Estructura y características de la población. La población como sistema natural Dinámica de la población

El término “población” se utiliza hoy en día en diversos campos y áreas de la ciencia. Tiene la mayor influencia en biología, demografía, ecología, medicina, psicometría y citología. Pero ¿qué es una población y cómo se caracteriza?

Introducción. Definiciones

Hasta la fecha, los estudios de población se han realizado principalmente para identificar secuencias genéticas o ambientales. Esto permite determinar el entorno de supervivencia de las especies y su herencia. Por el momento, existe otro concepto: "población celular". Se trata de la descendencia aislada de un número específico de grupo de células. Esta área es estudiada por especialistas en el marco de la citología.

Desde el punto de vista de la genética, una población es un conjunto hereditario heterogéneo de formas de una especie, lo que se opone a la llamada línea pura. El caso es que cada familia de individuos reúne características específicas y representa un determinado fenotipo y genotipo.

Características principales

Antes de comenzar a comprender con más detalle qué es una población, es necesario conocer y comprender sus componentes principales. Hay 5 características principales en total:

1. Distribución. Puede ser espacial y cuantitativo. El primer tipo, a su vez, se divide en distribución aleatoria y uniforme. El indicador cuantitativo es responsable del tamaño de la población o de su grupo individual. La distribución de los individuos depende directamente de las condiciones climáticas, genoma, cadena alimentaria y grado de adaptación.

2. Número. Esta es una característica separada de una población y no debe confundirse con un subtipo de distribución. Aquí, la abundancia representa el número total de organismos en una unidad particular de espacio. La mayoría de las veces es dinámico. Depende de la proporción de mortalidad y fertilidad de los individuos.

3. Densidad. Determinado por la biomasa o el número de organismos por unidad de área (volumen).

4. Fertilidad. Está determinado por el número de individuos que aparecieron como resultado de la reproducción por unidad de tiempo.

5. Mortalidad. Dividido según criterios de edad. Representa el número de formas de vida asesinadas por unidad de tiempo.

Clasificación estructural

Actualmente se distinguen los siguientes tipos de poblaciones: edad, sexo, genética, ambiental y espacial. Cada una de estas variaciones tiene su propia estructura específica. Por tanto, la población por edades está determinada por la proporción de individuos de diferentes generaciones. Los representantes de una especie pueden tener tanto ancestros como descendencia.

La población sexual depende del tipo de reproducción de la familia y del conjunto de características morfofuncionales y anatómicas determinadas de los organismos. La estructura genética está determinada por las variaciones de los alelos y la forma en que se intercambian. Una población ecológica es una división de una familia en grupos en relación con factores ambientales. La estructura espacial depende de la distribución y ubicación de los individuos individuales de la especie en el área.

Aislamiento de poblaciones

En las distintas familias, esta propiedad depende del entorno y de la forma de convivencia. Si los representantes de una especie se mueven en áreas grandes, entonces dicha población puede considerarse grande. En el caso de un desarrollo débil de las capacidades de distribución, la familia está determinada por pequeños agregados, que pueden reflejar, por ejemplo, el carácter mosaico del paisaje. La población de animales y plantas sedentarios depende de la heterogeneidad del medio ambiente.

El nivel de aislamiento de familias vecinas de la misma especie varía. En este caso, las poblaciones pueden estar muy distribuidas en el espacio o estar claramente localizadas en un área determinada. También hay una colonización completa de un área enorme por parte de una especie. A su vez, los límites entre poblaciones pueden ser borrosos y distinguibles.

La dinámica poblacional puede ser de 3 tipos:

La mayoría de los individuos sobreviven hasta el umbral de edad máximo (humanos y mamíferos),

La muerte puede ocurrir en cualquier momento (reptiles y aves),

La tasa de mortalidad es alta ya en las primeras etapas de desarrollo (peces, plantas, invertebrados).

Una población está formada por un conjunto de individuos que son similares entre sí en propiedades morfofisiológicas, área, tipo de cruce y origen. A ese grupo de organismos se le llama especie. Es una unidad de estructura poblacional.

Los tipos dependen de los siguientes criterios: morfológico, genético, fisiológico, bioquímico. Según una clasificación adicional, las características de influencia son geográficas y ambientales.

Cada especie surge, luego se desarrolla y se adapta. Con un cambio brusco en las condiciones ambientales, puede desaparecer.

La forma más simple de existencia de una especie en la naturaleza es una población. En este artículo entenderemos qué incluye este concepto y descubriremos cuál es el papel de la población en el proceso evolutivo.

Estructura poblacional

En biología, una población es la integridad de todos los individuos existentes de una misma especie, que viven en un mismo territorio y tienen un acervo genético común con la capacidad de cruzarse libremente. Un tipo de organismo vivo puede incluir varios ecosistemas, que en la mayoría de los casos están aislados unos de otros.

Si se colocan en las mismas condiciones individuos de la misma especie tomados de diferentes ecosistemas, se puede observar la preservación de sus diferencias. Sin embargo, para obtener descendencia fértil, este cruce da los mejores resultados.

Arroz. 1. Ejemplos de poblaciones.

Las poblaciones proporcionan el proceso de microevolución y se dividen en:

• sexual;
• edad;
• ambiental;
• genético;
• estructura espacial.

Arroz. 2. Estructura de la población.

Estructura sexual

Indica el porcentaje de individuos de diferentes sexos. Está determinada por la diferencia en los conjuntos de cromosomas. Sin embargo, a menudo sucede que algunas hembras dan a luz sólo a individuos femeninos o únicamente masculinos. En este caso, la proporción de sexos difiere de 1:1. La razón de esto puede ser no sólo los trastornos genéticos, sino también las condiciones ambientales.

Estructura de edad de la población.

Incluye la proporción de individuos de diferentes edades que representan descendencia de la misma o diferente generación. Una generación puede incluir representantes de uno o más descendientes. La edad afecta la intensidad del proceso de reproducción, la velocidad del cambio generacional y la tasa de mortalidad.

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Estructura genética

Determinado por la diversidad y variabilidad de los genotipos. Una propiedad de los ecosistemas es la presencia de un cierto nivel de diversidad de rasgos que dependen de la ecología y la predisposición genética. En otras palabras, un genotipo es capaz de producir muchas variaciones de fenotipos. La diversidad depende del número de individuos y de la situación ecológica. Cambiar la frecuencia de los genes puede provocar la extinción de una especie.

