Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

М.Э. Гусельников, В.Н. Стройнова
Биоэкология

Учебное пособие. – Томск: Изд. ТПУ, 2002. – 104 с.

Предыдущая

6. Популяция и ее структура

Популяция и ее законы

Что такое популяция и чем она отличается от биологического вида?

Вид - это группа особей, обладающих общими признаками. Эти признаки следующие:

1.  Строение тела, физиология и способы взаимоотношений со средой.

2.  Способность к скрещиванию и образованию плодовитого потомства.

3.  Особи одного вида населяют определенную территорию – АРЕАЛ.

4.  Особи одного вида отличаются от других групп особей практически полным отсутствием гибридных форм. То есть один вид не скрещивается с другим в пределах одного отряда.

Однако особи одного вида распределены в пределах ареала неравномерно. Существуют участки с высокой численностью особей вида, средней численностью в соседней местности, с низкой численностью. Эти центры плотности населения вида являются популяциями. Главная функция популяции в том, что только популяция может воспроизводить новые поколения вида в условиях конкретной экосистемы. В то же время особи близких видов не могут скрещиваться между собой. Популяция, являясь частью сообщества, функционирует как его часть. Экологические взаимоотношения в сообществе и экосистеме определяются не видом, а популяцией. Таким образом, популяция представляет собой открытую систему, осуществляющую обмен энергией, веществом и информацией с окружающей средой (экосистемой). Внутри популяции также существуют потоки энергии, информации и вещества. Основными количественными характеристиками популяций являются численность и плотность. Численность - это число отдельных особей в популяции, плотность - число особей на единицу занимаемой ими площади или объема.

Особи одной популяции отличаются от особей близкой популяции, например, внешними признаками, в соответствии с биотопом, в котором обитают. Например, белки штата Вашингтон серые круглый год, а наши сибирские белки рыжевато-бурые летом, серовато-бурые зимой.

Таким образом, популяция представляет собой незамкнутую систему, взаимодействующую с внешней средой. Вспомните законы термодинамики и энтропии, которые мы рассматривали при изучении экосистем. Системные законы справедливы и для популяции. Рассмотрим также некоторые экологические законы, действующие внутри популяции и определяющие ее динамику (развитие).

1. ПРИНЦИП МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО РАЗМЕРА ПОПУЛЯЦИИ:  размер популяции не может быть меньше минимума, который необходим для ее стабильности во внешних условиях и воспроизводства. Размер популяции не может быть больше максимума, что определяется пищевыми ресурсами и их доступностью, а также условиями размножения. Числа минимума и максимума различны для разных популяций. Внутри популяции колебания численности наблюдаются между этими двумя числами.

2. ПРАВИЛО КОЛЕБАНИЙ ЧИСЛЕННОСТИ: никакая популяция не может находиться в состоянии абсолютной уравновешенности числа особей. Обязательно возникают периодические осцилляции, обусловленные внешними (приток энергии, пищевые ресурсы) или внутренними факторами.

3. ПРИНЦИП НИКОЛСОНА: популяции есть стабильные системы, способные противостоять факторам внешней среды и контролировать их изменением плотности популяции.

4. ПРИНЦИП ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ: границы, размер и характер места обитания популяции обусловлены их биологическими особенностями. Наоборот, биологические особенности популяции являются индикатором места обитания.

Структура популяций

Понятие популяции применимо как к животным, так и к растениям. Любые популяции имеют определенную пространственную, возрастную, половую и генетическую структуры.

1. Пространственная структура популяции определяет эффективное использование ресурсов среды (пища) и снижает конкуренцию внутри популяции. Тип использования территории может быть двояким и определяется образом жизни. При оседлом образе жизни используется одна и та же территория в течение жизни нескольких поколений, при кочевом образе жизни используются различные территории внутри ареала вида. Пространственная структура популяции поддерживается агрессивными методами поведения, чужаки изгоняются с территории данной популяции.

Интересна пространственная структура популяций растений (рис. 6.1), она имеет вертикальную (ярусность леса) и горизонтальную составляющие.

