

Изобилието от фитофаги често се определя от комбинация от специфични за видовете реакции на насекоми и растения към въздействието на замърсителите. Замърсяването намалява устойчивостта на растенията, в резултат на което броят на насекомите се увеличава. Въпреки това, ако има твърде много замърсяване, броят на насекомите намалява, въпреки намаляването на устойчивостта на растенията.

Горната диференциация на факторите на динамиката на населението ни позволява да разберем тяхното реално значение в живота и възпроизводството на популациите. Съвременната концепция за автоматично регулиране на числеността на популацията се основава на комбинация от две фундаментално различни явления: модификации или случайни колебания в числеността и регулации, работещи на принципа на кибернетичната обратна връзка и изравняващи колебания. В съответствие с това се разграничават модифициращи (независими от гъстотата на населението) и регулиращи (в зависимост от гъстотата на населението) екологични фактори, първите от които засягат организмите пряко или чрез промени в други компоненти на биоценозата. По същество модифициращите фактори са различни абиотични фактори. Регулаторните фактори са свързани със съществуването и дейността на живите организми (биотични фактори), тъй като само живите същества са в състояние да реагират на гъстотата на своята популация и популациите на други видове според принципа на отрицателната обратна връзка.

Ако влиянието на модифициращите фактори води само до трансформации (модификации) на колебанията в числата, без да ги елиминира, тогава регулиращите фактори, изравнявайки случайните отклонения, стабилизират (регулират) числата на определено ниво. Въпреки това, при различни нива на численост на населението, регулаторните фактори са фундаментално различни. Например, многоядни хищници, способни да отслабят или засилят своята активност (функционална реакция), когато броят на плячката се промени, действат при относително ниски стойности на размера на популацията на плячката.

Олигофагите хищници, които за разлика от полифагите се характеризират с числена реакция към състоянието на популацията на плячката, имат регулаторен ефект върху нея в по-широк диапазон от полифагите. Когато популацията на плячката достигне още по-висока численост, се създават условия за разпространение на болести и накрая ограничаващият фактор на регулацията е вътревидовата конкуренция, водеща до изчерпване на наличните ресурси и развитие на стресови реакции в популацията на плячката. В реална ситуация този параметър зависи от голям брой фактори, по-специално от тези, които нямат регулаторен ефект върху гъстотата на населението според принципа на обратната връзка.

Индивидите в една популация взаимодействат помежду си, като осигуряват поминъка си и устойчивото възпроизводство на популацията.

При животните, които водят самотен начин на живот или създават семейства, регулаторният фактор е териториалността, която влияе върху притежаването на определени хранителни ресурси и е от голямо значение за възпроизводството. Един индивид защитава пространството от нахлуване и го отваря за друг индивид само по време на възпроизвеждане. Най-рационално използване на пространството се постига, ако се формира реална територия - зона, от която се прогонват други индивиди. Тъй като собственикът на сайта го доминира психологически, за изгонването най-често е достатъчно само демонстриране на заплахи, преследване или най-много мними атаки, които спират в границите на сайта. При тези животни индивидуалните различия между индивидите са от голямо значение - най-адаптираните имат голям индивидуален хранителен диапазон.

При животни, които водят групов начин на живот и образуват стада, стада, колонии, груповата защита от врагове и съвместната грижа за потомството увеличават процента на оцеляване на индивидите, което се отразява на размера на популацията и нейното оцеляване. Тези животни са организирани йерархично. Йерархичните отношения на подчинение се основават на факта, че рангът на всеки е известен на всички. По правило най-високият ранг принадлежи на най-възрастния мъж. Йерархията контролира всички взаимодействия в популацията: чифтосване, индивиди на различна възраст, родители и потомство.

При животните връзката майка-дете играе специална роля. Родителите предават генетична информация и информация за околната среда на своите потомци.

4. Ппространствено разпределение на популациите

На популационно ниво абиотичните фактори влияят на такива параметри като плодовитост, смъртност, средна продължителност на живота на индивида, скорост на нарастване на популацията и нейния размер, като често са най-важните причини, които определят характера на динамиката на популацията и пространственото разпределение на индивидите в нея . Популацията може да се адаптира към промените в абиотичните фактори, първо, чрез промяна на естеството на своето пространствено разпределение и, второ, чрез адаптивна еволюция.

Избирателното отношение на животните и растенията към факторите на околната среда поражда селективност към местообитанията, тоест екологична специализация по отношение на областите от ареала на вида, които той се опитва да заеме и насели. Районът на ареала, зает от популация на даден вид и характеризиращ се с определени условия на околната среда, се нарича станция. Изборът на станция обикновено се определя от един фактор; може да е киселинност, соленост, влажност и др.

