Вид и популяция – как экологическая характеристика – биология

Экологическая характеристика популяции

Михаил Октябрь 10, 2016 Экология и биосфера Комментировать

Содержание:

Ареал и экологическая ниша вида

Ареал — часть поверхности суши или акватории, в пределах которой распространены и проходят полный цикл своего развития особи данного вида (рода, семейства или определенного типа сообщества).

Эндемик — вид, занимающий незначительную территорию.
■ Примеры эндемиков: реликтовые растения гинкго и метасеквойя, утконос, ехидна, кистеперая рыба латимерия.

Причины эндемизма: ■ географическая изоляция (на океанических островах, в горных районах или изолированных водоемах); ■ климатические и почвенно-грунтовые условия;

■ биотические факторы (конкуренция, хищничество, симбиоз).

Космополит — вид, встречающийся на большей части обитаемых областей Земли, распространенные повсеместно.
■ Примеры космополитов: сорняки (подорожник большой, пастушья сумка и др.), водные и болотные растения (ряска, рогоза), а также комнатная муха, городской воробей, серая крыса и другие животные, расселяющиеся вслед за человеком.

❖ Факторы, влияющие на формирование и особенности ареала: ■ экологическая пластичность вида; ■ его способность к размножению и расселению; ■ исторический возраст;

■ скорость видообразования.

Сплошной ареал — это ареал, в пределах которого особи вида встречаются во всех подходящих для их жизни местообитаниях.

Прерывистый ареал — это ареал, распадающийся на несколько разобщенных территорий, настолько удаленных друг от друга, что обмен пыльцой или спорами между растениями или миграция животных, обитающих на этих территориях, невозможны.

Экологическая ниша вида — это комплекс условий жизни вида, т.е. совокупность всех факторов среды (в том числе микроклимата), в пределах которых вид может существовать в природе.

■ Два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу, поэтому один из видов или создает новую экологическую нишу, или исчезает.

Популяции и их основные характеристики

Популяция — это совокупность особей одного вида, в течение длительного времени населяющих определенную часть ареала, относительно обособленных от других групп особей того же вида и взаимодействующих между собой (конкурирующих, помогающих друг другу, свободно скрещивающихся и т.п.).

■ Популяция — элементарная форма существования и эволюции вида.

■ Каждая популяция может существовать только в определенных экологических условиях: при определенной температуре, влажности, составе атмосферы, гидросферы, наличии кормовых ресурсов, конкурентов, паразитов и т.п.

Роль популяций в эволюции: благодаря пространственной разобщенности популяций вид существует в разнообразных условиях среды и подвергается действию естественного отбора разной интенсивности и в разных направлениях, что приводит к образованию новых разновидностей, подвидов и видов организмов.

Основные характеристики популяций: ареал, численность, плотность, рождаемость, смертность, пространственная, экологическая, половая и возрастная структуры, генетическая разнородность.

Численность популяции — это общее число особей в популяции. Она определяется абиотическими (климатические условия), биотическими (количество корма, хищников, вредителей, паразитов) и антропогенными факторами (применение ядохимикатов, неконтролируемая охота и т.п.) и зависит от интенсивности размножения, гибели особей и их миграции (перехода из одной популяции в другую).

Численность стабильной популяции ограничена максимальным и минимальным значениями.

■ Максимальная численность популяции определяется ресурсами среды (количеством пищи, воды и т.п.).

■ Минимальная численность популяции составляет не менее нескольких сотен особей. При меньшей численности любая случайная причина (пожар, наводнение, засуха, сильные морозы и др.) может привести к вымиранию популяции.

Гомеостаз популяции — свойство популяции поддерживать свою численность на некотором оптимальном среднем уровне.

Плотность популяции — среднее число особей, приходящихся на единицу площади или объема пространства, занимаемого популяцией.

При увеличении численности особей плотность популяции, как правило, возрастает. Она может остаться неизменной лишь при расширении ареала за счет расселения особей.

Регуляция плотности популяций достигается:

у растений — за счет внутривидовой конкуренции, приводящей к саморазреживанию (при этом изменяется не только плотность, но и вегетативная мощность отдельных особей);

у животных посредством сложных поведенческих и физиологических механизмов и проявляется лишь в случаях ограниченности ресурсов среды и невозможности их поиска на других территориях (в небольших водоемах, где нет других видов рыб, взрослые окуни питаются собственной молодью).

Рождаемость (абсолютная) — число новых особей в популяции, появившихся за единицу времени в результате размножения.

Удельная рождаемость — среднее количество особей, родившихся в популяции за единицу времени в расчете на 1, 100 или 1000 особей популяции. Этот показатель позволяет сравнивать скорость рождаемости в популяциях с разной численностью.

Величина рождаемости каждого вида определилась исторически как приспособление для восполнения убыли популяций и зависит от: ■ соотношения полов в популяции (ее половой структуры); ■ соотношения возрастных групп (ее возрастной структуры); ■ частоты репродуктивных циклов (циклов размножения);

■ плодовитости особей (которая, в свою очередь, зависит от степени развитости заботы о потомстве и обеспечения яиц питательными веществами).

Обычно рождаемость в каждой популяции уравновешена характерной для нее смертностью.

Биотический потенциал характеризует теоретически возможное число потомков от одной пары (или одной особи) за определенный промежуток времени (например, за весь жизненный цикл или за год).

■ Примеры: численность многих насекомых и ракообразных (тли, дафнии) за год.может увеличиться в 1010-1030 раз; численность крупных млекопитающих даже при самых благоприятных условиях за год может возрасти лишь в 1,05-1,1 раза.

Смертность (абсолютная) определяется числом особей, погибших (от хищников, болезней, паразитов, генетической и физиологической неполноценности, старости и т.п.) в популяции за единицу времени.

Удельная смертность — количество особей, погибших в популяции за единицу времени в расчете на одну особь.