Estructura espacial

Está determinada por la densidad de ubicación y distribución de los miembros del ecosistema en un área determinada. Todos los individuos tienen espacio tanto individual como grupal. De esta forma se forman bandadas, colonias y rebaños. Dependiendo del método de colocación en un grupo, se distingue una distribución aleatoria, uniforme y abarrotada.

Cada individuo desempeña su papel en el grupo y se forma una jerarquía social.
Ella puede ser:

• lineal (subordinación por rango, cuando el siguiente domina al anterior);
• paralelo (hombres y mujeres tienen líderes separados).

Este sistema de relaciones permite la coordinación de conductas que serán beneficiosas para todos los miembros del grupo.

Componente ambiental

La unidad ecológica es la especie. Esta estructura implica la distribución de miembros en grupos dependiendo de la interacción con los factores naturales circundantes.

Un nicho ecológico incluye sitios de alimento, reproducción y refugio, y otros factores ambientales que son necesarios para la existencia de una especie. Al caracterizar un nicho ecológico se utilizan dos indicadores: ancho y grado de superposición con otros nichos.

Dinámica poblacional

La dinámica y el crecimiento de los ecosistemas depende de factores externos e internos, como la disponibilidad de alimentos, los enemigos y el clima.

El fundador de la genética de poblaciones es S.S. Chetverikov, quien llamó al crecimiento numérico “olas de vida”.

Es posible determinar con precisión el número promedio de individuos bajo la condición de aislamiento artificial completo del grupo. En la naturaleza, esto es posible cuando se estudian los ecosistemas insulares. El número puede determinarse por la relación entre las tasas de natalidad y muertes.

Las “olas de vida” a veces ayudan a impulsar genotipos raros, probándolos mediante selección natural. Por ejemplo, después de un invierno frío, siguen vivos organismos más fuertes y resistentes al frío.

Arroz. 3. Ejemplo de dinámica poblacional.

Significado

Con la ayuda del funcionamiento de las poblaciones, se crean las condiciones necesarias para sustentar la vida en nuestro planeta. A través de su actividad vital, los organismos vivos influyen en el medio ambiente de su zona. El ciclo de las sustancias en la naturaleza depende de los ecosistemas, se crean ciertas condiciones y se produce el intercambio entre la naturaleza viva y la inanimada. El trabajo conjunto de las poblaciones determina las características de los conglomerados bióticos y las condiciones ambientales.

¿Qué hemos aprendido?

El concepto de “población” en biología implica el número de todos los individuos de una especie que viven en la misma área y son capaces de cruzarse libremente. Los componentes de este concepto son el género, la edad, las estructuras ambientales, genéticas y espaciales. Todos ellos están estrechamente interconectados, influyen en el medio ambiente y aseguran la circulación de sustancias en la naturaleza.

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En la teoría evolutiva

Una población es un grupo de individuos capaces de una autorreproducción más o menos estable (tanto sexual como asexual), relativamente aislados (generalmente geográficamente) de otros grupos, con representantes de los cuales (durante la reproducción sexual) el intercambio genético es potencialmente posible. Desde el punto de vista de la genética de poblaciones, una población es un grupo de individuos dentro del cual la probabilidad de mestizaje es muchas veces mayor que la probabilidad de mestizaje con representantes de otros grupos similares. Generalmente se habla de poblaciones como grupos dentro de una especie o subespecie.

En las teorías evolutivas modernas (por ejemplo, en la Teoría Sintética de la Evolución), una población se considera la unidad elemental del proceso evolutivo.

en la investigación médica

Una población es un conjunto de individuos de los que se selecciona una muestra y a los que se pueden generalizar los resultados obtenidos para esta muestra. La población puede ser toda la población (generalmente la población en estudios epidemiológicos de las causas de la enfermedad) o puede consistir en pacientes ingresados ​​en una clínica particular o pacientes con una enfermedad específica (más a menudo es el caso en estudios clínicos). Así, podemos hablar de población general o de población de pacientes con una enfermedad concreta. La definición epidemiológica de población difiere de la definición biológica (ecológica).

en ecología

Una población es un conjunto de individuos de una misma especie que ocupan un área determinada, se cruzan libremente entre sí, tienen un origen, una base genética común y, en un grado u otro, están aislados de otras poblaciones de esta especie.

El estudio de las poblaciones, sus interacciones y dinámicas es una de las principales tareas de la ecología. En particular, uno de los modelos más simples de dinámica de poblaciones es la ecuación logística.

Notas

ver también

Fundación Wikimedia. 2010.

Vea qué es “Población” en otros diccionarios:

- (cf. lat. populatio, del lat. populus pueblo, población), una colección de individuos de una misma especie que tienen un acervo genético común y ocupan un territorio determinado. Los contactos entre individuos dentro de una P. son más frecuentes (lo que se manifiesta, por ejemplo, en un nivel superior ... Diccionario enciclopédico biológico

Población- (del latín populus pueblo, población), un conjunto de individuos de una especie con las condiciones generales necesarias para mantener su número en un cierto nivel durante un largo período, y con propiedades conocidas que determinan la unidad de los individuos (por ejemplo... Diccionario ecológico

enciclopedia moderna

- (cf. siglo lat. pupulatio de lat. populus pueblo, población), en biología, un conjunto de individuos de una misma especie, que ocupan un determinado espacio durante mucho tiempo y se reproducen a lo largo de un gran número de generaciones. En biología moderna, población... ... Gran diccionario enciclopédico

- [fr. población población] 1) mat., stat. conjunto (conjunto general), una colección de objetos (elementos, individuos (INDIVID), unidades) en los que se basan las conclusiones estadísticas; 2) biol. n. Mendel, una colección de individuos de plantas y animales de la misma... ... Diccionario de palabras extranjeras de la lengua rusa.

POBLACIÓN- significa la población en sí, pero en genética el concepto de población está asociado con una serie de conceptos y patrones especiales. En este sentido genético especial, el término P. fue introducido por Johansen (Jo riansen) en su estudio “Sobre... ... Gran enciclopedia médica

Población- (en latín medieval populatio, del latín populus pueblo, población) (biológico), un conjunto de individuos de una misma especie, que ocupan un determinado espacio durante mucho tiempo y se reproducen a lo largo de un gran número de generaciones. En lo moderno... ... Diccionario enciclopédico ilustrado

población- y, f. población f. Colecciones de individuos de flora o fauna de una determinada zona, pertenecientes a una u otra especie; forma de existencia de una especie. SIS 1954. Es casi imposible para la policía de la ciudad controlar el carácter y el comportamiento de un móvil... Diccionario histórico de galicismos de la lengua rusa.

