Neplatí ekologické charakteristiky populace. Populace

TEORETICKÁ ČÁST

Pojem populace a její hlavní skupinové charakteristiky.

Populace- soubor organismů stejného druhu, které společně obývají společné území, vzájemně se ovlivňují a volně se kříží. Populace je základní formou existence druhu v přírodě. Jeden druh organismu může zahrnovat několik, někdy mnoho, populací, více či méně vzájemně izolovaných. V populacích se v různé míře projevují všechny formy spojení charakteristické pro mezidruhové vztahy, nejvýrazněji se však projevuje mutualismus a konkurence. Existují také specifické vnitrodruhové vztahy: a) mezi jedinci různého pohlaví; b) mezi rodičovskou a dceřinou generací. Nejdůležitější vlastností populace je její schopnost reprodukce.

Populace jako skupinové sdružení jednotlivců má tyto hlavní charakteristiky:

1) číslo- celkový počet jedinců na přiděleném území; číslo není konstantní, protože závisí na mnoha faktorech (rychlost rozmnožování, úhyn jedinců v důsledku stáří, nemoci, ničení predátory, migrace); pokud z nějakého důvodu není možné určit velikost populace, určí se její hustota;

2) hustota obyvatelstva - průměrný počet (biomasa) jedinců na jednotku plochy nebo objemu prostoru obsazeného populací;

3) porodnost - počet nových jedinců (vajíček, semen), kteří se objevili v populaci za jednotku času, na určitý počet jejích členů (např. počet potomků vyprodukovaných jednou samicí za rok; u lidí je porodnost obvykle vyjádřeno jako počet narozených dětí na 1000 osob za rok); odlišit absolutní A specifická porodnost; první je charakterizován celkovým počtem narozených jedinců (např. pokud se v populaci sobů, čítající 16 tisíc kusů ročně, narodilo za rok 2 tisíce kolouchů, pak toto číslo vyjadřuje absolutní porodnost); specifická porodnost se vypočítá jako průměrná změna počtu na jednotlivce za určitý časový interval (v tomto příkladu to bude jeden novorozenec na osm členů populace za rok);

4) úmrtnost - ukazatel odrážející počet jedinců, kteří zemřeli v populaci za určité časové období, vyjádřený buď jako procento z celkového počtu jedinců, nebo jako průměrný počet úmrtí na 1000 jedinců za rok; podle toho rozlišovat absolutní A specifická úmrtnost; hodnota specifické porodnosti nebo specifické míry úmrtnosti se používá k porovnání porodnosti nebo míry úmrtnosti v různých populacích;

5) populační růst - rozdíl mezi porodností a úmrtností; zvýšení může být pozitivní i negativní;

6) tempo růstu- průměrný přírůstek populace za jednotku času.

Populační výzkum má důležité praktické aplikace: například hubení škůdců, obnova divoké zvěře, racionální využívání biologické zdroje(lov ryb atd.), ochrana vzácných druhů.

Struktura populace.

Populace je charakterizována určitou organizací (strukturou). Vzniká na základě obecných biologických vlastností druhu, vlivem populací jiných druhů a abiotických faktorů prostředí.

Struktura populace je svou povahou adaptivní. Různé populace stejného druhu mají charakteristické rysy, které charakterizují specifické podmínky prostředí v jejich stanovištích.

Struktura populace může být prostorová, věková, pohlaví, genetická a environmentální.

Prostorová struktura určeno rozložením jedinců na populačním území. Všichni jedinci v populaci mají individuální a skupinový prostor. Existují určité poloměry trofické (krmení) a reprodukční aktivity. V populaci probíhají dva protichůdné procesy – izolace a agregace. Faktory izolace jsou soupeření mezi jednotlivci o jídlo, když je ho vzácné, a přímý antagonismus. To vede k jednotný nebo náhodný distribuce jednotlivců. Agregace – spojování jedinců do skupin – sice zvyšuje konkurenci mezi nimi, ale díky vzájemné pomoci přispívá k přežití skupiny jako celku. Agregace vede k přeplněný rozložení jedinců v populaci. Například organismy mnoha druhů preferují život v hejnech (ptáci) nebo stádech (savci).

Věková struktura Populace je určena počtem a poměrem jedinců různého věku, odráží intenzitu reprodukce, úmrtnost a rychlost generační výměny. Ve stabilní populaci jsou skupiny různého věku v přibližně stejném poměru, porodnost se rovná úmrtnosti a velikost populace se téměř nemění. Rostoucí populaci představují především mladí jedinci, kde porodnost převyšuje úmrtnost. Pokud v populaci převažují senilní jedinci, pak její počet klesá.

Sexuální struktura- počet a poměr mužů a žen v populaci. Genetické dvoufaktorové chromozomální určení pohlaví zajišťuje stejný počet pohlaví. Ale v některých případech je poměr pohlaví určen hormonálními faktory působícími po oplodnění a také faktory životního prostředí. V důsledku toho poměr pohlaví v populaci rok od roku kolísá, odchyluje se od 1:1.

Genetická struktura je dána variabilitou a diverzitou genotypů, frekvencemi variací jednotlivých genů, ale i rozdělením populace do skupin geneticky podobných jedinců, mezi kterými dochází k neustálé výměně. Diverzita genotypů závisí na velikosti populace a vnějších faktorech ovlivňujících její strukturu. V malých izolovaných a stabilních populacích se přirozeně zvyšuje frekvence příbuzenské plemenitby, což snižuje genetickou rozmanitost a zvyšuje hrozbu vyhynutí.