Евритермалните видове се характеризират със зонална промяна на станциите, т.е. строго насочена промяна в станциите, когато видът се премества от една естествена зона в друга: когато се движат на север, се избират по-сухи, добре затоплени открити станции с рядка растителна покривка, често се намира на леки песъчливи или каменисти почви; при преместване на юг същият вид обитава по-влажни и сенчести райони с гъста растителна покривка и глинести почви. На диаграмата по-долу според характера на растителната покривка и микроклимата всички станции са разделени на три екологични групи - ксерофитни, мезофитни и хигрофитни. Преместването на популациите на видовете към по-влажни станции, докато се движат на юг, е показано с наклонени стрелки. В същото време влаголюбивите популации на горските и частично лесостепните зони са лишени от възможността да проникнат в южните райони, тъй като по-влажните станции от хигрофитните са физически и екологично немислими.

Вертикалната промяна на станциите е подобна на зоналната, но се проявява в планински условия. Най-честата му форма е преходът на популациите към по-ксерофитни станции с повишаване на нивото на техните местообитания. Например, сивият скакалец в горския пояс на Кавказ живее на мезо- и хигрофитни станции, а в алпийската зона - на ксеро- и мезофитни.

Както се вижда от модела на промените в станциите, важен екологичен фактор, който определя избора на местообитания за сухоземни животни и растения, е влажността на въздуха.

Особеното появяване на мокрици се свързва със съдържанието на водни пари във въздуха. Те са многобройни по бреговете на моретата, където въздухът е наситен с влага, и живеят там открито. Във високите планински райони със сух въздух мокриците прекарват по-голямата част от времето си под камъни и кора на дървета.

Мокрица Lygia oceanica живее по бреговете на моретата. Мокриците прекарват деня в подслон. Но когато температурата на въздуха се повиши до 20 °C навън и до 30 °C под камъчетата, те напускат убежищата си и изпълзяват на скалите, обърнати към слънцето. Причината за това движение е, че този вид, който е много слабо адаптиран към сухоземните местообитания, има лесно пропусклива кутикула. Когато влажността на въздуха е ниска, мокриците губят много вода чрез изпаряване, което се случва на камъните, изложени на слънце. Интензивното изпарение намалява телесната температура на животното, което е 26 °C, когато е на камък. Ако обаче мокриците продължават да се крият под камъчета, където относителната влажност е близо до 100% и изпарението е нула, телесната температура достига 30 ° C.

Разпределението на станциите във водната среда се определя от други фактори, по-специално от киселинността. Киселинните води на торфените блата насърчават развитието на сфагнови мъхове, но в тях няма абсолютно никакви двучерупчести. Други видове двучерупчести мекотели също са изключително редки в тях, което се дължи на липсата на варовик във водата. Рибите понасят киселинност на водата в диапазона на pH от 5 до 9. При pH под 5 може да се наблюдава масовата им смърт, въпреки че някои видове се адаптират към среда, чиято стойност на pH достига 3,7. Продуктивността на сладките води с киселинност под 5 рязко намалява, което води до значително намаляване на улова на риба.

Друг важен фактор, ограничаващ разпространението на водни животни и растения, е солеността на водата. Много големи таксономични групи като бодлокожи, кишечнополостни, бриозои, гъби, пръстеновидни и др.) са всички или почти всички морски.

Често само незначителни промени в концентрациите на водни соли засягат разпространението на тясно свързани видове. Броят на обитателите на солените води е много голям, но видовият им състав е беден, тъй като тук могат да живеят само еврихалинни видове от сладководен и морски произход. Например езеро със соленост от 2 до 7% е обитавано от сладководни риби като шаран, лин, щука, костур, които понасят ниска соленост, и морски риби, като кефал, които понасят недостатъчна соленост.

Абиотичните фактори оказват значително влияние върху гъстотата на популацията на животните и растенията. Понижаването на температурата често има катастрофален ефект върху животинските популации: в райони, съседни на северните граници на ареала, даден вид може да стане рядък и дори да изчезне напълно. В допълнение, студовете в някои случаи също имат косвен ефект, тъй като храната, скрита под дебел слой лед или сняг, става напълно недостъпна за животните. В райони, изложени на силни ветрове, растежът на растенията е забавен и фауната може да бъде частично или напълно унищожена.

Ззаключение

Еволюцията на живите организми се основава на естествен подбор, действащ на видове или по-ниски нива. Но естественият подбор също играе важна роля на ниво екосистема. Тя може да бъде разделена на взаимен подбор на автотрофи и хетеротрофи, зависими един от друг (коеволюция) и групов подбор, който води до запазване на признаци, които са благоприятни за екосистемата като цяло, дори ако те са неблагоприятни за конкретни носители на тези признаци .

