Dječiji recepti

Struktura i svojstva populacija. Osnove populacione ekologije

Termin "populacija" danas se koristi u raznim oblastima i oblastima nauke. Najveći uticaj ima u biologiji, demografiji, ekologiji, medicini, psihometriji i citologiji. Ali šta je populacija i kako se karakteriše?

Uvod. Definicije

Do danas se proučavanje populacije uglavnom provodi radi identifikacije genetskih ili ekoloških sekvenci. To omogućava određivanje okruženja za opstanak vrsta i njihovog naslijeđa. Na ovog trenutka Postoji još jedan koncept - "ćelijska populacija". Ovo je izolirano potomstvo grupe stanica specifičnih po broju. Proučavanje ove oblasti provode stručnjaci u okviru citologije.

Sa stanovišta genetike, populacija je heterogena nasljedna kolekcija oblika jedne vrste, koja je suprotna takozvanoj čistoj liniji. Činjenica je da svaka porodica jedinki odgovara specifičnim karakteristikama i predstavlja određeni fenotip i genotip.

Glavne karakteristike

Prije nego što počnete detaljnije razumjeti šta je populacija, morate znati i razumjeti njene glavne komponente. Ukupno postoji 5 glavnih karakteristika:

1. Distribucija. Može biti prostorna i kvantitativna. Prvi tip je pak podijeljen na slučajnu i jednoliku distribuciju. Kvantitativni indikator je odgovoran za veličinu populacije ili njene posebne grupe. Rasprostranjenost jedinki direktno zavisi od klimatskih uslova, genoma, lanca ishrane i stepena adaptacije.

2. Broj. Ovo je posebna karakteristika populacije i ne treba je brkati sa distribucijom podvrsta. Ovdje je obilje ukupan broj organizama u određenoj jedinici prostora. Najčešće je dinamičan. Zavisi od omjera mortaliteta i plodnosti pojedinaca.

3. Gustina. Određuje se biomasom ili brojem organizama po jedinici površine (volumen).

4. Plodnost. Određuje se brojem jedinki koje su se pojavile kao rezultat reprodukcije u jedinici vremena.

5. Mortalitet. Podijeljen je prema starosnim kriterijima. Predstavlja broj životnih oblika koji su umrli u jedinici vremena.

Strukturna klasifikacija

Trenutno se razlikuju sljedeće vrste populacija: starosna, polna, genetska, ekološka i prostorna. Svaka od ovih varijacija ima svoju specifičnu strukturu. Dakle, starosna populacija određena je omjerom pojedinaca različitih generacija. Predstavnici iste vrste mogu imati i potomke i potomke.

Seksualna populacija ovisi o tipu reprodukcije porodice i ukupnosti utvrđenih morfofunkcionalnih i anatomske karakteristike organizmi. Genetsku strukturu određuju varijacije u alelima i način na koji se razmjenjuju. Ekološka populacija je podjela porodice na grupe s obzirom na faktore okoline. Prostorna struktura zavisi od rasprostranjenosti i položaja pojedinih jedinki vrste u arealu.

Izolacija populacija

U različitim porodicama ovo svojstvo zavisi od sredine i oblika suživota. Ako se predstavnici jedne vrste kreću na velikim područjima, onda se takva populacija može nazvati velikom. U slučaju slabog razvoja distributivnih sposobnosti, porodica je određena malim agregatima, što može odražavati, na primjer, mozaičnost pejzaža. Populacija životinja sa sjedilačkim načinom života i biljaka ovisi o heterogenosti okoliša.

Nivo izolacije susjednih porodica iste vrste je različit. U tom slučaju populacije mogu biti oštro raspoređene u prostoru ili biti jasno lokalizirane na određenom području. Postoji i kontinuirana kolonizacija ogromnog područja od strane jedne vrste. Zauzvrat, granice između populacija mogu biti zamagljene i prepoznatljive.

Dinamika populacije može biti 3 tipa:

Večina pojedinci žive do maksimalnog praga starosti (ljudi i sisari),

Smrt može doći u svakom trenutku (gmizavci i ptice),

Stopa smrtnosti je već visoka ranim fazama razvoj (ribe, biljke, beskičmenjaci).

Populaciju čini skup jedinki koje su međusobno slične u pogledu morfofizioloških svojstava, raspona, vrste križanja i porijekla. Takva grupa organizama naziva se vrsta. To je jedinica strukture stanovništva.

Vrste zavise od sljedećih kriterija: morfološki, genetski, fiziološki, biohemijski. Prema dodatnoj klasifikaciji, karakteristike uticaja su geografske i ekološke.

Svaka vrsta nastaje, zatim se razvija i prilagođava. S oštrom promjenom uslova životne sredine, može nestati.

Predavanje 7. Populacije: struktura i dinamika

Koncept populacije.

U prirodi svi postojeći pogled predstavlja složen kompleks ili čak sistem intraspecifičnih grupa, koje uključuju pojedince sa specifičnim karakteristikama strukture, fiziologije i ponašanja. Takvo intraspecifično udruženje pojedinaca je populacija.

stanovništva(populus - od lat. narod. populacija) - jedan od centralnih pojmova u biologiji i označava skup jedinki iste vrste koji ima zajednički genski fond i ima zajednička teritorija. To je prvi biološki sistem superorganizma. Sa ekološke tačke gledišta, jasna definicija populacije još nije razvijena.

Termin "populacija" je prvi put uveo danski naučnik Johansen 1903. godine kako bi označio "prirodnu mješavinu jedinki iste vrste, genetski heterogene".

Tumačenje S.S. Schwartz, populacija - grupa jedinki, koja je oblik postojanja vrste i sposobna je da se samostalno razvija neograničeno.

Glavno svojstvo populacija, kao i drugih bioloških sistema, jeste da su u stalnom kretanju, da se stalno mijenjaju. Ovo utiče na sve parametre:

produktivnost,

stabilnost,

struktura,

u distribuciji u prostoru.

Adaptivni kapacitet populacije je mnogo veći od kapaciteta njenih konstitutivnih pojedinaca. Populacija kao biološka jedinica ima određenu strukturu i funkciju.

· Struktura Populaciju karakteriziraju njeni sastavni pojedinci i njihova distribucija u prostoru.

