- •Экология Лекция .
- ••Популяции
- •Популяции
- ••Популяция – пространственно ограниченная совокупность
- •Популяция северного оленя,
- •Ценопопуляция:
- •Ценопопуляция лишайника Cladina stellaris (L.) Nyl. редкостойный сосновый лес, Кольский полуостров
- •Ценопопуляция мха Pleurozium shreberi (Brid.) Mitt. ,
- •Ценопопуляции ели сибирской, березы пушистой -- березово-елово сосновый лес (давность пожара 380 лет),
- •Ценопопуляции всех видов в этом сообществе полночленные. Представлены особи всех возрастных поколений березы,
- ••ТИМОФЕЕВ-РЕСОВСКИЙ НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
- •Не совсем точные определения имеющие историческое значение
- •Популяция (по Тимофееву-Ресовскому) главное – панмиксия – возможность свободного скрещивания
- •главный тип взаимодействия в популяции – конкурентное взаимодействие и элиминация неконкурентоспособных особей
- •• Современные исследования существенно корректируют сложившиеся представления о популяциях
- •о. Мадагаскар
- •Итория формирования территории острова
- •Наука и Жизнь № 8, 2015, с. 81--88
- •Правильнее –
- •Мадагаскар
- •Кошачий лемур (Lemur catta L.)
- ••До прихода человека, фауна Мадагаскара включала и ряд крупных видов «нарушителей», занимавших ниши
- •Обыкновенный тенрек Tenrec ecaudatus (SCHREBER,
- ••Семейство тенрековых объединяет очень разных по виду и размерам животных: длина тела у
- •Важнейшие свойства
- •Важнейшие свойства
- •Освобождающиеся в результате воздействия естественных или антропогенных факторов территории быстро осваиваются популяциями растений
- •Экспансия
- •Хронология расселения
- •Хронология расселения
- •Хронология расселения
- •Важнейшие свойства популяций
- •Лось (Alces alces L.)
- •свойства популяций (По В.А. Соловьев,1985
- •свойства популяций (По В.А. Соловьев,1985 с изменениями)
- •Распространение бурого медведя
- •Следствие наличия предела чувствительности конкурентоспособности:
- •Расы медведя Ursus arctos в разных частях ареала
- •Гризли Ursus arctos horribilis
- •Виды с нулевой гетерозиготностью,
- •Виды с нулевой гетерозиготностью,
- ••Однако длина забега не превышает 300 – 500 м (10—15 с) поскольку гепард
- •Виды с нулевой гетерозиготностью
- •Виды с нулевой гетерозиготностью
- •George M. Durner
- •Наблюдения проведены с 23 августа 2008 г. (на 7- летнюю медведицу был надет
- ••She was captured again with a cub on Aug. 23, 2008. She weighed
- •Пример конкурентного взаимодействия
- •Категории состояния особей ели сибирской (Picea obovata Ledeb.)
- •Категории состояния особей сосны (Pinus sylvestris L.)
- •Начальные стадии восстановления сообществ (давность нарушения 40 лет)
- •Поздние стадии восстановления сообществ, (давность пожара 180 лет)
- •• Рассмотренный пример показывает, что естественные сообщества характеризуются чрезвычайно высокой конкуренцией в популяциях
- •Самые главные свойства популяционного уровня:
- •• Измеримые параметры популяций
- •Какие параметры характеризуют популяцию?
- •Параметры популяции (1)
- •Параметры популяции Рождаемость и Смертность
- •Параметры популяции (2)
- •Параметры популяции (3)
- •Параметры популяции (4)
- •У каких животных биотический потенциал выше?
- •Динамика численности популяций Экспоненциальная модель
- •Экспоненциальная модель
- •Динамика численности популяций
- •Рост численности населения
- •Мальтус (Malthus), Томас-Роберт, 1766-1834
- •Неограниченный рост (1) численности населения Экспоненциальная модель
- •Впервые в применении к популяциям уравнение возрастающей экспоненты применил Мальтус (1798).