■ Смертность зависит от влияния неблагоприятных абиотических факторов, болезней, количества и активности хищников и паразитов.

Кривая выживаемости — график, показывающий процент особей, доживших до того или иного возраста.

Типы выживаемости организмов (определяются смертностью особей). ■ повышенная гибель особей в ранний период жизни (у рыб); ■ равномерная гибель особей на всех периодах жизни (у гидр, некоторых червей и др.);

■ доживание особей до предельного возраста и массовая гибель на поздних периодах жизни (большинство насекомых); встречается реже; приводит к вспышкам размножения.

Структура популяций

Пространственная структура популяции характеризует особенности размещения особей на занимаемой территории. Она зависит от численности популяции и ее возрастной и половой структуры, может меняться в течение года и определяется свойствами местообитания и биологическими особенностями вида.

❖ Типы пространственной структуры популяций:
случайное распределение по территории;
равномерное распределение по территории;
групповое распределение, когда особи живут в группах: семьях, стадах, колониях, гаремах. Это распределение встречается наиболее часто, поскольку помогает лучше защищаться от хищников, искать и добывать корм.

Экологическая структура характеризует отношение различных групп организмов одной популяции к условиям окружающей среды (например, особи одной популяции растений различаются размерами, количеством листьев и цветков, не одновременно зацветают, их плоды созревают также не одновременно и т.д.).

■ Такое различие особей позволяет популяции сохраниться в целом при наступлении различных неблагоприятных условий, хотя та или иная часть особей при этом может погибнуть.

Половая структура выражает соотношение количеств мужских и женских особей в популяции. Оно, как правило, отличается от соотношения 1:1, определяемого генетическим механизмом, что объясняется в основном разной жизнеспособностью мужских и женских особей.

■ Преобладание доли самок над самцами обеспечивает более интенсивный рост численности популяции.

■ Так как самцы и самки многих видов отличаются по характеру питания, поведению и т.п., то изменение половой структуры популяции в той или иной степени меняет ее роль в экосистеме.

■ В популяциях человека соотношение полов при рождении составляет 100 девочек на 106 мальчиков, к 18-летнему возрасту оно становится равным 1:1, к 50 годам на 100 женщин приходится 85 мужчин, к 80 годам соотношение по полу становится 2 : 1 (100 женщин на 50 мужчин).

Возрастная структура популяции отражает соотношение различных возрастных групп в популяции. Она зависит от продолжительности жизни особей, времени наступления их половой зрелости, числа потомков в помете, количества потомств за сезон и др.

■ Присутствие в популяции большого количества особей младших возрастных групп свидетельствует о ее благополучии. Преобладание в популяции старых особей говорит о том, что данная популяция завершает свое существование.

■ Возрастная структура отражает приспособительный характер особей, так как сопротивляемость среде у особей разных возрастов неодинакова (взрослые майские жуки живут несколько недель, а их личинки в почве — три года).

❖ Типы экологического возраста: ■ дорепродуктивный; ■ репродуктивный;

■ пострепродуктивный.

Динамика популяции

Прирост популяции — это разница между рождаемостью и . смертностью. Он может быть положительным (численность популяции увеличивается) и отрицательным (численность популяции уменьшается).

Темп роста — средний прирост популяции за единицу времени. У большинства видов он зависит от плотности популяции. Наиболее высокий темп роста наблюдается при определенной оптимальной плотности популяции или при попадании популяции в новую, незанятую экологическую нишу.

Рост численности. Любая популяция, если ее не лимитируют факторы внешней среды (ограниченность ресурсов, болезни, хищники и т.п.), теоретически способна к неограниченному росту численности.

В этом случае темп (скорость) роста популяции зависит только от величины биотического потенциала, а сам рост численности популяции происходит в геометрической прогрессии (по экспоненте) и называется экспоненциальным.

Условия экспоненциального роста. Реально экспоненциальный рост численности популяции может происходить лишь в течение ограниченного промежутка времени в следующих случаях:

■ популяция находится в условиях избытка ресурсов среды (пищи, мест размножения) и не испытывает воздействия неблагоприятных факторов;

■ популяция попадает в новые условия, где у нее нет врагов и конкурентов (пример: кролики в Австралии);

■ популяция существует в искусственно созданных лабораторных условиях (бактерии, дрожжи и др.).

Рост численности популяции приводит к увеличению ее плотности. Но цо .мере увеличения плотности популяции начинает сказываться ограниченность ресурсов среды, и условия для размножения и роста особей становятся менее благоприятными, что приводит к замедлению роста численности популяции.

Логистический тип роста популяции — тип роста при ограниченных ресурсах, характеризующийся снижением темпа роста по мере увеличения плотности популяции.

Емкость среды — оптимальная плотность популяции в конкретных условиях среды.

■ Если плотность популяции соответствует емкости среды, то численность популяции будет колебаться около среднего уровня.

■ Если’плотность популяции превышает емкость среды, то численность популяции и ее плотность уменьшаются.

Регуляция численности популяции. Две группы факторов, влияющих на численность популяции:

модифицирующие, не зависящие от плотности популяции (это, как правило, абиотические факторы среды; например, суровая зима приводит к гибели зверей и птиц, кормящихся на земле, и др.);

регулирующие, зависящие от плотности популяции (как правило, это различные биотические факторы: рождаемость, смертность, миграции, поведенческие факторы, исчерпание ресурсов среды и др.).

Миграции — это закономерные суточные или сезонные перемещения животных между существенно различными, пространственно разобщенными средами обитания. Они вызываются изменением условий существования в местах обитания или изменением требований животных к этим условиям на разных стадиях развития.

Роль миграций:

■ позволяют организмам в течение определенного времени использовать оптимальные условия среды в тех местах, где постоянное проживание организмов этого вида невозможно;

■ приводят к освоению новых биотопов и расширению общего ареала вида;

■ приводят к обмену особей между популяциями, что может изменить их структуру и основные свойства, предотвратить гибель популяции, находящейся на грани вымирания, или, наоборот, привести ее к резкому сокращению;

■ увеличивают единство и общую устойчивость вида;

■ способствуют успеху в борьбе за существование.