· Funkcije populacije su slične funkcijama drugih bioloških sistema. Odlikuje ih rast, razvoj, sposobnost održavanja egzistencije u uvjetima koji se stalno mijenjaju.

Tipovi stanovništva

Prostorne podjele populacija

Prostor ili površina koju zauzima populacija može biti različita i za različite vrste i unutar iste vrste. Veličina populacijskog raspona je u velikoj mjeri određena mobilnošću pojedinaca ili radijus individualne aktivnosti. Ako je radijus individualne aktivnosti mali, veličina raspona populacije obično je također mala (tabela 7.1).

Tabela 7.1

Vrijednost radijusa individualne aktivnosti životinja i biljaka

(prema A.V. Yablokov, A.G. Yusufov, 1976)

Kod biljaka je radijus individualne aktivnosti određen udaljenosti na kojoj se polen, sjemenke ili vegetativni dijelovi mogu širiti, sposobni da daju početak nove biljke.

U mnogim drugim slučajevima trofički raspon ne odgovara sa reprodukcijom. Dakle, unatoč ogromnom trofičkom rasponu bijele rode (Ciconia alba), koja živi u Europi, a zimi - u Africi, svaki par ptica se obično vraća u područje svog starog gnijezda, a populacija roda, iako se miješaju na mjestima zimovanja, ali tokom razmnožavanja zauzimaju relativno malo područje.

U zavisnosti od veličine okupirane teritorije, N.P. Naumov (1963) razlikuje tri tipa stanovništva: elementarne, ekološke i geografske (Slika 7.1)..

Osnovno(Lokalna) populacija je skup jedinki iste vrste koje zauzimaju malu površinu homogenog područja. Između njih postoji stalna razmjena genetskih informacija.

PRIMJERI. Jedna od nekoliko jata riba iste vrste u jezeru; mikrogrupe đurđevka Keiske u šumi bijele breze, koje rastu u podnožju drveća i na otvorenim mjestima;

Ekološki populacija - skup elementarnih populacija, intraspecifičnih grupa ograničenih na specifične biocenoze. Biljke iste vrste u cenozi nazivaju se koenopopulacija. Razmjena genetskih informacija između njih događa se prilično često.

PRIMJERI. Ribe iste vrste u svim jatima zajedničkog rezervoara; populacije vjeverica u boru, smrče-jele i listopadne šume jedan okrug

Geografski populacija - skup ekoloških populacija koje naseljavaju geografski slična područja. Geografske populacije postoje autonomno, njihovi rasponi su relativno izolovani, razmjena gena se događa rijetko - kod životinja i ptica - tokom migracija, u biljkama - prilikom prenosa polena, sjemena i plodova. Na ovom nivou razlikuje se formiranje geografskih rasa, sorti, podvrsta.

PRIMJERI. Poznate su geografske rase dahurskog ariša (Larix dahurica): zapadna (zapadno od Lene (L. dahurica ssp. dahurica) i istočna (istočno od Lene, izolirana u L. dahurica ssp. cajanderi), sjeverna i južna rasa Kurila ariš.

Vrsta "obična vjeverica" ima oko 20 geografskih populacija, odnosno podvrsta. Zoolozi razlikuju populacije tundre i stepe kod voluharice uske lubanje (Microtis gregalis

Geografske populacije iz oba regiona imaju značajne razlike u fiziologiji i veličini životinja. Tundra su, za razliku od stepa, veće, počinju se razmnožavati mnogo ranije, imaju veću plodnost i akumuliraju više masti. Razlike su toliko izražene da su ove grupe dugo razmatrane različite vrste. Međutim, eksperimenti su pokazali da se oba oblika voluharica lako križaju i daju plodno potomstvo, dakle pripadaju istoj vrsti.

Glavne karakteristike populacija

Broj i gustina su glavni parametri populacije.

stanovništva- ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu.

Gustina- broj jedinki ili njihova biomasa po jedinici površine ili zapremine. U prirodi postoje stalne fluktuacije u obilju i gustoći.

Prostorna distribucija individua u populacijama je nasumična, grupna i uniformna (slika 7.2).

Rice. 7.2. Glavne vrste distribucije pojedinaca u populaciji:

A - ravnomerna raspodela; B - slučajna distribucija; B - grupna distribucija (prema Odumu, 1986.)

Slučajno(difuzna) distribucija - neujednačena, posmatrano u homogenom okruženju; odnosi između pojedinaca su slabo izraženi. Slučajna distribucija je karakteristična za populacije u početnom periodu naseljavanja; biljne populacije koje doživljavaju snažno ugnjetavanje izvana, životinjske populacije u kojima je socijalna povezanost slabo izražena.

PRIMJERI. U početnim fazama naseljavanja i presađivanja - insekti štetnici na terenu; sadnice pionirskih vrsta: vrba, ariš i dr., na poremećenim područjima (planinski lanci, kamenolomi);

grupa distribucija se javlja najčešće; odražava heterogenost životnih uslova ili različite genetske (dobne) obrasce stanovništva. Pruža najveću stabilnost stanovništva.

PRIMJERI. Koliko god homogena struktura šume izgledala, ona nema tako ujednačenu distribuciju vegetacijskog pokrivača kao na polju ili na travnjaku. Što je izraženiji mikroreljef koji određuje mikroklimu u šumskoj zajednici, to je izraženija neujednačena starost sastojine. Biljojedi se udružuju u krda kako bi se uspješnije oduprli neprijateljima grabežljivcima. Grupni karakter karakterističan je za sjedilačke i male životinje. Takve su populacije kopnenih mekušaca, mnogih vodozemaca.

Uniforma smještaj u prirodi je rijedak. Karakterizira sekundarne jednodobne šumske sastojine nakon zatvaranja krošnje i intenzivnog samoproredjenja; rijetke sastojine koje rastu u homogenom okruženju; nepretenciozne biljke nižim nivoima.

Većina grabežljivih životinja koje vode aktivan način života također karakterizira ujednačena distribucija nakon što se nasele i zauzmu cijeli teritorij pogodan za život.

Dinamika stanovništva i gustina određen uglavnom rađanja, umiranja i migracijskih procesa . To su pokazatelji koji karakterišu promjenu stanovništva u određenom periodu: mjesec, godišnje doba, godina itd. Proučavanje ovih procesa i njihovih uzroka veoma je važno za predviđanje stanja populacija.

plodnost- je sposobnost populacije da se brojčano povećava. Karakterizira učestalost pojavljivanja novih jedinki u populaciji Razlikovati apsolutnu i specifičnu plodnost. Apsolutna plodnost je broj novih jedinki koje su se pojavile u jedinici vremena, i specifične- isti broj, ali se odnosi na određeni broj pojedinaca.