POBLACIÓN- (población). En biología, todos los individuos de una región y de un taxón u otro grupo, considerados como una unidad biológica o estadística. Por ejemplo, una población híbrida que consta de varias formas híbridas diferentes de la misma cosa... Términos de nomenclatura botánica.

POBLACIÓN, y, mujeres. (especialista.). Un grupo a largo plazo de individuos de la misma especie. P. gatos. Diccionario explicativo de Ozhegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvédova. 1949 1992… Diccionario explicativo de Ozhegov

Conjunto de individuos de una misma especie que ocupa un determinado espacio durante mucho tiempo y se reproduce a lo largo de un gran número de generaciones. El término se aplica esencialmente a cualquier cultivo de microorganismos. (

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Introducción

1. Concepto de población

2. Propiedades de las poblaciones

3. Factores de la dinámica poblacional

4. Distribución espacial de las poblaciones

Conclusión

Bibliografía

Introducción

Todo está interconectado con todo - dice la primera ley medioambiental.

Ya en el siglo pasado surgió la preocupación humana por el destino del planeta, y en el siglo actual se ha llegado a una crisis en el sistema ecológico global debido a la creciente presión sobre el medio ambiente natural. La contaminación ambiental, el agotamiento de los recursos naturales y la alteración de las conexiones ecológicas en los ecosistemas se han convertido en problemas globales.

A pesar de las medidas adoptadas por el Estado ruso para mejorar el medio ambiente, las relaciones medioambientales siguen desarrollándose en una dirección desfavorable para la naturaleza y la sociedad:

a) aún prevalece el enfoque departamental, por lo que cada usuario ambiental explota los recursos naturales en función de sus intereses departamentales;

6) se aplica el llamado enfoque de recursos para el uso ambiental, como resultado de lo cual muchas conexiones ambientales y objetos naturales que no tienen valor de recursos quedan fuera de la protección legal.

Actualmente, durante un período de crisis ambiental inminente en todo el planeta, todas las personas vivas deben resolver el problema de la transición de la explotación y conquista de la Naturaleza a su conservación y cooperación con ella. ubicación del tamaño de la población

Consumiendo intensamente los recursos naturales con la ayuda de medios tecnológicos cada vez mayores, la humanidad ha mejorado progresivamente las condiciones para el desarrollo de su civilización y su crecimiento como especie biológica Homo sapiens. La ecología, como cualquier ciencia, tiene dos vertientes. Uno es el deseo de conocimiento por el conocimiento mismo, y en este sentido, el primer lugar se le da a la búsqueda de patrones de desarrollo de la naturaleza, así como a su explicación; el otro es la aplicación del conocimiento adquirido para resolver problemas ambientales. El rápido aumento de la importancia de la ecología se explica por el hecho de que actualmente ningún problema de enorme importancia práctica puede resolverse sin tener en cuenta las conexiones entre los componentes vivos y no vivos de la naturaleza.

La solución práctica de la ecología se puede ver, en primer lugar, en la solución de cuestiones de gestión ambiental; Es precisamente esto lo que debe crear la base científica para la explotación de los recursos naturales.

1. Concepto de población

Los individuos de la mayoría de las especies se distribuyen de manera desigual dentro de su área de distribución.

Hay varias opciones para definir una población. Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que habitan un determinado territorio o zona de agua durante mucho tiempo, conectados por diversos grados de libre mestizaje y suficientemente aislados de otras poblaciones similares. Como se desprende de la definición anterior de población, incluye las siguientes características inherentes a ella:

· Existencia a lo largo de un gran número de generaciones, lo que distingue a una población de asociaciones de individuos inestables a corto plazo.

· La presencia de un cierto grado de libre cruce de individuos. Es esta característica de la población la que asegura su unidad como estructura evolutiva.

· El grado de libre cruce dentro de una población es mayor que entre poblaciones diferentes (incluso vecinas).

· Cierto grado de aislamiento de las poblaciones entre sí.

Las razones que obligan a los individuos de una población a agruparse dentro de áreas limitadas son extremadamente numerosas y variadas, pero la principal es la distribución desigual de las condiciones ambientales en el espacio geográfico y la similitud de los requisitos de estas condiciones entre organismos de la misma especie.

Dependiendo del tamaño del territorio ocupado se distinguen tres tipos de poblaciones: elemental, ecológica y geográfica.

1 - rango de especies; 2-4 - poblaciones geográficas, ecológicas y elementales, respectivamente.

· Elemental, o micropoblación, es una colección de individuos de una especie que ocupan una pequeña superficie de área homogénea. Suelen incluir individuos genéticamente homogéneos. El número de poblaciones elementales en que se divide una especie depende de la heterogeneidad de las condiciones ambientales: cuanto más uniformes son, menos poblaciones elementales hay, y viceversa.

· Población ecológica se forma como un conjunto de poblaciones elementales. Básicamente, se trata de grupos intraespecíficos, débilmente aislados de otras poblaciones ecológicas de la especie, por lo que el intercambio de información genética entre ellos ocurre con relativa frecuencia, pero con menos frecuencia que entre poblaciones elementales. Una población ecológica tiene sus propias características especiales que la distinguen de alguna manera de otra población vecina. Así, las ardillas habitan en varios tipos de bosques, y se pueden distinguir claramente “pino”, “abeto”, “abeto”, “abeto-abeto” y sus otras poblaciones ecológicas.

· Población geográfica abarca un grupo de individuos que habitan en un área con condiciones de vida geográficamente homogéneas. Las poblaciones geográficas ocupan un área relativamente grande, están bastante demarcadas y relativamente aisladas. Se diferencian en la fertilidad, el tamaño de los individuos y una serie de características ecológicas, fisiológicas, de comportamiento y de otro tipo. Las poblaciones geográficas se caracterizan por el intercambio genético y, aunque puede ser raro, aún es posible.