В отсутствие миграции изменение численности популяции зависит от соотношения величины рождаемости и смертности.

Примеры физиологических и поведенческих факторов, регулирующих численность и плотность популяции:

■ при большой плотности популяции у некоторых видов животных (у грызунов) в крови повышается концентрация гормона адреналина, вызывающего агрессивность (драки) и различные гормональные расстройства (у самок может происходить рассасывание эмбриона), что в итоге приводит к сокращению численности популяции;

Читайте также:  Методы биологических исследований - биология

химическое взаимодействие особей (напр!имер, головастики выделяют в воду вещества, задерживающие рост других головастиков);

мечение (секретом пахучих желез, царапинами на деревьях, пением самцов птиц и т.п.

), охрана индивидуального участка территории и недопущение размножения на нем «чужих» особей позволяют наиболее рационально использовать пространство, занимаемое популяцией.

Избыточная часть популяции при этом не размножается или вынуждена выселяться за пределы занятого пространства.

Множественность механизмов регуляции численности приводит к тому, что в природе очень редко происходят катастрофический рост численности, подрыв ресурсов (нехватка пищи, убежищ, пространства) и гибель популяции.

Источник: https://esculappro.ru/ekologicheskaya-harakteristika-populyatsii.html

Экологическая характеристика вида и его популяционная структура – основы экологии. человек и биосфера – общая биология 11 класс кучеренко м. есть

РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. ЧЕЛОВЕК И БИОСФЕРА

§ 30. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДА И ЕГО ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА

Что такое вид и популяция?

Что такое экологическая характеристика вида? Каждый вид организмов в процессе своего исторического развития приспосабливается к определенным условиям существования, что определяет его ареал.

Взаимодействие популяций вида со всем комплексом экологических факторов определенной среды обитания, в том числе с популяциями других видов, определяет место его популяций в системе биогеоценоза – экологическую нишу.

Экологическая ниша – это пространственное и трофічне положение популяции определенного вида в біогеоценозі, комплекс его взаимосвязей с другими видами и требований к условиям окружающей среды.

Экологическая ниша популяции определенного вида в данном біогеоценозі определяется как абиотическими факторами, так и биотическими (взаимодействиями с популяциями других видов). От биотических факторов зависит, насколько экологические возможности определенного вида будут реализованы в условиях конкретного биогеоценоза.

Чем ближе экологические ниши популяций разных видов в одном біогеоценозі, тем острее между ними конкуренция за ресурсы. В результате такой конкуренции или один вид вытесняет другой из данного биогеоценоза, или их требования к условиям окружающей среды (характера пищи, пространственного размещения, времени размножения и т.

п) изменяются (рис. 127). Например, ярусное расположение различных видов растений в біогеоценозі снижает их конкуренцию за свет.

Популяции видов с широкими экологическими возможностями в различных биогеоценозах могут занимать различные экологические ниши. Совокупность экологических ниш, которые занимают разные популяции определенного вида в различных биогеоценозах, составляет экологическую характеристику вида.

Понятие экологическая ниша не следует путать с місцеіснуванням вида. Место обитания вида – это часть пространства в биогеоценозах, заселена популяциями данного вида, которая обеспечивает их нужными ресурсами.

Что такое жизненные формы организмов? Приспособления еукаріотичних организмов к определенным условиям среды непременно сказывается на их строении и процессах жизнедеятельности.

Так возникают морфофізіологічні адаптации, которые способствуют успешному осуществлению жизненных функций и выживаемости организмов каждого вида.

Рис. 127. Околоводные (1,2) и водоплавающие (3) птицы,

что занимают разные экологические ниши

Рис. 128. Жизненные формы растений

Если организмы отдаленных систематических групп обитают в подобных условиях, у них могут формироваться и подобные адаптации.

Например, ласты китообразных и ластоногих (млекопитающих, которые приспособились к жизни в водной среде) внешне напоминают плавники акулы (хрящевые рыбы).

Тип морфофизиологических приспособлений организмов к условиям среды и определенному образу жизни называют жизненной формой. Жизненная форма свидетельствует об образе жизни вида и является единицей экологической классификации организмов.

У животных классификация жизненных форм зависит от того, какой критерий положен в ее основу (тип питания, характер місцеіснування тому подобное).

Например, среди млекопитающих можно выделить такие жизненные формы: наземные (лошади, зебры, волки), подземные, или землериї (крот, слепыш), древесные (белки), воздушных (летучие мыши), водные (китообразные, ластоногие).

У растений жизненная форма – это прежде всего их внешний вид, который отражает характер приспособленности к условиям среды.

Так, у высших растений, выделяют следующие жизненные формы: деревья, кусты, напівкущі, травы (рис. 128).

Среди этих жизненных форм независимо друг от друга могут возникать лиано – подобные формы, суккуленты (многолетние растения с сочным стеблем или листьями), стелющиеся формы и др.

Какова структура вида? На территории, которую занимает вид, отдельные особи собраны в более-менее отграниченные друг от друга группы – популяции. Популяция (от лат. популюс — народ, население) – совокупность особей одного вида, длительное время обитающих в определенной части его ареала частично или полностью изолированно от других подобных группировок.

Существование вида в форме популяций связано с неравномерностью распределения благоприятных условий существования по его ареала.

Например, белка обыкновенная распространена в Евразии, но обитает только в лесах определенных типов, которые разделены другими растительными группировками, реками, горами. Поэтому каждый из таких лесов имеет одну или несколько популяций белки.

Следовательно, чем разнообразнее условия существования на территории распространения вида, тем больше будет количество популяций, из которых он состоит.

Степень обособленности популяций может быть разным. При значительных географических препятствий популяции одного вида могут быть полностью отделены друг от друга (например, популяции рыб из разных озер).