- •Гиперболическая модель роста численности населения
- •Соловьев Виктор Александрович
- •Неограниченный рост (2) численности населения Гиперболическая модель
- •Прирост населения, % год 1
- •Численность населения мира достигла 8 миллиардов 15 ноября 2022 года
- •Изменения в десятке ведущих стран по численности населения 1990–2022 –2050
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •Прямые и обратные связи Прямая связь:
- •Прямые и обратные связи
- •Прямые и обратные связи
- •Пример положительной обратной связи: Начальные этапы роста популяции при захвате новых территорий (экспансия).
- •Главный пример положительной
- •Главный пример положительной обратной связи, реализация:
- •Другие примеры полноценной реализации положительных обратных связей в природе отсутствуют – всегда есть
- •Положительные обратные связи,
- •Отрицательная обратная связь
- •Отрицательная обратная связь
- •Пример отрицательной обратной связи
- •Отрицательные обратные связи – основной механизм формирования стационарного состояния в естественных сообществах.
- •Примеры Типов роста популяций и
- •3. Отрицательный рост, убывающая экспонента (Вымирание популяции)
- •Рост с насыщением J-образная кривая 1
- •Рост с насыщением J-образная кривая 2
- •Рост с насыщением S-образная кривая (1)
- •Рост с насыщением S-образная кривая (2)
- •Рост с насыщением S-образная кривая (3)
Параметры популяции (2)
– b (birth) – рождаемость: число новых
особей, появившихся в популяции за определенный промежуток времени
•а) экологическая – наблюдаемая при данных условиях внешней среды
•Главное условие, определяющее рождаемость – степень нарушенности (давность нарушения) сообщества в которое входит популяция
•б) bmax потенциальная (максимальная) – при отсутствии лимитирующих факторов или при
экспансии, (колонизации) нарушенной |
|
территории |
61 |
|
Параметры популяции (3)
d (death) – смертность особей в популяции за определенный промежуток времени,
•экологическая (естественная)
•минимальная dmin (в состоянии экспансии)
Всостоянии экспансии резко снижается конкурентное взаимодействие и, как следствие, резко увеличивается число особей,
содержащих ошибки в геноме
62
Параметры популяции (4)
r (rate) биотический потенциал –
прирост популяции за единицу времени
•r = b d
•rmax = bmax – dmin
l – выживаемость l = 100% dΣ10 %
Выживаемость [%] особей, родившихся в данный промежуток времени и выживших в
течение 10 лет |
63 |
У каких животных биотический потенциал выше?
•Комар
•Мышь ?
•Слон
64
Динамика численности популяций Экспоненциальная модель
65
Экспоненциальная модель
Модель:dN/dt = r N N = N0 e r t
N0 – Начальная численность, особи
r – Биотический потенциал (коэффициент, характеризующий изменение численности, год–1 )
t – Время, годы
Динамика численности популяций
в зависимости от биотического потенциала R
Численность
Увеличение, r >0 |
Экспоненциаль |
r |
|
|
ная модель: |
|
N = N e r t |
|
0 |
r |
|
Отсутствие изменений r = 0 |
|
Уменьшение, r <0 |
|
r |
|
Время |
|
67 |
|
|
Рост численности населения
Мальтус (Malthus), Томас-Роберт, 1766-1834
знаменитый английский экономист, сначала священник, потом профессор истории и политической экономии
Основная работа:
•"Опыт о народонаселении"
•"An Essay on the principle of
population", 1798; русск. перев. 1868 и сокр. 1895.
•Главный тезис: народонаселение возрастает в геометрической
прогрессии, а средства |
|
существования в арифметической |
|
("закон Мальтуса") |
69 |
Неограниченный рост (1) численности населения Экспоненциальная модель
По Malthus, 1798, с дополнениями
N = N0 e r t
0 –1900 гг.; kr = 0.86
r = (9.2 2.4 ) 10 – 4 год – 1
(kr – коэффициент корреляции)
1900 – 2000 гг.; kr =0.996
r = (180 6.4 ) 10 – 4 год – 1
Рост численности населения Земли в течение последних трех тысяч лет [McEvedy and Jones, 1978;] и страны с численностью населения более 50 млн человек [октябрь 2022], [http://www.worldometers.info/world-population] 70
