Какие свойства популяций способствуют устойчивому существованию
1. Почему организмы большинства из известных нам видов живут в природе группами?
Ответ. Вид представляет собой сложную систему внутривидовых групп, складывающуюся в процессе эволюции в определённых условиях. Наиболее распространённой внутривидовой структурной единицей является популяция. Внутри популяции можно выделить более мелкие подразделения: стаи, семьи, прайды, которые менее устойчивы и могут легко исчезать, сливаться и образовываться заново. Это позволяет осуществлять взаимодействие при защите территории, совместной охоте, выведении потомства, строительстве жилищ и т.д. Растения, с перекрестным опылением вынуждены жить группами, группы растений создают определенный микроклимат, выделяют фитонциды для межвидовой борьбы.
2. Почему группы одновидовых организмов (например, заросли таких растений, как лютик, крапива, осока и др.) встречаются не повсеместно, а лишь на определённых участках? Какие это участки?
Ответ. Существование каждого биологического вида в форме популяций связано, прежде всего, с неоднородностью условий окружающей среды на всей площади его ареала. Данные условия составляют экологические ниши. В указанных участках благоприятные экологические условия для конкретного вида (влажность, температура, свет и т.д.). Поэтому растения хорошо развиваются, размножаются на данной территории. Лютик крапива осока растут на почвах с нормальной кислотностью почв хвощ полевой растет на кислых почвах.
Вопросы после § 54
1. Что такое популяция?
Ответ. Популяция – это группа одновидовых организмов, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.
Существование видов в форме популяций – следствие неоднородности внешних условий.
Популяции сохраняют устойчивость во времени и пространстве, хотя их численность может изменяться год от года вследствие изменений условий размножения и развития организмов. Внутри популяций имеются еще более мелкие группы, в которые могут объединяться особи со сходным поведением или на основе родственных связей (например, стайки рыб или воробьев, прайды львов). Однако такие группы могут распадаться под влиянием внешних факторов или смешиваться с другими. Они не способны устойчиво поддерживать сами себя.
2. Почему биологические виды существуют в форме популяций?
Ответ. Популяция — элементарная структура вида — это совокупность свободно скрещивающихся особей данного вида, живущая длительно на определенной территории ареала вида. Внутри популяции частота скрещиваний особей гораздо выше, чем между популяциями.
Существование биологических видов требует соответствующих условий и необходимых для поддержания жизни ресурсов. В связи с неодинаковыми условиями среды особи одного вида в пределах ареала распадаются на более мелкие единицы — популяции. Существование биологических видов требует соответствующих условий и необходимых для поддержания жизни ресурсов. Подходящие для того или иного вида условия формируются в пространстве как бы в виде отдельных «островков». Виды заселяют эти подходящие им «островки» и потому распространены по территории не равномерно, а отдельными группами — популяциями.
3. Какие свойства популяций способствуют устойчивому существованию вида?
Ответ. В пределах каждой популяции организмов, размножающихся половым путём, идёт постоянный обмен генетическим материалом; скрещивание особей из разных популяций происходит гораздо реже, поэтому генетический обмен между разными популяциями ограничен. В результате каждая популяция характеризуется своим специфическим набором генов с присущим только данной популяции соотношением частот встречаемости разных аллелей. Под влиянием этого в отдельных популяциях могут возникать свойства, отличающие их друг от друга. Таким образом, существование в форме популяций повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к местным изменениям условий жизни, позволяет ему закрепляться в новых для себя условиях. От свойств популяций во многом зависят направление и скорость эволюционных изменений, протекающих внутри вида. Процессы образования новых видов берут начало в изменениях свойств отдельных популяций.
Все живое в окружающей нас среде тесно взаимосвязано друг с другом. Нет таких организмов, которые существовали бы изолированно. Отдельные представители вида формируют группы и занимают определенную территорию – ареал. Поэтому каждый вид состоит из одной или нескольких популяций. Таким образом, популяция, как структурная единица вида, является наименьшим его эволюционным элементом.
