Populația — caracteristică ecologică. Populația: caracteristici generale Caracteristicile populațiilor

Conceptul principal în ecologie este ecosistemul. Acest termen a fost introdus de A. Tansley în 1935.

Un ecosistem este înțeles ca orice comunitate de ființe vii și habitatele lor, unite într-un singur întreg funcțional. Principalele proprietăți ale ecosistemelor sunt capacitatea de a efectua circulația substanțelor, de a rezista influențelor externe și de a produce produse biologice. Ecosistemele se disting de obicei de diferite trepte: microecosisteme (corp mic de apă, cadavrul unui animal cu organismele care îl locuiesc etc.), mezoecosisteme (pădure, iaz, râu etc.), macroecosisteme (ocean, continent, zona naturala etc.) și ecosistemul global – biosfera în ansamblu.

O semnificație similară este atașată și termenului de „biogeocenoză”, introdus în literatură de academicianul V.N. Sukaciov. Conceptul de biogeocenoză se aplică de obicei numai sistemelor naturale terestre, unde acoperirea vegetativă (fitocenoza) este în mod necesar prezentă ca verigă principală. Ecologia se ocupă de obicei doar de biogeocenoze elementare, adică. cele care se caracterizează prin populații omogene atât de organisme vii (vegetație, faună), cât și de habitate (soluri, condiții hidrologice, microclimat etc.).

Ecosistemele (biogeocenoze) includ de obicei două blocuri. Prima constă din organisme interconectate diferite tipuriși se numește biocenoză, al doilea bloc este habitatul, care în acest caz se numește biotop sau ecotop.

Fiecare biocenoză constă din multe specii, dar speciile sunt incluse în ea nu ca indivizi, ci ca populații sau părți ale acestora. O populație este o parte a unei specii (constă din indivizi din aceeași specie), ocupând un spațiu relativ omogen și capabilă să se autoregleze și să mențină un anumit număr. Fiecare specie din teritoriul ocupat este astfel împărțită în populații.

Dacă luăm în considerare impactul factorilor de mediu asupra unui organism individual, atunci la un anumit nivel al factorului (de exemplu, temperatura), individul studiat fie va supraviețui, fie va muri. Imaginea se schimbă atunci când se studiază efectul aceluiași factor asupra unui grup de organisme din aceeași specie. Unii indivizi vor muri sau își vor reduce activitatea vitală la o anumită temperatură, alții la o temperatură mai scăzută, iar alții la o temperatură mai mare. homeostazia pădurilor populației ecologice

Astfel, putem da o altă definiție a unei populații: toate organismele vii, pentru a supraviețui și a produce descendenți, trebuie, în regimurile dinamice ale factorilor de mediu, să existe sub formă de grupuri, sau populații, i.e. o colecție de indivizi care conviețuiesc cu ereditate similară.

Cea mai importantă caracteristică a unei populații este teritoriul total pe care îl ocupă. Dar în cadrul unei populații pot fi mai mult sau mai puțin izolate diverse motive grupuri. Prin urmare, este dificil de dat o definiție exhaustivă a populației din cauza granițelor neclare dintre grupurile individuale de indivizi.

Fiecare specie este formată din una sau mai multe populații, iar o populație este astfel forma de existență a unei specii, cea mai mică unitate evolutivă a acesteia.

Când îi pasă de conservarea unei specii, o persoană trebuie în primul rând să se gândească la conservarea populației. Pentru populații diverse tipuri Există limite acceptabile pentru reducerea numărului de indivizi, dincolo de care existența populației devine imposibilă. Nu există date exacte despre valorile critice ale numărului populației în literatură. Valorile date sunt contradictorii. Cu toate acestea, rămâne neîndoielnic faptul că, cu cât indivizii sunt mai mici, cu atât valorile critice ale numerelor lor sunt mai mari. Pentru microorganisme este vorba de milioane de indivizi, pentru insecte - zeci și sute de mii, iar pentru mamifere mari- câteva zeci. Numărul nu trebuie să scadă sub limitele dincolo de care probabilitatea de a întâlni parteneri sexuali scade brusc. Numărul critic depinde și de alți factori. De exemplu, pentru unele organisme un stil de viață de grup (colonii, turme, turme) este specific. Grupurile dintr-o populație sunt relativ izolate. Pot exista cazuri când dimensiunea populației în ansamblu este încă destul de mare, iar numărul de grupuri individuale este redus sub limitele critice. De exemplu, o colonie (grup) de cormoran peruan ar trebui să aibă o populație de cel puțin 10 mii de indivizi, iar o turmă de reni - 300 - 400 de capete.

Curs 7. Populațiile: structură și dinamică

Conceptul de populație.

În natură toată lumea aspectul existent reprezintă un complex complex sau chiar un sistem de grupuri intraspecifice, care includ indivizi cu caracteristici structurale, fiziologie și comportament specifice. O astfel de asociere intraspecifică a indivizilor este o populație.