Ekologická struktura- jedná se o rozdělení populace do skupin jednotlivců, které různě interagují s faktory prostředí. Skupiny jsou identifikovány podle výživy (jedinci různého pohlaví a věku mají různé preference v jídle), podle indikativního chování a podle fyzické aktivity. Při lovu kořisti a péči o potomstvo je často pozorováno rozdělení funkcí. Všechny populace jsou také charakterizovány fenologickou diferenciací (různé časy začátku a konce sezónních cyklů vývoje a chování: hibernace, sexuální aktivita, línání, kvetení, plodování, opad listů atd.).

Populační dynamika.

Populace nemůže existovat bez neustálých změn, díky kterým se přizpůsobuje měnícím se podmínkám prostředí. Změny počtu organismů v čase se nazývají dynamika populace. Představy o populačním růstu jsou nezbytné k pochopení jejich schopnosti obnovit čísla a také k pochopení některých vlastností dynamiky.

Každá populace je teoreticky schopná neomezený růstčíslo, pokud není omezeno faktory vnější prostředí. V tomto případě bude tempo růstu populace záviset pouze na velikosti biotický potenciál (b.p.), charakteristické pro daný druh. B.P. odráží teoretické maximum potomků z jednoho páru nebo jedince za jednotku času. B.P je vyjádřen koeficientem r a vypočítá se pomocí následujícího vzorce:

kde AN je populační růst;

Δt je časové období, během kterého je pozorováno zvýšení ΔN;

N 0 - počáteční velikost populace.

V přírodě se B.P. populace nikdy plně nerealizuje. Obvykle je jeho hodnota rozdílem mezi porodností a úmrtností v populacích:

kde: v - počet porodů,

d je počet mrtvých jedinců v populaci za stejné časové období.

Populační růst a růstové křivky. Pokud porodnost v populaci překročí úmrtnost, pak populace poroste (pokud jsou změny v důsledku migrace nevýznamné). Pro pochopení vzorců populačního růstu je užitečné nejprve zvážit model, který popisuje růst bakteriální populace po inokulaci na čerstvé kultivační médium. V tomto novém a příznivém prostředí jsou podmínky pro růst populace optimální a je pozorován exponenciální růst (ve tvaru J). Tato růstová křivka se nazývá exponenciální nebo logaritmické (obr. 1).

Obr.2. Logistická křivka růstu populace (ve tvaru S)

Nakonec je dosaženo bodu, kdy z několika důvodů, včetně ubývajících potravinových zdrojů a hromadění toxického metabolického odpadu, je exponenciální růst nemožný. Začíná se zpomalovat, takže růstová křivka nabývá esovitého tvaru (ve tvaru S) a je tzv logistiky(obr. 2).

Sigmoid a J-křivka jsou dva vzorce populačního růstu. Předpokládá se, že všechny organismy jsou si navzájem velmi podobné, mají stejnou schopnost reprodukce a stejnou pravděpodobnost úhynu, takže rychlost růstu populace v exponenciální fázi závisí pouze na její velikosti a není omezena podmínkami prostředí, které zůstávají konstantní.

V přírodě se po exponenciální fázi další vývoj populace řídí logistickým modelem, přičemž tempo růstu populace lineárně klesá s růstem populace až k nule při určité hodnotě K. Hodnota K je tzv. biologická kapacita prostředí(míra schopnosti přírodního nebo přírodně-antropogenního prostředí poskytovat běžnou životní aktivitu určitému počtu organismů bez znatelného narušení vlastního prostředí).

Křivku přežití lze získat tak, že se začne s populací novorozenců a pak se vynese počet přeživších jako funkce času. Svislá osa obvykle zobrazuje buď absolutní počet přeživších jedinců nebo jejich procento z původní populace:

Každý druh má charakteristickou křivku přežití, jejíž tvar závisí částečně na úmrtnosti nedospělých jedinců. Typické příklady jsou znázorněny na obrázku 3.

100

Obr.3. Tři typy křivek přežití

Většina živočichů a rostlin podléhá stárnutí, které se projevuje úbytkem vitality s věkem po období zralosti. Jakmile stárnutí začne, zvyšuje se pravděpodobnost úmrtí v určitém časovém období. Bezprostřední příčiny smrti mohou být různé, ale jsou založeny na snížení odolnosti těla vůči nepříznivým faktorům (například nemocem). Křivka A na obr. 2 je velmi blízká ideální křivce přežití pro populaci, ve které je stárnutí hlavním faktorem ovlivňujícím úmrtnost. Příkladem může být lidská populace v moderní vyspělé zemi s vysokou úrovní lékařské péče a racionální výživy, kde se většina lidí dožívá vysokého věku. Křivka podobná křivce A je také charakteristická pro roční pěstované rostliny, kdy v daném oboru stárnou současně.

Křivka typu B je charakteristická pro populace organismů s vysokou úmrtností v raném věku, jako jsou horské ovce nebo lidská populace v zemi, kde je rozšířen hladomor a nemoci. Hladkou křivku typu B lze získat, pokud je úmrtnost po celou dobu života organismů konstantní (50 % za určitou časovou jednotku). K tomu může dojít, když se náhoda stane hlavním faktorem určujícím úmrtnost a jednotlivci zemřou dříve, než začne znatelné stárnutí. Podobná křivka je typická pro populace některých živočichů (například hydry), kteří nejsou nijak zvlášť ohroženi raný věk. Většina bezobratlých a rostlin také vykazuje tento typ křivky, ale vysoká úmrtnost u mladých jedinců vede k tomu, že počáteční část křivky klesá ještě strměji.