Una población sólo tiene sus propias características: número, densidad, distribución espacial de los individuos. Hay una estructura de edad, sexo y tamaño de la población. La proporción de grupos de diferente edad y sexo en una población determina sus funciones principales. La proporción de diferentes grupos de edad depende de dos razones: de las características del ciclo de vida de la especie y de las condiciones externas.

Compuesto. Convencionalmente se pueden distinguir tres grupos de edad ecológica en la población:

· prereproductivo: un grupo de individuos cuya edad no ha alcanzado la capacidad de reproducirse;

· reproductivo: un grupo que reproduce nuevos individuos;

· post-reproductivos: individuos que han perdido la capacidad de participar en la reproducción de las nuevas generaciones. La duración de estas edades en relación con la vida útil total varía mucho entre los diferentes organismos.

La densidad de población es el tamaño de una población por unidad de espacio: el número de individuos, o biomasa, de una población por unidad de área o volumen. La densidad depende del nivel trófico en el que se ubica la población. Cuanto menor es el nivel trófico, mayor es la densidad.

Existen tres tipos de distribución o asentamiento de los individuos dentro de una población: uniforme, aleatoria y grupal

A - distribución uniforme; B - distribución aleatoria; B - distribución del grupo.

· La distribución uniforme en la naturaleza a menudo se asocia con una intensa competencia entre diferentes individuos. Este tipo de distribución se observa en peces depredadores y espinosos con su instinto territorial y su carácter puramente individual.

· La distribución aleatoria se produce sólo en un entorno homogéneo. Así es como se distribuyen inicialmente los pulgones por el campo. A medida que se multiplica, la distribución adquiere un carácter grupal o manchado (congregacional).

· La distribución en grupo es la más común. Así, en un pinar, los árboles inicialmente se asientan en grupos, y luego su distribución se vuelve uniforme. En una población, la distribución grupal proporciona una mayor resistencia a condiciones desfavorables en comparación con un individuo.

El número y la densidad expresan las características cuantitativas de la población en su conjunto. El tamaño de una población se expresa por el número de individuos de una especie determinada que viven por unidad de superficie ocupada por ella. La dinámica de las cifras de población se desarrolla a través de la interacción de los principales procesos dinámicos de la población: 1) tasa de natalidad, 2) mortalidad, 3) tasa de crecimiento, 4) inmigración de nuevos individuos de otras poblaciones, 5) emigración de algunos individuos fuera del rango de una población determinada.

La fertilidad caracteriza la frecuencia de aparición de nuevos individuos. La fertilidad se refiere al número de individuos (óvulos, semillas, embriones) producidos por unidad de tiempo por hembra.

· La fertilidad máxima es la formación del número teóricamente máximo posible de nuevos individuos en condiciones ideales, cuando no existen factores limitantes y la reproducción está limitada únicamente por factores fisiológicos.

· La fertilidad realizable es un aumento de la población debido al nacimiento de nuevos individuos en condiciones ambientales reales y reales.

La tasa de mortalidad caracteriza la muerte de individuos en poblaciones. Por definición, la mortalidad es el número de personas que mueren por unidad de tiempo por individuo en una población. Se tienen en cuenta todos los muertos, independientemente de la causa de la mortalidad (vejez, eliminación por depredadores, enfermedades, etc.).

· La mortalidad máxima es un valor constante que caracteriza la muerte de los individuos en condiciones ideales, cuando la población no está expuesta a factores limitantes.

· Mortalidad realizable (ecológica), es decir, un valor que, al igual que la fertilidad ecológica, depende de las condiciones reales del entorno biótico y abiótico.

La cantidad de crecimiento demográfico por unidad de tiempo por individuo representa la tasa de crecimiento demográfico. A medida que la población crece, los recursos ambientales disponibles para cada individuo disminuyen. Cuando los recursos se agotan, el crecimiento de la población se desacelera y eventualmente se detiene. Las poblaciones de diferentes especies tienen una capacidad asombrosa para crecer rápidamente. Esta cuestión fue considerada por Aristóteles (siglo IV a. C.), Maquiavelo (hacia 1525) y más tarde Buffon (1751). Charles Darwin llamó la atención sobre numerosos casos de reproducción sorprendentemente rápida de algunos animales en su estado natural, cuando las condiciones eran especialmente favorables. Extendió la idea del crecimiento geométrico, cuando el tamaño de la población crece exponencialmente, a todas las especies de animales y plantas, colocando el postulado del alto potencial reproductivo de las especies en la base de su teoría de la selección natural.

La migración es un caso especial de movimiento de individuos cuando casi toda la población abandona un área determinada por un tiempo. Las migraciones estacionales o diarias permiten a los organismos aprovechar condiciones ambientales óptimas en lugares donde no podrían vivir permanentemente. Al desplazarse de un lugar a otro siguiendo el movimiento de condiciones óptimas, estas especies pueden permanecer muy activas y mantener una alta densidad de población incluso durante los períodos en que las especies no migratorias se vuelven inactivas (en un estado de diapausa o

En la naturaleza, existen otros factores que influyen en la dinámica poblacional. Esto se debe a las siguientes razones. Para algunas especies, los factores físicos son críticos. El número de individuos en las poblaciones puede verse limitado por factores como la falta de recursos naturales (por ejemplo, alimentos o lugares adecuados para la reproducción), la inaccesibilidad de estos recursos y la falta de tiempo para la reproducción (estación de lluvias corta, días cortos, por ejemplo en el Ártico).

Las “olas de vida” complican dramáticamente la planificación para la explotación de una población determinada, ya que la eliminación anual (caza, pesca) del mismo número de individuos puede significar que en un año, digamos, sólo se eliminará el 5% de los individuos, y en un año más, cuando el tamaño de la población se reducirá 10 veces: el 50% de los individuos de la composición de la población existente. Además, las fluctuaciones demográficas alientan a los humanos a aumentar el tamaño de población mínimo teóricamente permisible.

