Популяции

Популяция - исторически сложившаяся совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида , длительное время обитающая на части ареала , относительно обособленно от других таких же совокупностей ( способная к самовоспроизведению территориальная группировка особей одного вида ) .

2. определение относится только к двуполым перекрёстно оплодотворяющимся особям.

3. популяция - основная структурная , репродуктивная и эволюционная единица вида ( предмет изучения генетики , экологии , эволюционной теории )

4. формируется исторически в определённых экологических условиях

Виды популяций

1. Панмиктические - состоят из особей , размножающихся половым путём , перекрёстно оплодотворяющихся.

2. Клониальные - из особей , размножающихся только бесполым путём .

3. Клониально-панмиктические - половое размножение сочетается с бесполым .

4. Перманентные - устойчивые в пространстве и времени , способные к неограниченно длительному самовоспроизведению ( элементарная единица эволюции ) .

5. Темпоральные - неустойчивые , неспособные к длительному самовоспроизведению .

6. Географические - занимают обширные пространства , имеют небольшую степень миграции ( обмена ) с аналогичными популяциями .

7. Экологические - пространственные группировки , слабо изолированные друг от друга с высокой степенью миграции ( обмена особями ) .

8. Элементарные ( самого мелкого ранга ) - элементарная группировка особей , характеризующейся полной панмиксией .

9. Идеальная ( менделевская ) - модельная , не испытывающая действия элементарных эволюционных факторов .

Элементы экологической определённости популяций ( экологическая характеристика )

I . Популяционный ареал ( пространственная структура ) - территория ( акватория у водных ) , которую занимает данная популяция .

• размеры зависят от :

1. радиуса индивидуальной активности - территории , необходимой для жизненного обеспечения одной особи ( питания и размножения )

• у растений - расстояние распространения пыльцы , семян , вегетативных органов .

• у животных - от их размера и подвижности : улитка - 10м. , ондатра - 300м. , северный олень - 100км. , тигр - 200км.

2. оптимальности природных условий ( абиотических и биотических )

3. географических преград ( суша , водоемы , горы и т.д.

4. возможности свободного скрещивания

5. деятельности человека

• По характеру использования ареала различают кочевые и оседлые виды .

• Меняется в связи с сезонами года , миграциями , территориальными экспансиями

II. Численность популяции (поголовье) - общее число особей данной популяции

• поддерживается на относительно постоянном уровне (саморегулируется в пределах биогеоценоза ) , колеблется циклически

• не может быть снижена ниже критической (500 особей - для крупных млекопитающих , 50000 - для членистоногих) т.к. в этом случае смертность будет превышать рождаемость и выживаемость (ведёт к вымиранию)

• возможны резкие изменения численности (популяционные волны) , которые сильно

• изменяют генетическую структуру популяции

• на практике общую численность популяции определить невозможно.

• определяют по плотности популяции (экстраполируют на популяционный ареал )

Плотность популяции - число особей на единицу площади ареала популяции.

• зависит от возрастного и полового состава популяции , рождаемости , смертности , выживаемости , экологических факторов и т. д.

III. Динамика численности .

Биотический потенциал - способность популяции к увеличению численности за единицу времени.

• у крупных млекопитающих мал - максимально до 1, 1 раза при оптимальных условиях , у насекомых и низших ракообразных - очень велик - до 10 - 10 000 раз в год .

Экспотенциальный рост численности - рост численности популяции в геометрической прогрессии при отсутствии лимитирующих факторов .

• является потенциально неограниченным , до 10ⁿ

• не реализуется в природных условиях

• может наблюдаться в реальных условиях или эксперименте в течение короткого времени ( при избытке жизненных ресурсов в оптимальных условиях внешней среды - лабораторные популяции микроорганизмов , вспышках численности саранчи , непарного шелкопряда , при вселении в новую местность - кролики в Австралии и т. д. ) - графически выражается кривой ( экспонентой )

Рост численности популяции при ограниченных ресурсах .

2. определяется ёмкостью среды

Ёмкость среды - предельная плотность популяции , достижимая в данных условиях ( способна к саморегуляции колеблется около среднего , безвредного для биоценоза уровня )

2. с увеличением плотности популяции рост численности замедляется ( при достижении предельной плотности - прекращается

3. при превышении ёмкости среды - истощение ресурсов , возрастание смертности , снижение рождаемости и снижение плотности популяции до ёмкости среды ( саморегуляция из-за усиления давления хищников , паразитов , эпизоотий , истощения жизненных ресурсов и т. д. )

4. при плотности популяции равной ёмкости среды - скорость потребления ресурсов равна скорости их возобновления .