Na primjer, pokazatelj specifične stope nataliteta osobe je broj rođene djece na 1000 ljudi tokom godine.

Plodnost određuju mnogi faktori: uslovi životne sredine, dostupnost hrane, biologija vrste (stopa puberteta, broj generacija tokom sezone, odnos mužjaka i ženki u populaciji).

Prema pravilu maksimalne plodnosti (razmnožavanja) u idealnim uslovima u populacijama se pojavljuje maksimalni mogući broj novih jedinki; natalitet je ograničen fiziološke karakteristike vrsta.

PRIMJER. Maslačak za 10 godina može ispuniti čitavu kuglu, pod uslovom da sve njegove sjemenke klijaju. Vrbe, topole, breze, jasike i većina korova daju izuzetno obilno sjeme. Bakterije se dijele svakih 20 minuta i u roku od 36 sati mogu prekriti cijelu planetu u neprekidnom sloju.

Mortalitet Populacije su broj jedinki koje su umrle u određenom periodu. Mortalitet je, kao i plodnost, apsolutan (broj osoba koje su umrle u određenom vremenu) i specifičan. Karakterizira stopu pada stanovništva od umiranja zbog bolesti, starosti, grabežljivaca, nedostatka hrane i igra glavnu ulogu u dinamici stanovništva.

Postoje tri vrste smrtnosti:

Isti u svim fazama razvoja; rijetko u optimalni uslovi;

Povećana smrtnost u rane godine; karakteristično za većinu vrsta biljaka i životinja (u drveću manje od 1% sadnica preživi do zrelosti, u ribama - 1-2% mlađi, kod insekata - manje od 0,5% ličinki);

Visoka smrtnost u starosti; obično se opaža kod životinja čiji se stadijum larve odvija u povoljnim malo promenljivim uslovima: tlo, drvo, živi organizmi.

U ekologiji je široko rasprostranjena grafička konstrukcija "krivulja preživljavanja" (slika 7.3).

Rice. 7.3. Različite vrste krivulja preživljavanja

Krivulja tipa I (tip Drosophila) ima konveksan oblik. Opisuje situaciju u kojoj je uočena visoka smrtnost odrasloj dobi. To je tipično za voćne mušice, majušice i druge insekte, koji ubrzo nakon izlaska iz kukuljice ostavljaju potomstvo i umiru. Krive tipa I se približavaju krivuljama preživljavanja veliki sisari.

Krivulja tipa II (tip hidra) tipična je za organizme sa ujednačenim mortalitetom u bilo kojoj dobi. Na grafikonu, ovo odgovara pravoj liniji. Ove vrste krivina su tipične za ribe, gmizavce, ptice, zeljaste trajnice itd., s jedinom napomenom da je prebrojavanje od organizama koji su već prošli najranjivije faze svog razvoja.

Tip III krivulje (tip kamenica) ima konkavnog oblika. Karakteristično je za organizme koji uglavnom umiru ranim fazama sopstveni život. Kamenice vode privržen način života u odrasloj dobi, a njihove ličinke su planktonske. U tom periodu oni su najranjiviji. Kod jedinki koje su uspješno prošle larvalnu fazu, šanse za preživljavanje su znatno povećane. Ova vrsta krivulje preživljavanja karakteristična je za mnoge životinje s visokom plodnošću i nedostatkom brige o potomstvu.

Prikazujući životni vijek kao postotak ukupnog životnog vijeka na osi apscise, moguće je uporediti krivulje preživljavanja organizama čiji životni vijek značajno varira. Na osnovu takvih krivulja moguće je odrediti periode u kojima je određena vrsta posebno ranjiva. Budući da je mortalitet promjenjiviji i više ovisi o okolišnim faktorima nego o plodnosti, on igra glavnu ulogu u regulaciji stanovništva.

Stabilna, rastuća i opadajuća populacija. Stanovništvo se prilagođava promenljivim uslovima životne sredine ažuriranjem i zamenom jedinki, tj. procesi rađanja (obnavljanja) i smanjenja (smrti), dopunjeni procesima migracije.

AT stabilna populacija stope nataliteta i smrtnosti su bliske i uravnotežene. One možda nisu konstantne, ali se gustina naseljenosti neznatno razlikuje od neke prosječne vrijednosti. U ovom slučaju, raspon vrste se niti povećava niti smanjuje.

AT rastuću populaciju stopa nataliteta premašuje stopu smrtnosti. Rastuću populaciju karakteriziraju epidemije masovna reprodukcija posebno kod malih životinja skakavac, koloradska zlatica, glodari, vrane, vrapci; od biljaka - ambrozija, svinja, maslačak).

Često populacije velikih životinja rastu u uslovima zaštićenog režima ( los u rezervatu Magadan, na Aljasci, slonovi u nacionalni park Kenija.) Kod prenaseljenosti životinja (obično se poklapa s postizanjem puberteta mladih životinja), počinje migracija u susjedna slobodna područja.

Ako je stopa smrtnosti veća od nataliteta, onda se smatra takvom populacijom u opadanju I. AT prirodno okruženje svodi se na određenu granicu, a onda natalitet (plodnost) ponovo raste i stanovništvo od opadanja postaje sve veće. Najčešće, populacije nepoželjnih vrsta naglo rastu, populacije rijetkih, reliktnih, vrijednih, kako ekonomski tako i estetski, opadaju.