V křivkách přežití jsou malé vnitrodruhové rozdíly. Mohou být způsobeny různými důvody a často souvisí s pohlavím. U lidí například ženy žijí o něco déle než muži, ačkoli přesné důvody pro to nejsou známy.

Kreslení křivek přežití pro různé typy, je možné určit úmrtnost pro jednotlivce různého věku a tím zjistit, v jakém věku je daný druh nejzranitelnější. Po zjištění příčin smrti v tomto věku lze pochopit, jak je regulována velikost populace.

Související informace.

Každá populace je charakterizována jedinečnými ukazateli a má určitou organizaci a strukturu. Takové charakteristiky lze vyjádřit statistickými funkcemi, tzn. populaci a její vlastnosti lze popsat pomocí matematiky. Jsou to například struktura, hustota, počty, porodnost a úmrtnost. Některé charakteristiky populací spolu souvisí: úmrtnost určuje strukturu, porodnost určuje hustotu atd.

Je třeba zdůraznit, že mezi jednotlivým organismem a populací organismů je zásadní rozdíl. Stejně jako kapka vody neodráží vlastnosti řeky, jezera nebo oceánu, nemůže organismus braný jednotlivě charakterizovat celou populaci jako celek.

Jediným nositelem charakteristik populace je skupina jedinců, nikoli však jednotliví jedinci této skupiny. Individuální organismus v populaci se rodí, žije, umírá, ale ekology to zajímá pouze jako příležitost, prostřednictvím studia chování jedince, pochopit vlastnosti skupiny jako celku. Zvláštní vlastnosti vlastní populaci odrážejí její stav jako skupiny organismů jako celku, a nikoli jako jednotlivců, tj. vlastnost populace jako skupiny organismů není mechanickým součtem vlastností každého jednotlivce, který ji tvoří.

Sovětský ekolog S.S. Shvarts ve své práci „Principy a metody moderní ekologie“ vychází z postulátu, že „populace je hlavní a pro vyšší zvířata jedinou formou existence druhu. Stejně jako je mimo organismus nemyslitelná existence buňky mnohobuněčného organismu, je nemyslitelná existence jedinců mimo populaci. To samozřejmě neznamená, že populace je organismus vyššího řádu, ale to znamená, že jde o určitou organizaci (strukturální celek) jednotlivců, mimo kterou nemohou existovat.“

Populace jako biologický systém má strukturu a funkce. Struktura populace je charakterizována jednotlivci (počet) a jejich rozložením v prostoru. Funkce populace jsou podobné funkcím jiných biologických systémů. Vyznačují se růstem, vývojem a schopností udržet existenci v neustále se měnících podmínkách.

Jedním z důležitých parametrů, které určují prostorovou strukturu, je počet jedinců v populaci. Pozorováním vlastností různých populací, ať už se jedná o populace zvířat nebo rostlin, je vidět, že jejich počet se velmi liší. Může to být sto stromů nalezených na hektaru borového lesa nebo miliony jednobuněčné řasy v ekosystému rybníka nebo jezera a několik supů žijících na nepřístupných skalách a mraky špačků nad nově zasetým žitným polem.

Pod velikost populace odkazuje na celkový počet jedinců v populaci. Velikost populace nemůže být konstantní a závisí na poměru intenzity reprodukce a úmrtnosti.

Hustota obyvatel je definován jako počet jedinců druhu na jednotku plochy (hlavně zemského povrchu) nebo na jednotku objemu ( vodní prostředí, pokusná kultura), např. 200 stromů na 1 hektar, 50 lidí na 1 km 2, 20 pulců na 1 m 3 vody. Maximální hustota pro různé druhy organismů a životní podmínky se velmi liší. Jeden hektar půdy může obsahovat podstatně více jitrocelů než třeba jelenů nebo divočáků. Některé druhy ptáků (tučňáci, racci) tvoří tzv. „ptačí kolonie“. Obrovské koncentrace růžových plameňáků jsou běžné na některých jezerech rovníková Afrika. Mnoho druhů středoevropských lesních pěvců přitom nikdy nedosáhne 1/10 této hustoty.

Jedinci živých organismů (rostliny, živočichové, mikroorganismy) jsou většinou v prostoru rozmístěni nerovnoměrně. Každá populace zaujímá prostor, který poskytuje prostředky k obživě pouze určitému počtu jedinců.

V celkový pohled Lze rozlišit tři typy rozdělení jedinců: náhodné, pravidelné (jednotné) a skupinové (strakaté, přeplněné, agregované).

Náhodný distribuce je typická pro populace s malým počtem jedinců a nízkým konkurenčním potenciálem. V tomto případě musí být stanoviště organismů víceméně homogenní. V tomto případě se síla a směr vlivu abiotických a biotických faktorů náhodně mění v čase a prostoru. Náhodné rozdělení se v přírodě nevyskytuje příliš často, i když samotné působení náhodného přírodní faktory samo o sobě není neobvyklé. Tento náhodné rozdělení charakteristické například pro pavouky žijící na lesní půdě.

