Struktura i charakterystyka populacji. Ludność jako układ naturalny Dynamika populacji

Termin „populacja” jest dziś używany w różnych dziedzinach i obszarach nauki. Ma największy wpływ na biologię, demografię, ekologię, medycynę, psychometrię i cytologię. Czym jednak jest populacja i jak ją charakteryzuje?

Wstęp. Definicje

Dotychczas badania populacyjne prowadzono głównie w celu identyfikacji sekwencji genetycznych lub środowiskowych. Pozwala to określić środowisko przetrwania gatunków i ich dziedziczność. W tej chwili istnieje inna koncepcja - „populacja komórek”. Jest to izolowany organizm potomny określonej liczby grup komórek. Obszar ten jest badany przez specjalistów w ramach cytologii.

Z genetyki populacja to heterogeniczny, dziedziczny zbiór form jednego gatunku, który jest przeciwieństwem tzw. czystej linii. Faktem jest, że każda rodzina osobników ma określone cechy i reprezentuje określony fenotyp i genotyp.

Główna charakterystyka

Zanim zaczniesz bardziej szczegółowo rozumieć, czym jest populacja, musisz poznać i zrozumieć jej główne elementy. W sumie istnieje 5 głównych cech:

1. Dystrybucja. Może mieć charakter przestrzenny i ilościowy. Z kolei pierwszy typ dzieli się na rozkład losowy i równomierny. Wskaźnik ilościowy odpowiada za wielkość populacji lub jej poszczególnej grupy. Rozmieszczenie osobników zależy bezpośrednio od warunków klimatycznych, genomu, łańcucha pokarmowego i stopnia adaptacji.

2. Numer. Jest to odrębna cecha populacji i nie należy jej mylić z podtypem rozmieszczenia. Tutaj obfitość reprezentuje całkowitą liczbę organizmów w określonej jednostce przestrzeni. Najczęściej jest dynamiczny. Zależy od stosunku śmiertelności i płodności osobników.

3. Gęstość. Określana na podstawie biomasy lub liczby organizmów na jednostkę powierzchni (objętość).

4. Płodność. Określa się ją na podstawie liczby osobników, które pojawiły się w wyniku rozmnażania w jednostce czasu.

5. Śmiertelność. Podział według kryteriów wiekowych. Reprezentuje liczbę form życia zabitych w jednostce czasu.

Klasyfikacja strukturalna

Obecnie wyróżnia się następujące typy populacji: wiekowe, płciowe, genetyczne, środowiskowe i przestrzenne. Każda z tych odmian ma swoją własną specyficzną strukturę. Zatem populację wiekową określa się na podstawie stosunku osobników różnych pokoleń. Przedstawiciele tego samego gatunku mogą mieć zarówno przodków, jak i potomstwo.

Populacja płciowa zależy od rodzaju reprodukcji rodziny oraz zestawu określonych cech morfofunkcjonalnych i anatomicznych organizmów. Strukturę genetyczną określają różnice w allelach i sposób ich wymiany. Populacja ekologiczna to podział rodziny na grupy ze względu na czynniki środowiskowe. Struktura przestrzenna zależy od rozmieszczenia i rozmieszczenia poszczególnych osobników gatunku na danym obszarze.

Izolacja populacji

W różnych rodzinach właściwość ta zależy od środowiska i formy współżycia. Jeśli przedstawiciele jednego gatunku przemieszczają się po dużych obszarach, wówczas taką populację można nazwać dużą. W przypadku słabego rozwoju zdolności dystrybucyjnych rodzinę wyznaczają małe agregaty, które mogą odzwierciedlać np. mozaikowy charakter krajobrazu. Populacja osiadłych zwierząt i roślin zależy od niejednorodności środowiska.

Poziom izolacji sąsiednich rodzin tego samego gatunku jest zróżnicowany. W takim przypadku populacje mogą być ostro rozmieszczone w przestrzeni lub być wyraźnie zlokalizowane na określonym obszarze. Dochodzi również do całkowitej kolonizacji ogromnego obszaru przez jeden gatunek. Z kolei granice między populacjami mogą być zatarte i rozpoznawalne.

Dynamika populacji może być 3 typów:

Większość osobników dożywa maksymalnego progu wieku (ludzie i ssaki),

Śmierć może nastąpić w każdej chwili (gady i ptaki),

Śmiertelność jest wysoka już we wczesnych stadiach rozwoju (ryby, rośliny, bezkręgowce).

Populacja składa się ze zbioru osobników podobnych do siebie pod względem właściwości morfofizjologicznych, obszaru, rodzaju skrzyżowania i pochodzenia. Taka grupa organizmów nazywana jest gatunkiem. Jest to jednostka struktury populacji.

Typy zależą od następujących kryteriów: morfologicznych, genetycznych, fizjologicznych, biochemicznych. Według dodatkowej klasyfikacji cechy wpływu mają charakter geograficzny i środowiskowy.

Każdy gatunek powstaje, następnie rozwija się i przystosowuje. Przy gwałtownej zmianie warunków środowiskowych może zniknąć.

Najprostszą formą istnienia gatunku w przyrodzie jest populacja. W tym artykule zrozumiemy, co obejmuje ta koncepcja i dowiemy się, jaka jest rola populacji w procesie ewolucyjnym.

Struktura populacji

W biologii populacja to całość wszystkich istniejących osobników tego samego gatunku, żyjących na tym samym terytorium i posiadających wspólną pulę genów, zdolnych do swobodnego krzyżowania się. Jeden typ organizmu żywego może obejmować kilka ekosystemów, które najczęściej są od siebie odizolowane.

Jeśli osobniki tego samego gatunku pobrane z różnych ekosystemów zostaną umieszczone w tych samych warunkach, można zaobserwować utrwalanie się ich różnic. Jednak, aby uzyskać płodne potomstwo, takie krzyżowanie daje najlepsze rezultaty.

Ryż. 1. Przykłady populacji.

Populacje zapewniają proces mikroewolucji i dzielą się na:

• seksualny;
• wiek;
• środowiskowy;
• genetyczny;
• strukturę przestrzenną.

Ryż. 2. Struktura ludności.

Struktura seksualna

Wskazuje odsetek osobników różnej płci. Jest to określane na podstawie różnicy w zestawach chromosomów. Często jednak zdarza się, że niektóre samice rodzą tylko samice lub tylko samce. W tym przypadku stosunek płci odbiega od 1:1. Przyczyną tego mogą być nie tylko zaburzenia genetyczne, ale także warunki środowiskowe.

Struktura wiekowa ludności

Obejmuje stosunek osobników w różnym wieku reprezentujących potomstwo tego samego lub różnych pokoleń. Pokolenie może obejmować przedstawicieli jednego lub większej liczby potomków. Wiek wpływa na intensywność procesu rozrodu, szybkość zmiany pokoleń i śmiertelność.

TOP 1 artykułktórzy czytają razem z tym

Struktura genetyczna

Zdeterminowany różnorodnością i zmiennością genotypów. Cechą ekosystemów jest występowanie pewnego poziomu różnorodności cech, które zależą od ekologii i predyspozycji genetycznych. Innymi słowy, jeden genotyp jest zdolny do wytworzenia wielu odmian fenotypów. Różnorodność zależy od liczby osobników i sytuacji ekologicznej. Zmiana częstotliwości genów może prowadzić do wyginięcia gatunku.

Struktura przestrzenna

Zależy to od gęstości rozmieszczenia i rozmieszczenia członków ekosystemu na danym obszarze. Każda jednostka ma przestrzeń zarówno indywidualną, jak i grupową. W ten sposób tworzą się stada, kolonie i stada. W zależności od sposobu umieszczenia w grupie wyróżnia się rozkład losowy, równomierny i zatłoczony.