Совокупность популяций разных видов, обитающих на одной территории, называется биоценозом. Биоценоз формируется на протяжении веков и представляет собой отдельный участок на суше или в воде, который населяют рыбы, растения, грибы, животные. Под влиянием внешних факторов он меняется, включая новые компоненты.
Общая характеристика популяции
Популяция (populus в переводе с латинского — народ) объединяет особей, которые принадлежат к одному виду, занимают отдельный ареал, скрещиваются между собой и дают плодовитое потомство. Они имеют одних предков, геном, и находятся в некой изоляции от иных популяций вида. Например, все яблони в одном саду или же сосны в одном лесу формируют популяцию.
Критерии популяции:
- ареал обитания;
- число особей популяции;
- динамика;
- состав популяции.
Площадь территории, которую занимает популяция, различается в зависимости от населяющего ее вида. Например, крупные млекопитающие населяют значительный ареал, в отличие от мелких животных, которые ведут сидячий образ жизни.
Ареал популяции изменяется со временем — увеличивается или уменьшается. Увеличение происходит при миграции, например, перемещение животных в поисках пищи или сезонные перелеты птиц.
Популяции отличаются между собой численностью особей. Их количество определяет ряд факторов: запасы пищи, размеры населяемой территории, безопасность, благоприятные условия для рождения потомства.
Подсчитать представителей конкретной популяции сложно, поэтому биологи пользуются критерием плотности популяции.
Плотность популяции — это количество особей, которые находятся на определенном участке, занимая единицу площади.
Популяции способны к саморегуляции своей численности. Когда плотность возрастает, повышается агрессивность животных, конкуренция, снижается рождаемость. Также играет роль недостаток пищевых ресурсов, развитие заболеваний. В следствии численность популяции уменьшается. Если же плотность низкая, наоборот, излишки еды способствуют росту плодовитости и помогают вырастить здоровое потомство.
Популяции способны к саморегуляции своей численности
Также в каждой популяции изучают следующие показатели:
- возрастная структура — изучение общего количества представителей разных возрастных групп и их соотношение.
Соотношение численности организмов в отдельных возрастных группах, дает представлении о настоящем состоянии популяции и прогноз для ее выживания. Увеличение популяции идет в группах, где преобладают молодые особи, способные давать здоровое потомство. Рост количества в старших возрастных группах неблагоприятное явление, которое приведет к вымиранию вида.
- половая структура — подсчёт количества женских и мужских особей в одной популяции.
Данный показатель важен для высших животных, которые размножаются половым путем. Для растений, которые делятся вегетативно, половая принадлежность не играет особой роли. Часто встречаются двуполые цветковые, или однодомные, на долю раздельнополых растений приходится только 5%.
Свойства популяции, которые способствуют устойчивому существованию вида
В пределах одной популяции, где представители размножаются половым путем, происходит постоянный обмен генетической информацией. Скрещивание между организмами различных популяций случается значительно реже.
Как следствие, специфический геном отдельной популяции будет сохраняться в пределах отдельной группы. Поэтому популяции одного вида все же отличаются друг от друга, приобретая новые качества под влиянием местных факторов. Такая изменчивость повышает внутреннее разнообразие вида, и помогает выживать популяциям на протяжении столетий.
Таким образом, поддерживается существование вида через высокие адаптивные возможности отдельных популяций, их способности к самовоспроизведению, акклиматизации, саморегуляции.
Почему биологические виды существуют в форме популяций
Вид состоит из организмов, которые занимают различные ареалы. Факторы внешней среды на отдельных участках часто сильно отличаются. Есть территории вовсе не пригодные для существования вида, также встречаются преграды, которые разделяют и изолируют популяции друг от друга.
К определенным условиям окружающей среды идет адаптация и появление новых приспособлений, которые помогают выжить виду. Это приводит к некоторому разнообразию особей в пределах разных популяций. Существование вида в единой форме, привело бы к скорому вымиранию всех представителей. Потому что при малейших изменениях в окружающей среде, они не смогли бы выжить.