Nejběžnější v přírodě skupina (strakatá) rozdělení. Je charakteristická pro mnoho organismů, které žijí nejen v suchozemských, ale i ve vodních ekosystémech. Při tomto typu rozšíření tvoří organismy různé skupiny. Ke vzniku takových skupin dochází podle různé důvody: heterogenita prostředí, místní rozdíly v biotopech, vliv denních a sezónních změn povětrnostních podmínek; vlastnosti reprodukčního procesu atd.

Existuje mnoho příkladů skupinové distribuce. Mnoho ryb se pohybuje z místa na místo v obrovských hejnech. Vodní ptactvo se shromažďuje ve velkých hejnech a připravují se na dlouhé lety. Severoameričtí sobi karibu tvoří v podmínkách tundry obrovská stáda.

Stejné příklady lze uvést pro rostliny: skvrnité uspořádání jetelovin na louce, skvrny mechů a lišejníků v tundře, shluk brusinkových keřů v borovém lese, rozsáhlé skvrny šťovíku lesního ve smrkovém lese, jahodové paseky na okrajích světlých lesů atd.

Pravidelné (sudé) distribuci lze pozorovat při silném antagonismu jedinců (konkurence), kdy pravděpodobnost nalezení jednoho jedince vedle druhého je extrémně nízká. V přírodě se s tímto typem rozšíření jen těžko setkáme, i když je často možné se setkat s rozšířením organismů, které se odchyluje od náhodného směrem k větší pravidelnosti.

Pravidelné rozšíření lze nejčastěji pozorovat v uměle vytvořených zemědělských systémech – zahrady, sady. Takže při výsadbě můžete jabloně rovnoměrně rozmístit v zahradě pomocí měřicí pásky. Tímto způsobem můžete na zahradě zasadit keře bobulovin a některé zeleninové rostliny.

Důležitou charakteristikou při studiu populace je její věková struktura. Věková struktura odráží poměr různých věkových skupin v populaci a určuje její schopnost reprodukce. V rychle rostoucích populacích tvoří mladí jedinci velkou část. Proto bude stav populace po určité době záviset na jejím aktuálním pohlaví a věkovém složení.

Pokud v populaci probíhá reprodukce neustále, pak věková struktura určuje, zda se počet snižuje nebo zvyšuje.

Ve většině populací se schopnost jejich členů rozmnožovat (reprodukční kapacita) mění s věkem. V moderní ekologii se při studiu věkového složení populace rozlišují tři ekologické věkové skupiny:

■ předreprodukční (před reprodukcí);

■ reprodukční (během období rozmnožování);

■ postreprodukční (po reprodukci).

Trvání těchto věků ve vztahu k celkové délce života se u různých organismů značně liší.

Za příznivých podmínek jsou v populaci zastoupeny všechny věkové skupiny a udržuje si relativně stabilní úroveň početnosti. Věkové složení populace je kromě celkové délky života ovlivněno délkou hnízdní sezóny, počtem generací za sezónu, plodností a úmrtností různých věkových skupin. Například u hrabošů mohou dospělci rodit třikrát do roka i vícekrát a mladí jedinci jsou schopni reprodukce po 2-3 měsících.

Typicky během počátečního období růstu (předreprodukční fáze) nejsou organismy schopny reprodukce. Trvání tohoto období se u různých druhů značně liší – od několika minut u mikroorganismů po několik let u lidí, mnoha savců a stromů. Předreprodukční období může trvat většinu života, jako např. u jepice (vývoj larev ve vodě trvá kvůli dlouhému vývoji larev rok až několik let) a 17leté cikády (před - reprodukční fáze dosahuje několik let). Je však charakteristické, že reprodukční období těchto druhů je velmi krátké (jepice má několik dní, cikády méně než jednu sezónu) a postreprodukční období prakticky chybí, jako u mnoha jiných druhů.

Odlišná situace je pozorována u lidských populací, stejně jako u zvířat chovaných v uměle vytvořených podmínkách (domácí mazlíčci, domácí mazlíčci, obyvatelé zoo). Jedinci v takových populacích přežívají do postreprodukčního období. U moderní muž Tyto tři „věky“ jsou přibližně stejné, každý z nich představuje asi třetinu života. U primitivních lidí bylo postreprodukční období mnohem kratší.

V současné době se poměr věkových ekologických skupin v lidské populaci mění. Přibývá dětí, mladistvých a důchodců, tzn. neproduktivní vrstvy obyvatelstva. Podíl dětí do 15 let se ve většině rozvojových zemí zvýšil na 50 % a podíl starších lidí nad 65 let na 15 %. Tato změna poměru věkových skupin vede ke zvýšení zátěže populace v produktivním věku.

Přirozené populace nejsou jednou provždy zmrazenou sbírkou jedinců, ale dynamickou jednotou organismů ve vztazích. Změny ve velikosti, struktuře a rozložení populací v reakci na podmínky prostředí se nazývají populační dynamika.

Populační dynamiku lze ve zjednodušené verzi popsat takovými ukazateli, jako je plodnost a úmrtnost. To jsou nejdůležitější populační charakteristiky, na základě jejichž analýzy lze usuzovat na stabilitu a budoucí vývoj populace.

Plodnost - jedna z hlavních charakteristik populace a je definována jako počet jedinců narozených v populaci za určité časové období (hodina, den, měsíc, rok). Zároveň termín „plodnost“ charakterizuje vzhled jedinců jakéhokoli druhu, bez ohledu na způsob jejich narození: ať už jde o klíčení semen jitrocele nebo ovsa, vzhled mláďat z vajec u kuřete nebo želvy, narození potomků ve slonovi, velrybě nebo člověku.