Las poblaciones de animales, plantas, hongos y microorganismos tienen la capacidad de regular naturalmente su número, es decir, con fluctuaciones más o menos significativas, permanecen en un estado de equilibrio dinámico, en algún nivel entre los límites superior e inferior. Esto se garantiza mediante la acción de mecanismos adaptativos específicos basados ​​en el hecho de que el suministro de energía necesario para la supervivencia de la población no supera un cierto nivel y, por tanto, garantiza el tamaño de la población determinada. La capacidad de una población para mantener la estabilidad debido a la capacidad de autorregularse a través de sus propios mecanismos reguladores se denomina homeostasis poblacional. Por lo tanto, un aumento en el tamaño de la población conduce a un agotamiento del suministro de alimentos, seguido de una disminución en la tasa de natalidad de los organismos, un aumento en su mortalidad (relaciones negativas) y, en consecuencia, una disminución en su número. Este último, a su vez, aumenta la oferta de alimentos, lo que provoca un aumento de la tasa de natalidad y del tamaño de la población (conexiones positivas). El estado de equilibrio de la población (estado de equilibrio dinámico) es de corto plazo y se logra mediante una rápida alternancia de retroalimentaciones positivas y negativas. Para optimizar las relaciones humanas con la naturaleza, es importante tener en cuenta el tamaño de la población, tener en cuenta el hecho de que el tamaño de la población puede verse afectado por el agotamiento de los recursos que necesita debido a una reducción en el suministro de alimentos, la competencia de los hogares animales, pisoteo del suelo y deterioro de su aireación, y disminución del oxígeno en el agua durante la contaminación y la eutrofización. Una persona puede regular artificialmente el número de poblaciones, por ejemplo, de animales, prohibiendo la caza o limitando su duración para determinadas especies, o introduciendo licencias. Esto ya ha dado resultados positivos: ha impedido el exterminio de varias especies, en particular los alces, los castores y los bisontes. Al combatir las plagas agrícolas y forestales y las especies potencialmente mortales, los humanos limitan sus poblaciones.

En general, el tamaño de la población, su tasa de crecimiento (en un sentido más general, la tasa de cambio, la dinámica de la población) son parámetros muy lábiles, muy sensibles a la influencia de factores abióticos, bióticos y antrópicos. Por lo tanto, una persona debe tener un buen conocimiento de todas las características de la población que está siendo explotada para garantizar la reproducción y su existencia estable a largo plazo. La complejidad de esta tarea aumenta debido a las numerosas conexiones entre poblaciones de diferentes especies que habitan en el mismo

2. CONpropiedades de las poblaciones

Los valores de las tasas de natalidad y mortalidad dependen de muchos factores que actúan sobre la población desde el exterior, así como de sus propias propiedades. Un indicador objetivo de la capacidad de los organismos para aumentar su número es la tasa instantánea máxima de crecimiento demográfico. Este parámetro es inversamente proporcional a la esperanza de vida de los organismos. Esto es fácil de verificar haciendo referencia a la relación hiperbólica entre la tasa innata de aumento del tamaño de la población y el tiempo medio de generación, expresado en días. Los organismos pequeños tienen valores de rmax más altos que los grandes, lo que se explica por un tiempo de generación más corto. La razón de esta correlación es comprensible, ya que a un organismo le lleva mucho tiempo alcanzar tamaños grandes. Retrasar la temporada de reproducción también conduce inevitablemente a una disminución de rmax.

Sin embargo, las ventajas que aportan los grandes tamaños corporales deben superar las desventajas asociadas con una disminución de r max, ya que de otro modo los organismos grandes nunca habrían evolucionado. La tendencia del aumento del tamaño corporal a lo largo del tiempo geológico, trazada a partir de restos fósiles, sirvió de base para la introducción del concepto de aumento del tamaño filético.

El gran tamaño corporal proporciona ventajas muy obvias: un organismo de mayor tamaño debería atraer a menos depredadores potenciales y, por tanto, tiene mayores posibilidades de no convertirse en presa y debería tener una mejor supervivencia; Los organismos pequeños dependen estrechamente del entorno físico, incluso cambios muy leves en el cual pueden ser destructivos para ellos. Los organismos más grandes toleran más fácilmente los efectos de tales cambios y, en consecuencia, están mejor protegidos de ellos. Sin embargo, los organismos más grandes requieren más materia y energía por individuo por unidad de tiempo que los pequeños. Además, hay muchos menos refugios y lugares seguros para ellos.

En la vida de todos los organismos de una población se pueden distinguir tres períodos principales: prerreproductivo, reproductivo y posreproductivo. La duración relativa de cada uno de ellos varía mucho entre las diferentes especies. Para muchos animales, el primer período es el más largo. Un ejemplo sorprendente son las moscas efímeras, en las que el período prerreproductivo alcanza los 3 años y el período reproductivo dura solo de 2 a 3 horas a 1 día. La cigarra americana tiene un período prereproductivo de 17 años. Pero hay especies cuyos individuos, nada más nacer, comienzan a multiplicarse intensamente (la mayoría de las bacterias).

Las capacidades reproductivas de una población dependen de su composición por edades. La esperanza de vida de los individuos de una población se puede estimar mediante curvas de supervivencia. Hay tres tipos de curvas de supervivencia.

El primer tipo (curvas 1) corresponde a una situación en la que un mayor número de individuos tienen la misma esperanza de vida y mueren en un período de tiempo muy corto. Las curvas se caracterizan por una forma muy convexa. Estas curvas de supervivencia son características de los humanos, y la curva de supervivencia de los hombres es menos convexa en comparación con una curva similar para las mujeres, por lo que una póliza de seguro para hombres en la mayoría de los países occidentales es 1,5 veces más cara que para las mujeres. Para la mayoría de los ungulados, las curvas de supervivencia también son convexas, aunque en distintos grados entre especies y también según el sexo. El segundo tipo es característico de especies cuya tasa de mortalidad se mantiene constante a lo largo de su vida. Por tanto, la curva de supervivencia se transforma en una línea recta. Esta forma de la curva de supervivencia es característica de la hidra de agua dulce. El tercer tipo son las curvas fuertemente cóncavas, lo que refleja la alta mortalidad de los individuos a una edad temprana. Esto caracteriza la esperanza de vida de algunas aves, peces y muchos invertebrados.

Conocer el tipo de curva de supervivencia permite construir una pirámide de edad. Cabe distinguir tres tipos de pirámides de este tipo. Una pirámide de base ancha, que corresponde a un alto porcentaje de animales jóvenes, es característica de una población con una alta tasa de natalidad. El tipo promedio de pirámide corresponde a una distribución uniforme de individuos por edad en una población con tasas equilibradas de natalidad y mortalidad: una pirámide nivelada. Una pirámide de base estrecha (invertida), correspondiente a una población con predominio numérico de individuos viejos sobre animales jóvenes, es característica de las poblaciones en declive. En tales poblaciones, la tasa de mortalidad supera la tasa de natalidad.