Причины, из-за которых биологические виды живут в форме популяций:
- В полной мере используются существующие ресурсы (расселение организмов по всему земному шару).
- Особи в популяциях быстрее адаптируются к новым условиям.
- Постоянное изменение генома повышает внутривидовое разнообразие.
- Повышается выживаемость вида (резкая перемена внешних условий жизни может вызвать полную гибель вида, но наличие популяций с разными характеристиками, может помочь в его сохранении).
Почему разные популяции одного вида отличаются по частоте генов
Организмы в популяциях одного вида отличаются набором аллельных генов. Практически никогда не встречаются популяции с идентичными фенотипическими признаками. Все это связано с различными условиями обитания.
Изменение количества аллельных генов обусловлено влиянием естественного отбора. Под влиянием природных факторов выживают представители с набором признаков и свойств, оптимальных для сложившихся обстоятельств. Так в популяции остаются сильные, устойчивые виды, способные к быстрой адаптации.
Устойчивость
популяций
Понятие
устойчивости можно назвать одним из основополагающих в экологии. Действительно,
практический смысл всем биоэкологическим изысканиям придает лишь знание
пределов устойчивости той или иной биологической системы к возможному
воздействию со стороны человека. Каков допустимый уровень воздействия человека
на природу, при котором она еще способна к самовосстановлению? Пожалуй, это
один из важнейших вопросов, на который должен ответить эколог.
В то же время
определенности с понятием «устойчивость» в экологической науке до сих
пор нет. Существует множество подходов к тому, что же считать устойчивостью, и
еще больше — какие свойства природных объектов можно считать критериями
устойчивости. Иными словами, какие изменения каких свойств той или иной
биологической системы (организма, популяции, экосистемы) говорят о потери
устойчивости?
К проблеме
устойчивости мы еще вернемся в одном из ближайших уроков, посвященном
устойчивости экосистем. Пока же хочется обозначить основные моменты. Чаще
всего, под устойчивостью понимают способность системы адекватно реагировать на
изменение внешних условий. Устойчивость популяции — это ее способность
находится в состоянии динамического (то есть подвижного, изменяющегося)
равновесия со средой: изменяются условия среды — адекватно изменяется и
популяции. Условия возвращаются в начальное значение — популяция также
восстанавливает свои свойства. Стабильность же предполагает способность
сохранять свои свойства, не смотря на внешние изменения.
Одним из
важнейших условий устойчивости (кстати, это ответ на одно из заданий, если
кто-то его еще помнит) является внутреннее разнообразие. Хотя споры ученых о
том, как соотносится структурное и функциональное разнообразие с устойчивостью
системы, не утихают, несомненно, что чем система разнообразнее — тем она
устойчивее. Скажем, чем разнообразнее по своим генетическим задаткам особи
популяции, тем больше шансов, что при изменении условий в популяции найдутся особи,
способные в этих условиях существовать.
Разнообразие —
общее свойство, обеспечивающее устойчивость биологических систем. В то же время
есть и специфические механизмы поддержания устойчивости. Применительно к
популяции это, прежде всего, механизмы поддержания определенной плотности
популяции.
Выделяют три
типа зависимости численности популяции от ее плотности.
Первый тип (I)
является, пожалуй, одним из самых распространенных. Как видно из рисунка, I тип
характеризуется уменьшением роста популяции при увеличении ее плотности. Это
обеспечивается различными механизмами. Прежде всего, это снижение рождаемости
при увеличении плотности популяции. Такая зависимость рождаемости
(плодовитости) от плотности популяции была отмечена, например, для многих видов
птиц. Другим механизмом является увеличение смертности, снижение
сопротивляемости организмов при повышенной плотности популяции. Даже в
человеческой популяции большие скопления людей (толпа на базаре, давка в
общественном транспорте) вызывают стресс — это «рудименты»
оставшегося нам от предков механизма контроля плотности. Еще одним любопытным механизмом
является изменение возраста наступления половой зрелости в зависимости от
плотности популяции.
