Фенотип вида
Фенотип вида определяет окружающая их среда. По определению В. И. Вернадского
«… жизнь развивается в результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и населяющих ее организмов».
Водная среда отличается от атмосферы высокой плотностью, большой скоростью распространения механических колебаний и хорошей электропроводностью. Поэтому водные животные отличаются от сухопутных обтекаемой формой тела и специфическими органами чувств.
Для суши характерно большая амплитуда изменения температуры, высокое содержание кислорода и т.д. Все это приводит к развитию таких органов чувств как зрение, слух.
Промежуточное положение почв между водной и наземно-воздушной средами способствует тому, что для некоторых почвенных организмов характерен как водный, так и воздушный тип дыхания.
Паразиты и симбионты, как правило, получают питательные вещества в доступной форме. Поэтому у них наблюдается упрощение органов пищеварения. Стратегия их выживания направлена на формирование защитных механизмов, обеспечивающих существование в агрессивной среде организма.
2.3. Популяция
Популяция имеет сложную структуру и неоднородна. Внутри нее можно выделить более или менее устойчивые небольшие группировки по родственному или возрастному признаку. Члены сообщества конкурируют друг с другом за ресурсы, право продолжения рода, таким образом, формируя определенную структуру популяции (численность, возрастной состав и т.п.). Вместе с тем, объединение в популяцию дает членам сообщества определенные преимущества при выращивании потомства, поисках пищи, защите от врагов и т.д.
Особенно важно, что внутри популяции происходит постепенная эволюция вида. В свою очередь популяция воздействует на окружающую среду и, в частности, влияет на другие виды.
Устойчивость популяций. В экологии понятие "устойчивость" означает способность адаптироваться к окружающей среде. Принципиальное отличие понятий устойчивость и стабильность в том, что стабильность предполагает способность сохранить свои свойства, несмотря на внешние воздействия, а устойчивость подразумевает способность адаптироваться к условиям среды, в том числе, путем эволюции популяции.
Важнейшим условием устойчивости популяции является ее оптимальная численность или плотность, возрастная структура и способность быстро восстановиться после катастрофических событий. Малочисленный вид с продолжительным циклом размножения может исчезнуть после катастрофических событий, таких как засуха, эпидемия и многое другое.
Прогрессия размножения позволяет поддерживать численность на высоком уровне. При неограниченных ресурсах численность популяции растет по экспоненте (рис. 6, кривая 1). В естественных условиях ее рост ограничен внутрипопуляционными и межвидовыми механизмами, а также природными ресурсами (рис. 6. кривая 2).
Рис. 6. Динамика изменения числа особей в популяции (N) во времени (t)
1 – факторы, ограничивающих рост отсутствуют; 2 – в естественных условиях.
Факторы, ограничивающие рост численности разнообразны. Это может быть недостаток пищи, рост заболеваемости, обострение межвидовых отношений (паразит – хозяин и хищник – жертва) и многое другое. В результате увеличивается смертность, меняется возрастная структура и популяция сокращается.
Оптимальная плотность и структура популяции не гарантируют ее устойчивость при изменении условий обитания. Для этого вид должен меняться, адаптируясь к новым условиям. Как это происходит?
Популяция и эволюция вида. Ч. Дарвин объяснил эволюцию видов действием трех великих законов Природы:
наследственность – необходимое условие для воспроизведения организмов;
изменчивость – обязательное условие для развития форм жизни, лучше приспособленных к новым условиям;
прогрессия размножения – быстрое увеличение численности вида в благоприятных условиях. Следствиями являются обострение конкуренции и естественный отбор наиболее жизнеспособных форм, а также быстрое возрождение популяции в случае эпидемий и других катастрофических событий.
Изменение вида происходит следующим образом. Лучше приспособившиеся к условиям обитания особи имеют преимущество при передаче генетического кода последующим поколениям. Если условия обитания изменятся, доминанты могут утратить преимущество, а поэтому их доля в популяции уменьшиться. В новых условиях начинают доминировать другие особи, и произойдет эволюция популяции.
Теория Ч.Дарвина не могла объяснить ни высокой скорости изменений популяции, ни возникновение качественно новых признаков. Ответ на эти вопросы был дан генетиками.
Любой популяции присуще:
генетическое единство особей – необходимое условие для продолжения вида;
генетическая неоднородность – необходимое условие для эволюции вида при изменении условий обитания.
В последовательном ряду потомков неизбежно накапливаются случайные изменения наследственной программы (мутации). Большая их часть ведет к деградации особи, а потому передача негативных признаков потомкам мала. Часть может оказаться полезной и закрепиться у последующих поколений. Накапливающиеся со временем генетические изменения обеспечивают эволюцию вида и его адаптацию к новой обстановке.