Populația(populus - din latină popor. populație) este unul dintre conceptele centrale în biologie și denotă o colecție de indivizi din aceeași specie care are un bazin genetic comun și un teritoriu comun. Este primul sistem biologic supraorganism. Din punct de vedere ecologic, încă nu a fost elaborată o definiție clară a populației.

Termenul „populație” a fost inventat pentru prima dată în 1903 de omul de știință danez Johansen pentru a însemna „un amestec natural de indivizi din aceeași specie, eterogen din punct de vedere genetic”.

Interpretarea S.S. a primit cea mai mare recunoaștere. Schwartz, populația este o grupare de indivizi, care este o formă de existență a unei specii și este capabilă să se dezvolte independent la nesfârșit.

Principala proprietate a populațiilor, ca și a altor sisteme biologice, este că se află în mișcare continuă și în continuă schimbare. Acest lucru se reflectă în toți parametrii:

· productivitate,

· stabilitate,

· structura,

· în distribuţie în spaţiu.

Capacitățile de adaptare ale unei populații sunt semnificativ mai mari decât cele ale indivizilor constitutivi. O populație ca unitate biologică are un anumit structura si functia.

· Structura O populație este caracterizată de indivizii ei constitutivi și de distribuția lor în spațiu.

· Funcții populațiile sunt similare ca funcție cu alte sisteme biologice. Ele se caracterizează prin creștere, dezvoltare și capacitatea de a menține existența în condiții în continuă schimbare.

Tipuri de populație

Diviziunile spațiale ale populațiilor

Spațiul sau habitatul ocupat de o populație poate varia între specii și în cadrul aceleiași specii. Mărimea ariei unei populaţii este determinată în mare măsură de mobilitatea indivizilor sau raza activității individuale. Dacă raza activității individuale este mică, dimensiunea zonei populației este de obicei mică (Tabelul 7.1).

Tabelul 7.1

Raza activității individuale a animalelor și plantelor

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

La plante, raza activității individuale este determinată de distanța pe care polenul, semințele sau părțile vegetative se pot răspândi pentru a da naștere unei noi plante.

În multe alte cazuri intervalul trofic nu se potrivește cu reproducere. Astfel, în ciuda gamei trofice uriașe a berzei albe (Ciconia alba), care trăiește iarna în Europa și în Africa, fiecare pereche de păsări se întoarce de obicei în zona vechiului său cuib și în populația de berze, deși se amestecă în zonele de iernat, nu este în timpul reproducerii ocupă o suprafață relativ mică.

În funcție de mărimea teritoriului ocupat, N.P Naumov (1963) distinge trei tipuri de populații: elementare, de mediu și geografice (Fig. 7.1)..

Elementar Populația (locală) este o colecție de indivizi din aceeași specie care ocupă o zonă mică de suprafață omogenă. Există un schimb constant de informații genetice între ei.

EXEMPLE. Unul dintre mai multe bancuri de pești din aceeași specie din lac; microgrupuri de lacramioare Keiske în pădurile de mesteacăn alb, care cresc la baza copacilor și în zone deschise;

Ecologic populație – ansamblu de populații elementare, grupuri intraspecifice, limitate la biocenoze specifice. Plantele din aceeași specie dintr-o cenoză sunt numite cenopopulație. Schimbul de informații genetice între ei are loc destul de des.

EXEMPLE. Pești din aceeași specie în toate școlile unui rezervor comun populații de veverițe în pădurile de pin, molid și foioase dintr-o zonă

geografice populație – totalitate populaţiile ecologice care au populat zone similare din punct de vedere geografic. Populațiile geografice există autonom, habitatele lor sunt relativ izolate, schimbul de gene are loc rar - la animale și păsări - în timpul migrației, la plante - în timpul răspândirii polenului, semințelor și fructelor. La acest nivel are loc formarea raselor și soiurilor geografice și se disting subspecii.

EXEMPLE. Sunt cunoscute rasele geografice de zada dahuriană (Larix dahurica): vestică (la vest de Lena (L. dahurica ssp. dahurica) și estică (la est de Lena, distinsă în L. dahurica ssp. cajanderi), rasele nordice și sudice ale zada Kuril.

Specia „veveriță comună” are aproximativ 20 de populații geografice, sau subspecii. Zoologii disting populațiile de tundra și stepă ale voleului cu craniul îngust (Microtis gregalis

Populațiile geografice din ambele regiuni au diferențe semnificative în fiziologia și dimensiunea animalelor. Animalele tundră, spre deosebire de animalele de stepă, sunt mai mari, încep să se reproducă mult mai devreme, au o fertilitate mai mare și acumulează mai multă grăsime. Diferențele sunt atât de clare încât perioadă lungă de timp considerau aceste grupuri ca fiind specii diferite. Cu toate acestea, experimentele au arătat că ambele forme de volei se încrucișează cu ușurință și produc descendenți fertili, prin urmare, aparțin aceleiași specii.

Principalele caracteristici ale populațiilor

Numărul și densitatea sunt principalii parametri ai unei populații.

