45. Проблемы сохранения генетического разнообразия.

Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как аллели. Аллели гена могут по-разному влиять на развитие и физиологию особи.

Генетическое разнообразие популяции определяется как числом генов с более, чем одним аллелями, так и числом аллелей каждого полиморфного гена. Существование полиморфного гена приводит к появлению в популяции гетерозиготных особей, получающих от родителей различные аллели генов. Генетическая вариабельность позволяет видам адаптироваться к изменениям окружающей среды, например к повышению температуры, или к вспышке нового заболевания. Редкие виды имеют меньшее генетическое разнообразие, чем широко распространенные, и соответственно они более подвержены угрозе вымирания при изменении условий внешней среды.

Потеря генетического разнообразия.

Генетическое разнообразие очень важно для обеспечения способности популяций адаптироваться к изменениям окружающей среды. Только особи с определенными аллелями или их комбинацией могут обладать качествами, необходимыми для выживания и воспроизводства в новых условиях. Аллели в популяциях бывают очень частые и очень редкие. Чем меньше популяция, тем больше вероятность случайной потери редко встречающегося аллеля в последующем поколении.

H=1-1/(2N_e),

где H доля гетерозиготности, которая остается в следующем поколении, N_e –количество размножающихся взрослых особей.

Согласно этому уравнению, популяция из 50 особей в следующем поколении из-за утраты редких аллелей сохранит 99% исходной гетерозиготности, а через 10 поколений -90%. Однако популяция из 10 особей через поколение сохранит только 95% исходной гетерозиготности, а через 10 поколений – 60% !

Из этой формулы видно, что значительные потери генетического разнообразия могут происходить в малых популяциях. Однако миграция особей между популяциями и регулярная мутация генов приводят к увеличению генетической изменчивости внутри популяции и уравновешивают влияние генетического дрейфа.

Эффективный размер популяции

Количество особей, необходимое для поддержания генетического разнообразия популяции.

Правило 50/500

Изолированным популяциям необходима численность минимум 50 особей для поддержания генетической изменчивости, а предпочтительней – 500.

Однако не все особи в популяции участвуют в размножении по разным причинам. Поэтому вводится понятие эффективной популяции, т.е. той ее части, которая реально размножается. (Ne). Многочисленные данные показывают, что минимальный размер эффективной популяции равен 11%. Если ниже – то существует реальная угроза потери генетической изменчивости и вымирания.

66. Биологическая продуктивность и устойчивость экосистем

Первичная продукция экосистемы – органическое вещество, создаваемое продуцентами в процессе фотосинтеза или хемосинтеза.

Валовая первичная продукция – суммарное органического вещество, произведенное продуцентами в результате фотосинтеза

Чистая первичная продукция - Валовая первичная продукция за минусом органического вещества, потраченного на клеточное дыхание (для получения энергии, необходимой для синтеза высокомолекулярных органических веществ в клетках - белков, аминокислот, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов).

Вторичная продукция – органическое вещество, произведенное консументами (животными организмами).

Чистая первичная продукция в среднем в год по основным типам экосистем в г *м² в год:

1. Заросли водорослей и рифы 2 500

2. Влажные тропические леса 2 200

3. Вечнозеленые леса умеренного пояса 1300

4. Листопадные леса умеренного пояса 1 200

5. Тропические сезонно-зеленые леса 1 600

6. Тайга 800

7. Степь 600

8. Болота 2 000

9. Реки и озера 250

10. Континентальный шельф 360

11. Открытый океан 125

12. Эстуарии 1 500

13. Культивируемые земли 650

Терминальные, или климаксные экосистемы, являются устойчивыми к внешним возмущениям системами. Для таких экосистем характерно:

1. Чистая продукция (урожай) - низкая

2. Отношение валовой продукции к дыханию (P/R) приблизительно равно 1 (для развивающихся экосистем – больше или меньше 1)

3. Отношение P/B (отношение валовой продукции к биомассе) - низкое

1Гомоморфизм «сохраняет» все определённые на исходной системе свойства и отношения, но это отображение, вообще говоря, однозначно лишь в одну сторону: образы некоторых элементов «оригинала» в Модели оказываются «склеенными»