Рис. 6.1. Пространственная структура популяций

2. В популяциях животных или растений имеются различные возрастные группы особей. В популяциях высших животных, например человека, возраст молодости, зрелости, старости составляет примерно 1/3 от продолжительности жизни. Такое соотношение между возрастными группами обеспечивает устойчивое воспроизводство популяции. Доминирование возрастной группы определяет возраст популяции. Возраст популяции зависит от рождаемости, смертности и выживаемости. Рождаемость К - это число рождений в единицу времени, смертность Р - число смертей в единицу времени. Выживаемость Р / К - средняя для популяции вероятность сохранения особей каждого поколения за определенный промежуток времени. В молодых популяциях рождаемость превышает смертность, в старых - наоборот. Кривая выживания характеризует популяцию, она строго индивидуальна. На рис. 6.2 представлена кривая выживания для различных организмов.

Кривая типа I наблюдается у высших животных и человека, K > P. В этом случае особи живут долго и умирают от старости. Кривая типа II характерна для хищников, крупных грызунов, птиц, когда К=Р. При этом наблюдается равновесие между рождаемостью и смертностью, до старости доживают лишь отдельные особи. Кривая типа III наблюдается у насекомых, рыб, простейших. К < Р, большинство особей погибает в детстве, до старости не доживает никто. Кривая выживаемости связана с генетической структурой популяции. У высших животных существуют семьи, где заботятся о потомстве, вследствие чего почти все дети выживают и кривая выпуклая. Экспериментальные данные о численности, рождаемости и выживаемости позволяют предсказать численность и плотность популяции в определенный момент времени (через 5 лет, например).

3. Половая структура популяции может отсутствовать, как, например, у однодомных растений или простейших, размножающихся почкованием. У млекопитающих, птиц и рыб число самок приблизительно равно числу самцов в данный момент времени. Такое соотношение обеспечивает стабильное воспроизводство популяции.

4. Генетическая структура популяции определяется генофондом вида и предусматривает деление на группы внутри популяции. Обмен генетической информацией происходит между родителями и детьми. Семья - простейшая постоянная группировка особей, которая после окончания сезона размножения может распадаться, а может состоять из родителей и потомков в течение нескольких поколений. Примером семей могут служить кланы у гиеновых собак, прайды у львов, пары лебедей. Китообразные, копытные, приматы живут, как правило, стадами. Стадо представляет собой группу животных внутри популяции, которые сохраняют близость друг к другу, одинаково себя ведут. Стая - это временная подвижная группировка особей, объединенная территорией и общей охотой. Группы типа стаи или стада имеют иерархическую структуру, молодняк обучается более старшими особями (обмен информацией между поколениями).

Тест

1. Чем популяция отличается от биологического вида?

1. Численность популяции больше.

2. Численность популяции меньше.  

3. Популяция содержит несколько видов.

2. Чем популяция отличается от биологического вида?

1. Популяция определяет экологические связи в экосистеме.  

2. Место обитания популяции не ограничено одним континентом.

3. Численность популяции:

1. Величина постоянная, от времени не зависит.

2. Величина осциллирующая, зависит от времени. 

3. Иногда равна нулю.

4. Не зависит от внешних условий.

4. Плотность популяции:

1. То же самое, что численность популяции.

2. Величина постоянная.

3. Величина переменная, зависит от внешних условий.

5. Каждая популяция представляет собой:

1. Хаотическую, бесструктурную группу особей.

2. Упорядоченную, структурированную группу особей. 

3. Упорядоченную, бесструктурную группу особей.

6. Кривая выживаемости у человека:

1. Прямая.

2. Вогнутая.

3. Выпуклая.

7. Возрастная структура устойчивой популяции людей следующая:

1. Юность – 20 %, зрелость – 50 %, старость – 30 %.

2. Юность – 33 %, зрелость – 33 %, старость – 33 %. 

3. Юность – 20 %, зрелость – 60 %, старость – 20 %.

8. Половая структура устойчивой популяции людей следующая:

1. Мужчин и женщин поровну.

2. Мужчин больше, чем женщин.

3. Мужчин меньше, чем женщин.

Предыдущая