Какими свойствами обладает популяция

Популяция представляет собой совокупность организмов данного вида сообщества.

На практике популяция — это попросту все особи данного вида, занимающие данное пространство. Популяция — это особый уровень организации, характеризующийся рядом групповых свойств, которые отсутствуют у особей, составляющих как популяцию, так и все сообщество. Наиболее важными из этих популяционных характеристик, или групповых свойств, являются следующие:

плотность — размер популяции, отнесенный к единице пространства;
показатель рождаемости, или, говоря более широко, размножаемость (для того, чтобы включить сюда организмы, которые возникают из семян, спор, яиц и т. д.), — т. е. темп, с которым новые особи добавляются к популяции в результате размножения;
показатель смертности, или смертность, — скорость, с которой особи исчезают в результате смерти;
возрастное распределение — соотношение особей различного возраста;
популяционное рассеяние — характер распределения особей в пространстве;
скорость роста популяции, или характер роста, — чистый итог рождаемости, смертности и расселения (иммиграция и эмиграция).

Отдельные организмы рождаются, растут, достигают определенного возраста, погибают, но такие признаки, как темп рождаемости, плотность и другие, перечисленные выше, имеют значение только на групповом уровне. Если стоит задача обстоятельно познакомиться с экологией вида, необходимо изучать эти популяционно-групповые характеристики наряду с естественной историей и диагностическими признаками вида.

Совершенно очевидно, что степень скучивания, или плотность населения, и характер рассеяния особей (случайное, однородное или скученное в данном пространстве) чрезвычайно важны для определения взаимоотношений между особями того же самого или других видов. Не столь очевидна роль, которую играет в биологическом регулировании характер популяционного роста. Некоторые популяции проявляют тенденцию самоограничиваться в том смысле, что темп роста снижается по мере роста плотности. Такие популяции могут выровняться, прежде чем плотность достигнет насыщенности, а их рост находится в обратной зависимости от плотности.

Другие популяции не самоограничиваются, но растут в геометрической прогрессии (например: 2, 4, 8, 16, 32 и т. д.), если только их рост не будет остановлен силами, лежащими вне популяции (а именно другими популяциями или общими экосистемными ограничениями); такие популяции могут перерасти свои запасы энергии и возможности местообитания, лишая себя и пищи, и жизненного пространства. Их популяционный рост можно назвать независимым от плотности, по крайней мере до того, как плотность становится исключительно большой. Эти виды в случае слабого воздействия на них факторов, лежащих вне популяции, дают огромные колебания плотности и могут сделаться серьезными вредителями для человека.

Имеется еще третий тип взаимоотношений между плотностью и темпом роста: у некоторых видов темп размножения более быстрый при некоторой промежуточной плотности, чем при очень низкой и высокой; иными словами, ограничивающими являются как «недоскученность», так и «сверхскученность». Такой тип носит название «тип роста по Олли», названный так по имени покойного В. Олли. Хорошими примерами могут служить морские чайки. Большинство чаек образует гнездовья на изолированных островах и в других защищенных местах. Для некоторых видов было установлено, что численность молоди, выращиваемой одной парой птиц, больше, когда плотность населения размножающейся колонии чаек достаточно велика, и меньше, когда в колонии держатся лишь отдельные парочки или же наблюдается чрезвычайная скученность. У видов с сильно выраженным «общественным» образом жизни особенности поведения, необходимые для образования пар и эффективного воспитания молоди, по-видимому, усиливаются и стимулируются под влиянием близости других особей. Устрицы также размножаются активнее, если местная плотность населения умеренно высока, но уже по другим причинам. Устрица начинает свою жизнь в форме планктонной личинки, которая для выживания должна осесть на каком-либо подходящем твердом субстрате. Если в колонии находится много старых устриц, их раковины оказываются подходящим местом для поселения личинок. Если человек сильно разредит устричную колонию в результате «перелова», популяционный рост становится столь слабым, что колония восстанавливается весьма медленно (или подчас даже совсем не восстанавливается), несмотря на прекращение эксплуатации и при наличии в море большого числа планктонных личинок. Таким образом, сохранение устриц или других видов, обнаруживающих слабый темп роста в разреженных плотностях обитания, зависит от непрерывного сохранения высокой численности населения.

Характерно, что на диаграмме нанесен темп роста на единицу популяции (иными словами, на особь, на одну пару, на 100 особей или на какую-либо другую подходящую единицу), а не общий темп роста, отнесенный к общей плотности. Таким образом, в типе роста с обратной зависимостью от плотности или самоограничивающемся типе число особей, добавляемое к популяции на особь и в единицу времени, уменьшается по мере роста плотности популяции.

В типе не зависимого от плотности роста или не саморегулирующего типа роста темп роста на особь держится на высоком уровне до достижения большой плотности; иными словами, до достижения высокой плотности рост популяции носит геометрический характер.