Każda jednostka odgrywa swoją rolę w grupie i tworzy się hierarchia społeczna.
Ona może być:

• liniowy (podporządkowanie według rangi, gdy kolejna dominuje nad poprzednią);
• równolegle (mężczyźni i kobiety mają odrębnych przywódców).

Ten system relacji pozwala na koordynację zachowań, które będą korzystne dla wszystkich członków grupy.

Komponent środowiskowy

Jednostką ekologiczną jest gatunek. Struktura ta implikuje podział członków na grupy w zależności od interakcji z otaczającymi czynnikami naturalnymi.

Nisza ekologiczna obejmuje pożywienie, miejsca rozrodu i schronienia oraz inne czynniki środowiskowe niezbędne do istnienia gatunku. Charakteryzując niszę ekologiczną, stosuje się dwa wskaźniki: szerokość i stopień nakładania się z innymi niszami.

Dynamika populacji

Dynamika i rozwój ekosystemów zależy od czynników zewnętrznych i wewnętrznych, takich jak dostępność pożywienia, wrogowie i klimat.

Założycielem genetyki populacyjnej jest S.S. Czetwerikowa, który wzrost liczebności nazwał „falami życia”.

Dokładne określenie średniej liczby osobników jest możliwe pod warunkiem sztucznej całkowitej izolacji grupy. W naturze jest to możliwe podczas badania ekosystemów wysp. Liczbę można określić na podstawie stosunku liczby urodzeń i zgonów.

„Fale życia” czasami pomagają wykształcić rzadkie genotypy, testując je poprzez dobór naturalny. Na przykład po mroźnej zimie silniejsze, odporne na zimno organizmy pozostają przy życiu.

Ryż. 3. Przykład dynamiki populacji.

Oznaczający

Za pomocą funkcjonowania populacji tworzone są warunki niezbędne do podtrzymania życia na naszej planecie. Organizmy żywe poprzez swoją aktywność życiową wpływają na środowisko swojego obszaru. Cykl substancji w przyrodzie zależy od ekosystemów, powstają pewne warunki i następuje wymiana między przyrodą żywą i nieożywioną. Wspólna praca populacji determinuje cechy konglomeratów biotycznych i warunki środowiskowe.

Czego się nauczyliśmy?

Pojęcie „populacji” w biologii oznacza liczbę wszystkich osobników jednego gatunku żyjących na tym samym obszarze i zdolnych do swobodnego krzyżowania się. Składowymi tej koncepcji są: płeć, wiek, struktura środowiskowa, genetyczna i przestrzenna. Wszystkie są ze sobą ściśle powiązane, wpływają na środowisko i zapewniają obieg substancji w przyrodzie.

Testuj w temacie

Ocena raportu

Średnia ocena: 3.9. Łączna liczba otrzymanych ocen: 158.

W teorii ewolucji

Populacja to grupa osobników zdolnych do mniej lub bardziej stabilnego samorozmnażania się (zarówno płciowego, jak i bezpłciowego), stosunkowo odizolowana (zwykle geograficznie) od innych grup, z przedstawicielami których (w czasie rozmnażania płciowego) potencjalnie możliwa jest wymiana genetyczna. Z punktu widzenia genetyki populacyjnej populacja to grupa osobników, w obrębie której prawdopodobieństwo krzyżowania się jest wielokrotnie większe niż prawdopodobieństwo krzyżowania się z przedstawicielami innych podobnych grup. O populacjach mówi się zwykle jako o grupach w obrębie gatunku lub podgatunku.

We współczesnych teoriach ewolucji (na przykład w syntetycznej teorii ewolucji) populację uważa się za elementarną jednostkę procesu ewolucyjnego.

W badaniach medycznych

Populacja to zbiór osobników, z którego wybierana jest próba i na który można uogólniać wyniki uzyskane dla tej próby. Populacją może być cała populacja (zwykle populacja w badaniach epidemiologicznych przyczyn choroby) lub może składać się z pacjentów przyjętych do konkretnej kliniki lub pacjentów z określoną chorobą (częściej ma to miejsce w badaniach klinicznych). Można zatem mówić o populacji ogólnej lub populacji pacjentów cierpiących na konkretną chorobę. Definicja epidemiologiczna populacji różni się od definicji biologicznej (ekologicznej).

W ekologii

Populacja to zbiór osobników tego samego gatunku zajmujących określony obszar, swobodnie krzyżujących się ze sobą, mających wspólne pochodzenie, podstawę genetyczną i w pewnym stopniu odizolowanych od innych populacji tego gatunku.

Badanie populacji, ich interakcji i dynamiki jest jednym z głównych zadań ekologii. W szczególności jednym z najprostszych modeli dynamiki populacji jest równanie logistyczne.

Notatki

Zobacz też

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „Populacja” w innych słownikach:

- (por. łac. populatio, od łac. populus ludzie, populacja), zbiór osobników tego samego gatunku, które mają wspólną pulę genów i zajmują określone terytorium. Kontakty między jednostkami w obrębie jednego P. są częstsze (co objawia się np. wyższym poziomem... Biologiczny słownik encyklopedyczny

Populacja- (od łacińskiego populus ludzie, populacja), zbiór osobników gatunku o ogólnych warunkach niezbędnych do utrzymania jego liczebności na określonym poziomie przez długi okres oraz o znanych właściwościach decydujących o jedności osobników (na przykład ... Słownik ekologiczny

Nowoczesna encyklopedia

- (por. w. łac. pupulatio od łac. populus ludzie, populacja), w biologii zbiór osobników tego samego gatunku, zajmujących określoną przestrzeń przez długi czas i rozmnażających się przez dużą liczbę pokoleń. We współczesnej biologii populacja... ... Wielki słownik encyklopedyczny

- [fr. ludność ludność] 1) mat., stat. zbiór (zbiór ogólny), zbiór obiektów (elementów, jednostek (INDIVID), jednostek), na których opierają się wnioski statystyczne; 2) biol. n. Mendel, zbiór osobników roślin i zwierząt tego samego... ... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

POPULACJA- oznacza samą populację, ale w genetyce pojęcie populacji wiąże się z szeregiem specjalnych pojęć i wzorców. W tym szczególnym, genetycznym znaczeniu termin P. wprowadził Johansen (Jo riansen) w swoim opracowaniu „On… … Wielka encyklopedia medyczna

Populacja- (w średniowiecznym łacińskim populatio, od łacińskiego populus ludzie, populacja) (biologiczny), zbiór osobników tego samego gatunku, zajmujących określoną przestrzeń przez długi czas i rozmnażających się przez dużą liczbę pokoleń. W nowoczesnym... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

populacja- i, f. populacja r. Kolekcje osobników flory lub fauny określonego obszaru, należące do tego lub innego gatunku; forma istnienia gatunku. SIS 1954. Policja miejska nie jest prawie w stanie monitorować charakteru i zachowania mobilnego... Historyczny słownik galicyzmów języka rosyjskiego

POPULACJA- (ludność). W biologii wszystkie osobniki jednego regionu i jednego taksonu lub innej grupy, uważane za jedność biologiczną lub statystyczną. Na przykład populacja hybrydowa składająca się z różnych odmiennych form hybrydowych tej samej rzeczy... Terminy nomenklatury botanicznej

LUDNOŚĆ i kobiety. (specjalista.). Długowieczna grupa osobników tego samego gatunku. P. koty. Słownik objaśniający Ożegowa. SI. Ozhegov, N.Yu. Szwedowa. 1949 1992 … Słownik wyjaśniający Ożegowa

Zbiór osobników tego samego gatunku, który zajmuje określoną przestrzeń przez długi czas i rozmnaża się przez dużą liczbę pokoleń. Termin ten odnosi się zasadniczo do każdej kultury mikroorganizmów. (

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wstęp

1. Pojęcie populacji

2. Właściwości populacji

3. Czynniki dynamiki populacji

4. Przestrzenny rozkład populacji

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Wszystko jest ze wszystkim powiązane – mówi pierwsze prawo ochrony środowiska.

