Популяция животных

 

№ п.п.	Название	Стр.
	Введение	3
1	Популяция: основные показатели; их зависимость, сущность использования человеком (без структуры)	5
2	Возрастная  структура популяции	9
3	Общие закономерности влияния факторов среды на организм (закон оптимума)	18
	Заключение	22
	Список использованных источников	25

 

Введение

 

Любой вид животного, растения, микроорганизма представляет собой сложную биологическую  систему, важнейшими элементами которой  являются внутривидовые группировки - популяции.

Вид – это  таксономическая и экологическая единица, а популяция рассматривается в качестве структурной единицы вида и единицы эволюции.

Каждый вид (совокупность всех особей этого вида) занимает определенную территорию – ареал, а в различных  частях которого наблюдаются разные условия. Часто группировки особей, располагающихся в разных частях ареала вида, настолько изолированы друг от друга, что не могут контактировать, и не скрещиваются. Число этих группировок зависит от численности и исторического (филогенетического) возраста вида, от размера ареала и от других причин. Группировка особей с общим генофондом, сходной морфологией, единым жизненным циклом и представляют собой популяции.

Термин «популяция»  происходит от латинского слова populus (народ) и в дословном переводе означает «население». Понятие о популяции появилось в начале ХХ века в связи с развитием эволюционно-генетического направления в биологии. Этот термин впервые использовал датский ученый В.Л. Иогансен (1857-1927), рассматривавший популяцию как совокупность генетически неоднородных гетерозиготных особей, противопоставляя ее генетически чистым линиям.

К числу важнейших  свойств популяций относится  динамика свойственной им численности  особей и механизмы ее регулирования. Всякое значительное отклонение численности  особей в популяциях от оптимальной связано с отрицательными последствиями для ее существования. В связи с этим популяции обычно имеют адаптационные механизмы, способствующие как снижению численности, если она значительно превышает оптимальную, так и ее восстановлению, если она уменьшается ниже оптимальных значений.

Изменение численности  сопровождается перестройкой возрастной структуры. Когда численность увеличивается, что происходит при наличии достаточного количества необходимых ресурсов (пищи, пространства), отмечается возрастание доли молодых особей. Рост численности популяции в конечном счете приводит к уменьшению ресурсов, необходимых особям. Спад численности сопровождается уменьшением доли особей младших возрастов и повышением смертности и продолжается вплоть до наступления следующего благоприятного периода, обусловливающего очередное увеличение численности. Актуальность данной темы заключается в том, что необходимо комплексное изучение таких серьезных показателей экологии, как динамические показатели популяций, ведь серьезные их отклонения могут привести к исчезновению целых видов.

Цель данной работы познакомиться с основными  понятиями популяции, рассмотреть  ее структуру, и проанализировать основные динамические показатели популяции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Популяция: основные показатели, их зависимость, сущность использования человеком (без структуры)

 

Демэкология (от греч. demos — народ, население), экология популяций — раздел общей экологии, изучающий динамику численности популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения. В рамках демэкологии выясняются условия, при которых формируются популяции. Демэкология описывает колебания численности различных видов под воздействием экологических факторов и устанавливает их причины, рассматривает особь не изолированно, а в составе группы таких же особей, занимающих определённую территорию и относящихся к одному виду.

В природе даже небольшой участок земной поверхности  населен организмами, каждый организм имеет свой огромный ареал, но внутри ареала не образует сплошного покрова, а занимает более менее благоприятные для него условия. Изучение любого организма в отдельно взятом экземпляре не возможно.

Совокупность  особей одного вида, длительно обитающих  на определенной территории, обладающих общим генофондом и способностью к обмену генетической информацией, отграниченных от других групп, называются популяцией.

Такое определение  справедливо только к двуполым видам, размножающихся половым путем. Для видов, не имеющих полового способа размножения, оно не подходит, так как не имеют возможности обмена генетической информацией.

Являясь групповыми объединениями  особей, популяции обладают определенными показателями и свойствами, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. При этом выделяют две группы количественных показателей — статические и динамические.

Состояние популяции  на данный момент времени характеризуют  статические показатели. К ним относятся следующие:

1. Численность — общее количество особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, он зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности, условий обитания, наличия пищи, врагов, соотношения особей разного пола в популяции, размеров.
2. Плотность популяции — среднее число особей (или биомассы) на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности. В случае возрастания последней плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение ее, то есть расширение ареала.

Динамические показатели популяции включают рождаемость, смертность, прирост и темп роста популяции.

3. Рождаемость (плодовитость) — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению. Она характеризует способность популяции к увеличению численности, представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем. Это важнейший, хотя и условный, показатель имеет самые различные значения. Удивительный факт: один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земную поверхность, если все семена прорастут (Р. Дажо, 1975). На практике такая громадная плодовитость никогда не реализуется. Рождаемость позволяет прогнозировать рост популяции.
4. Смертность популяции — число погибших в популяции особей в определенный отрезок времени. Подобно плодовитости, смертность изменяется в зависимости от условий среды обитания, возраста и состояния популяции; смертность выражается в процентах к начальной или чаще к средней величине ее. Различают три типа смертности (Рис.1).

- Первый тип характеризуется  смертностью, одинаковой во всех возрастах;  
- второй тип отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития;

- третий тип характеризуется  повышенной гибелью взрослых (старых) особей.

5. Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью. Позволяет судить объективно о перспективах популяции, ее потенциальных возможностях, дает основание для сравнения. Прирост может быть положительным, нулевым и отрицательным.
6. Рост популяции – означает увеличение ее численности. На этот показатель оказывают влияние многочисленные внешние и внутренние факторы, и прежде всего — соотношение рождаемости и смертности. Рост популяции сдерживают неблагоприятные условия, недостаток корма, хищники. В процессе роста новое поколение не всегда может "увидеть" родителей. Такой рост называется дискретным, или неперекрывающимся, что наблюдается у однолетних растений. Поколение, принесшее семена, отмирает, и новое поколение, которое образуется из семян, не застанет предыдущее. У многолетних растений и животных рост непрерывный или с перекрывающимися поколениями, так как каждое новое поколение некоторое время "живет" с родителями. По характеру увеличения численности различают два типа роста популяции.
1. Экспоненциальный тип характеризуется быстрым, постоянным, нелимитированным средой увеличением числа особей. Этот тип роста теоретически может наблюдаться в любой популяции.  
   Структура популяции на начальном этапе, когда нет хищников и достаточно пищи. Таким образом, происходило увеличение численности кроликов, когда их завезли в Австралию. Так же росла и популяция опунции, завезенной на этот же континент, пока не появился вредитель (кактусовая огневка), сдерживающий ее рост.

Если бы не было сдерживающих факторов, то пара домашней мухи за один сезон дала бы потомство 5,610" особей. Однако на определенном этапе роста популяции вступают в силу внутрипопуляционные механизмы регуляции численности, сопротивление среды (недостаток пи¬щи и убежищ, враги), и рост приостанавливается. Таким образом, в природных условиях в чистом виде популяции не имеют такого типа роста.

2. При логистическом росте численность популяции увеличивается в соответствии с логистическим уравнением (с непостоянной скоростью снижается по мере возрастания рождаемости). В процессе роста различают фазу положительного ускорения, логарифмического роста, фазу отрицательного ускорения и фазу развития. Но и такой тип роста в природных условиях часто нарушается в силу стихийных бедствий (пожары, засуха, извержения вулканов и пр.).

 

 

 

2.  Возрастная структура популяции

 

Возрастная структура популяций у растений. У растений возрастная структура ценопопуляции, т. е. популяции конкретного фитоценоза, определяется соотношением возрастных групп. Абсолютный, или календарный, возраст растения и его возрастное состояние – понятия не тождественные. Растения одного календарного возраста могут находиться в разных возрастных состояниях. Возрастное, или онтогенетические состояние особи – это этап ее онтогенеза, на котором она характеризуется определенными отношениями со средой. Полный онтогенез, или большой жизненный цикл растений, включает все этапы развития особи – от возникновения зародыша до ее смерти или до полного отмирания всех поколений ее вегетативно возникшего потомства.

Переход растений в генеративный период определяется не только появлением цветков и плодов, но и глубокой внутренней биохимической и физиологической перестройкой организма. В генеративном периоде в растениях безвременника великолепного примерно вдвое больше колхамина и вдвое меньше колхицина, чем в молодых и старых вегетативных особях; у свербиги восточной резко повышается содержание всех форм фосфорных соединений, а также активность каталазы, интенсивность фотосинтеза и транспирации; у жабрицы порезниковой содержание РНК увеличивается в 2 раза, а общего азота – в 5 раз.

Молодые генеративные растения зацветают, образуют плоды, происходит окончательное формообразование взрослых структур. В отдельные годы могут быть перерывы в цветении.

Средневозрастные  генеративные растения обычно достигают наибольшей мощности, имеют наибольший ежегодный прирост и семенную продукцию, также могут иметь перерыв в цветении. В этом возрастном состоянии у клонообразующих видов часто начинает проявляться дезинтеграция особей, возникают клоны.

Старые  генеративные растения характеризуются резким снижением репродуктивной функции, ослаблением процессов побего– и корнеобразования. Процессы отмирания начинают преобладать над процессами новообразования, усиливается дезинтеграция.

Старые  вегетативные (субсенилъные) растения характеризуются прекращением плодоношения, снижением мощности, усилением деструктивных процессов, ослаблением связи между побеговыми и корневыми системами, возможно упрощение жизненной формы, появление листьев имматурного типа.

Сенилъные растения характеризуются крайней дряхлостью, уменьшением размеров, при возобновлении реализуются немногие почки, вторично появляются некоторые ювенильные черты (форма листьев, характер побегов и т. д.).

Отмирающие  особи – крайняя степень выражения сенильного состояния, когда у растения остаются живыми лишь некоторые ткани и в отдельных случаях – покоящиеся почки, которые не могут развить надземные побеги.

У некоторых  деревьев (дуба черешчатого, бука лесного, клена полевого и др.) описано квазисенильное возрастное состояние (термин предложен Т. А. Работновым). Это угнетенные, низкорослые растения. Они приобретают со временем черты старого вегетативного растения, так и не пройдя генеративную фазу.

Распределение особей ценопопуляции по возрастным состояниям называется ее возрастным, или онтогенетическим спектром. Он отражает количественные отношения разных возрастных уровней.

Для определения  численности каждой возрастной группы у разных видов используют различные  счетные единицы. Счетной единицей могут быть отдельные особи, если в течение всего онтогенеза они  остаются пространственно обособленными (у однолетников, стержнекорневых моно – и поликарпических трав, многих деревьев и кустарников) или являются четко разграниченными частями клона. У длиннокорневищных и корнеотпрысковых растений счетной единицей могут быть парциальные побеги или парциальные кусты, так как при физической целостности подземной сферы они оказываются нередко физиологически разобщенными, что установлено, например, для ландыша майского при использовании радиоактивных изотопов фосфора. У плотнодерновинных злаков (щучка, типчак, ковыли, змеевка и др.) счетной единицей наряду с молодыми особями может быть компактный клон, который в отношениях со средой выступает как единое целое.

Число семян  в почвенном запасе, хотя этот показатель и очень важен, при построении возрастного спектра ценопопуляции обычно не учитывается, так как подсчет их очень трудоемок, и получить статистически надежные величины практически невозможно.