Număr– numărul total de indivizi dintr-un anumit teritoriu sau dintr-un anumit volum.

Densitate– numărul de indivizi sau biomasa acestora pe unitatea de suprafață sau de volum. În natură, există fluctuații constante ale numărului și densității.

Distribuția spațială indivizii din populații pot fi aleatori, de grup și uniformi (Fig. 7.2).

Orez. 7.2. Principalele tipuri de distribuție a indivizilor în populație:

A - distribuție uniformă; B – distribuție aleatorie; B - repartizarea grupurilor (după Odum, 1986)

Aleatoriu distribuție (difuză) – neuniformă, observată într-un mediu omogen; relaţiile dintre indivizi sunt slab exprimate. Distribuție aleatorie caracteristică populaţiilor în perioada iniţială de aşezare; populații de plante care se confruntă cu o puternică opresiune din exterior, populații de animale în care legătura socială este slab exprimată.

EXEMPLE. În fazele inițiale de așezare și înființare - insecte dăunătoare pe teren; puieți de specii pionier: salcie, zada etc., în zonele perturbate (lanțuri muntoase, cariere);

Grup distribuția apare cel mai frecvent; reflectă eterogenitatea condițiilor de viață sau diferite modele genetice (de vârstă) ale populației. Asigură cea mai mare stabilitate a populației.

EXEMPLE. Oricât de uniformă ar părea structura pădurii, aceasta nu are o distribuție atât de uniformă a acoperirii vegetale ca într-un câmp sau gazon. Cu cât microrelieful care determină microclimatul în comunitatea forestieră este mai pronunțat, cu atât este mai pronunțată diversitatea vârstelor arboretului forestier. Animalele erbivore se unesc în turme pentru a rezista cu mai mult succes inamicilor prădători. Caracterul de grup este tipic pentru animalele sedentare și mici. Acestea sunt populațiile de moluște terestre și mulți amfibieni.

Uniformă plasarea în natură este rară. Se caracterizează prin arborete secundare egale după închiderea coroanei și auto-rățierea intensivă; arboretele forestiere rare care cresc într-un mediu omogen; plante nepretențioase nivelurile inferioare.

Majoritatea animalelor prădătoare care duc un stil de viață activ se caracterizează și prin distribuție uniformă după ce se stabilesc și ocupă întregul teritoriu potrivit pentru viață.

Dinamica populațieiŞi densitate determinată în principal procesele de fertilitate, mortalitate și migrație . Aceștia sunt indicatori care caracterizează schimbările populației pe o anumită perioadă: lună, anotimp, an etc. Studiul acestor procese și a cauzelor care le determină este foarte important pentru prognoza stării populațiilor.

Fertilitate- Aceasta este capacitatea unei populații de a crește în dimensiune. Caracterizează frecvența de apariție a noilor indivizi într-o populație Se face distincția între natalitatea absolută și cea specifică. Fertilitate absolută este numărul de noi indivizi care apar pe unitatea de timp, si specifice- aceeași cantitate, dar atribuită unui anumit număr de indivizi.

De exemplu, un indicator al ratei specifice de natalitate a unei persoane este numărul de copii născuți la 1000 de persoane în timpul anului.

Fertilitatea este determinată de mulți factori: condițiile de mediu, disponibilitatea hranei, biologia speciei (rata de maturizare sexuală, numărul de generații în timpul sezonului, raportul dintre masculi și femele din populație).

După regula fertilităţii (reproducţiei) maxime în conditii ideale numărul maxim posibil de noi indivizi apare în populații; Fertilitatea este limitată de caracteristicile fiziologice ale speciei.

EXEMPLU. O păpădie poate acoperi întregul glob în 10 ani, cu condiția ca toate semințele ei să germineze. Sălcii, plopii, mesteacănurile, aspenii și majoritatea buruienilor produc semințe excepțional de abundente. Bacteriile se împart la fiecare 20 de minute și în 36 de ore pot acoperi întreaga planetă într-un strat continuu.

Mortalitatea populațiile reprezintă numărul de indivizi care au murit într-o anumită perioadă. Mortalitatea, ca și rata natalității, poate fi absolută (numărul de indivizi care au murit într-un anumit timp) sau specifică. Caracterizează rata scăderii populației din cauza morții cauzate de boli, bătrânețe, prădători, lipsă de hrană și jocuri. rol principalîn dinamica populaţiei.

Există trei tipuri de mortalitate:

Același în toate etapele de dezvoltare; rare, în condiții optime;

Creșterea mortalității în vârstă fragedă; caracteristică majorității speciilor de plante și animale (la copaci, mai puțin de 1% din puieți supraviețuiesc până la maturitate, la pești - 1-2% din alevini, la insecte - mai puțin de 0,5% din larve);

Moarte mare la bătrânețe; se observă de obicei la animalele ale căror stadii larvare au loc în condiții favorabile, puțin schimbătoare: sol, lemn, organisme vii.

În ecologie, construcția grafică a „curbelor de supraviețuire” a devenit larg răspândită (Fig. 7.3).