Już w ubiegłym stuleciu narodziła się troska człowieka o losy planety, a w obecnym stuleciu osiągnęła ona kryzys w globalnym systemie ekologicznym na skutek rosnącego nacisku na środowisko naturalne. Zanieczyszczenie środowiska, wyczerpywanie się zasobów naturalnych i zakłócanie połączeń ekologicznych w ekosystemach stały się problemami globalnymi

Pomimo działań podjętych przez państwo rosyjskie w celu poprawy stanu środowiska, stosunki środowiskowe nadal rozwijają się w kierunku niekorzystnym dla przyrody i społeczeństwa:

a) nadal dominuje podejście departamentalne, w wyniku którego każdy użytkownik środowiska eksploatuje zasoby naturalne w oparciu o swoje departamentalne interesy;

6) stosuje się tzw. zasobowe podejście do korzystania ze środowiska, w wyniku którego wiele powiązań środowiskowych i obiektów przyrodniczych niemających wartości zasobowej pozostaje poza ochroną prawną.

Obecnie, w okresie zbliżającego się kryzysu ekologicznego na całej planecie, wszyscy żyjący ludzie muszą rozwiązać problem przejścia od eksploatacji i podboju Natury do jej ochrony i współpracy z nią. rozmieszczenie wielkości populacji

Intensywnie konsumując zasoby naturalne za pomocą kolosalnie wzrastających środków technologicznych, ludzkość stopniowo poprawiała warunki rozwoju swojej cywilizacji i jej wzrostu jako gatunku biologicznego Homo sapiens. Ekologia, jak każda nauka, ma dwa aspekty. Jednym z nich jest pragnienie wiedzy dla samej wiedzy i w tym względzie pierwsze miejsce zajmuje poszukiwanie wzorców rozwoju przyrody i ich wyjaśnianie; drugim jest zastosowanie zebranej wiedzy do rozwiązywania problemów środowiskowych. Szybki wzrost znaczenia ekologii tłumaczy się tym, że obecnie żaden problem o ogromnym znaczeniu praktycznym nie może zostać rozwiązany bez uwzględnienia powiązań między żywymi i nieożywionymi składnikami przyrody.

Praktyczne rozwiązanie ekologii można upatrywać przede wszystkim w rozwiązywaniu zagadnień zarządzania środowiskowego; to właśnie musi stworzyć naukową podstawę eksploatacji zasobów naturalnych.

1. Koncepcja populacji

Osobniki większości gatunków są rozmieszczone nierównomiernie w obrębie swojego zasięgu gatunkowego.

Istnieje kilka możliwości definiowania populacji. Populacja to zbiór osobników tego samego gatunku zamieszkujących określone terytorium lub obszar wodny przez długi czas, połączonych różnym stopniem swobodnego krzyżowania i wystarczająco odizolowanych od innych podobnych populacji. Jak wynika z powyższej definicji populacji, obejmuje ona następujące cechy jej właściwe:

· Istnienie przez dużą liczbę pokoleń, co odróżnia populację od krótkotrwałych, niestabilnych związków jednostek.

· Obecność pewnego stopnia swobodnego przekraczania osobników. To właśnie ta cecha populacji zapewnia jej jedność jako struktury ewolucyjnej.

· Stopień swobodnego przekraczania populacji w obrębie populacji jest wyższy niż pomiędzy różnymi (nawet sąsiadującymi) populacjami.

· Pewien stopień izolacji populacji od siebie.

Przyczyny, które zmuszają jednostki populacji do grupowania się na ograniczonych obszarach, są niezwykle liczne i zróżnicowane, ale główną z nich jest nierównomierne rozmieszczenie warunków środowiskowych w przestrzeni geograficznej i zbieżność wymagań tych warunków wśród organizmów tego samego gatunku.

W zależności od wielkości okupowanego terytorium wyróżnia się trzy typy populacji: elementarną, ekologiczną i geograficzną.

1 - zasięg gatunku; 2-4 - odpowiednio populacje geograficzne, ekologiczne i podstawowe.

· Podstawowy, lub mikropopulacja to zbiór osobników gatunku zajmujący niewielki obszar o jednorodnym obszarze. Są to zazwyczaj osobniki jednorodne genetycznie. Liczba populacji elementarnych, na które dzieli się gatunek, zależy od niejednorodności warunków środowiskowych: im bardziej są one jednolite, tym mniej jest populacji elementarnych i odwrotnie.

· Populacja ekologiczna powstaje jako zbiór populacji elementarnych. Zasadniczo są to grupy wewnątrzgatunkowe, słabo odizolowane od innych populacji ekologicznych gatunku, dlatego wymiana informacji genetycznej między nimi zachodzi stosunkowo często, ale rzadziej niż między populacjami elementarnymi. Populacja ekologiczna ma swoje szczególne cechy, które odróżniają ją w jakiś sposób od innej sąsiedniej populacji. Zatem wiewiórki zamieszkują różne typy lasów i można wyraźnie rozróżnić „sosnę”, „świerk”, „jodłę”, „świerk-jodę” i inne ich populacje ekologiczne.

· Populacja geograficzna obejmuje grupę osób zamieszkujących obszar o jednorodnych geograficznie warunkach życia. Populacje geograficzne zajmują stosunkowo duży obszar, są dość dokładnie odgraniczone i stosunkowo izolowane. Różnią się płodnością, wielkością osobników oraz szeregiem cech ekologicznych, fizjologicznych, behawioralnych i innych. Populacje geograficzne charakteryzują się wymianą genetyczną i chociaż może to być rzadkie, nadal jest możliwe.

Populacja ma tylko swoje własne cechy: liczebność, gęstość, rozmieszczenie przestrzenne osobników. Istnieje struktura populacji pod względem wieku, płci i wielkości. Stosunek grup różnego wieku i płci w populacji określa jej główne funkcje. Stosunek różnych grup wiekowych zależy z dwóch powodów: od charakterystyki cyklu życiowego gatunku i od warunków zewnętrznych.

Mieszanina. Konwencjonalnie w populacji można wyróżnić trzy ekologiczne grupy wiekowe:

· przedrozrodczy – grupa osobników, których wiek nie osiągnął zdolności do rozrodu;

· rozrodczy – grupa reprodukująca nowe osobniki;

· postreprodukcyjne – osobniki, które utraciły zdolność do uczestniczenia w reprodukcji nowych pokoleń. Czas trwania tych wieków w stosunku do całkowitej długości życia jest bardzo zróżnicowany u różnych organizmów.

Gęstość zaludnienia to wielkość populacji na jednostkę przestrzeni: liczba osobników lub biomasa populacji na jednostkę powierzchni lub objętości. Zagęszczenie zależy od poziomu troficznego, na którym znajduje się populacja. Im niższy poziom troficzny, tym większa gęstość.

Istnieją trzy typy rozmieszczenia lub osadnictwa osobników w populacji: jednolite, losowe i grupowe

A - rozkład równomierny; B - rozkład losowy; B - dystrybucja grupowa.

· Jednolite rozmieszczenie w przyrodzie często wiąże się z intensywną konkurencją pomiędzy różnymi osobnikami. Ten typ rozmieszczenia obserwuje się u ryb drapieżnych i cierników, które charakteryzują się instynktem terytorialnym i czysto indywidualnym charakterem.

