Какими свойствами обладает каждая популяция
Понятие популяции
Каждый вид заселяет ареал не просто как скопление особей, а в виде относительно обособленных групп разного масштаба. Формирование этих групп является следствием разнообразия абиотических факторов и наличия различных преград (реки, горы) в пределах ареала. Такие группы особей, неравноценные по ряду признаков и населяющие разные по условиям участки ареала, были названы популяциями. Термин «популяция» (от лат. populus — народ, население) ввел в экологию датский биолог В. Иогансен в 1903 г.
Популяция — способная к саморегуляции группа особей одного вида, обитающих на общей территории, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Популяция — это форма существования вида в пространстве.
Как биологическая система, популяция имеет свои собственные признаки (групповые признаки). Но поскольку она состоит из особей, то ей присущи и признаки особей (биологические признаки), характеризующие стадии их жизненного цикла. Любая популяция в природе существует ограниченное время. Этот интервал времени можно назвать жизненным циклом популяции, поскольку он включает те же стадии, что и жизненный цикл организма. Однако признаки популяции, характеризующие стадии ее жизненного цикла, не позволяют получить представление о ней как о самостоятельной биологической системе.
Групповые признаки позволяют человеку прогнозировать будущее популяции и правильно строить с ней взаимоотношения. Рассмотрим характеристику свойств популяций.
Численность — общее количество особей на участке ареала с однородными экологическими условиями. Численность популяции постоянно изменяется, но ее колебания ограничиваются верхним и нижним пределами. Выход за эти пределы может привести к гибели популяции.
Верхний предел численности — максимальное количество особей, способных существовать в данной части ареала. Он зависит от количества корма, площади занимаемой территории и силы воздействия экологических факторов. Если численность достигает верхнего предела, то начинается гибель особей из-за нехватки корма. Возникают эпидемии из-за повышенной контактности, что в конечном итоге может привести к гибели всей популяции. Следовательно, если численность близка к верхнему пределу, то часть особей следует изъять из популяции. Это может быть переселение на свободную территорию, использование в хозяйственных целях, санитарный отстрел или вырубка.
Нижний предел численности — минимальное количество особей, способных обеспечить длительное существование популяции. Он зависит от биологических свойств организмов и является величиной постоянной для всех популяций в пределах вида. Снижение численности ниже нижнего предела является причиной снижения возможности встречи полов для размножения особей. Это неизбежно приводит к вымиранию популяции. Вот почему популяции с очень малой численностью особей длительно существовать не могут. Известны случаи вымирания популяций даже в заповедниках со строгим режимом охраны, когда их численность снижалась ниже нижнего предела. Следовательно, если численность приближается к нижнему пределу, следует осуществлять охрану популяции или вселять новые особи, чтобы не допустить снижения численности ниже нижнего предела.
Всем популяциям присущи периодические (сезонные) колебания численности под влиянием биотических и абиотических факторов среды (популяционные волны, или волны жизни).
Плотность — количество особей популяции на единицу площади. Этот показатель прямо пропорционален численности. При увеличении численности плотность не повышается или даже снижается лишь в том случае, если возможно расселение особей вследствие расширения ареала. Различают два вида плотности. Средняя плотность — количество особей в расчете на единицу площади всей занимаемой территории. Экологическая (удельная) плотность — количество особей в расчете на единицу площади территории, пригодной для обитания. Плотность, как и численность, имеет верхний и нижний пределы, поэтому прогноз для популяции можно давать и на основании плотности.
Рождаемость — число особей, появившихся в популяции в единицу времени за счет размножения особей. В курсе географии вы познакомились с понятием «рождаемость» при изучении причин естественного изменения численности населения. Рождаемость является важной демографической характеристикой. В экологии под рождаемостью понимают любой способ появления новых особей (деление клетки, прорастание семян, вылупливание из яиц, живорождение и т. д.). Для популяции можно рассчитать абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость — отношение числа потомков к периоду времени, за который они появились. Удельная рождаемость — число особей, появившихся в единицу времени в расчете на одну особь популяции.
Как правило, при повышении рождаемости численность популяции увеличивается. Но иногда в популяции отмечается высокая рождаемость, а численность особей в ней остается прежней или даже снижается. Это может быть связано с высокой смертностью особей или с какими-либо другими причинами (например, с расселением особей на новые территории).