Ekologové rozlišují maximální plodnost při absenci omezujících faktorů prostředí (dosáhnout toho v praxi je velmi obtížné, ne-li nemožné). Pod maximální porodnost rozumí teoreticky možné maximální rychlosti formování nových jedinců v ideální podmínky. Reprodukce organismů je omezena pouze jejich fyziologickými vlastnostmi. Například teoretická míra reprodukce různých druhů může být v mnoha případech poměrně vysoká. Pokud vezmeme za základ takový ukazatel, jako je doba, kterou druh potřebuje k zachycení celého povrchu Země, pak pro bakterii cholery Vibrio cholerae u rozsivky to bude 1,25 dne Nitschia putrida- 16.8, pro domácí mouchy Musca domestica- 366, pro kuře - asi 6000, pro slona - 376 000 dní. Maximální plodnost je tedy teoretický ukazatel a je pro danou populaci konstantní.

Na rozdíl od maximální, ekologické neboli realizované plodnosti, plodnost (nebo prostě plodnost) charakterizuje růst nebo nárůst velikosti populace za skutečných a specifických podmínek prostředí.

Počet jedinců narozených v určité době se nazývá absolutní nebo celková plodnost.

Vzhledem k tomu, že absolutní porodnost je přímo závislá na velikosti populací, určují konkrétní porodnost ekologové. Specifická plodnost je určena počtem jedinců narozených za určitou dobu na jedince v populaci.

Jednotka času se může lišit v závislosti na rychlosti a rychlosti reprodukce organismu. U bakterií to může být hodina, u hmyzu den nebo měsíc, u většiny savců tento proces trvá měsíce. Předpokládejme, že město se 100 000 obyvateli má 8 000 novorozenců. Absolutní porodnost bude 8 000 ročně a specifická porodnost bude 0,08, tedy 8 %.

Rozdíl mezi absolutní a specifickou plodností lze snadno ilustrovat na příkladu. Populace 20 prvoků v určitém objemu vody přibývá dělením. O hodinu později se jeho počet zvýšil na 100 jedinců. Absolutní porodnost bude 80 jedinců za hodinu a specifická porodnost (průměrná míra změny počtu na jedince v populaci) bude 4 jedinci za hodinu s 20 výchozími.

Úmrtnost - reciproční porodnosti. Jedná se o počet jedinců, kteří zemřeli v populaci za jednotku času. . Stejně jako plodnost lze úmrtnost vyjádřit jako počet jedinců, kteří zemřeli v daném období (počet zemřelých za jednotku času), nebo jako specifickou míru úmrtnosti pro celou populaci nebo její část. Při zjišťování populační úmrtnosti se berou v úvahu všichni uhynulí jedinci bez ohledu na příčinu smrti (zda uhynuli stářím nebo zemřeli ve spárech dravce, byli otráveni pesticidy nebo umrzli zimou apod.).

Pojem populace. Typy populace

Populace(populus - z lat. lid. populace) je jedním z ústředních pojmů v biologii a označuje soubor jedinců stejného druhu, který má společný genofond a společné území. Je to první supraorganismální biologický systém. Z ekologického hlediska ještě nebyla vytvořena jasná definice populace. Největšího uznání se dočkala interpretace S.S. Schwartz, populace je seskupení jedinců, které je formou existence druhu a je schopné se donekonečna samostatně vyvíjet.

Hlavní vlastností populací, stejně jako jiných biologických systémů, je to, že jsou v neustálém pohybu a neustále se mění. To se odráží ve všech parametrech: produktivita, stabilita, struktura, rozložení v prostoru. Populace se vyznačují specifickými genetickými a environmentálními charakteristikami, které odrážejí schopnost systémů udržovat existenci v neustále se měnících podmínkách: růst, vývoj, stabilita. Věda, která kombinuje genetické, ekologické a evoluční přístupy ke studiu populací, je známá jako populační biologie.

PŘÍKLADY. Jedno z několika hejn ryb stejného druhu v jezeře; mikroskupiny konvalinky Keiske v lesích břízy bělokoré, rostoucí na patách stromů a na volných plochách; trsy stromů stejného druhu (mongolský dub, modřín atd.), oddělené loukami, trsy jiných stromů nebo keřů nebo bažiny.

Ekologická populace – soubor elementárních populací, vnitrodruhových skupin, omezených na specifické biocenózy. Rostliny stejného druhu v cenóze se nazývají cenopopulace. K výměně genetické informace mezi nimi dochází poměrně často.

PŘÍKLADY. Ryby stejného druhu ve všech hejnech společné nádrže; stromové porosty v monodominantních lesích představující jednu skupinu lesních typů: trávu, lišejník nebo modřín rašeliník (oblast Magadan, severní území Chabarovska); stromové porosty v ostřicových (suchých) a forbových (mokrých) dubových lesích (Přímořské území, Amurská oblast); populace veverek v borových, smrkových a listnatých lesích v jedné oblasti.

Geografické obyvatelstvo– soubor ekologických populací obývajících geograficky podobné oblasti. Geografické populace existují autonomně, jejich biotopy jsou relativně izolované, k výměně genů dochází zřídka - u zvířat a ptáků - během migrace, u rostlin - během šíření pylu, semen a plodů. Na této úrovni dochází k tvorbě geografických ras a variet a rozlišují se poddruhy.