· Losowa dystrybucja występuje tylko w jednorodnym środowisku. W ten sposób mszyce są początkowo rozmieszczone na polu. W miarę pomnażania rozkład nabiera charakteru grupowego lub cętkowanego (kongregacyjnego).

· Dystrybucja grupowa jest najbardziej powszechna. Tak więc w lesie sosnowym drzewa początkowo osiedlają się w grupach, a później ich rozmieszczenie staje się jednolite. W populacji rozkład grupowy zapewnia większą odporność na niekorzystne warunki w porównaniu z jednostką.

Liczba i gęstość wyrażają ilościowe cechy populacji jako całości. Liczebność populacji wyraża się liczbą osobników danego gatunku zamieszkujących przypadającą na jednostkę powierzchni przez nią zajmowaną. Dynamika liczebności populacji kształtuje się poprzez oddziaływanie głównych procesów dynamiki populacyjnej: 1) przyrostu naturalnego, 2) umieralności, 3) tempa wzrostu, 4) imigracji nowych osobników z innych populacji, 5) emigracji części osobników poza zasięg danej populacji.

Płodność charakteryzuje częstotliwość pojawiania się nowych osobników. Płodność odnosi się do liczby osobników (jaj, nasion, zarodków) wyprodukowanych w jednostce czasu przez samicę.

· Maksymalna płodność to powstanie teoretycznie maksymalnej możliwej liczby nowych osobników w idealnych warunkach, gdy nie ma czynników ograniczających, a reprodukcja jest ograniczona jedynie czynnikami fizjologicznymi.

· Realistyczna płodność to wzrost populacji w wyniku narodzin nowych osobników w rzeczywistych, rzeczywistych warunkach środowiskowych.

Współczynnik umieralności charakteryzuje śmierć jednostek w populacjach. Z definicji śmiertelność to liczba osób umierających w jednostce czasu na osobę w populacji. Pod uwagę brane są wszystkie martwe osobniki, bez względu na przyczynę śmiertelności (podeszły wiek, eliminacja przez drapieżniki, choroby itp.).

· Śmiertelność maksymalna to stała wartość charakteryzująca śmierć osobników w warunkach idealnych, gdy populacja nie jest narażona na działanie czynników ograniczających.

· Śmiertelność realna (ekologiczna), czyli wartość, która podobnie jak żyzność ekologiczna zależy od rzeczywistych warunków środowiska biotycznego i abiotycznego.

Wielkość wzrostu populacji na jednostkę czasu na osobę reprezentuje tempo wzrostu populacji. Wraz ze wzrostem populacji zmniejszają się zasoby środowiska dostępne dla każdego człowieka. Kiedy zasoby się wyczerpią, wzrost populacji spowalnia i ostatecznie się zatrzymuje. Populacje różnych gatunków mają niesamowitą zdolność szybkiego wzrostu. Kwestię tę rozważali Arystoteles (IV w. p.n.e.), Machiavelli (ok. 1525 r.), a później Buffon (1751 r.). Karol Darwin zwrócił uwagę na liczne przypadki zdumiewająco szybkiego rozmnażania się niektórych zwierząt w ich naturalnym stanie, gdy warunki były szczególnie sprzyjające. Ideę wzrostu geometrycznego, gdy liczebność populacji rośnie wykładniczo, rozszerzył na wszystkie gatunki zwierząt i roślin, stawiając postulat wysokiego potencjału reprodukcyjnego gatunków u podstaw swojej teorii doboru naturalnego.

Migracja to szczególny przypadek przemieszczania się jednostek, gdy prawie cała populacja opuszcza określony obszar na jakiś czas. Migracje sezonowe lub codzienne pozwalają organizmom skorzystać z optymalnych warunków środowiskowych w miejscach, w których nie mogłyby żyć na stałe. Przemieszczając się z miejsca na miejsce w oparciu o optymalne warunki, gatunki te mogą pozostać bardzo aktywne, utrzymywać dużą gęstość zaludnienia nawet w tych okresach, gdy gatunki niemigrujące stają się nieaktywne (w stan diapauzy lub

W przyrodzie istnieją inne czynniki wpływające na dynamikę populacji. Dzieje się tak z następujących powodów. W przypadku niektórych gatunków decydujące znaczenie mają czynniki fizyczne. Liczbę osobników w populacji mogą ograniczać takie czynniki, jak brak zasobów naturalnych (na przykład pożywienia lub miejsc nadających się do rozrodu), niedostępność tych zasobów oraz brak czasu na rozrodczość (krótka pora deszczowa, krótkie dni, na przykład w Arktyce).

„Fale życia” dramatycznie komplikują planowanie eksploatacji danej populacji, gdyż coroczne usuwanie (odstrzał, łowienie) tej samej liczby osobników może oznaczać, że w ciągu, powiedzmy, roku zostanie usunięte tylko 5% osobników, a w kolejnym roku, kiedy liczebność populacji spadnie 10-krotnie - 50% osobników z istniejącego składu populacji. Ponadto wahania populacji zachęcają ludzi do zwiększania minimalnej teoretycznie dopuszczalnej wielkości populacji.

Populacje zwierząt, roślin, grzybów i mikroorganizmów mają zdolność do naturalnej regulacji swojej liczebności, czyli przy mniej lub bardziej znaczących wahaniach pozostają w stanie dynamicznej równowagi, na pewnym poziomie pomiędzy górną a dolną granicą. Zapewnia to działanie specyficznych mechanizmów adaptacyjnych polegających na tym, że podaż energii niezbędnej do przetrwania populacji nie przekracza określonego poziomu i tym samym zapewnia liczebność danej populacji. Zdolność populacji do utrzymania stabilności dzięki zdolności do samoregulacji poprzez własne mechanizmy regulacyjne nazywa się homeostazą populacji. Zatem wzrost liczebności populacji prowadzi do wyczerpywania się zapasów żywności, a co za tym idzie, zmniejszenia współczynnika urodzeń organizmów, wzrostu ich śmiertelności (zależności negatywne), a w konsekwencji spadku liczebności. Ta ostatnia z kolei zwiększa podaż żywności, co powoduje wzrost liczby urodzeń i liczebności populacji (powiązania dodatnie). Stan równowagi populacji (stan równowagi dynamicznej) jest krótkotrwały i osiągany jest poprzez szybką zmianę dodatnich i ujemnych sprzężeń zwrotnych. Aby zoptymalizować relacje człowieka z przyrodą, należy wziąć pod uwagę wielkość populacji, wziąć pod uwagę fakt, że na wielkość populacji może wpływać wyczerpywanie się potrzebnych jej zasobów w wyniku ograniczenia dostaw żywności, konkurencji ze strony krajowych zwierząt, deptanie gleby i pogorszenie jej napowietrzenia oraz spadek zawartości tlenu w wodzie podczas zanieczyszczenia i eutrofizacji. Można sztucznie regulować liczebność populacji np. zwierząt, zakazując polowań lub ograniczając czas ich trwania na określone gatunki, czy też wprowadzając licencje. Dało to już pozytywne rezultaty – zapobiegło wyginięciu wielu gatunków, w szczególności łosi, bobrów i żubrów. Zwalczając szkodniki rolnicze i leśne oraz gatunki zagrażające życiu, człowiek ogranicza swoje populacje.