Среди видов с огромным воспроизводительным потенциалом Чрезвычайную известность приобрели мелкие мышевидные грызуны лемминги, которые дают знаменитые «взрывы популяций», наблюдаемые в Арктике каждые 3—4 года. Другим хорошо документированным примером нестабильных популяций являются гусеницы бабочек, питающихся хвоей в германских чисто сосновых лесах. В период между 1880 и 1940 гг. вспышки одного или многих видов наблюдались каждые 5—10 лет, когда численность куколок превышала 10 000 на 100 м2 и выводилось такое количество гусениц, что они могли совершенно обезлистить деревья. В норме плотность была меньше 1 куколки на 1000 м2. С другой стороны, размеры большинства популяций, даже животных с весьма высоким потенциалом размножения, остаются исключительно константными из года в год. Как мы уже указывали, обнаруживается общая зависимость между разнообразием и стабильностью на экосистемном уровне и гомеостазисом на популяционном уровне. Это значит, что взрывы и вспышки вероятнее всего там, где биологическая структура упрощена либо благодаря деятельности человека, либо вследствие суровых природных ограничивающих факторов. Мы принимаем, хотя без реального доказательства, что большее разнообразие знаменует большее число обратных связей и, следовательно, более тесное регулирование. Даже в стабильных экосистемах отдельные виды могут, однако, давать вспышку. С уверенностью можно сказать только об одном: мы недостаточно знаем детали регулирования популяций для того, чтобы предсказывать, когда и где тот или иной вид вырвется за пределы своих обычных границ.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

КАТЕГОРИИ:

Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

В природе организмы одного вида существуют в виде множества популяций.

Популяция – это совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой, населяющих определенную территорию с относительно однородными условиями обитания.

Популяции одного вида представляют собой сравнительно обособленные группы, имеющие определенные границы распространения. Степень изоляции популяций зависит от способности вида к расселению, миграции, географических условий. Один вид речного окуня может обитать в различных пресных водоемах и образовывать разные популяции. Все ели в лесу образуют единую популяцию и изолированы от представителей своего вида в другом лесу. Популяция – это структурная единица вида. В ней происходят основные эволюционные процессы, закрепляются адаптивные признаки, позволяющие организмам приспособиться к конкретным условиям обитания.

В экологии популяцию рассматривают как основной элемент любого сообщества живых организмов и характеризуют такими признаками, как плотность и численность, возрастная и половая структура, рождаемость и смертность, пространственное размещение.

Численность популяции.Это общее число особей, обитающих на какой-либо территории или в сообществе. С численностью связана и плотностьпопуляции – число особей (или биомасса), приходящихся на единицу площади. Например, 300 кустарников лещины на 1 га леса, 5 млн особей хлореллы в 1 м3 воды. Плотность популяции неустойчива и колеблется в различные годы и сезоны. Она зависит от миграции особей, климатических условий, смертности, наличия ресурсов. В отдельные годы может наблюдаться вспышка численности какой-либо популяции.

Пространственная структура популяции.Определяется особенностями расселения популяции на территории. Часто отдельные особи образуют скопления, группы, стаи, «семьи». С помощью специальных сигналов они отмечают занимаемый участок, изгоняя вторгшихся конкурентов. У птиц для этого служит пение, у млекопитающих – выделение пахучих веществ или экскрементов. У кочующих животных имеются определенные маршруты миграции.

При резком возрастании численности иногда происходит массовая миграция особей, влекущая за собой изменение пространственной структуры популяции или вытеснение конкурирующей популяции другого вида.

Рождаемость.Это свойство характеризует способность популяции к воспроизведению, частоту появления новых особей за единицу времени (число детенышей, отложенных яиц, икринок у животных, семян и спор у растений). У микроорганизмов рождаемость зависит от скорости деления клеток. Рождаемость определяется скоростью возрастания численности популяции в реальных условиях.

Смертность.Характеризуется числом особей, умерших за определенный период, т. е. скоростью уменьшения численности популяции. Гибель особей на разных стадиях развития неодинакова. Смертность рыб на стадии икринок и мальков значительно выше, чем среди взрослых особей. Чем сильнее у животных развит инстинкт заботы о потомстве, тем ниже смертность молоди.

Отсутствие заботы о потомстве может компенсироваться за счет большой плодовитости особей (рыбы, земноводные, некоторые насекомые).

Рождаемость и смертность регулируют численность популяции и ее возрастной состав.

Возрастная структура популяции.Определяется соотношением особей разного возраста, которое также колеблется. В стабильной популяции рождаемость равна смертности, численность популяции почти не меняется, разновозрастные группы находятся примерно в одинаковом соотношении. В растущих популяциях рождаемость превышает смертность, и численность увеличивается.