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 27.04.2016

Populacije u izoliranom obliku ne nalaze se nigdje u prirodi. Oni su dio ekosistema i jedan su od elemenata njihove strukture. Populacije se razlikuju kao relativno izolirani dijelovi pojedinih vrsta, unutar kojih je vjerovatnije ukrštanje i prijenos informacija nego što je to moguće između različitih populacija date vrste. Najvažniji faktor u izolaciji populacije unutar vrste je razlika u uslovima staništa. Konačno, ekosistem se može posmatrati kao zbir populacija različitih vrsta, međusobno povezanih i u bliskom jedinstvu jedna s drugom. okruženje. Na nivou populacija odvijaju se glavne adaptacije, prirodna selekcija i evolucijski procesi. Raznolikost populacija unutar jedne vode povećava šanse za njen opstanak. Za populacije imenica. Dozvoljene granice za smanjenje broja pojedinaca. Izvan toga postojanje stanovništva postaje nemoguće. Članovi iste populacije utiču jedni na druge ne manje od fizičkih faktora okoline ili drugih vrsta organizama koji žive zajedno. Specifični intraspecifični odnosi- to su odnosi povezani sa reprodukcijom: između jedinki različitih spolova i između generacija roditelja i djece. U seksualnoj reprodukciji, razmjena gena pretvara populaciju u relativno kompletan genetski sistem. Ako unakrsna oplodnja izostaje i prevladavaju vegetativne, partenogenetske ili druge metode reprodukcije, genetske veze su slabije i populacija je sistem klonova, ili čistih linija, koji dijele okolinu. Takve populacije ujedinjuju uglavnom ekološke veze. U svim slučajevima, populacije imaju zakone koji dozvoljavaju da se ograničeni resursi životne sredine koriste na ovaj način kako bi se osiguralo da potomstvo ostane. To se postiže uglavnom kvantitativnim promjenama u populaciji. Populacije mnogih vrsta imaju svojstva koja im omogućavaju da reguliraju svoju brojnost.

Polna struktura populacija. Odnos jedinki po spolu, a posebno udio rasplodnih ženki u populaciji od velikog su značaja za dalji rast njenog broja. Kod većine vrsta, pol buduće jedinke se određuje u trenutku oplodnje kao rezultat rekombinacije polnih hromozoma. Takav mehanizam obezbjeđuje jednak omjer zigota po spolu, ali iz toga ne proizlazi da je isti omjer karakterističan za populaciju u cjelini. Osobine vezane za spol često određuju značajne razlike u fiziologiji, ekologiji i ponašanju muškaraca i ženki. Posljedica toga je veća vjerovatnoća smrti predstavnika oba spola i promjena odnosa polova u populaciji.

Ekološke i bihevioralne razlike između mužjaka i ženki mogu biti jako izražene. Razlike u mortalitetu pojavljuju se čak iu embrionalnom periodu. Na primjer, muzgavci u mnogim područjima među novorođenčadi imaju jedan i pol puta više ženki nego mužjaka. Kod nekih slepih miševa, udio ženki u populaciji nakon hibernacija ponekad smanjen i do 20%. Mnoge druge vrste, naprotiv, odlikuju se većom smrtnošću mužjaka (fazani, patke patke, velike sise, mnogi glodari).

Dakle, odnos polova u populaciji se uspostavlja ne samo prema genetskim zakonima, već u određenoj mjeri i pod utjecajem okoline.

Među cvjetnim biljkama postoje mnoge dvodomne vrste koje imaju muške i ženske jedinke: vrste vrba, topola, bijelac, mali kiseljak itd. Postoje i vrste sa ženskom dvodomnošću, kada neke jedinke imaju dvospolne cvjetove, a druge su ženske. Primjeri vrsta sa ženskim dvodomom su Marshallova majčina dušica, obični origano, poljska menta. Unutar raspona vrsta, polna struktura biljnih populacija je manje-više konstantna, ali promjene vanjskih uvjeta mijenjaju omjer spolova.

10. Starosna struktura životinjskih populacija.

Ovisno o karakteristikama reprodukcije, pripadnici jedne populacije mogu pripadati istoj generaciji ili različitim generacijama. U prvom slučaju, sve jedinke su bliske starosti i približno istovremeno prolaze kroz sljedeće faze. životni ciklus. Primjer je reprodukcija mnogih vrsta skakavaca. U proljeće se iz jaja koja su prezimila u jajima položenim u zemlju pojavljuju ličinke prve faze. Izležavanje larvi je donekle produženo pod uticajem mikroklimatskih i drugih uslova, ali u celini teče prilično prijateljski. U ovom trenutku populacija se sastoji samo od mladih insekata. Nakon 2-3 tjedna, zbog neravnomjernog razvoja pojedinih jedinki, u njemu se istovremeno mogu pojaviti larve susjednih stadija, a do kraja ljeta sastoji se samo od odraslih spolno zrelih oblika. Do zime, polažući jaja, umiru. Vrijeme reprodukcije i prolazak pojedinih dobnih faza obično su ograničeni na određeno godišnje doba. Veličina takvih populacija je, po pravilu, nestabilna: snažna odstupanja uslova od optimalnih u bilo kojoj fazi životnog ciklusa utiču na cijelu populaciju odjednom, uzrokujući značajnu smrtnost.

Vrste s istovremenim postojanjem različitih generacija mogu se podijeliti u dvije grupe: one koje se razmnožavaju jednom u životu i one koje se razmnožavaju više puta. Kod vrsta sa jednom reprodukcijom i kratkim životnim ciklusom, nekoliko generacija se smenjuje tokom godine. Istodobna egzistencija različitih generacija posljedica je produžavanja jajnih stanica, rasta i spolnog sazrijevanja pojedinih jedinki. To se događa kako kao rezultat nasljedne heterogenosti članova populacije, tako i pod utjecajem mikroklimatskih i drugih uslova. Na primjer, kod repnog moljca,. Tokom ljeta razvija se 4-5 generacija. Pritom se susreću predstavnici dvije ili čak tri susjedne generacije, ali uvijek prevlada jedna od njih, sljedeća po pitanju.

Starosna struktura populacija vrsta sa ponovljenim razmnožavanjem je još složenija.U ovom slučaju su moguće dvije ekstremne situacije: 1) očekivani životni vijek u odraslom stanju je mali i 2) odrasli žive dugo i razmnožavaju se mnogo puta. U prvom slučaju, značajan dio stanovništva se mijenja godišnje. Njegov broj je nestabilan i može se dramatično mijenjati u pojedinim godinama, povoljno ili nepovoljno za narednu generaciju. Starosna struktura stanovništva veoma varira.