Generalnie liczebność populacji, tempo jej wzrostu (w sensie bardziej ogólnym tempo jej zmian, dynamika populacji) to parametry bardzo labilne, bardzo wrażliwe na wpływ czynników abiotycznych, biotycznych i antropicznych. Dlatego człowiek musi dobrze rozumieć wszystkie cechy wyzyskiwanej populacji, aby zapewnić reprodukcję i jej stabilne, długoterminowe istnienie. Złożoność tego zadania wzrasta ze względu na liczne powiązania pomiędzy populacjami różnych gatunków zamieszkujących ten sam obszar

2. Zwłaściwości populacji

Wartości wskaźników urodzeń i zgonów zależą od wielu czynników działających na populację z zewnątrz, a także od jej własnych właściwości. Obiektywnym wskaźnikiem zdolności organizmów do zwiększania liczebności jest maksymalne chwilowe tempo wzrostu populacji. Parametr ten jest odwrotnie proporcjonalny do długości życia organizmów. Łatwo to zweryfikować, odwołując się do hiperbolicznej zależności pomiędzy wrodzonym tempem wzrostu liczebności populacji a średnim czasem trwania pokolenia, wyrażonym w dniach. Małe organizmy mają wyższe wartości rmax niż duże, co tłumaczy się krótszym czasem generacji. Powód tej korelacji jest zrozumiały, ponieważ osiągnięcie przez organizm dużych rozmiarów zajmuje dużo czasu. Opóźnienie sezonu lęgowego również nieuchronnie prowadzi do zmniejszenia rmax.

Niemniej jednak korzyści zapewniane przez duże rozmiary ciała muszą przewyższać wady związane ze spadkiem rmax, ponieważ w przeciwnym razie duże organizmy nigdy by nie wyewoluowały. Tendencja do zwiększania się rozmiarów ciała w czasie geologicznym, wykryta na podstawie pozostałości kopalnych, posłużyła jako podstawa do wprowadzenia koncepcji zwiększania się rozmiarów filetycznych.

Duży rozmiar ciała zapewnia bardzo oczywiste korzyści: większy organizm powinien przyciągać mniej potencjalnych drapieżników, dzięki czemu ma większą szansę nie stać się ofiarą i powinien mieć lepsze przeżycie; małe organizmy są ściśle zależne od środowiska fizycznego, nawet bardzo niewielkie zmiany, w których mogą być dla nich destrukcyjne. Większe organizmy łatwiej tolerują skutki takich zmian i dlatego są lepiej przed nimi chronione. Jednak większe organizmy wymagają więcej materii i energii na osobę w jednostce czasu niż małe. Poza tym znacznie mniej jest dla nich schronień i bezpiecznych miejsc.

W życiu wszystkich organizmów w populacji można wyróżnić trzy główne okresy: przedrozrodczy, rozrodczy i poreprodukcyjny. Względny czas trwania każdego z nich jest bardzo zróżnicowany u różnych gatunków. Dla wielu zwierząt pierwszy okres jest najdłuższy. Uderzającym przykładem są jętki, u których okres przedrozrodczy sięga 3 lat, a okres rozrodczy trwa tylko 2-3 godziny do 1 dnia. Okres przedrozrodczy cykady amerykańskiej wynosi 17 lat. Są jednak gatunki, których osobniki zaraz po urodzeniu zaczynają się intensywnie rozmnażać (większość bakterii).

Zdolności reprodukcyjne populacji zależą od jej składu wiekowego. Długość życia osobników w populacji można oszacować za pomocą krzywych przeżycia. Istnieją trzy rodzaje krzywych przeżycia.

Typ pierwszy (krzywe 1) odpowiada sytuacji, gdy większa liczba osobników ma tę samą długość życia i umiera w bardzo krótkim czasie. Krzywe charakteryzują się silnie wypukłym kształtem. Takie krzywe przeżycia są charakterystyczne dla ludzi, a krzywa przeżycia dla mężczyzn jest mniej wypukła w porównaniu z podobną krzywą dla kobiet, dlatego też polisa ubezpieczeniowa dla mężczyzn w większości krajów zachodnich jest 1,5 razy droższa niż dla kobiet. W przypadku większości zwierząt kopytnych krzywe przeżycia są również wypukłe, chociaż w różnym stopniu u różnych gatunków i w zależności od płci. Drugi typ jest charakterystyczny dla gatunków, których śmiertelność pozostaje stała przez całe życie. Dlatego krzywa przeżycia przekształca się w linię prostą. Taki kształt krzywej przeżycia jest charakterystyczny dla hydr słodkowodnych. Trzeci typ to krzywizny silnie wklęsłe, świadczące o dużej śmiertelności osobników w młodym wieku. Charakteryzuje to długość życia niektórych ptaków, ryb i wielu bezkręgowców.

Znajomość rodzaju krzywej przeżycia pozwala na skonstruowanie piramidy wieku. Należy wyróżnić trzy typy takich piramid. Piramida o szerokiej podstawie, która odpowiada dużemu odsetkowi młodych zwierząt, jest charakterystyczna dla populacji o wysokim wskaźniku urodzeń. Przeciętny typ piramidy odpowiada równomiernemu rozkładowi osobników według wieku w populacji o zrównoważonym współczynniku urodzeń i zgonów – piramida pozioma. Dla populacji malejących charakterystyczna jest piramida o wąskiej podstawie (odwróconej), odpowiadająca populacji z liczebną przewagą osobników starych nad młodymi. W takich populacjach śmiertelność przewyższa liczbę urodzeń.

Duże znaczenie dla zwiększenia liczebności populacji mają koszty potomstwa, wyrażające się w określonych taktykach hodowlanych. Nie wszystkie potomstwo jest sobie równe: w przypadku potomstwa urodzonego pod koniec sezonu wegetacyjnego prawdopodobieństwo dożycia dorosłości jest zazwyczaj mniejsze niż w przypadku potomstwa urodzonego wcześniej. Ile wysiłku rodzice powinni wkładać w opiekę nad każdym potomkiem? Przy stałej wartości wysiłku reprodukcyjnego średnia sprawność pojedynczego potomstwa jest odwrotnie proporcjonalna do ich liczby. Jedna skrajna wersja taktyki hodowlanej polega na inwestowaniu wszystkiego w jedno, bardzo duże i dobrze przystosowane potomstwo, druga polega na maksymalizacji całkowitej liczby wyprodukowanego potomstwa, inwestując jak najmniej w każdego osobnika. Jednak najlepsza taktyka hodowlana to kompromis pomiędzy wydaniem jak największej liczby potomstwa a wyprodukowaniem potomstwa o najwyższej możliwej sprawności.

Zależność pomiędzy ilością i jakością potomstwa ilustruje prosty model graficzny.

W mało prawdopodobnym przypadku, gdy sprawność potomstwa jest liniowo zależna od kosztów rodziców, sprawność każdego potomstwa maleje wraz ze wzrostem miotu lub wielkości lęgów. Ponieważ sprawność rodziców, czyli, co za tym idzie, ogólna sprawność całego potomstwa jest wartością stałą, z punktu widzenia rodziców nie ma optymalnej wielkości lęgów. Ponieważ jednak początkowe wydatki na potomstwo w większym stopniu przyczyniają się do przydatności potomstwa niż kolejne (istnieje 5-kształtna zależność przydatności potomstwa w miarę wzrostu wkładu rodziców), oczywiste jest, że istnieje pewna optymalna wielkość lęgu . W tym hipotetycznym przypadku rodzice, którzy wydaliby tylko 20% swojego wysiłku reprodukcyjnego na każde z pięciorga potomstwa, otrzymaliby większy zwrot z inwestycji niż w przypadku lęgu jakiejkolwiek innej wielkości. Taka taktyka, choć optymalna dla rodziców, nie jest najlepsza dla każdego indywidualnego potomstwa, którego maksymalną sprawność osiąga się, jeśli jest to jedyne potomstwo, które otrzymuje od rodziców pełny wkład wysiłku. Zatem w tym przypadku mamy do czynienia z „konfliktem między rodzicami i dziećmi”.