Если же условия существования на территории распространения вида относительно однородные, то отдельные популяции могут быть разделены нечетко (популяции грызунов, которые обитают в степях и пустынях).

Популяция как структурная единица вида характеризуется определенными показателями. Так, каждая популяция имеет определенную численность, то есть количество особей, которые ее составляют. Каждая популяция в біогеоценозі занимает определенную площадь или объем (популяции обитателей водоемов).

Плотность популяции определяется средним числом особей, приходящаяся на единицу площади или объема. Биомасса – это масса особей в пересчете на единицу площади или объема. Рождаемость – количество особей популяции, родившихся за определенное время, а смертность – количество особей, которая гибнет за это же время.

Разница между рождаемостью и смертностью составляет прирост популяции. При определенных условиях он может быть или положительным, или отрицательным.

Каковы особенности структуры популяций? Каждая популяция характеризуется определенной структурой: половой, возрастной, пространственной и тому подобное.

Структура популяции имеет приспособительные значения, поскольку формируется в результате взаимодействия особей популяции с условиями среды.

Она динамическая, то есть изменения условий среды жизни вызывают и соответствующие изменения структуры популяции.

Половую структуру популяции определяет соотношение особей разных полов, а возрастную – распределение ее особей по возрастным группам. Этот важный показатель характеризует состояние популяции.

Так, резкое сокращение доли неполовозрелых особей свидетельствует о возможном снижении численности популяции в будущем, когда эти особи станут половозрелыми и оставят немногочисленное потомство. Распределение особей популяции по территории, которую она занимает, определяет ее пространственную структуру.

В зависимости от характера использования территории популяции животных разделяют на оседлые, кочевые и мигрирующие. Популяции оседлых видов (бурые медведи, кроты, дождевые черви и т. п), как правило, длительное время обитающих на одной и той же территории.

Популяции кочевых видов в поисках пищи или оптимальных условий жизни способны перемещаться на относительно незначительные расстояния (скворцы, песцы, серые вороны). Кочевой образ жизни дает возможность избежать быстрого истощения ресурсов окружающей среды, а также лучше приспособиться к сезонным изменениям климата.

Популяции мигрирующих видов закономерно меняют места обитания, пространственно значительно удаленные. Миграции, как и кочевки, часто обусловленные сезонными изменениями в окружающей среде и происходят, как правило, по определенным маршрутам. Миграции бывают периодическими (перелетные птицы, проходные рыбы) и неперіодичними.

Последние вызываются неблагоприятными изменениями условий окружающей среды, истощением кормовой базы, массовым размножением тому подобное (например, миграции перелетной саранчи, белок, леммингов). Пространственная структура популяции дает возможность наиболее полно использовать ресурсы среды жизни.

Етологічна структура популяции – это система взаимосвязей между особями, которая проявляется в их поведении. Науку о биологических основах поведения животных называют етологією (от греч. этос – характер, нрав и логос). Особям разных видов свойственен одиночный или групповой образ жизни.

В первом случае особи популяции более-менее разделены пространственно и собираются вместе только на период размножения, миграций и т. п (скорпионы, тетерева, утки-кряквы и др.). Групповой образ жизни связан с образованием постоянных семей, колоний, стай, табунов и тому подобное.

Совместное существование организмов в виде постоянных групп способствует лучшему приспособлению к условиям окружающей среды (защита от хищников, эффективное охоты, выживания молодежи и тому подобное).

Обычно в этих группировках каждая особь занимает определенное положение (ранг), которое определяет поведение, очередность доступа к пище, участия (или неучастия) в размножении и т. п (рис. 129).

Рис. 129. Поведение волков, что определяется их рангом в стае

Источник: http://schooled.ru/textbook/biology/11klas_1/34.html

Концепция вида. Популяционная структура вида. Экологическая и генетическая характеристики популяций. Понятие о генофонде популяций. Полиморфизм природных популяций

Конце́пции ви́да — различные системы взглядов на понятие вид в биологии. Вид, как таксон, является базовой структурной единицей любой системы органического мира, от определения границ которого зависит структура всей таксономической иерархии.

Понятие концепции вида тесно связано с другими направлениями, понятиями и предметами изучения биологии: критерии вида, видообразование, таксономия биологическая систематика и другими.

При этом проблема вида, ввиду наличия у этого таксона ряда уникальных свойств, может рассматриваться как самостоятельная область биологической науки.

ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ВИДА

В природе практически не существует видов, которые были бы повсеместно распространены. Обычно каждый вид имеет свою область распространения – ареал, границы которого определяются границами пригодных для данного вида условий обитания.

Космополитами – видами, обитающими повсеместно – являются прежде всего человек, сумевший освободиться из-под влияния окружающей среды, и (с определенной долей условности) некоторые обитающие совместно с ним животные, такие как серая крыса и рыжий таракан

Границы ареалов видов со временем изменяются. Как правило, это связано с изменением условий существования, а также с адаптацией видов к новой среде обитания. В настоящее время ареалы многих видов меняются под влиянием хозяйственной деятельности человека. При этом ареал может сокращаться, как у соболя, или расширяться, как у зайца-русака.

Условия среды определяют не только границы ареала, но и закономерности размещения особей в пределах этих границ. Как правило, внутри своего ареала животные, растения грибы или микроорганизмы распределены неравномерно: можно выделить отдельные «сгущения» – популяции.

Популяция – совокупность особей того или иного вида, в течение большого числа поколений населяющих определенное пространство, внутри которого особи могут относительно свободно скрещиваться друг с другом, в то время как обмен особями с соседними популяциями в значительной мере затруднен.

Популяционная структура видов зачастую бывает довольно сложной, и локальные поселения можно объединить в более крупные группировки. Популяции высокого ранга, объединяющие несколько более мелких единиц, стабильны во времени, и могут обладать собственной эволюционной судьбой.