U drugom slučaju nastaje relativno stabilna populaciona struktura sa dugotrajnim suživotom različitih generacija. Dakle, indijski slonovi dostižu spolnu zrelost za 8-12 godina i žive do 60-70 godina. Ženka rađa jednog, rjeđe dva slona, otprilike jednom u četiri godine. U stadu obično odrasle životinje različite dobi čine oko 80%, mlade životinje - oko 20%. Kod vrsta s većom plodnošću omjer dobnih skupina može biti različit, ali opća struktura populacije uvijek ostaje prilično složena, uključujući predstavnike različitih generacija i njihove potomke različite dobi. Fluktuacije u broju takvih vrsta javljaju se u malim granicama.

Često se naziva dugoročnim gnijezdećim dijelom populacije rezerva. Mogućnost oporavka stanovništva zavisi od veličine rezervata stanovništva. Kada ljudi iskorištavaju prirodne populacije životinja, uzimajući u obzir njihovu starosnu strukturu bitno. Kod vrsta sa velikim godišnjim regrutacijom, veći dio populacije može biti uklonjen bez prijetnje podrivanja njenog broja. Ako, međutim, mnoge odrasle osobe budu uništene u populaciji sa složenom starosnom strukturom, onda će to uvelike usporiti njen oporavak. Na primjer, kod ružičastog lososa, koji sazrijeva u drugoj godini života, moguće je uloviti do 50-60% jedinki koje se mrijeste bez opasnosti od daljnjeg opadanja populacije. Analiza starosne strukture pomaže da se predvidi veličina populacije tokom života određenog broja narednih generacija. Takve analize se široko koriste, na primjer, u ribljoj industriji za predviđanje dinamike komercijalnih zaliha. Oni koriste prilično složene matematičke modele sa kvantitativnim izrazom uticaja na pojedine starosne grupe svih faktora sredine koji se mogu uzeti u obzir. Ako odabrani pokazatelji starosne strukture ispravno odražavaju stvarni uticaj životne sredine na prirodnu populaciju, dobijaju se visoko pouzdane prognoze koje omogućavaju planiranje ulova za nekoliko godina unapred.

Teritorijalna hijerarhija populacija.

U ekologiji je koncept hijerarhije (subordinacije) populacija, ovisno o veličini teritorije koju zauzimaju, postao prilično raširen. N.P. Naumov je, na primjer, uveo koncepte elementarne, ekološke i geografske populacije, koje su zauzvrat uključene u raspon vrste.

Osnovno (lokalno) stanovništvo je skup jedinki jedne ili druge vrste, koji zauzima neku malu površinu kvadrata koja je homogena u pogledu stanišnih uslova.

Ukupnost elementarnih populacija čini veći ekološka populacija. Elementarne populacije koje ga čine vrlo su slabo izolirane jedna od druge; među njima se razmjena genetskih informacija može dogoditi prilično često, ali mnogo rjeđe nego između elementarnih populacija.

Ekološke populacije, zbrajanje, oblik geografske populacije. Potonji uključuju grupu jedinki koje naseljavaju teritoriju sa geografski homogenim uslovima postojanja i odlikuju se zajedničkom prilagodbom na klimu i krajolik. Treba napomenuti da su geografske populacije prilično izrazito razgraničene i izolirane. U pravilu se mogu razlikovati po nizu ekoloških, fizioloških, bihevioralnih i drugih osobina, kao i po plodnosti, pa čak i po veličini jedinki.

Raspon vrste (prema N.F. Reimers, 1990) je područje geografska distribucija(teritorija ili vodeno područje) jedinki razmatrane vrste, bez obzira na stepen postojanosti njihovog staništa u datom području, ali isključujući mjesta slučajnog ulaska (drift, let, ulazak, plivanje, itd.) u susjedne regije. Ovo je jedna od osnovnih ekoloških karakteristika populacije.

Na osnovu dobijenih informacija, lakše je shvatiti šta je vrsta: to je složen biološki sistem koji se sastoji od grupa organizama - populacija koje imaju karakteristične karakteristike struktura, fiziologija i ponašanje. Populacija je genetska jedinica vrste: njene promjene određuju evoluciju te vrste.

Svaka populacija ima određenu organizaciju.

Starosna i polna struktura stanovništva. Starosna struktura stanovništva, tj. odnos različitih starosne grupe, određena je karakteristikama životnog ciklusa vrste i vanjskim uvjetima.

U bilo kojoj populaciji postoje tri ekološke grupe: pre-reproduktivni, reproduktivni, post-reproduktivni.

Predreproduktivna grupa uključuje grupu jedinki čija starost nije dostigla sposobnost reprodukcije; reproduktivni - grupa sposobna da reprodukuje nove jedinke; konačno, postreproduktivne - jedinke koje su iz više razloga izgubile sposobnost da učestvuju u reprodukciji novih generacija.

Postoje vrste sa vrlo jednostavnom starosnom strukturom populacija, koje se sastoje praktično od predstavnika iste starosti.

U populaciji sa složenom starosnom strukturom zastupljene su sve starosne grupe, nekoliko generacija živi istovremeno. Očigledno je da se osoba smatra kao vrste, ima složenu strukturu stanovništva.

Polne grupe unutar populacija formiraju se na osnovu različite morfologije (oblika i strukture tijela) i ekologije različitih spolova. Razlika između mužjaka i ženki utiče ne samo na strukturu i funkciju reproduktivnog sistema, već i na morfologiju u cjelini (rogovi kod mužjaka i njihov nedostatak kod ženki; krilati mužjaci i ženke bez krila kod nekih insekata; svijetlo perje mužjaka i skromno perje kod ženki, itd.).

Temeljna i stalna analiza starosnog i spolnog sastava populacija glavni je uvjet za predviđanje brojnosti onih vrsta koje čovječanstvo koristi u divlja priroda ili sa kojima je primoran da se bori.

Prostorna struktura populacija. O stepenu upotrebe dostupnih prirodni resursi utiče ne samo ukupna snaga populacije, ali i raspored jedinki u prostoru.

Povremeno se u prirodi na okupiranoj teritoriji nalazi gotovo ujednačena, uređena distribucija jedinki, na primjer, u čistim šikarama nekih biljaka. Međutim, zbog heterogenosti zauzetog prostora, kao i nekih karakteristika biologije vrsta, najčešće su pripadnici populacije neravnomjerno raspoređeni u prostoru. Istovremeno, postoje dvije ekstremne varijante neravnomjerne distribucije članova populacije: 1) jasno izražena mozaična šara sa nezauzetim prostorom između pojedinačnih klastera jedinki (na primjer, gniježđenje lopova u šumarcima ili parkovima); 2) distribucija slučajnog, difuznog tipa, kada su pripadnici populacije manje-više nezavisni jedni od drugih i žive u relativno homogenom okruženju za njih (na primjer, smještaj brašnara u brašno). Imajte na umu da postoji mnogo prijelaza između navedenih varijanti neravnomjernog postavljanja.