Otoczenie konkurencyjne ma szczególnie silny wpływ na kształt krzywej S. W wysoce rozrzedzonym środowisku (konkurencyjna próżnia) za najlepszą strategię rozrodu należy uznać maksymalny wkład materii i energii w rozmnażanie, aby w jak najkrótszym czasie wydać na świat jak najwięcej potomstwa. Ponieważ konkurencja jest niewielka, potomstwo może przetrwać, nawet jeśli jest bardzo małe i ma niską sprawność fizyczną. Jednakże w nasyconym środowisku, w którym widoczne są efekty masowe, a konkurencja intensywna, optymalną strategią jest wydatkowanie dużych ilości energii w celu pokonania konkurencji, zwiększenia własnego przetrwania i wyprodukowania bardziej konkurencyjnego potomstwa. Przy takiej strategii lepiej jest mieć duże potomstwo, a ponieważ jest ono droższe energetycznie, można ich urodzić w mniejszej liczbie.

Zatem właściwości populacji można ocenić za pomocą wskaźników, takich jak płodność, śmiertelność, struktura wiekowa, stosunek płci, częstotliwość genów, różnorodność genetyczna, tempo i kształt krzywej wzrostu itp.

Gęstość populacji jest określona przez jej właściwości wewnętrzne, a także zależy od czynników działających na populację z zewnątrz.

3. Czynniki dynamiki populacji

Istnieją trzy rodzaje zależności wielkości populacji od jej gęstości. W pierwszym typie (krzywa 1) tempo wzrostu populacji maleje wraz ze wzrostem gęstości. To powszechne zjawisko pomaga wyjaśnić, dlaczego niektóre populacje zwierząt są stosunkowo odporne. Po pierwsze, wraz ze wzrostem gęstości zaludnienia spada wskaźnik urodzeń. Zatem w populacji bogatki, o zagęszczeniu mniejszym niż jedna para na 1 hektar, w jednym gnieździe przypada 14 piskląt; gdy zagęszczenie osiąga 18 par na 1 hektar, lęg liczy mniej niż 8 piskląt. Po drugie, wraz ze wzrostem gęstości zaludnienia zmienia się wiek dojrzałości płciowej. Na przykład słoń afrykański, w zależności od gęstości zaludnienia, może osiągnąć dojrzałość płciową w wieku od 12 do 18 lat. Ponadto gatunek ten przy niskim zagęszczeniu rodzi 1 cielę słonia w ciągu 4 lat, podczas gdy przy dużym zagęszczeniu wskaźnik urodzeń wynosi 1 cielę w ciągu 7 lat.

W przypadku drugiego rodzaju zależności (krzywa 2) tempo wzrostu populacji jest maksymalne przy średnich, a nie niskich wartościach gęstości. Tak więc u niektórych gatunków ptaków (na przykład mew) liczba piskląt w lęgu wzrasta wraz ze wzrostem gęstości zaludnienia, a następnie po osiągnięciu największej wartości zaczyna spadać. Ten rodzaj wpływu gęstości zaludnienia na tempo reprodukcji osobników jest charakterystyczny dla gatunków, u których obserwuje się efekt grupowy. W trzecim typie (krzywa 3) tempo wzrostu populacji nie zmienia się aż do osiągnięcia dużej gęstości, po czym gwałtownie spada.

Podobny obraz obserwuje się na przykład u lemingów. Kiedy populacja osiąga szczyt, zagęszczenie lemingów staje się nadmierne i zaczynają migrować. Elton opisał migrację lemingów w Norwegii: zwierzęta przechodziły przez wioski w takiej liczbie, że psy i koty, które początkowo je zaatakowały, po prostu przestały je zauważać. Po dotarciu do morza wyczerpane lemingi utonęły.

O regulacji liczby populacji w równowadze decydują przede wszystkim czynniki biotyczne. Wśród nich głównym czynnikiem jest często konkurencja wewnątrzgatunkowa. Przykładem jest walka ptaków o zemstę.

Konkurencja wewnątrzgatunkowa może być odpowiedzialna za efekt fizjologiczny zwany chorobą szokową. Obserwuje się to szczególnie u gryzoni. Kiedy gęstość zaludnienia staje się zbyt duża, choroba szokowa powoduje zmniejszenie płodności i zwiększoną śmiertelność, co przywraca normalny poziom gęstości zaludnienia.

U niektórych gatunków zwierząt dorosłe osobniki żywią się własnym potomstwem. Zjawisko to, zwane kanibalizmem, zmniejsza wielkość populacji. Kanibalizm jest charakterystyczny na przykład dla okoni: w jeziorach zachodniej Syberii 80% pożywienia dużych osobników stanowią młode osobniki tego samego gatunku. Młode z kolei żywią się planktonem. Tak więc, gdy nie ma innych gatunków ryb, dorosłe osobniki żyją z planktonu.

Drapieżnictwo jako czynnik ograniczający samo w sobie ma ogromne znaczenie. Co więcej, jeśli wpływ ofiary na wielkość populacji drapieżnika nie budzi wątpliwości, wówczas nie zawsze występuje efekt odwrotny, to znaczy na populację ofiary. Po pierwsze, drapieżnik niszczy chore zwierzęta, poprawiając w ten sposób średni skład jakościowy populacji ofiar. Po drugie, rola drapieżnika jest zauważalna dopiero wtedy, gdy oba gatunki mają w przybliżeniu ten sam potencjał biotyczny. W przeciwnym razie, ze względu na niski współczynnik reprodukcji, drapieżnik nie jest w stanie ograniczyć liczby swojej ofiary. Na przykład same ptaki owadożerne nie są w stanie powstrzymać masowej reprodukcji owadów. Innymi słowy, jeśli potencjał biotyczny drapieżnika jest znacznie niższy niż potencjał biotyczny ofiary, działanie drapieżnika staje się stałe, niezależne od jego gęstości zaludnienia.

O liczebności owadów fitofagicznych często decyduje kombinacja specyficznych gatunkowo reakcji owadów i roślin na działanie substancji zanieczyszczających. Zanieczyszczenia zmniejszają odporność roślin, w efekcie czego zwiększa się liczba owadów. Jeśli jednak zanieczyszczeń jest zbyt dużo, liczba owadów maleje, pomimo spadku odporności roślin.

Powyższe zróżnicowanie czynników dynamiki populacji pozwala zrozumieć ich rzeczywiste znaczenie w życiu i reprodukcji populacji. Współczesna koncepcja automatycznej regulacji liczebności populacji opiera się na połączeniu dwóch zasadniczo różnych zjawisk: modyfikacji, czyli przypadkowych wahań liczebności, oraz regulacji działających na zasadzie cybernetycznego sprzężenia zwrotnego i fluktuacji niwelacyjnych. Zgodnie z tym wyróżnia się czynniki ekologiczne modyfikujące (niezależne od gęstości zaludnienia) i regulujące (w zależności od gęstości zaludnienia), z których pierwszy oddziałuje na organizmy bezpośrednio lub poprzez zmiany w innych składnikach biocenozy. Zasadniczo czynnikami modyfikującymi są różne czynniki abiotyczne. Czynniki regulacyjne są związane z istnieniem i aktywnością organizmów żywych (czynniki biotyczne), gdyż tylko istoty żywe są w stanie reagować na gęstość swojej populacji oraz populacje innych gatunków zgodnie z zasadą ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Jeżeli wpływ czynników modyfikujących prowadzi jedynie do przekształceń (modyfikacji) wahań liczb bez ich eliminacji, to czynniki regulujące, wyrównując odchylenia losowe, stabilizują (regulują) liczby na pewnym poziomie. Jednakże na różnych poziomach wielkości populacji czynniki regulacyjne są zasadniczo różne. Na przykład drapieżniki polifagiczne, zdolne do osłabienia lub wzmocnienia swojej aktywności (reakcja funkcjonalna) w przypadku zmiany liczby ofiar, działają przy stosunkowo niskich wartościach liczebności populacji ofiar.