В силу того, что разные популяции в большей или меньшей степени изолированы друг от друга, между ними накапливаются генетические и морфологические различия – формируется внутривидовая географическая изменчивость.

Популяцию рассматривают в качестве структурной единицы вида и единицы эволюции .

Каждая популяция характеризуется определенной численностью особей, ее изменениями, занимаемым пространством, возрастным и половым составом особей.

Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, а тем более различных видов, очень колеблется и зависит от степени подвижности особей.

Так, одна популяция ящерицы прыткой занимает от 0,1 до нескольких гектаров; полевки водяной — от 1 до нескольких десятков гектаров; северного оленя — более 100 км2.

Число особей (или численность) в популяции различна у разных видов, но она не может быть ниже некоторых пределов. Сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Численность популяций может резко меняться по сезонам и годам.

Известно массовое размножение в некоторые годы леммингов (мелкие грызуны), саранчи, болезнетворных бактерий, божьих коровок. У видов животных и растений с большей продолжительностью жизни и относительно малой плодовитостью численность популяций более устойчивая.

Численность популяций насекомых и мелких растений на открытых пространствах нередко выражается в сотнях тысяч и миллионах особей. В популяциях ящерицы прыткой она колеблется от сотен до нескольких тысяч особей.

Читайте также:  Задачи экологии. экологические факторы и их взаимодействие. математическое моделирование - биология

Полагают, что при численности популяции меньше нескольких сотен особей случайные причины (пожар, наводнение, изменение погоды) могут сократить ее настолько, что рождаемость перестанет покрывать убыль. На протяжении нескольких поколений оставшиеся особи вымрут.

Популяция состоит из разных по полу и возрасту особей.

Соотношение половозрелых и неполовозрелых особей в популяциях различно и зависит от продолжительности жизни, времени наступления половой зрелости, интенсивности размножения. Соотношение полов, т. е.

число мужских и женских особей, в популяции изменяется. Таким образом, популяции представляют собой форму существования вида, обеспечивающую приспособленность его к конкретным условиям среды.

Генетически популяции характеризуются:

Ø Генофондом — совокупностью всех генов всех членов популяции

Ø Генетическим единством, обусловленным панмиксией.

Ø Наследственным разнообразием генофонда — генетической гетерогенностью генофонда, обусловленной мутационным процессом, потоком генов (миграцией), рекомбинацией.

Вначале генетики предполагали, что особи в популяции имеют гены в основном в гомозиготном состоянии.

Позже, после широкого применения в исследованиях гель-электрофореза (метода, выявляющего отличия белков и ферментов по различию в подвижности в электрическом поле), было обнаружено, что гетерозиготность особей популяции — это обычное состояние генофонда у организмов с перекрестным оплодотворением. Генетическая изменчивость природных популяций, судя поданным, полученным с помощью электрофореза в геле, удивительно велика.

Так, беспозвоночные более изменчивы, чем позвоночные (13,4 % и 6,6 %), а растения изменчивы еще более (17 %). Степень гетерозиготности человека 6,7 %. Что это значит? Если допустить, что у человека в генотипе имеется 100 тыс. генных локусов, то каждый индивидуум будет гетерозиготен по 6700 локусам.

Вот почему человеку свойственен высокий уровень наследственного разнообразия.

Это проявляется в многообразии фенотипов: люди отличаются друг от друга цветом кожи, глаз, волос, формой губ, носа, ушной раковины, рисунком эпидермальных гребней на подушечках пальцев, голосом, отпечатком губ, запахом, группой крови и многими другими признаками.

Установлено, что чем шире диапазон генетической изменчивости популяции, тем быстрее она эволюирует.

Резерв наследственной изменчивости. Это “мобилизационный” резерв рецессивных мутаций, который формируется многими поколениями. С. С. Четвериков с сотрудниками в 1926 г.

начал исследовать природные популяции дрозофилы. Инбридировалось потомство диких самок, пойманных в разных частях СССР.

Обнаружилось, что многие гетерозиготные особи, будучи фенотипически нормальными, несли в скрытом виде рецессивные мутации.

Эти мутации оказались вне воздействия естественного отбора: они сохранялись и накапливались в гетерозиготах под покровом доминантных аллелей. Этот резерв, благодаря комбинативной изменчивости, используется для создания в каждом поколении новых комбинаций аллелей, а значит и новых вариантов признаков и фенотипов.

В популяции имеются большие запасы таких аллелей, которые не обладают максимальной приспособленностью в данном месте и в данное время.

Они сохраняются в генофонде, встречаясь с низкой частотой в гетерозиготном состоянии до тех пор, пока вследствие изменения условий в экосистеме аллели не окажутся способствующими большей выживаемости и размножаемости тем особям, у которых эти аллели имеются. Отбор после этого быстро увеличивает их частоту.

Селективная ценность аллеля — непостоянная величина, независимо от того, какой признак он контролирует. Среда изменяется во времени и в пространстве. Из-за этого одни условия в одном местообитании будут благоприятны для особей с данным вариантом гена, а другие — в другом местообитании — для другого варианта гена.

Большая популяция имеет больший генофонд и больший резерв наследственной изменчивости, поэтому она более защищена от изменений среды: при резком изменении среды большая популяция мобилизует генетические резервы и может пережить стрессовый период, а малая популяция имеет малый мобилизационный резерв и поэтому не сможет “дать ответ” экстремальным условиям в форме выживших и размножающихся особей. Один из механизмов сохранения гетерозигот— их превосходство (сверхдоминирование).

Генетический груз. В генофонде популяции имеются вредные мутации, которые при переходе в гомозиготное состояние снижают жизнеспособность особей или вызывают их гибель. Генетический груз — это совокупность летальных и полулетальных мутаций, мутаций стерильности и мутаций, понижающих жизнеспособность особей.