PŘÍKLADY. Zeměpisné rasy modřínu dahurského (Larix dahurica) jsou známy: západní (západně od Leny (L. dahurica ssp. dahurica) a východní (východně od Leny, rozlišuje se v L. dahurica ssp. cajanderi), severní a jižní rasy kurilský modřín Podobně M. A. Shemberg (1986) identifikoval dva poddruhy břízy kamenné: břízu bermanskou (Betula ermanii) a břízu vlnitou (B. lanata 1000 km, severně - 500 km). hraboš úzkolebý (Microtis gregalis) Druh „veverka obecná“ má asi 20 geografických populací, neboli poddruhů.

Hlavní charakteristiky populací

Počet a hustota jsou hlavní parametry populace.

Číslo– celkový počet jedinců na daném území nebo v daném objemu.

Hustota– počet jedinců nebo jejich biomasy na jednotku plochy nebo objemu. V přírodě dochází k neustálým výkyvům v počtu a hustotě.

Populační dynamika a hustota je dána především plodností, úmrtností a migračními procesy. Jedná se o ukazatele, které charakterizují změny populace během určitého období: měsíc, sezóna, rok atd. Studium těchto procesů a příčin, které je určují, je velmi důležité pro prognózování stavu populací.

Plodnost se rozlišuje na absolutní a specifickou.

Absolutní plodnost je počet nových jedinců objevujících se za jednotku času a konkrétní- stejné množství, ale přidělené určitému počtu jedinců. Například ukazatelem plodnosti člověka je počet narozených dětí na 1000 lidí během roku. Plodnost je dána mnoha faktory: podmínkami prostředí, dostupností potravy, biologií druhu (rychlost pohlavního dospívání, počet generací během sezóny, poměr samců a samic v populaci).

Podle pravidla maximální plodnosti (reprodukce) se za ideálních podmínek objevuje v populacích maximální možný počet nových jedinců; Plodnost je omezena fyziologickými vlastnostmi druhu.

PŘÍKLAD. Pampeliška může pokrýt celou zeměkouli za 10 let za předpokladu, že všechna její semena vyklíčí. Vrby, topoly, břízy, osiky a většina plevelů produkuje výjimečně hojná semena. Bakterie se dělí každých 20 minut a do 36 hodin mohou pokrýt celou planetu v souvislé vrstvě. Plodnost je velmi vysoká u většiny druhů hmyzu a nízká u predátorů a velkých savců.

úmrtnost, Stejně jako porodnost může být absolutní (počet jedinců, kteří zemřeli za určitou dobu) nebo konkrétní. Charakterizuje míru úbytku populace od úmrtí v důsledku nemocí, stáří, predátorů, nedostatku potravy a her hlavní roli v dynamice populace.

Existují tři typy úmrtnosti:

Stejné ve všech fázích vývoje; vzácné, za optimálních podmínek;

Zvýšená úmrtnost v raném věku; charakteristické pro většinu druhů rostlin a zvířat (u stromů přežije do zralosti méně než 1 % sazenic, u ryb - 1-2 % potěru, u hmyzu - méně než 0,5 % larev);

Vysoká smrt ve stáří; obvykle pozorován u zvířat, jejichž larvální stadia probíhají v příznivých, málo se měnících podmínkách: půda, dřevo, živé organismy.

ÚVOD……………………….…………………………………………..………………………...3

1. Obyvatelstvo – ekologická charakteristika………………….………………...6

2. Faktory populační dynamiky………………………....…..9

ZÁVĚR……………………………………………………………………….………………………… 14

SEZNAM ZDROJŮ……………………………………………………………… 17

PŘIHLÁŠKY……………………………………………………………………………………………………… 18

Zavedení

Všechno se vším souvisí – říká první zákon o životním prostředí. To znamená, že nemůžete udělat jediný krok, aniž byste se něčeho z okolí nedotkli a někdy i vyrušili. Každý lidský krok na běžném trávníku znamená desítky zničených mikroorganismů, vyděšeného hmyzu, změny migračních tras a možná i snížení jejich přirozené produktivity.

Již v minulém století vyvstaly lidské obavy o osud planety a v současném století se v důsledku zvyšujícího se stresu na přírodní prostředí dostaly do krize globálního ekologického systému.

Znečištění životního prostředí, vyčerpání přírodní zdroje a narušení ekologických vazeb v ekosystémech se staly globálními problémy. A pokud lidstvo bude pokračovat v současné cestě vývoje, pak je jeho smrt podle předních světových ekologů nevyhnutelná za dvě nebo tři generace.

Navzdory přijatým ruský stát opatření ke zlepšení životního prostředí, vztahy k životnímu prostředí se nadále vyvíjejí směrem nepříznivým pro přírodu a společnost:

a) stále převládá resortní přístup, v jehož důsledku každý uživatel životního prostředí využívá přírodní zdroje na základě svých resortních zájmů;

6) je uplatňován tzv. zdrojový přístup k využívání životního prostředí, v důsledku čehož mnoho environmentálních vazeb a přírodních objektů, které nemají zdrojovou hodnotu, zůstává mimo právní ochranu.

Interakce mezi společností a přírodou překročila hranici předchozí rovnováhy ještě v minulém století a v současnosti se již v této oblasti neobejde bez řádného právního zásahu. Potřeba vypracovat zvláštní zákon o bezpečnosti životního prostředí v Rusku se stala naléhavou.