Половая структура.Определяется соотношением полов, количеством самцов и самок в популяции. Популяции разных видов неоднородны по своему половому составу. Например, у морских котиков, тюленей в гареме каждого самца находится большое количество самок. У животных, образующих пары, соотношение полов приблизительно равное.

Динамика популяции. Гомеостаз.Численность популяций зависит от многих факторов. Благоприятные климатические условия, наличие достаточного количества пищи, ослабление хищничества приводят к росту плодовитости и рождаемости, увеличению численности. И наоборот, нехватка корма, увеличение конкуренции, неблагоприятные условия уменьшают численность.

Изменение численности организмов во времени называют динамикой популяции.

Периодические колебания связаны с регулярными измерениями факторов среды, сезонными ритмами. В отдельные годы могут происходить вспышки численности, при этом величина популяции увеличивается в 20–40 раз без определенной периодичности. Так возникают популяционные волны (рис. 95).

Рис. 95.Колебания численности рыси и зайца-беляка

Важной особенностью популяции является способность к естественному регулированию плотности. Это обеспечивается особыми механизмами, поддерживающими численность популяций на определенном уровне.

Способность популяции к саморегулированию для поддержания численности на определенном уровне называется гомеостазом популяции.

Обычно популяция находится в состоянии динамического равновесия, которое достигается за счет чередования положительных и отрицательных обратных связей. При возрастании численности уменьшаются запасы пищи, организмы находятся в неблагоприятных условиях, что приводит к их массовой гибели и падению плодовитости, т. е. к сокращению популяции. Рост ее численности прекращается, пищевые ресурсы восстанавливаются, что влечет за собой повторный рост популяции. Кроме того, при повышении плотности возрастает вероятность распространения инфекционных заболеваний, приводящих к гибели части особей. При высокой плотности растений они испытывают давление со стороны «соседей» (нехватка воды, света). В результате происходит гибель части организмов, т. е. процесс «самоизреживания».

Важную роль в регуляции численности популяций играют не только абиотические факторы среды,но и взаимоотношения между живыми организмами в сообществе, т. е. биотические факторы.

Один из самых мощных факторов– антропогенный;человек может искусственно регулировать численность популяций, уменьшая или увеличивая ее.

Дата добавления: 2017-01-13; Просмотров: 804; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Рекомендуемые страницы:

Источник

Область экологии, изучающую популяции, называют демэкологией (от греч. demos — «народ»). Демэкология изучает организацию и функционирование популяций, центральное ее понятие — популяция. Популяцией (от лат. populatio — «население») называют группу особей одного биологического вида, длительное время занимающих данную территорию и взаимодействующих между собой.

Каждый вид состоит из одной или несколько популяций, следовательно, популяция — форма существования вида, его наименьшая эволюционная единица. В свою очередь, структурной единицей популяции является отдельная особь. Все особи в популяции связаны между собой, изъятие одной особи влияет на всю популяцию в целом. Иногда в популяции возникают группировки, которые называются демы.

Существует несколько разновидностей понятия «популяция».

Географическая популяция — группа особей одного биологического вида, населяющих территорию с однородными условиями существования.

Экологическая популяция — группа разнополых равноценных в отношении полового отбора особей, находящихся в таких условиях, где любые две особи этой группы могут свободно скрещиваться с равной вероятностью.

Любая популяция имеет параметры и свойства. Параметры популяции легко поддаются измерению, а свойства, как правило, не имеют численных характеристик.

Среди свойств популяции можно выделить следующие.

1. Место в генетической иерархии:

Какими свойствами обладает популяция

Таким образом, популяция является структурной единицей существования биологического вида, хотя многие ошибочно приписывают эту роль отдельной особи.

2. Целостность — все особи одновременно реагируют на изменения экологических факторов как одно целое. Если ресурсов среды недостаточно, то все голодают; если факторы среды в оптимуме, то все процветают.
3. Функциональное единство — каждая популяция в биоценозе выполняет определенную функцию, и каждая особь выполняет именно эту функцию. В популяции хищников не может быль консументов первого порядка, т.е. травоядных.
4. Генетическое единство. Все организмы в популяции несут один и тот же геном, поэтому все особи в одной популяции свободно скрещиваются. Однако на фоне генетического единства существует некоторая генетическая разнородность. Она обеспечивает более высокий уровень стабильности популяции, поскольку только некоторая разнородность не позволяет особям популяции гибнуть всем одновременно при приближении какого- либо экологического фактора к границам диапазона выносливости. Таким образом, предотвращается гибель всей популяции в экстремальных условиях и обеспечивается выживание биологического вида в целом.
5. Пространственная определенность — популяция занимает определенную территорию и охраняет ее. Территория популяции называется стацией. В большинстве случаев особи защищают территорию популяции от других подобных популяций и от популяций других биологических видов, потребляющих аналогичные ресурсы окружающей среды. Защита территории осуществляется разными способами. Сюда относится, в частности, и маркировка, которая является наиболее распространенным способом заявления своих прав на ту или иною часть территории.