De gran importancia para aumentar el tamaño de la población son los costos de la descendencia, expresados ​​​​en ciertas tácticas de reproducción. No todos los descendientes son iguales: los que se producen al final de la temporada de crecimiento suelen tener menos probabilidades de sobrevivir hasta la edad adulta que los que nacen antes. ¿Cuánto esfuerzo deberían dedicar los padres a cada hijo? A un valor constante de esfuerzo reproductivo, la aptitud promedio de una descendencia individual está inversamente relacionada con su número. Una versión extrema de la táctica de reproducción es invertir todo en una sola descendencia muy grande y bien adaptada, la otra es maximizar el número total de crías producidas, invirtiendo lo menos posible en cada individuo. Sin embargo, las mejores tácticas de reproducción son un compromiso entre producir la mayor cantidad de crías posible y producir crías con la mayor aptitud física posible.

Esta relación entre la cantidad y la calidad de la descendencia se ilustra mediante un modelo gráfico sencillo.

En el improbable caso de que la aptitud de la descendencia dependa linealmente de los costos de los padres, la aptitud de cada cría individual disminuye al aumentar el tamaño de la camada o nidada. Dado que la aptitud de los padres o, lo que es lo mismo, la aptitud general de toda la descendencia es un valor constante, desde el punto de vista de los padres no existe un tamaño de nidada óptimo. Sin embargo, dado que los gastos iniciales en la descendencia contribuyen más a la aptitud de la descendencia que los posteriores (existe una dependencia en forma de 5 de la aptitud de la descendencia a medida que aumenta la contribución de los padres), es obvio que existe un tamaño de nidada óptimo. . En este caso hipotético, los padres que inviertan sólo el 20% de su esfuerzo reproductivo en cada una de sus cinco crías recibirían un mayor retorno de su inversión que con cualquier otro tamaño de nidada. Estas tácticas, si bien son óptimas para los padres, no lo son para cada descendiente individual, cuya aptitud máxima se logra si es el único descendiente que recibe la contribución total del esfuerzo de sus padres. Por tanto, en este caso hay un “conflicto entre padres e hijos”.

El entorno competitivo tiene una influencia especialmente fuerte en la forma de la curva S. En un entorno muy enrarecido (vacío competitivo), se debe considerar que la mejor estrategia reproductiva es la máxima contribución de materia y energía a la reproducción para producir la mayor cantidad de descendencia posible en el menor tiempo posible. Debido a que hay poca competencia, las crías pueden sobrevivir incluso si son de tamaño muy pequeño y tienen una aptitud física baja. Sin embargo, en un entorno saturado donde los efectos de masa son prominentes y la competencia intensa, la estrategia óptima es gastar grandes cantidades de energía para superar la competencia, aumentar la propia supervivencia y producir descendencia más competitiva. Con esta estrategia, es mejor tener una descendencia numerosa y, como son energéticamente más caras, se pueden producir menos.

Así, las propiedades de una población pueden evaluarse mediante indicadores como la fertilidad, la mortalidad, la estructura de edades, la proporción de sexos, la frecuencia de los genes, la diversidad genética, la tasa y la forma de la curva de crecimiento, etc.

La densidad de una población está determinada por sus propiedades internas y también depende de factores que actúan sobre la población desde el exterior.

3. Factores en la dinámica poblacional.

Hay tres tipos de dependencia del tamaño de la población de su densidad. En el primer tipo (curva 1), la tasa de crecimiento de la población disminuye a medida que aumenta la densidad. Este fenómeno generalizado ayuda a explicar por qué algunas poblaciones animales son relativamente estables. En primer lugar, a medida que aumenta la densidad de población, disminuye la tasa de natalidad. Así, en la población de carboneros comunes, con una densidad inferior a una pareja por 1 hectárea, hay 14 polluelos por nido; cuando la densidad alcanza las 18 parejas por 1 hectárea, la cría tiene menos de 8 polluelos. En segundo lugar, a medida que aumenta la densidad de población, cambia la edad de madurez sexual. Por ejemplo, el elefante africano, dependiendo de la densidad de población, puede alcanzar la madurez sexual entre los 12 y los 18 años. Además, esta especie, en baja densidad, produce una camada de 1 cría de elefante en 4 años, mientras que en alta densidad, la tasa de natalidad es de 1 cría en 7 años.

Con el segundo tipo de dependencia (curva 2), la tasa de crecimiento de la población es máxima en valores de densidad medios, en lugar de bajos. Así, en algunas especies de aves (por ejemplo, gaviotas), el número de polluelos en la cría aumenta al aumentar la densidad de población y luego, habiendo alcanzado su mayor valor, comienza a disminuir. Este tipo de influencia de la densidad de población sobre la tasa de reproducción de los individuos es característico de especies en las que se observa un efecto de grupo. En el tercer tipo (curva 3), la tasa de crecimiento de la población no cambia hasta que alcanza una alta densidad y luego cae bruscamente.

Una imagen similar se observa, por ejemplo, en los lemmings. Cuando la población alcanza su punto máximo, la densidad de lemmings se vuelve excesiva y comienzan a migrar. Elton describió la migración de los lemmings en Noruega: los animales pasaban por las aldeas en tal número que los perros y gatos que inicialmente los atacaban simplemente dejaron de notarlos. Al llegar al mar, los exhaustos lemmings se ahogaron.

La regulación del número de poblaciones en equilibrio está determinada principalmente por factores bióticos. Entre ellos, el factor principal suele ser la competencia intraespecífica. Un ejemplo es la lucha de los pájaros por la venganza de los nidos.

La competencia intraespecífica puede ser responsable del efecto fisiológico conocido como enfermedad del shock. Se observa, en particular, en roedores. Cuando la densidad de población se vuelve demasiado grande, la enfermedad de shock provoca una disminución de la fertilidad y un aumento de la mortalidad, lo que devuelve la densidad de población a niveles normales.

En algunas especies animales, los adultos se alimentan de sus propias crías. Este fenómeno, conocido como canibalismo, reduce el tamaño de la población. El canibalismo es característico, por ejemplo, de las perchas: en los lagos de Siberia occidental, el 80% de la comida de los individuos grandes son juveniles de la misma especie. Las crías, a su vez, se alimentan de plancton. Así, cuando no hay otras especies de peces, los adultos viven del plancton.