Второй тип (II)
характеризуется постоянным темпом роста численности, который резко падает при
достижении максимальной численности. Подобная картина была описана у леммингов.
При достижении максимальной плотности они начинали массово мигрировать;
достигнув моря, многие лемминги тонули.
Одним из
важнейших факторов поддержания численности популяций является внутривидовая
конкуренция. Она может проявляться в различных формах: от борьбы за места для
гнездования до каннибализма.
Межвидовые
отношения также играют важную роль. Отношения паразит-хозяин и хищник-жертва во
многом зависят от плотности: распространение болезней происходит быстрее в
популяциях с высокой плотностью, которая выступает эпидемиологическим фактором.
Наконец,
третьим типом (III) является тип, характерный для популяций, в которых
отмечается так называемый «эффект группы», то есть определенная
оптимальная плотность популяции способствует лучшему выживанию, развитию,
жизнедеятельности всех особей. В данном случае наиболее благоприятной является
определенная оптимальная, а не минимальная плотность. В определенной степени
эффект группы характерен для большинства групповых, а тем более социальных (то
есть имеющих «социальную структуру» популяции, разделение ролей)
животных. Скажем, для возобновления популяций разнополых животных, как минимум,
необходима плотность, обеспечивающая достаточную вероятность встречи самца и
самки.
Таким образом,
оптимальная численность и плотность популяции поддерживается как благодаря
внутрипопуляционным механизмам (увеличение/уменьшение рождаемости и смертности,
изменение возраста наступления половой зрелости, внутривидовая конкуренция),
так и благодаря междвидовым механизмам (взаимоотношения хищник-жертва и
паразит-хозяин).
С регуляцией
плотности, а особенно с уменьшением внутривидовой конкуренции, тесно связано
поддержание популяцией определенной пространственной структуры. Мы уже отмечали
в предыдущих уроках, что пространственная структура имеет большое значение для
оптимального использования ресурсов и для уменьшения конкуренции внутри
популяции за эти ресурсы.
Однако
необходимо учесть, что устойчивость популяции не исчерпывается регуляцией
плотности. Оптимальная плотность чрезвычайно важна для оптимального
использования ресурсов (при увеличении плотности ресурсов может не хватить),
однако это еще не гарантия устойчивой популяции. Как мы уже отмечали,
устойчивость во многом связана с внутренним разнообразием. Поэтому очень важно
поддержание генетической структуры популяции. Рассмотрение эволюционных и
генетических механизмов поддержания генетической структуры, пожалуй, не входит
в наши задачи, однако интересующимся можно посоветовать посмотреть закон
Харди-Вайнберга.
Мы рассмотрели
далеко не все механизмы, обеспечивающие стабильность популяций. Однако, на мой
взгляд, мы уже можем сделать важный вывод о том, что эволюционно сохранялись те
виды и популяции, которые могут поддерживать свою структуру в меняющихся
условиях. При этом очевидно, что пределы устойчивости не бесконечны. Если
уровень воздействия (например, со стороны человека — прямо, или косвенно через
изменение среды обитания) превышает пределы устойчивости, популяции угрожает
гибель.
Глоссарий
ОРГАНИЗМ
любое живое
существо, целостная система, реальный носитель жизни, характеризующийся всеми
ее свойствами; происходит от одного зачатка (зиготы, споры, семени и т.п.);
индивидуально подвержен факторам эволюции и экологическим факторам.
ПОПУЛЯЦИЯ
совокупность
особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное
пространство.
ЭКОСИСТЕМА
единый
природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания.
ПЛОТНОСТЬ
ПОПУЛЯЦИИ (населения)
среднее число
особей популяции (вида) на единицу площади или объема пространства.
СТРЕСС
неспецифическая
(общая) реакция напряжения живого организма на любое сильное воздействие,
оказываемое на него.
