Тема 4 Экология популяций. Популяционный подход

Цель- показать роль и значение популяции в природе.

План лекции

1. Определение популяции

2. Место популяции в общей структуре биологических систем

3. Характеристики популяции

4. Динамика популяций

5. Взаимодействия между популяциями

6. Конкуренция как механизм возникновения экологического разнообразия

4.7. Отношения типа хищник — жертва

4.1. Определение популяции

Каждый вид организмов существует в природе в виде слож­ного комплекса внутривидовых групп. Эти группы объединяют особи со специфическими чертами строения, физиологии и по­ведения. Таким внутривидовым объединением особей является популяция. Термин «популяция» заимствован из демографии, где он обозначает народ, население (от лат. Populus ). Впервые он был предложен датским ученым В. Иогансеном в 1903г. Под по­пуляцией Иогансен понимал «естественную смесь особей одного и того же вида, неоднородных в генетическом отношении». Позже термин «популяция» стал применяться в экологии для обозначения населения вида, занимающего определенную тер­риторию.

Хотя термин «популяция» получил широкое распространение в первой половине XX в., корни этого понятия обнаруживаются еще в древних литературных источниках. В трудах Аристотеля можно найти указания на связи между организмами, на сожи­тельства животных и формы группировок. Он выделял группы животных кочевых и оседлых, ведущих одиночный и групповой образ жизни. «Отец ботаники» Теофраст описывал естественные сообщества растений как совокупность видов, приуроченных к определенным ландшафтам.

В современной экологии популяция определяется как сово­купность особей одного вида, проживающих длительное время на определенной территории, свободно скрещивающихся, даю­щих плодовитое потомство и относительно обособленных от других совокупностей особей этого же вида.

В некоторых случаях можно получить потомство от разных видов, и тогда может показаться, что определение популяции не­точно, т.е. мы имеем совокупность особей двух видов. Однако следует учитывать тот факт, что потомство от такого скрещивания бесплодно. Примером могут служить гибриды кобылицы и осла — мул, ослицы и лошади — лошак. Эти выносливые жи­вотные не могут дать потомство, поэтому лошади и ослы отно­сятся к разным популяциям.

Жизнь и функционирование популяций — достаточно слож­ный процесс. Дело в том, что популяция — не просто сумма от­дельных особей. Взаимодействия организмов в популяции при­водят к тому, что у нее появляются собственные свойства, отличные от свойств отдельных особей. Природная популяция всегда представляет собой единство.

Под влиянием различных факторов численность популяции, ее возрастной состав и область распространения могут значи­тельно изменяться во времени. Часто эти изменения приводят к неблагоприятным последствиям. Например, вспышки численно­сти насекомых-вредителей могут наносить большой урон сель­скому хозяйству. И наоборот, ущерб может быть обусловлен снижением численности организмов, используемых человеком для своих нужд (промысловых рыб, охотничьих и других видов животных, растений).

Изучение жизни отдельных популяций, выяснение причин их изменений определяют популяционный подход в экологии.

Используя популяционный подход, выявляют факторы, влияющие на распространение и рост численности отдельных популяций. Ученые, занимающиеся экологией популяций, ищут ответы на такие вопросы: почему именно эти организмы в дан­ный момент встречаются в этом, а не другом месте? Почему их численность и плотность выражаются данными цифрами, а если они меняются во времени, то почему именно так, а не иначе?

Популяционный подход дает возможность исследовать эко­логию отдельных видов. Зачастую это виды, имеющие важное хозяйственное значение для человека. Однако это могут быть и нуждающиеся в охране виды, вредители сельского и лесного хозяйства, объекты промысла, уменьшающие свою численность, переносчики опасных заболеваний и т.д.

Популяция — элементарная форма существования вида. Благодаря разобщенности популяций на определенной террито­рии вид приспособлен к существованию в разнообразных усло­виях среды.

В наиболее общем виде популяцию можно определить как группу организмов одного вида, обитающих совместно на от­дельной территории и обладающих общими свойствами. Исходя из такого определения популяцией можно назвать всех дроздов, живущих в конкретном лесном массиве, всех дафний, населяю­щих отдельный водоем, всех мучных жуков, живущих в одной банке. К общим свойствам, объединяющим все эти организмы в особую систему, следует отнести прежде всего их общее родство (генетическое родство организмов, составляющих популяцию) и обитание в сходных условиях.

В некоторых случаях на одной территории могут существо­вать независимые друг от друга (частично или полностью) груп­пировки видов, образующие экологические формы. Такими формами могут быть, например, сезонные фазы развития вида.

Среди множества видов живых организмов есть такие, кото­рые в течение длительного времени держатся на одной террито­рии, сохраняя более или менее постоянную численность. Другим видам свойственны существенные колебания численности, не­редко сопровождаемые значительными изменениями площади занимаемой территории. Классическим примером могут служить некоторые саранчовые, образующие мигрирующую «стадную» фазу и дающие вспышки численности. У обитающей в Африке красной саранчи в период образования «стадной» фазы область распространения увеличивается в тысячи раз по сравнению с той областью, где она живет постоянно.

Трудно определить место действительного проживания пе­релетных птиц. Так, европейские белые аисты лето проводят в средних широтах, а с наступлением холодов отправляются за 13 000км на зимовку в Южную Африку. В связи с этим некото­рые ученые упростили определение популяции: популяция — это группа особей данного вида, встречающаяся в определенном биотопе (месте обитания) и объединенная экологическим и ге­нетическим взаимодействием.