Orez. 7.3. Diferite tipuri de curbe de supraviețuire

Curba de tip I (tip Drosophila) are o formă convexă. Ea descrie o situație când rata mare de mortalitate observat în varsta matura. Acest lucru este tipic pentru muștele de fructe, efeele și alte insecte, care la scurt timp după ce ies din pupă își părăsesc urmașii și mor. Curbele de supraviețuire ale mamiferelor mari se apropie de curba de tip I.

Curba de tip II (tip hidra) este caracteristică organismelor cu mortalitate uniformă la orice vârstă. Aceasta corespunde unei linii drepte pe grafic. Aceste tipuri de curbe sunt tipice pentru pești, reptile, păsări, plante erbacee perene etc., cu singura avertizare că numărarea se efectuează de la organisme care au trecut deja de etapele cele mai vulnerabile ale dezvoltării lor.

Curba de tip III (tip stridii) are o formă concavă. Este caracteristic organismelor care mor în principal pe etapele inițiale a vieții tale. Stridiile duc un stil de viață atașat ca adulți, iar larvele lor sunt planctonice. În această perioadă sunt cei mai vulnerabili. Indivizii care au trecut cu succes de stadiul larvar au o șansă mult crescută de supraviețuire. Acest tip de curbă de supraviețuire este caracteristic multor animale cu fertilitate ridicată și lipsă de îngrijire pentru urmași.

Prin trasarea duratei de viață ca procent din durata totală de viață pe axa x, putem compara curbele de supraviețuire ale organismelor a căror durată de viață diferă semnificativ. Pe baza unor astfel de curbe, este posibil să se determine perioade în care o anumită specie este deosebit de vulnerabilă. Deoarece mortalitatea este supusă unor fluctuații mai puternice și depinde mai mult de factori mediu decât fertilitatea, joacă un rol major în reglarea mărimii populației.

Populații stabile, în creștere și în scădere. Populația se adaptează la condițiile de mediu în schimbare prin actualizarea și înlocuirea indivizilor, adică. procese de naștere (reînnoire) și declin (moarte), completate de procese de migrație.

ÎN populație stabilă Rata natalității și mortalității sunt apropiate și echilibrate. Ele pot fi variabile, dar densitatea populației diferă ușor de o anumită valoare medie. Gama speciilor nu crește, nici nu scade.

ÎN populație în creștere natalitatea depășește rata mortalității. Populațiile în creștere sunt caracterizate de izbucniri de reproducere în masă, în special la animalele mici ( lăcuste, gândaci de cartofi de Colorado, rozătoare, corbi, vrăbii; din plante – ambrozie, hogweed, păpădie).

Populațiile de animale mari cresc adesea în condiții protejate ( elan în Rezervația Naturală Magadan, Alaska, elefanți în parc national Kenya.) Când animalele devin supraaglomerate (de obicei coincide cu tinerele animale care ajung la maturitatea sexuală), începe migrația către zonele libere adiacente.

Dacă mortalitatea depășește rata natalității, atunci se ia în considerare o astfel de populație în declin eu. În mediul natural scade până la o anumită limită, iar apoi rata natalității (fertilitatea) crește din nou și populația trece de la scădere la creștere. Cel mai adesea, populațiile de specii nedorite cresc necontrolat, în timp ce populațiile de specii rare, relicte și valoroase, atât din punct de vedere economic, cât și din punct de vedere estetic, sunt în scădere.

1. Ce este o populație?

Răspuns. O populație este o unitate structurală a unei specii, o colecție de indivizi ai aceleiași specii care au un bazin genetic comun și ocupă un anumit teritoriu.

Populația oricărei specii este distribuită inegal în spațiu, în grupuri. De exemplu, urzica se găsește în raza sa doar în zonele umede, umbrite, cu soluri fertile. Albușurile de varză pot fi găsite acolo unde se cultivă varza - în grădini de legume și câmpuri. Așezările de cârtițe europene, pe care le observăm pe movile de pământ (dealuri), se găsesc pe marginile pădurilor și pe pajiști.

Habitatele potrivite pentru viața indivizilor speciei nu acoperă întreaga gamă, prin urmare, nu are rost să cauți, de exemplu, o aluniță într-o mlaștină sau albușul de varză în pădure.

Grupurile de indivizi din aceeași specie pot fi mari sau mici, există pentru o perioadă lungă de timp (pe durata de viață a sute de generații sau mai multe) sau pentru o perioadă scurtă de timp - doar în timpul vieții a două sau trei generații. Ca urmare a inundațiilor de primăvară a râurilor, se formează rezervoare temporare în care broaștele pot depune ouă, precum și se pot dezvolta larve de libelule și țânțari. Dar aceste mici grupuri de animale sunt sortite morții dacă sunt expuse la raze soare de vara iazul se va usca.