Biljke su najčešće raspoređene krajnje neravnomjerno, formirajući manje ili više izolirane grupe, grozdove, koje nazivamo subpopulacijama. Razlikuju se u broju jedinki, gustini, starosnoj strukturi i dužini.

Naprotiv, kod životinja su, zbog njihove pokretljivosti, načini uređenja teritorijalnih odnosa raznovrsniji nego kod biljaka. U isto vrijeme, unutarpopulacijska distribucija kod viših životinja regulirana je sistemom instinkata. Prema vrsti korištenja prostora, sve pokretne životinje dijele se na sjedilačke i nomadske.

Etološka struktura stanovništva. Sistem odnosa između pripadnika jedne populacije naziva se etološka ili bihevioralna struktura populacije.

Oblici suživota pojedinaca u populaciji su veoma različiti. Ispod su najtipičniji.

Usamljeni način života karakterističan je za mnoge vrste (na primjer, ježeve, somove, štuke), ali samo u određenim fazama životnog ciklusa. Stoga se u prirodi ne događa apsolutno usamljeno postojanje organizama, inače bi odgovarajuće populacije umrle.

Kod vrsta s pretežno usamljeničkim načinom života često se javljaju privremene agregacije - u prezimovnicima, kao iu periodu prije razmnožavanja. dakle, bubamare u jesen formiraju cijele grozdove u suhoj stelji u blizini panjeva i zadnjice.

Život u skupini svoje vrste ogleda se u toku mnogih fizioloških procesa u tijelu životinje. Kod veštački izolovanih pojedinaca primetno se menja nivo metabolizma (metabolizma), rezervne supstance se troše brže, brojni instinkti se ne manifestuju, a ukupna održivost se pogoršava.

Pod djelovanjem grupe podrazumijeva se optimizacija fizioloških procesa, što dovodi do povećanja održivosti pojedinaca u zajedničkom postojanju. Grupni efekat se manifestuje kao reakcija pojedinca na prisustvo drugih jedinki svoje vrste. Dakle, kod ovaca izvan stada puls i disanje se naglo ubrzavaju, a pri pogledu na stado koje se približava, ti se procesi normalizuju, a ovca se smiruje.

Grupni efekat se ne pojavljuje kod pojedinačnih vrsta. Ako se takve životinje umjetno prisiljavaju na zajednički život, njihova razdražljivost se povećava, sudari postaju sve češći, a potrošnja energije za održavanje životne aktivnosti se povećava. dakle, uši ježevi u grupi povećavaju potrošnju kiseonika do 134% u poređenju sa onima koji se drže sami.

Prethodno je moguće razumjeti zašto postoje povećani zahtjevi u formiranju grupa kosmonauta, specijalnih snaga, posada, koje moraju dugo boraviti u skučenom prostoru ili dugo komunicirati jedni s drugima. Uspješnom selekcijom u takvom timu jasno se očituje „grupni efekat“ i on se uspješno nosi sa zadatkom.

Porodični način života dramatično jača veze između roditelja i njihovog potomstva. Poznata manifestacija toga je briga jednog od roditelja o položenim jajima ili hranjenju ženke od strane mužjaka. U zavisnosti od toga ko od roditelja brine o potomstvu, razlikuju se porodice očinskog, majčinog i mešovitog tipa. Treba napomenuti da u porodicama sa stabilnim formiranjem parova obično oba roditelja učestvuju u zaštiti i odgoju mladih.

Kolonija. Kao grupno naselje sjedilačkih životinja, može postojati i dugo vremena i pojaviti se samo za vrijeme parenja (topovi, galebovi, galebovi, itd.). Mnogo složeniji oblik kolonije su životinjska naselja u kojima se neke od njihovih vitalnih funkcija obavljaju zajedno. Ovo zauzvrat povećava vjerovatnoću individualnog preživljavanja.

Neki društveni insekti - pčele, mravi, termiti - organizuju veoma složene kolonije - porodice. Ovdje insekti zajedno obavljaju mnoge osnovne funkcije: zaštitu, razmnožavanje, obezbjeđivanje hrane za sebe i potomstvo, izgradnju itd., za što provode obaveznu podelu rada i specijalizaciju pojedinaca, uključujući različite starosne grupe. Istovremeno, članovi kolonije stalno međusobno razmjenjuju informacije.

Jato. Ovo je privremena asocijacija životinja iste vrste (insekti, ptice, ribe, rjeđe sisari, itd.), povezana sa zajedničkim staništem ili reprodukcijom. Školovanje olakšava obavljanje bilo koje funkcije u životu vrste, na primjer, zaštitu od neprijatelja, proizvodnju hrane, migraciju.

Na osnovu načina koordinacije akcija, jate se dijele na dva tipa: 1) bez izraženog vođe (obično kod riba); 2) sa vođama, na koje se vode drugi pojedinci (jata). velike ptice i sisari kao što su vukovi).

Krdo je grupa divljih ili domaćih životinja iste vrste koja živi na bilo kojoj teritoriji (na primjer, krdo jelena) ili vodenom području. U stadu se obavljaju sve glavne životne funkcije: nabavka hrane, zaštita od grabežljivaca, migracija, reprodukcija, uzgoj mladih životinja itd. Istovremeno, osnov grupnog ponašanja životinja u stadima je odnos dominacije (liderstva) - podređenosti, koji se određuju individualne razlike između pojedinaca.

Intraspecifična konkurencija se manifestira, na primjer, u teritorijalnom ponašanju, kada životinja brani svoje mjesto gniježđenja i poznato područje u svojoj blizini. Dakle, tokom sezone parenja, mužjak štapića štiti određenu teritoriju, u koju, osim svoje ženke, ne pušta ni jednu jedinku svoje vrste.