La depredación como factor limitante en sí misma es de gran importancia. Además, si la influencia de la presa en el tamaño de la población del depredador está fuera de toda duda, entonces no siempre se produce el efecto contrario, es decir, en la población de presas. En primer lugar, el depredador destruye a los animales enfermos, mejorando así la composición cualitativa media de la población de presas. En segundo lugar, el papel de un depredador sólo se nota cuando ambas especies tienen aproximadamente el mismo potencial biótico. De lo contrario, debido a la baja tasa de reproducción, el depredador no puede limitar el número de presas. Por ejemplo, las aves insectívoras por sí solas no pueden detener la reproducción masiva de insectos. En otras palabras, si el potencial biótico del depredador es mucho menor que el potencial biótico de la presa, la acción del depredador se vuelve constante, independientemente de su densidad de población.

La abundancia de insectos fitófagos a menudo está determinada por una combinación de respuestas específicas de insectos y plantas a los efectos de los contaminantes. La contaminación reduce la resistencia de las plantas, por lo que aumenta el número de insectos. Sin embargo, si hay demasiada contaminación, el número de insectos disminuye, a pesar de la disminución de la resistencia de las plantas.

La diferenciación anterior de los factores de la dinámica poblacional nos permite comprender su significado real en la vida y reproducción de las poblaciones. El concepto moderno de regulación automática de la población se basa en una combinación de dos fenómenos fundamentalmente diferentes: modificaciones o fluctuaciones aleatorias de la población y regulaciones que funcionan según el principio de retroalimentación cibernética y fluctuaciones niveladoras. De acuerdo con esto, se distinguen factores ecológicos modificantes (independientes de la densidad de población) y reguladores (dependiendo de la densidad de población), el primero de los cuales afecta a los organismos ya sea directamente o mediante cambios en otros componentes de la biocenosis. Esencialmente, los factores modificadores son varios factores abióticos. Los factores reguladores están asociados a la existencia y actividad de los organismos vivos (factores bióticos), ya que sólo los seres vivos son capaces de responder a la densidad de su población y a las poblaciones de otras especies según el principio de retroalimentación negativa.

Si la influencia de los factores modificadores conduce sólo a transformaciones (modificaciones) de las fluctuaciones en los números sin eliminarlas, entonces los factores reguladores, nivelando las desviaciones aleatorias, estabilizan (regulan) los números en un cierto nivel. Sin embargo, en diferentes niveles de tamaño de población, los factores regulatorios son fundamentalmente diferentes. Por ejemplo, los depredadores polífagos, capaces de debilitar o fortalecer su actividad (reacción funcional) cuando cambia el número de presas, actúan con valores relativamente bajos del tamaño de la población de presas.

Los depredadores oligófagos, que, a diferencia de los polífagos, se caracterizan por una respuesta numérica al estado de la población de presas, tienen un efecto regulador sobre ella en un rango más amplio que los polífagos. Cuando la población de presas alcanza un número aún mayor, se crean las condiciones para la propagación de enfermedades y, finalmente, el factor limitante de regulación es la competencia intraespecífica, que conduce al agotamiento de los recursos disponibles y al desarrollo de reacciones de estrés en la población de presas. En una situación real, este parámetro depende de una gran cantidad de factores, en particular aquellos que no tienen un efecto regulador sobre la densidad de población según el principio de retroalimentación.

Los individuos de una población interactúan entre sí, asegurando sus medios de vida y la reproducción sostenible de la población.

En los animales que llevan un estilo de vida solitario o forman familias, el factor regulador es la territorialidad, que incide en la posesión de determinados recursos alimentarios y es de gran importancia para la reproducción. Un individuo protege el espacio de la invasión y lo abre a otro individuo sólo durante la reproducción. El uso más racional del espacio se logra si se forma un territorio real, un área de la cual otros individuos son expulsados. Dado que el propietario del sitio lo domina psicológicamente, para la expulsión la mayoría de las veces basta con demostrar amenazas, persecución o, en el mejor de los casos, ataques fingidos que se detienen en los límites del sitio. En estos animales, las diferencias individuales entre individuos son de gran importancia: los más adaptados tienen una gran variedad de alimentos individuales.

En los animales que llevan un estilo de vida grupal y forman rebaños, rebaños, colonias, la protección grupal contra los enemigos y el cuidado conjunto de la descendencia aumenta la tasa de supervivencia de los individuos, lo que afecta el tamaño de la población y su supervivencia. Estos animales están organizados jerárquicamente. Las relaciones jerárquicas de subordinación se basan en el hecho de que todos conocen el rango de cada uno. Como regla general, el rango más alto pertenece al varón de mayor edad. La jerarquía controla todas las interacciones dentro de la población: apareamiento, individuos de diferentes edades, padres e hijos.

En los animales, la relación madre-hijo juega un papel especial. Los padres transmiten información genética y ambiental a sus hijos.

4. PAGdistribución espacial de las poblaciones

A nivel de población, los factores abióticos influyen en parámetros tales como la fertilidad, la mortalidad, la esperanza de vida promedio de un individuo, la tasa de crecimiento de la población y su tamaño, siendo a menudo las razones más importantes que determinan la naturaleza de la dinámica de la población y la distribución espacial de los individuos en ella. . Una población puede adaptarse a los cambios en los factores abióticos, en primer lugar, cambiando la naturaleza de su distribución espacial y, en segundo lugar, mediante la evolución adaptativa.

La actitud selectiva de animales y plantas hacia los factores ambientales da lugar a la selectividad hacia los hábitats, es decir, la especialización ecológica en relación con las áreas del área de distribución de la especie que intenta ocupar y poblar. El área del área de distribución ocupada por una población de una especie y caracterizada por determinadas condiciones ambientales se denomina estación. La elección de la estación suele estar determinada por un factor; podría ser acidez, salinidad, humedad, etc.

