Популяція як біологічна система - Демоцен

Популяція — сукупність особин одного виду, які відтворюють себе протягом великої кількості поколінь, тривалий час займають певну територію, можуть обмінюватись генетичною інформацією і функціонують як частина біоценозу.

Популяція – одиниця еволюції

Структура популяцій :

1. Групові особливості- чисельність, щільність. народжуваність. смертність, запас біомаси , приріст, темп росту.

1. Чисельність - це загальна кількість особин на окремій території.

2. Щільність — середня кількість особин на одиницю площі або об'єму.

Приклад: 500 дерев на 1 га; 200 риб на 1 га поверхні водоймища; 5 млн діатомових водоростей на 1 м*.

3. Народжуваність — кількість нових особин, які з'явилися за одиницю часу.

Питома народжуваність — кількість особин, що народились у популяції за одиницю часу в перерахунку на одну особину.

4. Смертність — кількість особин, що загинули в популяції за одиницю часу. Питома смертність — кількість загиблих особин популяції за одиницю часу

в перерахунку на одну особину.

Теоретичний максимум нащадків від однієї пари або однієї особини за одиницю часу називають біотичним потенціалом. Це поняття було введено в екологію Р. Чепменом у 1928 р. Найчастіше його виражають коефіцієнтом r і обчислюють як максимально можливий приріст популяції ∆N за відрізок часу ∆t, віднесений до однієї особини, за початкової чисельності популяції Nо.

r =∆N/No∆t

де ∆N — максимально можливий приріст популяції; No — початкове число особин у популяції;

∆t — відрізок часу;

г — біотичний потенціал.

2. Внутрішньопопуляційна структура – генетична структура, статева структура

.Етологічна структура популяцій - це система відносин між членами однієї популяції.

Екологічна структура популяції - це відношення особин однієї популяції до різних екологічних факторів.

Концепція мінімального розміру популяцій

Віталітет - показник жит­тєвого стану особи, що забезпечує реалізацію генетичне обумовленої програми росту і

Піраміди віку:

1. Піраміда з широкою основою — високий відсоток молодих особин. (Інвазійні)Така піраміда характерна для популяцій зі швидким ростом.

2. Піраміда з середньою основою — середній відсоток молодих особин.(Стабільні або нормальні)

3. Піраміда з вузькою основою — старі особини чисельно переважають над молодняком. Характерна для популяцій, чисельність яких зменшується.(Регресивні)

Флуктуації - коливання чисельності особин в популяціях, що є типовими для багатьох рослин та тварин, називаються.

Стрес — це неспецифічна нейрогормональна реакція живого організму на будь-який сильний вплив.

Міграції — переміщення тварин на значну відстань. Наприклад: птахи розмножуються на арктичному узбережжі Канади, а потім відлітають на північ Патагонії, що складає 40 000 км в обидва кінці. Серед риб міграції на великі відстані спостерігають у лососевих, вугрів.

Нашестя — нерегулярне, спорадичне переміщення за рахунок молодих особин у роки спалаху чисельності або недостатньої кількості їжі.

Розселювальна дисперсія — регулярне розселення молодняку, що призводить до поповнення сусідніх і створення нових популяцій

Коливання чисельності особин в популяціях, що є типовими для багатьох рослин та тварин, називаються флуктуаціями. Загальний хід зміни чисельності особин в популяції визначається рівнянням:

Nt+l=Nt + B-D + I-E,

де N — чисельність особин в популяції, В — народжуваність, D — смертність, І — імміграція, Е — еміграція, t — час.

Криві j-подібного росту популяції описуються рівнянням:

(рівнянням Т.Мальтуса)

У цьому випадку при позитивних значеннях популяція зростає експоненційно, а при від'ємному значенні — кількість особин в ній зменшується.

При S-подібній, або сигмоїдній кривій ріст популяції спочатку збільшується повільно, потім іде по експоненті, а далі під впливом довкілля уповільнюється, досягається рівновага, яка й зберігається

Сигмоїдна, або S-подібна крива описується рівнянням Ферхульста—Пірла:

dN_ ₌ rN(K-N )

dt К

де N — чисельність особин в популяції,

dN/dt — швидкість зміни чисельності особин в популяції у часі;

г — природжена швидкість росту популяції, що визначається біологічними особливостями виду. Високі значення г вказують на високу швидкість розмноження; К — ємність середовища по відношенню до даної популяції, вона чисельно може бути рівною максимально можливому в даних умовах числу особин у популяції

Існує три типи кривих виживання, які можуть бути побудовані в арифметичній або напівлогарифмічній шкалі (рис. 2).

1. Крива виживання типу І відображає ситуацію, за якої смертність до певного віку дуже низька, а потім швидко зростає (характерна для більшості ссавців, людини). У напівлогарифмічному масштабі має вигляд дуже випуклої кривої

2 Крива виживання типу її характеризується відносно постійною для різного віку імовірністю смертності за одиницю часу. Наприклад, у прісноводної гідри коефіцієнт смертності залишається протягом усього життя постійним. Крива представлена у вигляді прямої лінії, або діагоналі (залежно від шкали).

З. Крива виживання типу III характеризує збільшення смертності в ранньому віці. Така крива характерна для організмів з великою плодючістю й відсутністю турботи про нащадків (рослини, риби, безхребетні). Таблиці виживання не постійні та змінюються залежно від умов існування. Практичне значення кривих виживання полягає в тому, що вони характеризують вікову вразливість виду й можуть використовуватись під час створення мисливських господарств та аналізу стану популяцій на певних стадіях розвитку.

Здатність популяції або систем організмів підтримувати стійку динамічну рівновагу в умовах середовища, які змінюються, називають гомеостазом