Смертность — количество особей, погибших за единицу времени. Она является одной из характеристик демографических процессов. Смертность по характеру влияния на численность природных популяций является свойством, противоположным рождаемости. Но охарактеризовать ее можно аналогичными по способу расчета показателями: абсолютной смертностью и удельной смертностью. Увеличение смертности, как правило, приводит к снижению численности популяции и свидетельствует о неблагоприятном воздействии факторов окружающей среды.
Соотношение между рождаемостью и смертностью определяет скорость роста численности популяции. Если показатель рождаемости ниже показателя смертности, то численность популяции снижается (отрицательный рост численности), и она нуждается в охране. Наоборот, если смертность ниже рождаемости, то численность популяции возрастает (положительный рост численности), и из нее возможно изъятие особей. В случае равенства рождаемости и смертности численность популяции поддерживается на постоянном уровне, и популяция является стабильной.
Популяция — это способная к саморегуляции группа особей одного вида, обитающих на общей территории, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Любая популяция имеет биологические и групповые признаки. К свойствам популяции относятся численность, плотность, рождаемость и смертность.
- Читать дополнительно: Популяции
- Основные свойства популяций
- Основные характеристики популяции
- Структура популяции
- Рождаемость;
Смертность;
Кривые выживания - Популяция: Структура, динамика…
- Читать: Биоценозы;
Экологические сукцессии - Животные — разрушители природных экосистем!?
- Динамика популяций;
Возрастная структура популяций - ВИД — форма существования жизни
Основные свойства популяций
Важнейшее свойство популяций — самовоспроизводство. Даже несмотря на пространственную разобщенность, популяции способны неограниченно долго поддерживать свое существование в данном местообитании. Они являются устойчивыми во времени и пространстве группировками особей одного вида. К стайке рыб или воробьев не применим термин «популяция». Такие группы могут легко распадаться под влиянием внешних факторов или смешиваться с другими. Иными словами, они не способны устойчиво воспроизводить сами себя. Это под силу лишь крупным группам, обладающим основными свойствами вида и представленным всеми категориями слагающих его особей. Таковы, например, все особи окуня в озере или все сосны в лесном массиве.
Очевидно, что наборы условий в различных местообитаниях могут несколько различаться. Под влиянием разных условий в отдельных популяциях могут возникать и накапливаться свойства, отличающие их друг от друга. Это может проявляться в небольших отклонениях строения организмов, принадлежащих к разным популяциям, их физиологических показателей (вспомните о явлении акклиматизации) других характеристик. Таким образом, популяции, как и отдельные организмы, обладают изменчивостью. Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти двух полностью тождественных.
Изменчивость, как вы уже знаете, важнейший фактор эволюции . Популяционная изменчивость повышает внутреннее разнообразие вида. Это, в свою очередь, повышает устойчивость вида к локальным (местным) изменениям условий жизни, позволяет ему проникать и закрепляться в новых для себя условиях и районах. Можно сказать, что существование в форме популяций обогащает вид, обеспечивает его целостность и постоянное самоподдержание основных видовых свойств.
Популяции, обитающие в различных участках видового ареала (общей области распространения вида), не живут изолированно. Они взаимодействуют с популяциями других видов, образуя вместе с ними биотические сообщества ? целостные системы еще более высокого уровня организации . В каждом сообществе популяция данного вида играет отведенную ей роль, занимая определенную экологическую нишу и совместно с популяциями других видов обеспечивая устойчивое функционирование сообщества.
Экологи, изучающие экологические системы, рассматривают популяции в качестве их основных элементов. Именно благодаря функционированию популяций создаются условия, способствующие поддержанию жизни.
Не отдельными организмами, а именно популяциями определяется характер и степень использования различных видов ресурсов. От популяций зависит круговорот веществ, энергетический обмен между живой и неживой природой. Совместная деятельность популяций определяет многие важные свойства биотических сообществ и экологических систем.
На основании сказанного можно дать более широкое определение популяции. Популяция ? относительно изолированная группировка организмов одного вида, обладающая способностью к самоподдержанию видовых свойств и выполняющая определенную роль в сообществе живых организмов.
Популяция обладает не только биологическими свойствами составляющих ее организмов, но и собственными, которые присущи только этой группе особей в целом. Как и отдельный организм, популяция растет, совершенствуется, поддерживает сама себя. Однако групповые свойства, например обилие, рождаемость, смертность, возрастной состав, могут характеризовать только популяцию в целом и не применимы к отдельным ее особям.
Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями: они совместно участвуют в размножении, они могут конкурировать друг с другом за те или иные виды ресурсов, могут поедать друг друга или вместе обороняться от хищника. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложны. Поэтому реакции отдельных особей на изменения тех или иных экологических факторов и популяционные реакции часто не совпадают. Гибель отдельных организмов (например, от хищников) может улучшить качественный состав популяции (гибнут слабые, остаются сильные), повысить ее способность к самоподдержанию численности . Здесь мы сталкиваемся с одним очень важным правилом, применимым к экологическим объектам, состоящим из многих элементов, связанных друг с другом различными взаимоотношениями: о состоянии экологического объекта (будь то популяция, сообщество или экосистема) не всегда можно судить по состоянию его отдельных элементов.
Демографические показатели. Такие популяционные характеристики, как обилие, рождаемость, смертность, возрастной состав, называются демографическими показателями. Знание их очень важно для понимания законов, управляющих жизнью популяций и предугадывания происходящих в них постоянных изменений.
Изучение демографических показателей имеет большое практическое значение. Так, при заготовках древесины очень важно знать скорость восстановления леса, чтобы правильно планировать интенсивность рубок. Некоторые популяции животных используются для получения ценного пищевого или пушного сырья. Изучение других популяций (например мелких грызунов, среди которых циркулируют возбудители опасных для человека заболеваний) важно с медико-санитарной точки зрения.
Во всех этих случаях нас, прежде всего, интересуют изменения популяции в целом, предсказание этих изменений и их регулирование (например, снижение численности вредителей сельскохозяйственных угодий). Крайне необходимым для этого является знание причин и скорости популяционных изменений, а также умение измерять эти природные объекты.
Для популяции характерны свойства связанные с генетическими особенностями.
1. Популяция – это целостное явление, биомасса обладающая определенными биологическими свойствами присущими отдельным особям популяции и групповыми свойствами, присущими группе в целом.
Биологические свойства включают: рост, развитие, самоподдержание, организацию, структуру.
Групповые свойства: рождаемость, смертность, выживаемость, плотность, ареал и др. св-ва. Их невозможно выделить применительно к одной особи.
2. Высокая адаптивная способность. У популяции в целом адаптивные св-ва выражены сильнее, чем у отдельной особи. Н-р, борьба с вредителями ведет к селекции, мы убиваем слабых, а сильнейшие выживают, т.е. мы неосознанно ведем селекцию вида. поэтому доза для уничтожения с каждым разом должна быть сильнее.
3. Потенциальное бессмертие.
Каждая особь смертна, а популяция в целом за счет смены поколений выживает.
Кроме того, для каждой популяции характерны своя пространственная, половая и возрастная структуры, динамика численности и другие демографические показатели.
4. Пространственная структура популяций. Рациональное использование ресурсов среды популяций достигается упорядоченным размещением особей на занимаемом участке. Различают типы пространственного размещения особей в популяции: 1) равномерное; 2) диффузное (беспорядочное); 3) мозаичное.
5. Половая структура— соотношение мужских и женских особей, также влияет на размножение и рождаемость.
6. Возрастная структура популяции—количественное соотношение особей разного возраста. Возрастная структура определяет способность популяции к размножению.
У каждого вида организмов, образующих популяцию, свой темп полового размножения, число семян или детенышей в потомстве, свои скорость отмирания популяции и продолжительность жизни. Эти характеристики называютсядемографическими показателям» популяции. К ним относятся также общая численность, плотность расселения и скорость роста популяций.
7. Численность (N) – это количество особей на данный момент времени. Величина непостоянная, сильно зависит от факторов внешней среды.
Однако измерить общую численность некоторых популяций на практике бывает довольно трудно, поэтому пользуются таким понятием, как плотность популяции. Выражается в шт/га, шт/м3 , шт/км2. Р= N/А.
8. Плотность популяции — это число особей (или биомасса), приходящееся на единицу площади или объема жизненного пространства (в воде или почве). Зная плотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте, размножении, старении популяции.
Популяция — явление чрезвычайно динамичное, и ее плотность, величина и другие параметры изменяются с определенной скоростью. Плотность популяции определяется внутренними факторами — рождаемостью и смертностью, а на них, в свою очередь влияют внешние абиотические и биотические факторы.