В най-широк смисъл коеволюцията се отнася до коеволюцията на два (или повече) таксона, които споделят близки екологични връзки, но не обменят гени. Естественият подбор, действащ в популация от хищници, постоянно ще повишава ефективността на търсенето, улавянето и изяждането на плячка. Но в отговор на това популацията на плячката развива адаптации, които позволяват на индивидите да избегнат залавянето и унищожаването. Следователно, в процеса на еволюция на връзката хищник-жертва, плячката действа по такъв начин, че да се освободи от взаимодействието, а хищникът действа по такъв начин, че да го поддържа постоянно.

Хищниците и другите „експлоататори“ имат не по-малко усъвършенствани начини да изпреварят плячката си. Помислете например за социалното ловно поведение на лъвовете и вълците, извитите отровни зъби на змиите, дългите лепкави езици на жабите, жабите и гущерите, както и паяците и техните мрежи, дълбоководните риболовци или боите, които удушават техните жертви.

Характеристика на животинския свят е, че този обект е възобновяем, но това изисква спазването на определени условия, пряко свързани със защитата на животните. Ако бъдат унищожени или условията на тяхното съществуване са нарушени, определени видове животни могат напълно да изчезнат и възобновяването им ще бъде невъзможно.

Библиография

1. Воронков Н.А. Основи на общата екология. М.: Агар, 1997

2. Нашата природа [Електронно издание] // Уикипедия. – Режим на достъп: Свободна енциклопедия – https://ru.m.wikipedia.org/wiki

3. Популации [Електронно издание] // - Режим на достъп: http://ours-nature.ru/

4. Стадницки Г.В., Родионов А.И. Екология. Санкт Петербург: Химия, 1997

5. Структура и свойства на популациите [Електронно издание] // - Режим на достъп: http://sbio.info/

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Обща характеристика на демекологията - раздел от общата екология, чийто обект на изследване са промените в размера на популациите и взаимоотношенията на групите в тях. Фактори, влияещи върху оцеляването на популациите. Криви на изменение на броя на популациите, техните видове.

курсова работа, добавена на 19.02.2016 г


Свойства на популацията: динамика на числеността на индивидите и механизми за нейното регулиране. Нарастването на населението и последствията от него. Криви на промените в числеността на населението, техния цикличен и спазматичен тип. Модифициране и регулиране на факторите на околната среда.

резюме, добавено на 23.12.2009 г


Изследването на динамиката на популацията е централен проблем в екологията. Фактори, влияещи върху размера на популацията. Вътрешновидовата конкуренция като основа за регулиране на тяхната плътност. Връзка между динамиката на популацията на даден вид и динамиката на други видове в същата екосистема.

резюме, добавено на 22.07.2011 г


Концепцията за населението в екологията, неговата структура и видове, пространствени разделения. Брой и плътност на популациите, специфични вътрешновидови връзки. Адаптивни характеристики на груповата организация, мястото на населението в йерархията на биологичните системи.

резюме, добавено на 21.11.2010 г


Свойства на популациите и други биологични системи. Растеж, развитие, способност за самовъзпроизвеждане, способност за поддържане на съществуването при променящи се външни условия. Относителна и абсолютна плодовитост. Разпределение на организмите в пространството.

тест, добавен на 06.04.2013 г


Видът като качествен етап от еволюционния процес. Морфологичният критерий е най-важният в таксономията. Популацията като форма на съществуване на вида. Хомеостатични възможности на популациите. Регулиране на числеността на популациите в биоценозите. Екологични ниши на организмите.

тест, добавен на 15.01.2013 г


Характеристики на възрастовата структура на популациите. Проучване на промените в основните му биологични характеристики (численост, биомаса и структура на популацията). Видове екологични взаимодействия между организмите. Ролята на конкуренцията в разделянето на местообитанията.

резюме, добавено на 08.07.2010 г


Опит да се докаже влиянието на патогенните бактерии върху размера на човешките популации, т.к епидемии, причинени от патогенни бактерии, убиха значителна част от населението на Русия и европейските страни. Структурата и размножаването на бактериите. Най-големите епидемии.

курсова работа, добавена на 20.06.2012 г


Проучване на сезонните промени в пространствената и демографската структура на популациите на дребни бозайници. Динамика на числеността, демографска и пространствена структура на разпространение на популацията на горската мишка в условията на антропогенно въздействие.

дисертация, добавена на 25.05.2015 г


Байкалската епишура е доминиращ вид зоопланктон в екосистемата на водния стълб на езерото Байкал, динамиката на популациите му като определящ фактор в трофичните отношения в пелагичната зона на езерото. Връзка между сезонната динамика на възрастово-половата структура и изобилието.