Na rozdíl od právnické literatury, kde jsou přírodní objekty studovány na základě jejich ekonomické hodnoty pro společnost, každý z nich přírodní objekt by měl být studován jako celek všech jeho prvků, které ovlivňují životní aktivitu celého prostředí jako celku.

V současné době, v období hrozící ekologické krize na celé planetě, musí všichni žijící lidé vyřešit problém přechodu od vykořisťování a dobývání přírody k jejímu zachování a spolupráci s ní. V těchto podmínkách se ekologie člověka stává obzvláště důležitou, protože normální podmínky jeho existence přímo závisí na tom, jak dobře člověk zapadá do přírody, je schopen porozumět jejím zákonům a kreativně je používat ve svém životě.

Spotřebovávat přírodní zdroje stále intenzivněji za pomoci kolosálního zvyšování moci technické prostředky lidstvo postupně zlepšuje podmínky pro rozvoj své civilizace a růstu jako biologického druhu Homo sapiens. „Dobýváním“ přírody však výrazně podkopala přirozené základy vlastní životní činnosti, čímž vznikla napjatá a v mnoha případech krizová situace v interakci člověka a přírody, plná velkých nebezpečí pro budoucnost civilizace. Vzájemně závislé změny vytvořily nová spojení mezi globální ekonomikou a globální ekologií. V minulosti jsme měli obavy z dopadů hospodářského růstu na životní prostředí. Nyní se nemůžeme ubránit obavám z důsledků „environmentálního stresu“ – zhoršení kvality půdy, vodní režim, stav ovzduší a lesů - pro hospodářský rozvoj do budoucna.

Nyní je stále jasnější, že zdroje a příčiny znečištění jsou mnohem rozmanitější, složitější a vzájemně propojené a že účinky znečištění jsou rozšířenější, kumulativní a chronické, než se dříve myslelo. Věda dokonce formulovala definici antropogenního znečištění životního prostředí. Jedná se o fyzikálně-chemickou a biologickou změnu kvality životního prostředí (atmosférický vzduch, voda, půda) v důsledku ekonomické nebo jiné činnosti, překračující stanovené normy pro škodlivé účinky na životní prostředí a vytvářející ohrožení lidského zdraví, stav flóry a fauny a materiální hodnoty.

Ekologie, jako každá věda, má dva aspekty. Jedním je touha po vědění kvůli vědění samotnému a v tomto ohledu je na prvním místě hledání zákonitostí vývoje přírody a také jejich vysvětlení; druhou je aplikace shromážděných znalostí k řešení problémů s nimi spojených prostředí. Rychlý nárůst významu ekologie je vysvětlován tím, že ani jeden problém obrovského praktického významu nelze v současnosti vyřešit bez zohlednění souvislostí mezi živou a neživou složkou přírody.

Praktické řešení ekologie lze spatřovat především v řešení problematiky environmentálního managementu; právě to musí vytvořit vědecký základ pro využívání přírodních zdrojů. Můžeme konstatovat, že zanedbávání zákonitostí přírodních procesů vedlo k vážnému konfliktu mezi člověkem a přírodou.

Populační-ekologická charakteristika

V ekologii je populace skupina jedinců stejného druhu, kteří se vzájemně ovlivňují a společně obývají společné území.

Populace je soubor jedinců stejného druhu, kteří na určitém území existují dlouhou dobu, volně se kříží a jsou relativně izolovaní od ostatních jedinců stejného druhu.

Slovo "populace" pochází z latinského "populus" - lidé, populace. Ekologická populace, lze tedy definovat jako populaci jednoho druhu v určité oblasti.

Obyvatelstvo má jen to inherentní vlastnosti: počet, hustota, prostorové rozložení jedinců. Existuje věková, pohlaví a velikostní struktura populace. Poměr skupin různého věku a pohlaví v populaci určuje její hlavní funkce. Poměr různých věkových skupin závisí na dvou důvodech: na vlastnostech životní cyklus typ a vnější podmínky.

Sloučenina. V populaci lze běžně rozlišovat tři ekologické věkové skupiny: předreprodukční; reprodukční; postreprodukční. Trvání těchto věků ve vztahu k celkové délce života se u různých organismů značně liší.

Existují druhy s jednoduchou věkovou strukturou, kdy populaci zastupují stejně staré organismy, a druhy s komplexní věková struktura kdy jsou v populaci zastoupeny všechny věkové skupiny nebo žije několik generací současně.

Počet a hustota vyjadřují kvantitativní charakteristiky populace jako celku. Velikost populace je vyjádřena počtem jedinců daného druhu žijících na jednotku plochy, kterou zabírá. Dynamika počtu obyvatel v čase je určena poměrem plodnosti, úmrtnosti a míry přežití, které jsou zase určeny životními podmínkami.

Hustota populace je velikost populace na jednotku prostoru: počet jedinců nebo biomasy populace na jednotku plochy nebo objemu. Hustota závisí na trofické úrovni, na které se populace nachází. Čím nižší je trofická úroveň, tím vyšší je hustota.

U mnoha druhů se za určitých podmínek rodí převážně samci nebo samice a někdy jedinci neschopní reprodukce. U mšic se například v létě nahrazují generace tvořené pouze samičkami. Za nepříznivých podmínek se objevují samci. U některých plžů, mnohoštětinatých červů, ryb a korýšů se pohlaví jedince s věkem mění.