Также и аллели, входящие в генетический груз, могут иметь селективную ценность. Так, рецессивный аллель, вызывающий в гомозиготном состоянии серповидную форму эритроцитов и гибель людей, в популяциях, страдающих от малярии, имеет частоту 30 %.

Это связано с тем, что гетерозиготы лучше выживают в малярийных районах, чем гомозиготы по доминантному аллелю этого гена.

Биохимический полиморфизм. Этот термин вначале применялся в основном по отношению к морфологическим признакам. Биохимический полиморфизм – это белковый полиморфизм, результат множественного аллелизма: наличие в генофонде популяции нескольких вариантов генов ведет к полиморфизму одного и того же вещества.

Гистонесовместимость вызывается именно полиморфизмом белков — у каждого человека свои варианты белков. Антитела также формируются определенными аллелями гена, и они у каждого человека “свои”. Группа крови системы АВО — тоже пример полиморфизма белков. У человека обнаружено 14 различных систем групп крови, АВО — одна из них.

У людей известно 130 структурных вариантов гемоглобина, 70 вариантов глюкозо-6-фос-фатдегидрогеназы, осуществляющей анаэробное расщепление глюкозы до лактата в эритроцитах, 20 вариантов трансферина — бетаглобулина, переносящего железо из кишечника в костный мозг, более десятка вариантов сывороточного альбумина, 5 разных изоферментов лактатдегидрогеназы.

У крупного рогатого скота обнаружено 4 типа гемоглобина, 10 видов трансферинов, несколько типов казеина, несколько типов белков молока.

Источник: https://cyberpedia.su/7xf301.html

Ответы@Mail.Ru: что такое популяция? (биология)

Популяции-это совокупность особей данного вида, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций В природе вид как правило состоит из множества популяций ,определённым образом изолированных друг от друга .

С точки зрения экологии популяция рассматривается как основной элемент сообщества живых организмов .

И характеризуется она рядом признаков: 1)Пространственная структура определяется особенностями расселения на территории 2)Численность популяции- это число особей, обитающих на данной территории или сообщества 3)Плотность популяции — это число особей, приходящихся на границу площади или объёма .4) Рождаемость -это число особей появившихся на свет в единицу времени .

Рождаемость характеризует способность популяции к самовоспроизводству .

5)Смертность-это определённое число особей, погибших за определенный период 6)Возрастной состав -соотношение особей разного возраста 7)Половая структура популяции- определяется соотношением самцов и самок Динамика популяций-это изменение численности организмов популяции во времени, а также процессы изменений основных показателей во времени .

Динамика популяций зависит от множества факторов :абиотических факторов в данном случае влиянии фактора не зависит от величины популяции 2)биотические факторы -зависят от плотности популяции.

Способность популяций к саморегулированию через собственные регулирующие механизмы называется гомеостазом Генетической характеристикой популяции является генофонд (совокупность генов популяции) Закон Пирсона (закон стабилизирующего скрещивания):» в условиях свободного скрещивания при любом исходном соотношении численности гомозиготных и гетерозиготных родительских форм в результате первого же скрещивания внутри популяции устанавливается состояния равновесия, если исходные частоты аллелей одинаковы у обоих полов. В 1908 году английский математик Харди и немецкий врач Вайсберг независимо друг от друга открыли закон генетического равновесия . Частота гена, а соответственно гомо-гетеро-зиготных организмов -есть величина постоянная и не изменяется из поколения в поколения .Закон соблюдается при условии свободного скрещивания, отсутствие естесственного отбора, мутации, миграции, дрейфы гена, популяционных волн и других эволюционных факторов, то есть закон Харди-Вайнберга справедлив для идеальной популяции Однако в реальных популяций условие идеальной популяции не выполняется .С. С. Четвериков установил, что эволюционный процесс в популяциях идёт постоянно, но мутации в основном рецессивны и скрыты в гетерозиготах . При внешней фенотипической однородности наблюдается генотипическая неоднородность популяции .Четвириков делает вывод о насыщенности мутаций природных популяций, что является скрытным резервом наследственной изменчивости и приводит к нарушению генетического равновесия . И случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции называется дрейфом гена .В природных условиях происходит периодическое колебание численностей особей, что связано с сезонными явлениями, климатическими изменениями ,стихийными бедствиями .Колебания численности особей в популяции называется популяционными волнами .Их впервые обнаружил Четвериков .Популяционные волны -это одна из причин дрейфа генов .Все эти явления ведут к эволюционному преобразованию генетического аппарата клетки

популяция – распространение.

ПОПУЛ˜ЯЦИЯ (ср. -век. лат. pupulatio, от лат. populus — народ, население) , в биологии — совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

В современной биологии популяция рассматривается как элементарная единица процесса эволюции, способная реагировать на изменения среды перестройкой своего генофонда.

Термин «популяция» употребляют также по отношению к каким-либо группам клеток и в антропологии.

самому интересно что это такое ???

Популяция – это совокупность особей одного вида, длительное время обитающих относительно изолированно от других популяций на определённой части ареала (места распространения) вида.

Популяции-это совокупность особей данного вида, занимающих определённый участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций В природе вид как правило состоит из множества популяций ,определённым образом изолированных друг от друга .

С точки зрения экологии популяция рассматривается как основной элемент сообщества живых организмов .

И характеризуется она рядом признаков: 1)Пространственная структура определяется особенностями расселения на территории 2)Численность популяции- это число особей, обитающих на данной территории или сообщества 3)Плотность популяции — это число особей, приходящихся на границу площади или объёма .4) Рождаемость -это число особей появившихся на свет в единицу времени .

Рождаемость характеризует способность популяции к самовоспроизводству .

5)Смертность-это определённое число особей, погибших за определенный период 6)Возрастной состав -соотношение особей разного возраста 7)Половая структура популяции- определяется соотношением самцов и самок Динамика популяций-это изменение численности организмов популяции во времени, а также процессы изменений основных показателей во времени .