9. Рождаемость — это способность популяции к увеличению численности за счет размножения особей. Показатель рождаемости — число новых особей (яиц, семян), родившихся в популяции за определенный промежуток времени.
Абсолютная рождаемость — это число новых особей (∆Nn ) добавляющихся в единицу времени (∆t). В свою очередь, удельная рождаемость зависит от числа уже имеющихся особей — N:
удельная рождаемость b = ∆Nn / ∆tN
10. Смертность — это показатель состояния популяции, противоположный рождаемости.
Рассчитывается как отношение числа умерших за определенное время к числу популяции.
d= -D N/ Nt
11. Выживаемость (В)– это количество выживших из числа родившихся за определенное время.
Каждый организм характеризуется своей индивидуальной продолжительностью жизни, уровнем рождаемости и смертности, что отражают кривые выживания. Их разделяют на три общих типа.
Что такое популяция?
Определение 1
Популяция – это совокупность организмов одного вида, долгий период обитающих на данной территории, обладающих общим генофондом, а также возможностью легко скрещиваться, в разной степени обособленные от других популяций этого вида.
Организмы каждого вида представлены несколькими популяциями, населяющими различные территории. Между популяциями одного вида существуют разнообразные связи, поддерживающие вид как одно целое. Однако если по каким-либо причинам популяция попадает в изоляцию от других популяций своего вида, это может привести к формированию нового вида живых организмов. Под воздействием условий среды обитания формируются физиологические, морфологические, поведенческие особенности организмов. При этом свойства организмов, принадлежащих разным популяциям, будут различаться между собой тем сильнее, чем более несходны условия их обитания и чем слабее между ними обмен особями.
Характеристика популяций
Популяция не является случайным скоплением на общей территории особей одного вида. Это сложно организованное сообщество, имеющее свою структуру, состав и сложную иерархию связей.
Готовые работы на аналогичную тему
Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Свойства, характеризующие популяцию, можно разделить на два вида:
- биологические свойства – свойства, присущие каждому входящему в популяцию организму;
- групповые (эмерджентные) свойства – свойства, присущие не отдельным особям, а популяции в целом.
Иными словами, объединение организмов одного вида в популяцию (группу) проводится на основании ее качественно новых, эмерджентных свойств. К этим свойствам относятся:
- численность ;
- плотность популяции;
- рождаемость организмов в популяции;
- смертность организмов в популяции.
Определение 2
Численность популяции – общее число особей одного вида, населяющих конкретную территорию.
Численность популяции изменяется во времени (по годам, сезонам, от поколения к поколению) и зависит от внешних и внутренних факторов.
Замечание 1
Колебания численности особей в популяции были названы русским биологом С. С. Четвериковым «волнами жизни».
Занимаемые разными популяциями территории (ареалы) могут значительно отличаться друг от друга по площади, поэтому сравнивать популяции по абсолютному числу особей не всегда целесообразно. В таких случаях численность популяции выражают в виде плотности.
Определение 3
Плотность популяции – соотношение количества представителей одного вида (или соответствующей ей биомассы) и обьема или площиди занимаемого популяцией (биомассой) пространства.
Рождаемость – количество новоиспеченных особей, появившихся за единицу времени вследствие размножения. Рождаемость в популяции определяется прежде всего биологическими особенностями вида, а также средним сроком жизни особи, соотношением полов в популяции, обеспеченностью пищей, погодными условиями и целым рядом других факторов.
Выделяют два вида рождаемости:
- максимальную (абсолютную, или физиологическую) рождаемость – теоретически допустимое число особей, которые могут родиться в идеальных условиях экологической среды без каких-либо лимитирующих факторов, определяемое только физиологическими потенциалами организмов;
- экологическую (реализуемую) рождаемость – число особей, появившихся на свет за определенный период в конкретных экологических условиях.
Смертность – это число особей в популяции, которые погибли за установленный период времени. Она зависит прежде всего от факторов среды и может быть очень высока при стихийных бедствиях, в периоды неблагоприятных климатических условий или при эпидемиях.
Различают:
- физиологическую смертность (гибель особи в идеальныхусловиях в результате физиологической старости);
- экологическую смертность (гибель особи в реальных условиях по различным причинам).