Drapieżniki oligofagiczne, które w odróżnieniu od polifagów charakteryzują się liczbową reakcją na stan populacji ofiary, wywierają na nią wpływ regulacyjny w szerszym zakresie niż polifagi. Kiedy populacja ofiar osiągnie jeszcze większą liczebność, powstają warunki do rozprzestrzeniania się chorób i wreszcie czynnikiem ograniczającym regulację jest konkurencja wewnątrzgatunkowa, prowadząca do wyczerpywania się dostępnych zasobów i rozwoju reakcji stresowych w populacji ofiar. W rzeczywistej sytuacji parametr ten zależy od dużej liczby czynników, w szczególności tych, które nie mają regulacyjnego wpływu na gęstość zaludnienia zgodnie z zasadą sprzężenia zwrotnego.

Jednostki w populacji oddziałują ze sobą, zapewniając im środki do życia i zrównoważoną reprodukcję populacji.

U zwierząt prowadzących samotny tryb życia lub tworzących rodziny czynnikiem regulującym jest terytorialność, która wpływa na posiadanie określonych zasobów pokarmowych i ma ogromne znaczenie dla reprodukcji. Jednostka chroni przestrzeń przed inwazją i otwiera ją dla innego osobnika dopiero w czasie reprodukcji. Najbardziej racjonalne wykorzystanie przestrzeni osiąga się, tworząc prawdziwe terytorium - obszar, z którego wypędzane są inne jednostki. Ponieważ właściciel witryny dominuje nad nią psychicznie, do wydalenia najczęściej wystarczy jedynie wykazanie gróźb, prześladowań lub co najwyżej pozorowanych ataków, które kończą się na granicach witryny. U zwierząt tych duże znaczenie mają różnice indywidualne między osobnikami – te najbardziej przystosowane mają duży indywidualny asortyment pokarmowy.

U zwierząt prowadzących grupowy tryb życia i tworzących stada, stada, kolonie, grupowa ochrona przed wrogami i wspólna opieka nad potomstwem zwiększa przeżywalność osobników, co wpływa na wielkość populacji i jej przeżywalność. Zwierzęta te są zorganizowane hierarchicznie. Hierarchiczne relacje podporządkowania opierają się na fakcie, że ranga każdego jest znana każdemu. Z reguły najwyższą rangę należy do najstarszego mężczyzny. Hierarchia kontroluje wszystkie interakcje w populacji: krycie, osobniki w różnym wieku, rodziców i potomstwo.

U zwierząt szczególną rolę odgrywa relacja matka-dziecko. Rodzice przekazują swoim potomkom informacje genetyczne i środowiskowe.

4. Pprzestrzenny rozkład populacji

Na poziomie populacji czynniki abiotyczne wpływają na takie parametry, jak płodność, śmiertelność, średnia długość życia osobnika, tempo wzrostu populacji i jej liczebność, będąc często najważniejszymi czynnikami determinującymi charakter dynamiki populacji i rozmieszczenie przestrzenne znajdujących się w niej osobników. . Populacja może przystosować się do zmian czynników abiotycznych, po pierwsze, zmieniając charakter swojego rozmieszczenia przestrzennego, a po drugie, poprzez ewolucję adaptacyjną.

Selektywny stosunek zwierząt i roślin do czynników środowiskowych powoduje selektywność do siedlisk, czyli specjalizację ekologiczną w stosunku do obszarów zasięgu gatunku, które gatunek stara się zajmować i zaludniać. Obszar zasięgu zajmowany przez populację gatunku i charakteryzujący się określonymi warunkami środowiskowymi nazywany jest stacją. O wyborze stacji decyduje zazwyczaj jeden czynnik; może to być kwasowość, zasolenie, wilgotność itp.

Gatunki eurytermalne charakteryzują się strefową zmianą stanowisk, tj. ściśle ukierunkowaną zmianą stanowisk w przypadku przemieszczania się gatunku z jednej strefy naturalnej do drugiej: w przypadku przemieszczania się na północ wybierane są suchsze, dobrze nagrzane stanowiska otwarte z rzadką szatą roślinną, często położone na glebach lekkich, piaszczystych lub skalistych; przemieszczając się na południe, ten sam gatunek zamieszkuje bardziej wilgotne i zacienione obszary z gęstą roślinnością i glebami gliniastymi. Na poniższym schemacie, ze względu na charakter szaty roślinnej i mikroklimatu, wszystkie stacje podzielono na trzy grupy ekologiczne – kserofityczne, mezofityczne i higrofityczne. Przesunięcie populacji gatunków do stanowisk bardziej wilgotnych w miarę przemieszczania się na południe pokazano ukośnymi strzałkami. Jednocześnie kochające wilgoć populacje lasów i częściowo leśno-stepowych stref są pozbawione możliwości penetracji regionów południowych, ponieważ więcej stacji wilgotnych niż higrofitycznych jest nie do pomyślenia fizycznie i ekologicznie.

Pionowa zmiana stacji jest podobna do strefowej, ale objawia się w warunkach górskich. Jej najczęstszą formą jest przechodzenie populacji do stanowisk bardziej kserofitycznych wraz ze wzrostem poziomu ich siedlisk. Na przykład szary konik polny w pasie leśnym Kaukazu żyje na stacjach mezo- i higrofitycznych, a w strefie alpejskiej - na stacjach ksero- i mezofitycznych.

Jak widać z przebiegu zmian stanowiskowych, ważnym czynnikiem ekologicznym determinującym wybór siedlisk dla zwierząt i roślin lądowych jest wilgotność powietrza.

Szczególne występowanie wszy wiąże się z zawartością pary wodnej w powietrzu. Są liczne wzdłuż brzegów mórz, gdzie powietrze jest nasycone wilgocią i żyją tam otwarcie. Na obszarach wysokogórskich, gdzie panuje suche powietrze, wszy spędzają większość czasu pod kamieniami i korą drzew.

Woodlice Lygia oceanica żyje wzdłuż wybrzeży mórz. Woodlice spędzają dzień w schronisku. Kiedy jednak temperatura powietrza na zewnątrz wzrasta do 20°C, a pod kamieniami do 30°C, opuszczają swoje schronienia i wypełzają na skały zwrócone w stronę słońca. Powodem tego ruchu jest to, że gatunek ten, bardzo słabo przystosowany do siedlisk lądowych, ma łatwo przepuszczalną kutikułę. Gdy wilgotność powietrza jest niska, wszy tracą dużo wody poprzez parowanie, co ma miejsce w przypadku skał wystawionych na działanie słońca. Intensywne parowanie obniża temperaturę ciała zwierzęcia, które w przypadku przebywania na skale wynosi 26°C. Jeśli jednak wszy nadal chowają się pod kamykami, gdzie wilgotność względna jest bliska 100%, a parowanie wynosi zero, temperatura ciała osiąga 30°C.

Rozmieszczenie stacji w środowisku wodnym jest zdeterminowane innymi czynnikami, w szczególności kwasowością. Kwaśne wody torfowisk sprzyjają rozwojowi mchów torfowców, ale małży w nich nie ma absolutnie. Inne rodzaje małży również występują w nich niezwykle rzadko, co wynika z braku wapna w wodzie. Ryby tolerują kwasowość wody w zakresie pH od 5 do 9. Przy pH poniżej 5 można zaobserwować ich masową śmierć, chociaż niektóre gatunki przystosowują się do środowiska, którego wartość pH sięga 3,7. Produktywność wód słodkich o kwasowości mniejszej niż 5 jest gwałtownie zmniejszona, co pociąga za sobą znaczne zmniejszenie połowów ryb.