Различают в основном три метода маркировки: механическую, химическую и звуковую. Механическая маркировка сводится к нанесению механических повреждений на объекты, расположенные по границам стации. Так поступают многие копытные. Например, косули царапают рогами стволы деревьев, обозначая границы своей территории. Здесь следует отметить, что при этом наносится существенный вред лесному хозяйству, так как в месте повреждения древесина начинает гнить и теряет хозяйственную ценность. Вследствие этого многие землевладельцы в Европе вынуждены огораживать значительные участки лесонасаждений с ценными породами деревьев. Широко известна механическая маркировка медведей. На границе своей территории медведь старается нанести царапины на стволы деревьев как можно выше, ведь если его «сосед» сможет поцарапать этот же ствол выше, то часть территории будет потеряна.

Химическая маркировка присуща многим млекопитающим, например кошкам, представителям семейства куньих, бобрам. Такие животные, как правило, имеют пахучие железы, выделяющие специфические вещества, с помощью которых они оставляют метки на предметах по границам своей территории. К этим веществам относят феромоны насекомых, секреты видоизмененных потовых и сальных желез позвоночных. Специфический запах указывает другим аналогичным популяциям на то, что данная территория уже занята.

Звуковая маркировка присуща в основном птицам, но встречается и у некоторых млекопитающих, например у лосей в период гона. Весенняя песня птиц позволяет им определить границы гнездовой территории и облегчает поиск партнера для размножения. Один самец или самка и самец могут закрепить за собой определенную гнездовую территорию, которую защищают от вторжения особей того же биологического вида. Кроме пения птицы используют визуальную демонстрацию, а иногда и ритуальные драки, во время которых соперники никогда не наносят друг другу серьезного вреда.

В этой связи следует упомянуть проблему шумового загрязнения. Замечено, что вблизи шумных магистралей гнезда певчих птиц встречаются гораздо реже. При приближении к автомагистрали пение птиц становится более громким, но менее выразительным. Все это приводит к выводу о необходимости снижения шумовой нагрузки на окружающую среду, особенно в период размножения животных. Как правило, защита территории проявляется лишь у животных, ведущих оседлый образ жизни.

6. Способность к росту биомассы — реализуется за счет рождения новых особей и увеличения веса имеющихся.
7. Способность к адаптации. На популяционном уровне адаптации реализуются в форме естественного отбора. На этом уровне различают три формы отбора — стабилизирующий, движущий и дизруптивный отбор. Стабилизирующий отбор возникает в случае, когда условия среды обитания существенно не изменяются. При этом в популяции процветают особи, средние по признакам, и популяция в целом не меняется. Движущий отбор связан с условиями среды обитания, которые медленно изменяются в каком-либо одном направлении. При этом в популяции процветают особи, индивидуальные признаки которых в наибольшей степени соответствуют направлению изменения условий среды. При этом популяция сама постепенно изменяется вслед за факторами окружающей среды. Дизруптивный отбор возникает в том случае, когда условия среды обитания на территории, занимаемой популяцией, изменяются неодинаково в различных частях этой территории. При этом в различных частях занимаемой территории процветают особи с разными индивидуальными особенностями. Это может привести к разрыву популяции с образованием двух подвидов.
8. Гомеостаз — способность системы сохранять параметры, несмотря на внешнее воздействие.
9. Потенциальное бессмертие. Каждая отдельная особь в популяции имеет ограниченную продолжительность жизни, но вся популяция в целом потенциально бессмертна.

Как уже отмечалось, параметры представляют собой некоторые количественные характеристики популяции. Среди основных параметров следует выделить следующие:

• численность популяции — количество особей в ней. Численность почти никогда не остается постоянной. Отдельные популяции измеряются десятками тысяч особей, а в некоторых их количество составляет единицы;
• плотность популяции — численность популяции, отнесенная к единице занимаемого ею пространства;
• стация — территория, занимаемая популяцией;
• рождаемость — характеризует численно выраженную способность популяции к увеличению или рост числа особей за счет размножения;
• смертность — характеризует снижение численности популяции независимо от того, в результате каких причин оно произошло;
• выживаемость — разница между количеством организмов в популяции и количеством погибших организмов;
• биотический потенциал — характеризует способность популяции наращивать численность. На практике он не является постоянной величиной, но в оптимальных условиях г — шах и зависит от физиологических особенностей вида. Величина rmax носит название «мальтузианский параметр»;
• возрастная структура — характер распределения особей в популяции по возрастным группам;
• половая структура — характер распределения особей в популяции по половому признаку.

Далее рассмотрим перечисленные выше параметры более подробно.

Источник