IV. Возрастной состав популяции ( возрастная структура ) - соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяции .

2. зависит от :

1. времени наступления половой зрелости

2. типа и интенсивности размножения

3. длительности репродуктивного периода

4. смертности в разных возрастных группах

2. различают 3 возрастных группы:

предрепродуктивная -особи ещё не способные к размножению

репродуктивная -особи способные к размножению

пострепродуктивная - особи уже не способные к размножению

2. различают:

абсолютный возрастной состав - численность определённых возрастов в момент времени

относительный - доля ( % ) особей данной возрастной группы к общей численности популяции

2. возрастной состав популяции может меняться со временем

V. Половой состав популяции ( половая структура ) - соотношение полов в популяции .

• свойственна только популяциям раздельнополых организмов

• теоретически должно быть одинаковым ( 50% О и 50% О ) , фактически этого никогда не наблюдается из-за : а) разной выживаемости полов

б) способа размножения ( партеногенез , андрогенез , апомиксис , бесполое и т.д.)

в) генетических особенностей вида ( количества половых хромосом и условий их проявления )

• имеет адаптивное значение и вырабатывается в процессе эволюции

VI. Рождаемость - свойство популяции увеличивать свою численность

• различают :

а) максимальную -потенциально возможную при отсутствии лимитирующих ( ограничивающих ) факторов среды ( экспотенциальный рост численности , никогда не реализуется )

б) фактическую - реальную в условиях действия ограничивающих факторов среды.

• Различают :

а) абсолютную - общее число особей , родившихся в популяции за единицу времени

б) относительную (удельную) - число родившихся особей на единицу численности за единицу времени ( например - число потомков , родившихся за год на тысячу особей популяции)

V. Смертность - свойство популяции уменьшать свою численность за счёт гибели особей ( уменьшение численности возможно за счёт миграции )

2. различают:

минимальную ( теоретическую ) - связана только с окончанием продолжительности жизни

фактическую ( реальную ) - связана со всей совокупностью причин , влияющих на численность .

2. различают :

абсолютную - число особей , умерших за единицу времени

относительную - выражается в доле ( %) умерших к общей численности популяции .

VII . Выживаемость - число особей ( в процентах ) , сохранившихся в популяции за определённый промежуток времени .

• обуславливается , в основном , рождаемостью , смертностью в ранний период жизни , старением , условиями внешней среды .

2. различают :

абсолютную выживаемость - число выживших за единицу времени

удельную ( относительную ) - количество выживших к численности популяции за единицу времени

VIII . Этологическая структура - система взаимоотношений между членами популяции ( изучает наука - этология ) .

• формы совместного сосуществования :

- одиночный образ жизни ( особи независимы и обособлены , соединяются для размножения ) .

- семейный образ жизни ( семьи отцовского , материнского и смешанного типов)

- стадо - длительное - постоянное объединение животных на основе иерархии ( копытные )

- стаи - временное объединение животных ( рыб , птиц )

- колонии - групповое поселение оседлых животных на время размножения или на длительный период .

IX . Экологические стратегии - специфический комплекс адаптаций , направленных на повышение выживания и размножения популяции ( темпы роста особей, время созревания , плодовитость , смертность , конкурентоспособность и т .д . )

2. различают два крайних типа : r- и K- стратегии ( r- и K- популяции )

3. определяют особенности естественного отбора ( r - и К - отбор )

r – популяции

К – популяции

высокая плодовитость высокая скорость размножения высокая скорость онтогенеза (небольшая продолжительность жизни ) мелкий размер особей отсутствие заботы о потомстве занимают обширные территории быстро расселяются малоустойчивы к действию неблагоприятных факторов слабая конкурентоспособность обитают в нестабильных биотопах (например - пересыхающие лужи ) никогда не доминируют в сообществах смертность не связана с плотностью. и индивидуальными особенностями

низкая плодовитость низкая скорость размножения низкая скорость онтогенеза ( большая продолжительность жизни ) крупный размер особей забота о потомстве развита в разной степени более локальны медленно расселяются более устойчивы к факторам среды высокая конкурентоспособность обитают в стабильных биотопах преобладают в сообществах ( виды - доминанты , виды - эдификаторы ) смертность связана с плотностью популяции ( ёмкостью среды )

примерами видов с r - стратегией могут быть популяции простейших животных , низших ракообразных , некоторых червей .

К - стратегия характерна для птиц , млекопитающих .

• в одном биотопе могут сосуществовать виды с r- и К- стратегией .

• в природе в чистом виде крайние типы экологических стратегий не встречаются , много переходных типов