Existuje několik možností, jak definovat populaci. Populace je soubor jedinců stejného druhu obývajících dlouhou dobu. určité území nebo vodní plocha, propojená různou mírou volného křížení a dostatečně izolovaná od jiných podobných společenstev. Jak vyplývá z výše uvedené definice populace, zahrnuje následující vlastnosti, které jsou jí vlastní:

1 Existence ve velkém počtu generací, která odlišuje populaci od krátkodobých nestabilních sdružení jedinců.

2 Přítomnost určitého stupně volného křížení jedinců. Právě tento rys populace zajišťuje její jednotu jako evoluční struktury.

3 Míra volného křížení v rámci populace je vyšší než mezi různými (i sousedními) populacemi.

4 Určitý stupeň izolace populací od sebe navzájem.

Důvody, které nutí jedince populace seskupovat se do omezených oblastí, jsou extrémně četné a různé, ale hlavním je nerovnoměrné rozložení podmínek prostředí v geografickém prostoru a podobnost požadavků na tyto podmínky mezi organismy stejného druhu.

Podle velikosti obsazeného území se rozlišují tři typy populací: elementární, ekologické a geografické (viz příloha 1)

Ekologická charakteristika populace.

1) počet – celkový počet jedinců na přiděleném území;

2) hustota populace - průměrný počet jedinců na jednotku plochy nebo objemu prostoru obsazeného populací;

3) porodnost - počet nových jedinců objevujících se za jednotku času v důsledku reprodukce;

4) úmrtnost - ukazatel odrážející počet jedinců, kteří zemřeli v populaci za určité časové období;

5) populační růst – rozdíl mezi porodností a úmrtností; zvýšení může být pozitivní i negativní;

6) tempo růstu – průměrný nárůst za jednotku času.

Související informace.

Co je to populace?

Definice 1

Populace je soubor organismů stejného druhu, žijících na daném území po dlouhou dobu, majících společný genofond, jakož i schopnost snadného křížení, izolovaných v různé míře od ostatních populací tohoto druhu.

Organismy každého druhu jsou zastoupeny několika populacemi obývajícími různá území. Existuje celá řada spojení mezi populacemi stejného druhu, které podporují druh jako celek. Pokud se však populace z nějakého důvodu izoluje od ostatních populací svého druhu, může to vést k vytvoření nového druhu živých organismů. Vlivem podmínek prostředí se formují fyziologické, morfologické a behaviorální charakteristiky organismů. Navíc vlastnosti organismů patřících do různých populací se od sebe budou lišit tím silněji, čím odlišnější jsou jejich životní podmínky a čím slabší je výměna jedinců mezi nimi.

Charakteristika populací

Populace není náhodné nahromadění jedinců stejného druhu na společném území. Jedná se o komplexně organizovanou komunitu s vlastní strukturou, složením a složitou hierarchií vazeb.

Vlastnosti charakterizující populaci lze rozdělit do dvou typů:

1. biologické vlastnosti - vlastnosti vlastní každému organismu obsaženému v populaci;
2. skupinové (emergentní) vlastnosti – vlastnosti vlastní nikoli jednotlivým jedincům, ale populaci jako celku.

Jinými slovy, sdružování organismů stejného druhu do populace (skupiny) se provádí na základě jejích kvalitativně nových, emergentních vlastností. Mezi tyto vlastnosti patří:

1. číslo;
2. hustota obyvatel;
3. porodnost organismů v populaci;
4. úmrtnost organismů v populaci.

Definice 2

Velikost populace – celkový počet jedinci stejného druhu obývající konkrétní území.

Velikost populace se v čase (rok od roku, roční období, z generace na generaci) mění a závisí na vnějších a vnitřních faktorech.

Poznámka 1

Kolísání počtu jedinců v populaci nazval ruský biolog S.S. Chetverikov „vlny života“.

Území (oblasti) obsazené různými populacemi se od sebe mohou rozlohou výrazně lišit, proto není vždy vhodné porovnávat populace podle absolutního počtu jedinců. V takových případech je velikost populace vyjádřena jako hustota.

Definice 3

Hustota populace je poměr počtu zástupců jednoho druhu (nebo jeho odpovídající biomasy) a objemu nebo plochy prostoru obsazeného populací (biomasy).

Plodnost– počet nově vzniklých jedinců, kteří se objevili za jednotku času v důsledku rozmnožování. Porodnost v populaci je dána především biologickými charakteristikami druhu, dále průměrnou délkou života jedince, poměrem pohlaví v populaci, dostupností potravy, povětrnostními podmínkami a řadou dalších faktorů. Existují dva typy plodnosti:

1. maximální (absolutní, resp. fyziologická) plodnost - teoreticky přípustný počet jedinců, kteří se mohou narodit v ideálních podmínkách prostředí bez jakýchkoli omezujících faktorů, určovaných pouze fyziologickými potenciály organismů;
2. ekologická (realizovatelná) plodnost - počet jedinců narozených za určité období ve specifických podmínkách prostředí.

Úmrtnost je počet jedinců v populaci, kteří zemřeli za určité časové období. Závisí především na faktorech životního prostředí a může být velmi vysoká při přírodních katastrofách, v nepříznivých obdobích klimatické podmínky nebo v době epidemií. Existují:

1. fyziologická mortalita (smrt jedince za ideálních podmínek v důsledku fyziologického stáří);
2. environmentální úmrtnost (smrt jedince v reálných podmínkách z různých důvodů).