Mult mai importantă pentru evoluție este soarta unui grup de indivizi, care se păstrează stabil de-a lungul multor generații. De exemplu, populația unui lac mare, uneori în creștere sau scădere în număr, poate exista destul de mult timp. Astfel de grupuri de indivizi ale aceleiași specii, care există de mult timp într-o anumită parte a gamei sale, se numesc populații (din populația franceză - populația unui teritoriu).

O populație este un sistem supraorganism. În procesul de conviețuire, se formează legături naturale între indivizii dintr-o populație. Acest lucru este evident mai ales la populațiile de animale. În același timp, multe legături vizează reproducerea populației: indivizi de diferite sexe se găsesc prin miros, sunete, intră în relații conjugale, construiesc adăposturi, hrănesc tinerii și au grijă de urmași.

Metodele originale de îngrijire a puilor sunt cunoscute la unii amfibieni. Bărbatul râiș moașă își înfășoară ouăle pe picioarele din spate și stă cu ele aproximativ două săptămâni într-o groapă de pământ; apoi se deplasează la cel mai apropiat corp de apă pentru a se elibera de ouă. Femela broască pipa poartă ouă pe spate, în depresiuni deosebite ale pielii. Copepodele javane, care trăiesc pe copaci și tufișuri, în timpul depunerii, împreună cu ouăle, secretă un lichid mucos, care este biciuit într-o spumă groasă cu picioarele; După depunerea icrelor, femela formează cu picioarele ei un bulgăre în formă de ou din masa mucoasă, pe care presează strâns frunzele din apropiere. Puieții părăsesc cuibul deja sub formă de broaște mici.

2. Poate o specie să fie formată dintr-o singură populație?

Răspuns. Ele pot și există. Dar fără protecție umană, astfel de specii sunt condamnate. De exemplu, vulpea albastră, cerbul iranian sau condorul din California. Acest specii rare, supus protecției internaționale.

3. Care este rolul populațiilor în evoluție?

Răspuns. Rolul populațiilor este mare, deoarece aproape toate mutațiile apar în interiorul acesteia. Aceste mutații sunt asociate în principal cu populații izolate și cu grupuri de gene care diferă datorită izolării lor unele de altele. Materialul pentru evoluție este variabilitatea mutațională, care începe într-o populație și se termină cu formarea unei specii.

Întrebare după § 79

1. Bibanul, bibanul, carasul, stiuca si gandacul traiesc in acelasi lac. Lacul de acumulare vecin, izolat de primul, este locuit de biban, stiuca, stiuca, platica si gandac. Câte specii și câte populații locuiesc ambele corpuri de apă?

Răspuns. 10 populații 7 specii

2. Care sunt indicatorii demografici ai populațiilor? Cum să le folosești în afaceri?

Răspuns. Pentru a înțelege funcționarea acestui sistem complex, este foarte important să cunoaștem nu numai particularitățile biologiei anumitor tipuri de organisme, ci și cel mai important - lor. caracteristicile populației, în special, densitatea populației, numărul total de indivizi, rata de creștere, speranța de viață, numărul de descendenți produși. Aceste caracteristici, numite demografie a populației, sunt esențiale pentru a prezice posibilele schimbări care apar atât în ​​populațiile individuale, cât și într-o întreagă comunitate sau ecosistem.

Caracteristicile demografice, precum fertilitatea, mortalitatea, compoziția de vârstă (structura) și numărul de indivizi (abundența), caracterizează populația în ansamblu, reflectând viteza proceselor care au loc în ea. Un organism individual se naște, îmbătrânește și moare. În raport cu un individ, nu se poate vorbi despre fertilitate, mortalitate, structură de vârstă, numere - caracteristici care au sens doar la nivel de grup.

Ele sunt folosite pentru a prezice procesele de dezvoltare ulterioară, utilizare și restaurare.

3. Care este semnificația practică a studierii populațiilor? Dați exemple.

Răspuns. Studiul populațiilor este important pentru prezicerea schimbărilor care apar în ele și pentru reglarea lor. De exemplu, la recoltarea lemnului, este foarte important să se cunoască ritmul de refacere a pădurii pentru a planifica corect intensitatea tăierii. Situația este similară cu populațiile de animale care sunt folosite de oameni pentru a obține hrană sau materii prime pentru blană. Din punct de vedere medical și sanitar, studiul populațiilor de rozătoare mici - purtători ai agentului cauzal al unei boli periculoase pentru oameni - ciuma este practic semnificativ.

4. Ce proprietăți ale unei populații sunt determinate de caracteristicile compoziției sale de vârstă?

Răspuns. Structura de vârstă a unei populații este caracterizată de raportul dintre numărul sau biomasa indivizilor de diferite vârste. Acest raport se numește distribuția pe vârstă a populației, adică distribuția numerelor pe grupe de vârstă. Compoziția de vârstă a populației depinde de intensitatea mortalității organismelor și de mărimea natalității.

Chiar și în cadrul aceleiași populații, pot apărea schimbări semnificative în timp structura de vârstă. Astfel de schimbări, totuși, activează automat mecanisme care readuc populația la o anumită distribuție normală de vârstă caracteristică unei anumite populații.

