Популяционная экология. Популяционный подход

1. Определение понятий «биологический вид», «популяция» и «ареал».

2. Иерархическая структура популяций. Расселение организма и межпопуляционные связи.

3. Популяция как элемент экосистемы.

4. Классификация популяций.

5. Количественные и статические характеристики популяции.

6. Конкуренция как механизм возникновения экологического разнообразия.

7. Отношения типа хищник – жертва.

1. Определение понятий «биологический вид», «популяция» и «ареал»

Любой вид приспосабливается к постоянно изменяющимся условиям существования и утверждает себя во внешней, часто неблагоприятной среде не индивидуально и даже не как простая сумма особей, а в форме определенных и своеобразных группировок организмов. Последние представляют собой единое функциональное целое - популяцию.

По определению академика С.С. Шварца (1980), популяция - это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Популяция обладает общим генофондом и занимает определенную территорию. Важно подчеркнуть, что с позиций современной экологии популяцию рассматривают как элементарную единицу процесса микроэволюции, поскольку она обладает уникальным и важнейшим для поддержания жизни вида в течение длительного периода качеством - способностью к перестройке своего генофонда в ответ на изменение экологических факторов среды обитания.

Элементарная (локальная) популяция является совокупностью особей того или иного вида (например, белки), которая занимает какой - то небольшой участок однородной по условиям обитания площади. Совокупность элементарных популяций формирует более крупную экологическую популяцию.

Биологический вид - это сложная биологическая система, которая состоит из группировок организмов - популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения. Популяция является генетической единицей вида: ее изменения обусловливают эволюцию данного вида.

Ареал - область распространения, или пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности. Ареал может быть сплошным или разорванным, если между его частями возникают различные географические преграды или пространства, не заселенные представителями данного вида.

По величине ареала и характеру распространения различают космополитов, убиквистов и эндемиков. Космополиты - виды растений и животных, которые встречаются на большей части обитаемой планеты - комнатная муха, серая крыса и др. Убиквисты - виды растений и животных с широкой экологической валентностью, способные существовать в разнообразных условиях среды - тростник обыкновенный, волк и др. Эндемики - виды растений и животных, которые имеют ограниченные ареалы - на островах, в горах, изолированных водоемах

2. Место популяции в общей структуре биологических систем

Живые организмы, населяющие Землю, не разбросаны хаотично по ее поверхности, а организованы в определенные развивающиеся группы. Эти группы составляют уровни организации живого, или структурные уровни. Таким образом, жизнь - сложная иерархическая система, в которой элементы низшего уровня организации служат составными частями для структур более высокого уровня.

В настоящее время имеется множество схем, отражающих иерархическую соподчиненность уровней живого. Еще сравнительно недавно высшим уровнем организации живого считался организменный уровень, рассматривающий организм как наиболее целостный и самостоятельный элемент организации живого. Прогресс биологических наук заставил пересмотреть эту точку зрения. Успехи молекулярной биологии, с одной стороны, и экологии - с другой, способствовали выявлению более сложной иерархии уровней. Вопрос этот до конца еще не решен, поскольку разные авторы называют неодинаковое число уровней.

Чаще всего выделяют до десяти уровней организации живой материи: молекулярно - генетический, органоидный, клеточный, тканевый, органный, организменный, популяционно - видовой, биоценотический, экосистемный (биогеоценотический) и биосферный.

Уровни организации живой материи вслед за организменным объединяются в структуры, называемые надорганизменными уровнями. К ним принадлежат популяции, биоценозы, экосистемы (биогеоценозы) и биосфера Земли в целом.

Организменный уровень (особь, организм) характеризуется огромным количеством функций. Главнейшей из них является размножение - воссоздание себе подобных. Сущность данной функции состоит в насыщении пространства живой материей, воспроизводстве жизненного субстрата, беспрерывном процессе синтеза и деструкции, обеспечении круговорота и усложнения биосферы.

Первый надорганизменный уровень организации живого - популяция. Основная функция популяционного уровня организации - формирование на определенной территории такого населения вида, который по структуре и жизненным особенностям наиболее соответствует среде обитания. Популяция здесь выступает как форма существования вида и функционирует как система, обеспечивающая устойчивое выживание и воспроизведение вида в данных конкретных условиях.

Отличительная особенность организации живого на Земле состоит в том, что все функциональные единицы структурных уровней находятся в иерархическом соподчинении. Это означает, что меньшие подсистемы составляют большие системы, а те, в свою очередь, являются подсистемами более крупных систем. Например, клетка - составная часть живой ткани, последняя включается в систему органа, из органов состоит организм (особь), организмы одного вида составляют популяцию и т.д. По мере усложнения уровня организации подсистем системы, их включающие, усложняются и увеличиваются. Причем в одних случаях системы и их подсистемы оказываются относительно независимыми образованиями (например, особь в популяции), в других случаях эта самостоятельность намного меньше (орган в организме, клетка в живой ткани).

Таким образом, экология изучает различные уровни организации жизни: организменный и надорганизменные - от популяционно - видового до биосферного.