КОНКУРЕНЦИЯ
соперничество,
любые антогонистические отношения, определяемые стремлением лучше или скорее достигнуть
какой-либо цели по сравнению с другими членами сообщества. Конкуренция
возникает за пространство, пищу, свет, самкуу и т.д. Конкуренция — одно из
проявлений борьбы за существование.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта https://geographer.ru/
Дата добавления: 25.11.2004
Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 10 класс>> Популяции
Популяции
1. Почему организмы большинства из известных нам видов живут в природе группами?
2. Почему группы одновидовых организмов (например, заросли ——таких растений, как лютик, крапива, осока и др.) встречаются не повсеместно, а лишь на определенных участках? Какие это участки?
В действительности вид представляет собой гораздо более сложное образование, чем просто совокупность скрещивающихся сходных друг с другом особей. Он распадается на более мелкие естественные группировки особей — популяции, населяющие отдельные, относительно небольшие участки ареала данного вида.
Популяция — это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций,
Существование видов в форме популяций — следствие неоднородности внешних условий.
Популяции сохраняют устойчивость во времени и пространстве, хотя их численность может изменяться год от года вследствие изменений условий размножения и развития организмов. Внутри популяций имеются еще более мелкие группы, в которые могут объединяться особи со сходным поведением или на основе родственных связей (например, стайки рыб или воробьев, прайды львов). Однако такие группы могут распадаться под влиянием внешних факторов или смешиваться с другими. Они не способны устойчиво поддерживать сами себя.
Взаимоотношения организмов в популяциях.
Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями.
Они конкурируют друг с другом за те или иные виды ресурсов, могут поедать друг друга или, напротив, вместе обороняться от хищника. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложны и противоречивы. Реакции отдельных особей на изменения условий жизни и популяционные реакции часто не совпадают. Гибель отдельных ослабленных организмов (например, от хищников) может улучшить качественный состав популяции (в том числе качество наследственного материала, которым располагает популяция), повысить ее способность к выживанию в меняющихся условиях среды.
В пределах каждой популяции организмов, размножающихся половым путем, идет постоянный обмен генетическим материалом; скрещивание особей из разных популяций происходит гораздо реже, поэтому генетический обмен между разными популяциями ограничен. В результате каждая популяция характеризуется своим специфическим набором генов (генофондом — см. ниже) с присущим только данной популяции соотношением частот встречаемости разных аллелей. Под влиянием этого в отдельных популяциях могут возникать свойства, отличающие их друг от друга. Таким образом, существование в форме популяций повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к местным изменениям условий жизни, позволяет ему закрепляться в новых для себя условиях. От свойств популяций во многом зависят направление и скорость эволюционных изменений, протекающих внутри вида.
Процессы образования новых видов берут начало в изменениях свойств отдельных популяций.
Популяция.
1. Что такое популяция?
2. Почему биологические виды существуют в форме популяций?
3. Какие свойства популяций способствуют устойчивому существованию вида?
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса
Содержание урока
конспект уроку и опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы и интерактивные технологии
закрытые упражнения (только для использования учителями)
оценивание
Практика
задачи и упражнения,самопроверка
практикумы, лабораторные, кейсы
уровень сложности задач: обычный, высокий, олимпиадный
домашнее задание
Иллюстрации
иллюстрации: видеоклипы, аудио, фотографии, графики, таблицы, комикси, мультимедиа
рефераты
фишки для любознательных
шпаргалки
юмор, притчи, приколы, присказки, кроссворды, цитаты
Дополнения
внешнее независимое тестирование (ВНТ)
учебники основные и дополнительные
тематические праздники, слоганы
статьи
национальные особенности
словарь терминов
прочие
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.
Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки
© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний — Владимир Спиваковский
При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов —
гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других «взрослых» тем.
Разработка — Гипермаркет знаний 2008-
Ждем Ваши замечания и предложения на email: 
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: 