Analiza structurii de vârstă face posibilă prezicerea mărimii populațiilor pentru un număr de generații și ani care urmează, care este folosit, de exemplu, pentru a evalua posibilitățile de pescuit, în vânătoare și în unele studii zoologice.

5. De ce sunt populațiile de diferite vârste mai puțin sensibile la schimbările bruște pe termen scurt ale condițiilor de reproducere?

Răspuns. Caracteristicile structurii de vârstă determină multe proprietăți ale populației ca sistem. O populație care include multe grupe de vârstă este mai puțin susceptibilă la influența factorilor care determină succesul reproductiv într-un anumit an. La urma urmei, chiar și condițiile de reproducere extrem de nefavorabile care pot duce la moartea completă a puilor dintr-un anumit an nu sunt catastrofale pentru o populație cu structură complexă, deoarece aceleași perechi de părinți participă de multe ori la reproducere.

La începutul sezonului au fost marcați 1000 de pești. În timpul pescuitului ulterior, au fost găsite 350 de etichete într-o captură totală de 5.000 de pești. Care era dimensiunea populației înainte de a începe pescuitul?

Răspuns. Problema se rezolva prin proportie

1000 marcate - x (dimensiunea populației)

350 etichetate - 5000 prinse

x= 1000*5000/350=14.285,7=14.286 pești

Răspuns: numărul înainte de începerea pescuitului este de 14.286 de pești

Termenul biologic „populație” a fost folosit pentru prima dată în 1903 de un biolog din Danemarca. Wilhelm Ludwig Johansen (1857 - 1927) pentru a desemna creșterea grupului a unei specii de plante.

Concept general

Ce este o populație? Ea (vechii latini spuneau: populus din engleza modernă populație – populație) este o colecție de reprezentanți un anumit tip de organism viu, o perioadă lungă de timp care trăiește sau crește pe unul spațiu teritorial, separat de indivizii altor grupuri similare în caracteristici similare.

Termenul este folosit în diverse domenii ale științelor naturii: ecologie, medicină, demografie.

Dacă luăm de exemplu, atunci în terminologia adecvată, conceptul este definită ca o comunitate de animale sau plante din aceeași specie, având un singur grup de gene(vom considera acest termen mai jos) capabil de auto-reproducere durabilă. În biologie, se referă la grupuri de organisme dintr-o anumită specie.

Cel mai simplu exemplu este populația umană de pe Pământ. Dacă luăm exemple din lumea animală: sika și cerbul roșu, maro și urs polar, cod și eglefin în mările bazinului Oceanului Arctic. Din lumea plantelor: diferite tipuri de pin și molid, aspen și tei, stejar și ulm.

Ce parametri caracterizează fiecare populație? Criteriile general acceptate sunt:

• habitat general (zonă);
• originea uniformă a unei comunități de organisme;
• izolarea relativă a unei anumite comunități de alte grupuri similare (așa-numitele bariere interpopulaționale);
• respectarea principiului panmixiei (încrucișarea liberă) în cadrul grupului, cu alte cuvinte, o probabilitate egală de a întâlni toate genotipurile existente în interval.

Tipuri de populație

Tipuri de organisme vii în faunei sălbatice mare mulţime. În primul rând, trebuie să subliniem două populații globale- animale și plante. Și definesc deja subspeciile unui anumit grup de organisme

În biologie, grupurile determinate geografic se disting structural, de exemplu, așezarea veverițelor în pădurile din regiunea Ulyanovsk. Animale grupate din aceeași subspecie (în cazul nostru, veverițe), care trăiesc într-un spațiu omogen din punct de vedere geografic. O astfel de zonă se numește habitat.

La rândul lor, populațiile geografice sunt împărțite în unele mai mici - ecologice (veverițe în pădurile de conifere și mixte ale unei singure zone), iar cele - în altele și mai mici - elementare sau locale (aceleași veverițe, dar în părți diferite ale aceleiași păduri).

În funcție de capacitatea de reproducere, există o împărțire în:

• Permanent, care nu necesită un aflux de indivizi din specia lor din exterior pentru a menține efectivele la nivelul necesar existenței depline.
• Semidependent, în care un anumit număr de indivizi asemănători vin din afară, dar și fără ei populația este capabilă să existe pentru o lungă perioadă de timp.
• Temporar, la acestea rata mortalității reprezentanților este mai mare decât rata natalității speciilor, iar existența este direct dependentă de afluxul de indivizi din exterior. Populațiile temporare se formează adesea în locuri cu o climă nefavorabilă și aprovizionare cu alimente instabile.

Atenţie! O populație este foarte asemănătoare cu un organism viu, ca biosistem are și o structură organizată care are o integritate proprie, un program genetic de auto-reproducere și mecanisme caracteristice speciale de autoreglare și adaptare.

Structura populației

Structura numărului predominant de așezări de specii existente este determinată de reprezentanții care le formează, iar plasarea acestora din urmă în habitat (amintind veverițele - număr totalși procentul de animale de sex diferit din pădure). Pentru a fi mai clar, să ne uităm la puncte.