Динамика популяций зависит от множества факторов :абиотических факторов в данном случае влиянии фактора не зависит от величины популяции 2)биотические факторы -зависят от плотности популяции.

Способность популяций к саморегулированию через собственные регулирующие механизмы называется гомеостазом Генетической характеристикой популяции является генофонд (совокупность генов популяции) Закон Пирсона (закон стабилизирующего скрещивания):» в условиях свободного скрещивания при любом исходном соотношении численности гомозиготных и гетерозиготных родительских форм в результате первого же скрещивания внутри популяции устанавливается состояния равновесия, если исходные частоты аллелей одинаковы у обоих полов. В 1908 году английский математик Харди и немецкий врач Вайсберг независимо друг от друга открыли закон генетического равновесия . Частота гена, а соответственно гомо-гетеро-зиготных организмов -есть величина постоянная и не изменяется из поколения в поколения .Закон соблюдается при условии свободного скрещивания, отсутствие естесственного отбора, мутации, миграции, дрейфы гена, популяционных волн и других эволюционных факторов, то есть закон Харди-Вайнберга справедлив для идеальной популяции Однако в реальных популяций условие идеальной популяции не выполняется .С. С. Четвериков установил, что эволюционный процесс в популяциях идёт постоянно, но мутации в основном рецессивны и скрыты в гетерозиготах . При внешней фенотипической однородности наблюдается генотипическая неоднородность популяции .Четвириков делает вывод о насыщенности мутаций природных популяций, что является скрытным резервом наследственной изменчивости и приводит к нарушению генетического равновесия . И случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции называется дрейфом гена .В природных условиях происходит периодическое колебание численностей особей, что связано с сезонными явлениями, климатическими изменениями ,стихийными бедствиями .Колебания численности особей в популяции называется популяционными волнами .Их впервые обнаружил Четвериков .Популяционные волны -это одна из причин дрейфа генов .Все эти явления ведут к эволюционному преобразованию генетического аппарата клетки

Читайте также:  Класс малощетинковые черви - биология

например популяция карасей (в водоёме, например, плавает штук 30 карасиков), они являются популяцией!

Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию и обменивающихся генетическими материалами.

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/170139995

Характеристика популяций

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.

Популяция не является случайным скоплением на общей территории особей одного вида. Это сложно организованное сообщество, имеющее свою структуру, состав и сложную иерархию связей.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Свойства, характеризующие популяцию, можно разделить на два вида:

  1. биологические свойства – свойства, присущие каждому входящему в популяцию организму;
  2. 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:

  1. численность ;
  2. плотность популяции;
  3. рождаемость организмов в популяции;
  4. 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:

  1. 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;
  2. 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:

  1. физиологическую смертность (гибель особи в идеальныхусловиях в результате физиологической старости);
  2. экологическую смертность (гибель особи в реальных условиях по различным причинам).

Источник: https://spravochnick.ru/ekologiya/harakteristika_populyaciy/

Экологическая характеристика популяций

Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории (ареалу), численности особей, возрастному и половому составу. Размеры ареала зависят от радиусов индивидуальной активности организмов данного вида и особенностей природных условий на соответствующей территории.

Численность особей в популяциях организмов разных видов различается. Существуют минимальные значения численности, при которых популяция способна поддерживать себя во времени. Сокращение численности ниже этого минимума приводит к вымиранию популяции.

Величина популяции постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуации.

Возрастная структура популяций организмов разных видов варьирует в зависимости от продолжительности жизни, интенсивности размножения, возраста достижения половой зрелости. В зависимости от вида организмов она может быть то более, то менее сложной.

Так, у стадных млекопитающих, например дельфинов белух Delphinapterus leucas, в популяции одновременно находятся детеныши текущего года рождения, подросший молодняк прошлого года рождения, половозрелые, но, как правило, не размножающиеся животные в возрасте 2—3 лет, взрослые размножающиеся особи в возрасте 4—20 лет.

С другой стороны, у землероек Sorex весной рождаются 1—2 приплода, вслед за чем взрослые особи вымирают, так что осенью вся популяция состоит из молодых неполовозрелых животных.

Половой состав популяций обусловливается эволюционно закрепленными механизмами формирования первичного (на момент зачатия), вторичного (на момент рождения) и третичного (во взрослом состоянии) соотношения полов.

В качестве примера рассмотрим изменение полового состава популяции людей.

На момент рождения оно составляет 106 мальчиков на 100 девочек, в возрасте 16—18 лет выравнивается, в возрасте 50 лет насчитывает 85 мужчин на 100 женщин, а в возрасте 80 лет — 50 мужчин на 100 женщин.

Внутривидовые отношения

Помимо описанных выше ассоциаций между представителями двух различных видов, часто встречаются скопления животных или растений одного вида. Некоторые из этих скоплений носят временный характер (например, в целях размножения), другие образуются на более длительный срок.

Хотя значительное скопление животных экологически нежелательно и вредно, лабораторные опыты и полевые наблюдения показывают, что такие скопления особей способны выживать в условиях, где одиночные представители того же вида погибли бы. У стада оленей, обладающего в целом множеством носов и глаз, меньше шансов быть застигнутым врасплох хищником, чем у одиночного оленя.

Стая волков, охотящихся вместе, скорее настигнет добычу, чем одинокий волк. У некоторых низших животных значение внутривидовых скоплений для выживания выступает менее явственно, но тем не менее оно вполне реально.

Группа насекомых менее подвержена высыханию и гибели в засушливых условиях, чем одиночные насекомые; данная доза ультрафиолета скорее убьет одиночного плоского червя, чем группу планарий.

Если в один сосуд поместить 12 золотых рыбок, а в другой — одну и добавить в оба сосуда одинаковое количество какого-либо токсичного вещества, например коллоидного серебра, то одиночная рыбка погибнет, тогда как группа выживет.