Druga manifestacija intraspecifične konkurencije je postojanje društvene hijerarhije, koju karakteriše prisustvo dominantnih i podređenih pojedinaca. Kod biljaka se konkurencija uglavnom odnosi na svjetlost i vodu. U prvom slučaju, ako su biljke previše guste, one se međusobno zasjenjuju, što dovodi do smrti značajnog broja njih. Stabla se formiraju različite vrste ovisno o tome rastu li u šumi ili odvojeno od drugih stabala.

U nekim slučajevima intraspecifična konkurencija može dovesti do diferencijacije vrsta kada se potonja razbije na nekoliko populacija koje zauzimaju različite teritorije. Dakle, u savanskoj strnadi, jedna ekološka podvrsta nalazi se na obalnim slanim močvarama, druga - na suhim brdima.

Predstavnici iste životinjske vrste imaju i tako rijedak fenomen kao što je kanibalizam, tj. jedu svoje vrste. Najrazvijenije je u grabežljiva riba- štuka, smuđ, bakalar, navaga itd. U uslovima pojačane konkurencije za hranu ili vodu, kanibalizam se ponekad manifestuje i kod životinja koje nisu grabežljive. Na primjer, ličinke kokošara koje se stave u suvo tlo mogu jesti jedna drugu.

Razmislite o populaciji. stanovništva je skup jedinki iste vrste sa zajedničkim genskim fondom, koji se križaju i dugo vremena nastanjuju određeni prostor.

U zavisnosti od vremena i prostora, stanište vrsta varira. Zavisi od mnogih poznatih faktora okoline. nije prilagođeno klimatskim uslovima pogledi nestaju. Njihovo mjesto zauzimaju izdržljiviji, prilagođeniji. Populacije iste vrste postoje odvojeno jedna od druge, jer postoji konkurencija ekološka niša. Stoga populacije iste vrste zauzimaju različite teritorije.

Moderne definicije populacije su formulisane u radovima ruskih istraživača S. S. Schwartz, A. M. Gilyarov, A. V. Yablokov. Na primjer, prema definiciji S. S. Schwartz (1969), populacija je "elementarne grupe organizama određene vrste, održavajući svoj broj dugo vremena u stalno promjenjivim uvjetima okoline."Prema A. V. Yablokovu, to su "grupe organizama iste vrste koje naseljavaju određenu teritoriju, sa zajedničkim evolucijskim putem razvoja."

Razvijajući ideje svojih sunarodnika, A. M. Gilyarov je dao nešto drugačiju definiciju stanovništva.

stanovništva- skup organizama iste vrste sa zajedničkim genskim fondom, koji dugo vremena nastanjuju određeni prostor i održavaju stabilnu reprodukciju populacije. Unutar populacije postoji stalna borba za egzistenciju, a grupe jedinki iste vrste izolovane su jedna od druge. Oni formiraju lokalne, ekološke, geografske populacije. Takvu klasifikaciju stanovništva uveo je poznati ruski naučnik N.P. Naumov.

Populacija kao biološka jedinica ima svoju specifičnu strukturu, svojstva i funkcije. Strukturu stanovništva karakteriše broj jedinki i njihov raspored u prostoru. A funkcije populacije su identične funkcijama drugih bioloških sistema. Osobine karakteristične za populaciju su rast, razvoj, reprodukcija, prilagodljivost uslovima sredine koja se stalno menja i genetske karakteristike.

Osnovno (lokalno) stanovništvo Grupa jedinki iste vrste koja zauzima male površine homogenog područja.

Broj elementarnih populacija u prirodi, evolucija razvoja i trajanje zavise od složenosti i jednostavnosti uslova u biocenozi, njene homogenosti.

U prirodi, miješanje jedinki lokalnog stanovništva zamagljuje granice između njih.

ekološka populacija- formira se kao skup lokalnih populacija. U osnovi, to su intraspecifične grupe prilagođene za postojanje u određenoj biocenozi. Na primjer, obična vjeverica je široko rasprostranjena u raznim vrstama šuma. Stoga se mogu razlikovati takve ekološke populacije kao što su "bor", "smreka". Slabo su izolirani jedni od drugih, tako da među njima ima malo razlika.

Geografsko stanovništvo- To su ekološke populacije koje obuhvataju grupu jedinki koje naseljavaju velike teritorije sa geografski homogenim uslovima života. Geografske populacije su relativno izolirane jedna od druge i razlikuju se po plodnosti, veličini jedinki, nizu ekoloških, fizioloških, bihevioralnih i drugih karakteristika. Takve duge izolacije populacije mogu postepeno dovesti do formiranja geografske rase ili novih oblika vrste. Takve vrste se obično smatraju geografskom specijacijom, rasom ili sinonimom za ovu vrstu. Na primjer, poznato je više od 20 geografskih populacija obične vjeverice. Granice i veličine populacija u prirodi određene su karakteristikama ne samo naseljenog područja, već i svojstvima same populacije. Rezultati istraživanja N.P. Naumova pokazuju da podjela vrste na male teritorijalne grupe povećava raznolikost vrste i obogaćuje njen genski fond. Dakle, u prirodi ne postoji apsolutna populacija. Stoga se u procesu evolucijskog razvoja svake vrste tokom naseljavanja (seobe), stalno miješaju jedna s drugom. U biljkama se polen širi na velike udaljenosti vjetrom. Kao rezultat različite forme populacije se održavaju unutar vrste. Dakle, sa ekološke tačke gledišta, populacija još nema jedinstvenu definiciju. Najveće priznanje zaslužuje definicija S. S. Schwartza: "Populacija je intraspecifična grupa, oblik postojanja vrste sa određenim kvantitativnim i kvalitativnim parametrima."

Glavni pokazatelji koji karakterišu stanovništvo su broj i gustina. Veličina populacije je ukupan broj jedinki u datom području ili u datom volumenu. Broj organizama nikada nije konstantan. Zavisi od nataliteta i mortaliteta pojedinaca.

gustoća naseljenosti određuje se brojem jedinki ili biomase po jedinici površine ili zapremine, na primjer: 150 biljaka smreke na 1 ha, ili 0,5 g dafnije na 1 m3 vode.

Gustina naseljenosti varira u zavisnosti od njene veličine. Gustina naseljenosti se ne povećava beskonačno, za to je potrebna mogućnost naseljavanja ili slobodnog prostora. Naseljavanje se nastavlja sve dok organizmi ne naiđu na bilo kakvu prepreku. Razlikovati nasumično, uniformno i grupno preseljenje stanovništva.