Deci, structura populației este

Spațial - distribuția indivizilor în zona ocupată - câte veverițe aleargă și unde. Acesta, la rândul său, este împărțit în:

• Aleatoriu (dacă pădurea este aceeași pentru toate veverițele și sar în același mediu natural). În acest caz, sunt puține animale, nu formează „grupuri” și nu trăiesc înghesuite în apă.
• Uniformă. Se găsește în principal la animalele care trăiesc în condiții de competiție severă pentru resursele alimentare și habitate. Unele tipuri pești răpitori, păsările și mamiferele (urșii, de exemplu) își păzesc cu grijă terenurile de vânătoare și nu favorizează străinii pe ele.
• Grup. Cel mai comun în natură. Aici ne vom uita la exemplul plantelor. Unii copaci au fructe mari, grele (nuci, ghinde, platani etc.), care, cazand in apropierea copacului, germineaza imediat, formand grupuri. Și chiar și crinii din vale! Dar, ei datorează acest lucru metodei vegetative de reproducere (răspunsuri din rizomi). Aceste sunt cauzate caracteristicile de creștere faptul că condițiile de mediu din jur sunt eterogene, habitatele limitate, specia are calități biologice caracteristice și opțiuni de reproducere.

Sexualitate - raportul exemplarelor de diferite sexe (câte veverițe masculi și femele sunt în pădure).

Vârsta este cea mai de înțeles. Câți indivizi de diferite vârste. În orice specie și, uneori, în fiecare populație din cadrul unei specii, există rapoarte diferite ale grupelor de vârstă. De regulă, se disting următoarele vârste ecologice:

• pre-reproductive (organisme care nu au atins maturitatea sexuală);
• reproductivă (matură sexuală);
• post-reproductive (reprezentanți care și-au pierdut capacitatea de reproducere).

Pentru animale și plante, această structură are diferențe semnificative, dar acesta este un subiect separat de luat în considerare.

Structura genetică a populației datorită variabilităţii şi diversităţii genotipurilor(în general, diferența de culoare și dimensiune a veverițelor și variațiile acestora în timpul împerecherii cu descendenții ulterioare).

Structura ecologică constă în împărțirea unei specii în grupuri de reprezentanți individuali care interacționează în felul lor cu condițiile de mediu. Aici apar adesea populațiile locale. Ideea este că diferența dintre un tip și un grup separat de reprezentanți existent în condițiile speciale ale habitatului general este foarte condiționată.

În principiu, sistemul funcționează ca aproape orice sistem biologic.În consecință, se caracterizează prin: creștere, dezvoltare, supraviețuire în condiții de mediu în schimbare. Aceasta determină prezența anumitor parametri.

Populația de veverițe

Opțiuni

Majoritatea populațiilor existente se caracterizează prin: numărul, densitatea, rata natalității și rata mortalității. Toate aceste caracteristici sunt, de asemenea, strâns interconectate și interdependente.

Dimensiunea populației- numărul total de reprezentanți ai speciilor care trăiesc în teritoriu. Densitatea, respectiv, este numărul de indivizi dintr-o anumită specie pe unitatea de suprafață a zonei.

În multe grupuri mari, dimensiunea medie nu se schimbă mult în fiecare an datorită faptului că:

• aproximativ același număr de reprezentanți mor din cauze naturale;
• intensitatea reproducerii organismelor crește cu o densitate scăzută a populației, iar odată cu creșterea, scade în mod corespunzător;
• Condițiile naturale și factorii climatici în continuă schimbare creează obstacole în calea realizării ridicate a potențialului de reproducere.

Dar, chiar și cu o anumită stabilitate, dimensiunea populației este caracterizată de fluctuații. Principalele motive pentru aceste fluctuații asociate cu schimbări în condițiile de viață. Anume:

Aceste fluctuații periodice duc la modificări ale populației totale, care constau în următoarele fenomene:

• fertilitate;
• mortalitatea;
• imigrație (mișcare - aflux de indivizi din exterior);
• emigrarea (evacuarea reprezentanţilor speciei).

Acești factori sunt asociați cu așa-numitele valuri de populație.

Important! Valurile de populație sunt schimbări numerice bruște, semnificative.

Exemplu: o reducere a numărului de vulpi ca urmare a împușcării (un factor abiotic) duce la o creștere a populației de șoareci de câmp (voluri).

Populațiile sunt caracterizate prin numere, densități, natalitate și decese.

Bazinul de gene

Dar numărul efectiv este de o importanță deosebită - numărul de reprezentanți maturi sexual ai speciilor capabile să producă descendenți. Ei sunt cei care formează fondul genetic. Și acum să ne uităm la acest concept în mod specific.

Care este fondul genetic al unei populații(fondul genetic). Aceasta este totalitatea tuturor caracteristicilor (genelor) unei specii și a variațiilor acestora care sunt moștenite. Datorită genelor, veverițele din Siberia diferă de veverițele din Canada. Variațiile genelor (alele) determină capacitatea organismelor de a se adapta la caracteristicile mediului în continuă schimbare. Cu cât diversitatea genelor este mai mare, cu atât organismul este mai capabil să se adapteze la viață.