Оказалось, что количество слизи, выделяемое группой рыб, достаточно для того, чтобы осадить почти все коллоидное серебро и обезвредить его, тогда как слизи, выделяемой одной рыбой, для этого слишком мало. Такие скопления животных, имеющие значение для выживания видов, У. Элли назвал бессознательной кооперацией. Если у вида возникают гены, регулирующие тенденцию к скоплению, и они играют положительную роль в выживании вида, то естественный отбор наследственно закрепит эти свойства. Примерами широко распространенной в животном мире бессознательной кооперации могут служить косяки рыб или стаи птиц.

Простые скопления животных могут превратиться в сложные сообщества, состоящие из специализированных особей, например колонии пчел, муравьев и термитов.

Межвидовые отношения

Представители двух разных видов животных или растений могут вступать в различного рода взаимоотношения. Если популяции являются антагонистами в борьбе за пищу, местообитания и другие необходимые для жизни факторы, то их взаимоотношения называют конкуренцией. Если одна популяция не испытывает влияния другой, т. е.

между ними нет взаимодействия, то ситуация именуется нейтрализмом. Если присутствие одной популяции благоприятно для другой, но не является необходимым для ее существования, то их взаимоотношения определяются как протокооперация.

Если же присутствие одной популяции не только благоприятно, но и необходимо для существования другой и наоборот, то их взаимоотношения называют мутуализмом. Термин комменсализм применяют в тех случаях, когда совместное существование выгодно для одного вида и безразлично для другого. При аменсализме один вид угнетает другой, но сам не испытывает его влияния.

Наконец, взаимо отношения, при которых один вид наносит ущерб другому и не может существовать без него, называют либо паразитизмом, либо хищничеством.

Паразитизмом называют такие отношения, когда представители одного вида обитают внутри или на поверхности тела другого, а хищничеством — отношения, при которых представители одного вида ловят и поедают представителей другого. Некоторые биологи употребляют старый термин симбиоз (совместное обитание) как синоним мутуализма, тогда как другие понимают его шире, объединяя в этом понятии мутуализм, комменсализм и даже паразитизм.

Пищевые цепи

Между автотрофами и гетеротрофами в экосистемах существуют сложные пищевые взаимодействия. Одни организмы поедают другие, и таким образом осуществляют перенос веществ и энергии — основу функционирования экосистемы.

Внутри экосистемы органические вещества создаются автотрофными организмами, например, растениями. Растения поедают животные, которых, в свою очередь, поедают другие животные. Такая последовательность называется пищевой цепью (рис.1), а каждое звено пищевой цепи называется трофическим уровнем.

Пищевая цепь — система передачи вещества и энергии от организма к организму, в которой каждый предыдущий организм истребляется последующим.

Различают

  • пастбищные пищевые цепи
  • детритные пищевые цепи
  • паразитические пищевые цепи

Пастбищные пищевые цепи (цепи выедания) — пищевые цепи, которые начинаются с автотрофных фотосинтезирующих или хемосинтезирующих организмов (рис. 2.). Пастбищные пищевые цепи распространены преимущественно в сухопутных и морских экосистемах.

Примером может служить пастбищная пищевая цепь луга. Начинается такая цепь с улавливания солнечной энергии растением. Бабочка, питающаяся нектаром цветка, представляет собой второе звено в этой цепи.

Стрекоза — хищное летающее насекомое — нападает на бабочку. Спрятавшаяся среди зеленой травы лягушка ловит стрекозу, но сама служит добычей для такого хищника, как уж.

Целый день уж мог бы переваривать лягушку, но еще не успело зайти солнце, как сам стал добычей другого хищника.

Детритные пищевые цепи (цепи разложения) — пищевые цепи, которые начинаются с детрита — отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных (рис.2).

Детритные цепи наиболее характерны для сообществ континентальных водоемов, дна глубоких озер, океанов, где многие организмы питаются детритом, образованным отмершими организмами верхних освещенных слоев водоема или попавшим в водоем из наземных экосистем, например, в виде листового опада.

Экосистемы дна морей и океанов, куда не проникает солнечный свет, существуют только за счет постоянного оседания туда отмерших организмов, обитающих в поверхностных слоях воды. Общая масса этого вещества в Мировом океане за год достигает не менее нескольких сотен миллионов тонн.

Распространены детритные цепи также и в лесах, где большая часть ежегодного прироста живой массы растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, образуя опад, и разлагается затем сапротрофными организмами с последующей минерализацией редуцентами. Большое значение в разложении отмерших остатков растительного происхождения, особенно древесины, имеют грибы.

Гетеротрофные организмы, питающиеся непосредственно детритом, называются детритофагами. В наземных экосистемах ими являются многие виды насекомых, червей и др. Крупные детритофаги, к которым относятся некоторые виды птиц (грифы, вороны и т.д.) и млекопитающих (гиены и пр.) называют падальщиками.

В водных экосистемах наиболее распространенными детритофагами являются членистоногие — водные насекомые и их личинки, и ракообразные. Детритофагами могут питаться другие, более крупные гетеротрофные организмы, которые могут сами служить пищей для хищников.

Паразитические пищевые цепи — пищевые цепи, которые начинаются свободноживущим организмом, на котором паразитируют паразиты первого порядка, на них, в свою очередь, паразиты второго порядка и т.д.

Аскариды, паразитирующие на пойкилотермных организмах, являются паразитами первого порядка, паразитирующие в клетках аскарид одноклеточные эукариоты — паразитами второго порядка, обитающие в них бактерии — паразитами третьего порядка, паразитирующие в бактериях вирусы (бактериофаги) — паразиты четвертого порядка и т.д.

Дополнительные материалы:

  • Экологические проблемы современности.
  • Эксперименты ниренберга и маттеи

Основные экологические характеристики популяции | Биология 11 класс #23 | Инфоурок

Источник: http://dnatree.ru/jekologicheskaja-harakteristika-populjacij/

Ссылка на основную публикацию