Las especies euritermales se caracterizan por un cambio zonal de estaciones, es decir, un cambio de estaciones estrictamente dirigido cuando una especie se mueve de una zona natural a otra: cuando se mueve hacia el norte, se seleccionan estaciones abiertas más secas y bien calentadas con escasa cubierta vegetal. a menudo ubicado en suelos ligeros arenosos o rocosos; al desplazarse hacia el sur, la misma especie habita en zonas más húmedas y sombrías con una densa cubierta vegetal y suelos arcillosos. En el siguiente diagrama, según la naturaleza de la cubierta vegetal y el microclima, todas las estaciones se dividen en tres grupos ecológicos: xerófitas, mesofíticas e higrofíticas. El desplazamiento de las poblaciones de especies hacia estaciones más húmedas a medida que se desplazan hacia el sur se muestra mediante flechas oblicuas. Al mismo tiempo, las poblaciones de zonas forestales y parcialmente esteparias amantes de la humedad se ven privadas de la oportunidad de penetrar en las regiones del sur, ya que son física y ecológicamente impensables más estaciones húmedas que higrofíticas.

El cambio vertical de estaciones es similar al zonal, pero se manifiesta en condiciones montañosas. Su forma más común es la transición de poblaciones a estaciones más xerofíticas a medida que aumenta el nivel de sus hábitats. Por ejemplo, el saltamontes gris en la zona forestal del Cáucaso vive en estaciones meso e higrofíticas, y en la zona alpina, en estaciones xero y mesofíticas.

Como puede verse en el patrón de cambios de estación, un factor ecológico importante que determina la elección de hábitats para los animales y plantas terrestres es la humedad del aire.

La aparición especial de cochinillas está asociada con el contenido de vapor de agua en el aire. Son numerosos a lo largo de las orillas de los mares, donde el aire está saturado de humedad, y viven allí abiertamente. En zonas de alta montaña con aire seco, las cochinillas pasan la mayor parte del tiempo bajo piedras y cortezas de árboles.

Woodlice Lygia oceanica vive a lo largo de las costas de los mares. Las cochinillas pasan el día refugiadas. Pero cuando la temperatura del aire sube a 20 °C afuera y a 30 °C debajo de los guijarros, abandonan sus refugios y se arrastran sobre las rocas de cara al sol. El motivo de este movimiento es que esta especie, muy poco adaptada a los hábitats terrestres, tiene una cutícula fácilmente permeable. Cuando la humedad del aire es baja, las cochinillas pierden mucha agua por evaporación, que es lo que ocurre en las rocas expuestas al sol. La intensa evaporación reduce la temperatura corporal del animal, que es de 26 °C cuando está sobre una roca. Sin embargo, si la cochinilla continúa escondiéndose debajo de los guijarros, donde la humedad relativa es cercana al 100% y la evaporación es cero, la temperatura corporal alcanza los 30 ° C.

La distribución de las estaciones en el medio acuático está determinada por otros factores, en particular la acidez. Las aguas ácidas de las turberas favorecen el desarrollo de musgos sphagnum, pero no contienen absolutamente ningún bivalvo. Otros tipos de moluscos bivalvos también son extremadamente raros en ellos, debido a la falta de cal en el agua. Los peces toleran la acidez del agua en un rango de pH de 5 a 9. A un pH inferior a 5, se puede observar su muerte masiva, aunque algunas especies se adaptan a un ambiente cuyo valor de pH alcanza 3,7. La productividad de las aguas dulces con una acidez inferior a 5 se reduce drásticamente, lo que conlleva una reducción significativa de las capturas de peces.

Otro factor importante que limita la distribución de animales y plantas acuáticos es la salinidad del agua. Muchos grandes grupos taxonómicos (como los equinodermos, celentéreos, briozoos, esponjas, anélidos, etc.) son todos o casi todos marinos.

A menudo, sólo cambios menores en las concentraciones de sal del agua afectan la distribución de especies estrechamente relacionadas. El número de habitantes de aguas salobres es muy grande, pero su composición de especies es pobre, ya que aquí solo pueden vivir especies eurihalinas de origen tanto de agua dulce como marina. Por ejemplo, un lago con una salinidad que varía entre el 2 y el 7% está habitado por peces de agua dulce, como la carpa, la tenca, el lucio y la lucioperca, que toleran una baja salinidad, y peces marinos, como el salmonete, que toleran una salinidad insuficiente.

Los factores abióticos tienen un impacto significativo en la densidad de población de animales y plantas. Un descenso de la temperatura suele tener efectos catastróficos en las poblaciones animales: en las zonas adyacentes a los límites septentrionales de su área de distribución, una especie puede volverse rara e incluso desaparecer por completo. Además, en algunos casos las heladas también tienen un efecto indirecto, ya que los alimentos escondidos bajo una gruesa capa de hielo o nieve se vuelven completamente inaccesibles para los animales. En zonas expuestas a fuertes vientos, el crecimiento de las plantas se retrasa y la fauna puede quedar parcial o totalmente destruida.

zconclusión

La evolución de los organismos vivos se basa en la selección natural, que opera en especies o niveles inferiores. Pero la selección natural también juega un papel importante a nivel de ecosistema. Se puede dividir en selección mutua de autótrofos y heterótrofos que dependen unos de otros (coevolución) y selección de grupo, que conduce a la preservación de rasgos que son favorables para el ecosistema en su conjunto, incluso si son desfavorables para portadores específicos de estos rasgos. .

En su sentido más amplio, la coevolución se refiere a la coevolución de dos (o más) taxones que comparten conexiones ecológicas cercanas pero que no intercambian genes. La selección natural que opera en una población de depredadores aumentará constantemente la eficiencia de buscar, atrapar y comer presas. Pero en respuesta a esto, la población de presas desarrolla adaptaciones que permiten a los individuos evitar la captura y la destrucción. En consecuencia, en el proceso de evolución de la relación depredador-presa, la presa actúa de tal manera que se libera de la interacción y el depredador actúa de tal manera que la mantiene constantemente.

Los depredadores y otros “explotadores” tienen formas no menos sofisticadas de alcanzar a sus presas. Consideremos, por ejemplo, el comportamiento social de caza de leones y lobos, los dientes curvos y venenosos de las serpientes, las lenguas largas y pegajosas de ranas, sapos y lagartos, así como las arañas y sus telas, el rape de aguas profundas o las boas constrictoras que estrangulan sus víctimas.

Una característica del mundo animal es que este objeto es renovable, pero para ello requiere el cumplimiento de determinadas condiciones directamente relacionadas con la protección de los animales. Si son exterminadas o se violan las condiciones de su existencia, determinadas especies de animales pueden desaparecer por completo y su renovación será imposible.

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