În biologie, există o populație ideală. Dar, este pur teoretic și este folosit pentru modelarea proceselor. Populația ideală poate fi definită ca o panmictică ipotetică (adică indivizii cărora au aceeași șansă de încrucișare), cu o populație în continuă creștere, care persistă de-a lungul generațiilor și este independentă de selecția naturală, factorii externi și mutațiile.

Care este rolul principal al conceptului pentru existența organismelor vii pe planetă? În ecologie este definită ca o unitate elementară a procesului microevoluție(modificări mici intraspecifice de gene de-a lungul mai multor generații, ducând la anumite modificări ale individului, atât externe, cât și interne), răspunzând la schimbarea factorilor de mediu prin restructurarea fondului genetic.

Funcționarea populației și dinamica populației în natură

Populația ca formă de existență a speciilor în natură

Concluzie

Pe baza celor de mai sus , Să rezumam. O populație este o colecție de reprezentanți ai aceleiași specii care trăiesc într-un teritoriu comun, încrucișându-se liber, deținând un singur grup de gene, având propria sa structură, caracteristici și parametri similari biosistemelor existente și este o unitate microevoluționară elementară.

Din punct de vedere ecologic, o populație se caracterizează printr-o dimensiune apreciată de teritoriul pe care îl ocupă (suprafața), numărul de indivizi, compoziția de vârstă și sex. Dimensiunea intervalului depind de razele activității individuale ale organismelor dintr-o anumită specie și caracteristici conditii naturale pe teritoriul relevant. Numărul de indivizi variază în populațiile de organisme de diferite specii. Deci, numărul de libelule leucorinii albifronsîn populația de pe unul dintre lacurile de lângă Moscova a ajuns la 30.000, în timp ce numărul melcilor de pământ Cepaea nemoralis a fost estimat la 1000 de exemplare. Există un număr minim la care o populație este capabilă să se mențină în timp. O reducere a numărului sub acest minim duce la dispariția populației.

Mărimea populației fluctuează constant, în funcție de schimbări situatie ecologica. Astfel, în toamna unui an cu condiții de hrănire favorabile, populația de iepuri sălbatici de pe una dintre insulele de pe coasta de sud-vest a Angliei era formată din 10.000 de indivizi.

După o iarnă rece, cu puțină hrană, numărul indivizilor a scăzut la 100. Structura de vârstă populațiile de organisme de diferite specii variază în funcție de speranța de viață, intensitatea reproducerii și vârsta la maturitatea sexuală. În funcție de tipul de organism, acesta poate fi mai mult sau mai puțin complex., populaţia conţine simultan pui de curent anul nașterii, animale tinere crescute din anul anterior de naștere, mature sexual, dar, de regulă, animale nereproducătoare în vârstă de 2-3 ani, indivizi adulți reproducători în vârstă de 4-20 de ani. Pe de altă parte, la scorpie Sorex primăvara se nasc 1-2 pui, după care adulții se sting, astfel încât toamna întreaga populație este formată din animale tinere imature.

Compoziția sexuală populațiile este determinată de mecanisme fixate evolutiv pentru formarea raportului sexual primar (în momentul concepției), secundar (în momentul nașterii) și terțiar (la vârsta adultă).

Ca exemplu, luați în considerare schimbarea compoziției pe sexe a populației umane. La naștere este de 106 băieți la 100 de fete, la 16-18 ani se stabilizează, la 50 de ani este de 85 de bărbați la 100 de femei, iar la 80 de ani este de 50 de bărbați la 100 de femei. .

Caracteristicile genetice ale populației

Din punct de vedere genetic, o populație este caracterizată prin fondul său de gene (grupul de alele). Este reprezentată de un set de alele care formează genotipurile organismelor dintr-o populație dată. Grupurile de gene ale populațiilor naturale se disting prin diversitatea ereditară (eterogenitate genetică sau polimorfism), unitatea genetică și echilibrul dinamic al proporției de indivizi cu genotipuri diferite. Diversitatea ereditară constă în prezenţa în grupul de gene a diferitelor alele ale genelor individuale în acelaşi timp. Este creat în primul rând printr-un proces de mutație. Mutațiile, fiind de obicei recesive și neafectând fenotipurile organismelor heterozigote, sunt păstrate în bazinele genetice ale populațiilor într-o stare ascunsă selecției naturale.

Pe măsură ce se acumulează, se formează populația este determinată de un nivel suficient de panmixie. În condiții de selecție aleatorie a indivizilor încrucișați, sursa alelelor pentru genotipurile organismelor din generațiile succesive este întregul bazin genetic al populației. Unitatea genetică se manifestă și în variabilitatea genotipică generală a populației la schimbarea condițiilor de viață, ceea ce determină atât supraviețuirea speciei, cât și formarea de noi specii.