Kolejnym ważnym czynnikiem ograniczającym rozmieszczenie zwierząt i roślin wodnych jest zasolenie wody. Wiele dużych grup taksonomicznych, takich jak szkarłupnie, koelenteraty, mszywioły, gąbki, pierścienice itp.) to gatunki morskie, w całości lub prawie w całości.

Często tylko niewielkie zmiany w stężeniu soli w wodzie wpływają na rozmieszczenie blisko spokrewnionych gatunków. Liczba mieszkańców wód słonawych jest bardzo duża, ale ich skład gatunkowy jest ubogi, ponieważ mogą tu żyć tylko gatunki euryhalinowe, zarówno pochodzenia słodkowodnego, jak i morskiego. Przykładowo jezioro o zasoleniu od 2 do 7% zamieszkują ryby słodkowodne, takie jak karp, lin, szczupak, sandacz, które tolerują niskie zasolenie oraz ryby morskie, takie jak barwena, które tolerują niewystarczające zasolenie.

Czynniki abiotyczne mają istotny wpływ na zagęszczenie populacji zwierząt i roślin. Spadek temperatury często ma katastrofalny wpływ na populacje zwierząt: na obszarach sąsiadujących z północnymi granicami swojego zasięgu gatunek może stać się rzadki, a nawet całkowicie zniknąć. Ponadto przymrozki w niektórych przypadkach działają również pośrednio, ponieważ żywność ukryta pod grubą warstwą lodu lub śniegu staje się całkowicie niedostępna dla zwierząt. Na obszarach narażonych na działanie silnych wiatrów wzrost roślin jest zahamowany, a fauna może zostać częściowo lub całkowicie zniszczona.

Zwniosek

Ewolucja organizmów żywych opiera się na doborze naturalnym, działającym na poziomie gatunkowym lub niższym. Jednak dobór naturalny odgrywa również ważną rolę na poziomie ekosystemu. Można ją podzielić na wzajemną selekcję autotrofów i heterotrofów zależnych od siebie (koewolucję) oraz selekcję grupową, która prowadzi do zachowania cech korzystnych dla ekosystemu jako całości, nawet jeśli są one niekorzystne dla konkretnych nosicieli tych cech .

W najszerszym znaczeniu koewolucja odnosi się do koewolucji dwóch (lub więcej) taksonów, które mają bliskie powiązania ekologiczne, ale nie wymieniają genów. Dobór naturalny działający w populacji drapieżników będzie stale zwiększał efektywność poszukiwania, łapania i zjadania zdobyczy. Jednak w odpowiedzi na to populacja ofiar rozwija adaptacje, które pozwalają osobnikom uniknąć schwytania i zniszczenia. Konsekwentnie, w procesie ewolucji relacji drapieżnik-ofiara, ofiara działa w taki sposób, aby uwolnić się od interakcji, a drapieżnik w taki sposób, aby ją stale podtrzymywać.

Drapieżniki i inni „wyzyskiwacze” mają nie mniej wyrafinowane sposoby dogonienia swojej ofiary. Rozważmy na przykład społeczne zachowania łowieckie lwów i wilków, zakrzywione, jadowite zęby węży, długie lepkie języki żab, ropuch i jaszczurek, a także pająki i ich sieci, ryby wędkarskie głębinowe lub boa dusiące ich ofiary.

Cechą świata zwierząt jest to, że obiekt ten jest odnawialny, ale wymaga to spełnienia pewnych warunków bezpośrednio związanych z ochroną zwierząt. W przypadku eksterminacji lub naruszenia warunków ich istnienia niektóre gatunki zwierząt mogą całkowicie zniknąć, a ich odnowienie będzie niemożliwe.

Bibliografia

1. Woronkow N.A. Podstawy ekologii ogólnej. M.: Agar, 1997

2. Nasza natura [Wydanie elektroniczne] // Wikipedia. - Tryb dostępu: Darmowa encyklopedia - https://ru.m.wikipedia.org/wiki

3. Populacje [Wydanie elektroniczne] // - Tryb dostępu: http://ours-nature.ru/

4. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. Ekologia. Petersburg: Chemia, 1997

5. Struktura i właściwości populacji [Wydanie elektroniczne] // - Tryb dostępu: http://sbio.info/

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Ogólna charakterystyka demekologii - dział ekologii ogólnej, którego przedmiotem badań są zmiany w wielkości populacji i relacje między grupami w ich obrębie. Czynniki wpływające na przetrwanie populacji. Krzywe zmian liczebności ludności, ich rodzaje.

praca na kursie, dodano 19.02.2016


Właściwości populacji: dynamika liczebności osobników i mechanizmy jej regulacji. Wzrost liczby ludności i jego konsekwencje. Krzywe zmian liczebności populacji, ich charakter cykliczny i spazmatyczny. Modyfikowanie i regulowanie czynników środowiskowych.

streszczenie, dodano 23.12.2009


Badanie dynamiki populacji jest głównym problemem ekologii. Czynniki wpływające na wielkość populacji. Konkurencja wewnątrzgatunkowa jako podstawa regulacji ich zagęszczenia. Związek między dynamiką populacji gatunku a dynamiką innych gatunków w tym samym ekosystemie.

streszczenie, dodano 22.07.2011


Pojęcie populacji w ekologii, jej struktura i typy, podziały przestrzenne. Liczba i gęstość populacji, specyficzne powiązania wewnątrzgatunkowe. Cechy adaptacyjne organizacji grupowej, miejsce populacji w hierarchii układów biologicznych.

streszczenie, dodano 21.11.2010


Właściwości populacji i innych układów biologicznych. Wzrost, rozwój, zdolność do samoreprodukcji, zdolność do utrzymania egzystencji w zmieniających się warunkach zewnętrznych. Płodność względna i bezwzględna. Rozmieszczenie organizmów w przestrzeni.

test, dodano 04.06.2013


Gatunek jako jakościowy etap procesu ewolucyjnego. Kryterium morfologiczne jest najważniejsze w taksonomii. Populacja jako forma istnienia gatunku. Zdolności homeostatyczne populacji. Regulacja liczebności populacji w biocenozach. Nisze ekologiczne organizmów.

test, dodano 15.01.2013


Charakterystyka struktury wiekowej ludności. Badanie zmian jego głównych cech biologicznych (liczba, biomasa i struktura populacji). Rodzaje oddziaływań ekologicznych między organizmami. Rola konkurencji w podziale siedlisk.

streszczenie, dodano 08.07.2010


Próba udowodnienia wpływu bakterii chorobotwórczych na wielkość populacji ludzkiej, ponieważ epidemie wywołane przez bakterie chorobotwórcze zabiły znaczną część populacji Rosji i krajów europejskich. Budowa i rozmnażanie bakterii. Największe epidemie.

praca na kursie, dodano 20.06.2012


Badanie sezonowych zmian w strukturze przestrzennej i demograficznej populacji małych ssaków. Dynamika liczebności, struktura demograficzna i przestrzenna rozmieszczenia populacji myszy leśnej w warunkach oddziaływania antropogenicznego.

praca magisterska, dodana 25.05.2015


Baikal epishura jest dominującym gatunkiem zooplanktonu w ekosystemie słupa wody jeziora Bajkał, a dynamika jego populacji jest czynnikiem determinującym relacje troficzne w strefie pelagicznej jeziora. Związek między sezonową dynamiką struktury wiekowo-płciowej a liczebnością.