Экологические характеристики популяций:

1. Размер ареала (занимаемая площадь).

2. Численность особей.

3. Возрастной состав.

4. Половой состав.

Существуют минимальные значения численности, при которых популяция способна поддерживать себя во времени. Сокращение численности ниже этого минимума приводит к вымиранию популяции.

Величина популяции постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуации.

Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни, интенсивности размножения, возраста достижения половой зрелости. В зависимости от вида организмов она может быть то более, то менее сложной. Так, у стадных млекопитающих, например дельфинов белух Delphinapterus leucas, в популяции одновременно находятся детеныши текущего года рождения, подросший молодняк прошлого года рождения, половозрелые, но, как правило, не размножающиеся животные в возрасте 2 – 3 лет, взрослые размножающиеся особи в возрасте 4 – 20 лет. С другой стороны, у землероек Sorex весной рождаются 1 – 2 приплода, вслед за чем взрослые особи вымирают, так что осенью вся популяция состоит из молодых неполовозрелых животных.

Половой состав популяций обусловливается эволюционно закрепленными механизмами формирования первичного (на момент зачатия), вторичного (на момент рождения) и третичного (во взрослом состоянии) соотношения полов. В качестве примера вспомним изменение полового состава популяции людей.

Реальные популяции ограничены по численности, кроме того, генетически эффективная численность (Ne) популяции всегда существенно меньше ее общей численности (Nt) уже по той простой причине, что старшие и младшие возрастные группы исключены из процесса воспроизводства. У человека, например, величина Ne составляет примерно треть от величины Nt. У других видов отношение Ne/Nt может быть еще меньше, 0,1- 0,2.

2. Генетические характеристики популяций. Генофонд

Любая природная популяция имеет свой генофонд. Генофонд - это совокупность генотипов всех особей популяции. В науку это понятие ввел выдающийся русский генетик А. С. Серебровский в 1927 г. В англоязычной литературе подобный термин gene pool ввел в 1951 г. Феодосий Григорьевич Добржанский.

Основной характеристикой генофонда является наследственное разнообразие, или богатство генофонда. Богатство генофонда в свою очередь зависит от полиморфизма, или аллельного разнообразия, и от количества комбинаций аллелей.

Гены, у которых в популяции обнаруживаются два или более аллельных варианта, называются полиморфными. Чем больше таких генов и чем больше у каждого такого гена аллелей, тем больше богатство генофонда. Так, при наличии двух аллелей существует три генотипа (АА, Аа, аа), при наличии трех аллелей – шесть генотипов, при четырех – 10 генотипов и т. д.

При этом комбинирование аллелей разных аллельных пар осуществляется независимо и (даже при небольшом числе полиморфных локусов) достигает астрономических значений: 4ⁿ – число возможных комбинаций гамет, где n – плоидность (количество хромосом в гаплоидном наборе).

Резкое уменьшение численности вида естественно ведет к сокращению аллельного разнообразия и количества комбинаций. Поэтому необходимо сохранять генофонды диких и культурных видов, не допускать их резкого обеднения.

К генетическим характеристикам популяций относятся также частоты генов и генотипов. Необходимо различать эти понятия. Допустим (табл.1), какая-либо воображаемая популяция людей состоит из 100 индивидов, из которых 20 гомозиготны по аллелю а, 60 гомозиготны по аллелю А, а 20 гетерозиготны. Следовательно, в этой популяции доля людей с генотипом АА составит 60 %, с генотипом Аа – 20 % и с генотипом аа – 20 %. Это частоты генотипов.

По этим частотам можно рассчитать общее число генов и частоту встречаемости генов в популяции. Частоту доминантного гена А обозначим р, а частоту рецессивного гена а обозначим q. Как следует из таблицы 1, р=0,7, а q=0,3. При этом всегда р + q=1.