ODnasumično raspršivanje karakterističan samo za homogenu sredinu. Na primjer, štetočine na poljima nasumično se naseljavaju, ali tada, kako se razmnožavaju, naselje postaje grupno ili pjegavo.

Najčešće grupno naselje, i može biti nasumično. Na primjer, u šumi, drveće se prvo raspoređuje u grupe, a zatim ravnomjerno. U biljkama do širenja dolazi prilikom širenja spora, sjemena, plodova, a kod životinja je raspršivanje brzo i pasivno. Na primjer, lisice, losovi i drugi kopitari su vrlo pokretni. Kod sjedećih životinja dolazi do sporog širenja.

Kod organizama koji se aktivno kreću rasponi su ogromni, bez oštrih granica između populacija, dok su kod neaktivnih, naprotiv, populacije jasno razgraničene. To uključuje vodozemce, gmizavce i mekušce. Veličina raspona populacije ovisi o veličini organizama, aktivnosti ponašanja, opskrbi hranom i drugim faktorima. abiotički faktori. Na primjer, kod insekata zeljaste biljke broj pojedinaca može dostići stotine hiljada ili više. Naprotiv, brojnost i gustoća velikih životinja i velikih drvenastih biljaka su promjenjivi i povezani su s ljudskim aktivnostima. osim toga, posebnu ulogu spada u prehrambene faktore.

Smanjen prinos krme u različite godine doprinijelo je naglom smanjenju dinamike populacije vjeverica, zečeva, jarebica, fazana. Stoga je u prirodi nestabilnost veličine populacije prirodna. Međutim, u nekim slučajevima, veličina populacije se zamjenjuje naglim padom ili povećanjem. Ovi se procesi često javljaju u prirodi. Mnogo je razloga za njihovu pojavu. To može biti genetski fond vrste, faktori okoline, stopa rasta, konkurencija, višak hrane itd.

Populacija u prirodi je sposobna za samoregulaciju brojnosti. Svaka vrsta ima gornju i donju granicu za povećanje brojnosti, preko koje ne može ići. Stoga se veličina populacije održava na optimalnom nivou. Postoje dnevne i sezonske fluktuacije u broju organizama. Na primjer, kod malih životinja, glodavaca i nekih ptica, fluktuacije populacije mogu biti prilično značajne. Dakle, poznato je da se broj glodara povećava tokom sezone za 300-500 puta, a nekih insekata - za 1300-1500 puta. Takve epidemije često se nalaze kod skakavaca, patogena, virusa i bakterija i nanose veliku štetu poljoprivredi i ljudskom životu.

Oštar pad stanovništva nije trajan. U nekim slučajevima dovode do izumiranja populacije. Ukupan životni vijek organizama dijeli se na tri tipa, odnosno postoje tri tipa preživljavanja organizama (Shema 6).

Šema 6

I- niska smrtnost u ranim fazama razvoja i povećana u kasnijim fazama (insekti, veliki sisari); II - životni vek je stabilan (neke ribe, ptice, biljke itd.); III - maksimalni mortalitet u ranim fazama razvoja i nizak u odrasloj dobi (neke ribe, beskičmenjaci)

Tri vrste preživljavanja.

Prvi tip preživljavanja opažen je uglavnom kod insekata, velikih sisara, drveća i ljudi. Maksimalna smrtnost se javlja u Prošle godine(starost), gdje veliki broj pojedinci imaju isti životni vek, a, naravno, prva vrsta krivulje varira u zavisnosti od gena, životnog veka, polnih karakteristika.

Drugi tip je tipičan za organizme kod kojih stopa smrtnosti ostaje konstantna tokom života. To uključuje organizme crijevne šupljine slatkovodnih tijela.

Treći tip je karakterističan za većinu organizama. Karakterizira ga povećana smrt organizama u ranim fazama razvoja, na primjer: riba, ptica, mnogih beskičmenjaka, koji se odlikuju plodnošću. Smrt među biljkama je 90-95%.

Dobijeni podaci o obrascima preživljavanja organizama igraju važnu ulogu u izvođenju teorijskih studija i eksperimenata sa korisnim i štetnim tipovima populacija.

Pored broja rođenih i umrlih, veličine ili gustine populacije veliki uticaj obezbeđuje migraciju. Stanovništvo uvijek nastoji proširiti svoj raspon. To uglavnom zavisi od broja i gustine mlađe generacije. Međutim, populacija ne može neograničeno širiti svoj raspon, sprečavaju ga ograničavajući faktori ili nepovoljni uslovi novih staništa.

Postoje stabilne, rastuće i opadajuće populacije. Uravnotežen intenzitet rađanja i umiranja čini stabilnu populaciju. Pored toga, stabilnost populacije zavisi od genetskih, istorijskih, bioloških uslova. U prirodi, stabilnost stanovništva također ovisi o rođenju i imigraciji, mortalitetu i emigraciji. Pojedinci se pojavljuju u populaciji tokom imigracije, smanjuju se kao rezultat emigracije.

Samo uravnoteženom kombinacijom ovih faktora formira se stabilna populacija. Poznavanje strukture i obrazaca razvoja stanovništva je od velike praktične važnosti.

stanovništva. elementarne populacije. ekološka populacija. geografsko stanovništvo. Veličina populacije. gustoća naseljenosti. Slučajno naselje. Grupno poravnanje. Tri vrste preživljavanja.

1. Postoje različiti pogledi ekoloških naučnika na probleme stanovništva.

2. Glavna svojstva populacije - prostorna distribucija, brojnost, gustina.

3. Fluktuacija stanovništva zavisi od faktora sredine.

4.;Postoje tri vrste preživljavanja organizama. U prirodi postoje organizmi sa visokim potencijalom za reprodukciju (skakavci i dr.).

1. Šta je populacija?

2. Kako se klasifikuju populacije?

3. Kako su populacije raspoređene?

1. Koja je suština definicija stanovništva koje su dali S. Schwartz, A. Yablokov, A. Gilyarov i N. Naumov?

2. Imenujte svojstva stanovništva i recite nam njihov sadržaj.

1. Koji faktori sprečavaju široku distribuciju populacija?

2. Kojoj od tri vrste preživljavanja osoba pripada?

3. Objasnite tipove preživljavanja saige i šarana prema dijagramu.