Популяционно-видовой уровень организации живого, Биология

Экология, 10 класса

Урок 6. Популяционно-видовой уровень организации жизни. Популяция и её основные характеристики

• Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
• Вы узнаете:
• – что такое популяция и каковы её основные характеристики;
• – в чем заключается гомеостаз популяции.
• Научитесь:
• – описывать популяционно-видовой уровень организации жизни;
• – бережно и ответственно относиться к объектам окружающей среды, воспринимать природу как ценностный объект охраны и защиты.
• Сможете:
• – классифицировать экологические характеристики популяций.
• Глоссарий по теме:
• Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
• Ареал – географическое пространство, в пределах которого встречается вид.
• Численность популяции – суммарное количество особей.
• Плотность популяции _ число особей, или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади, или объема.
• Рождаемость популяции – это способность популяции к увеличению численности.
• Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный период.
• Эмиграция – количество ушедших из популяции особей за единицу времени.
• Иммиграция – количество «влившихся» в популяцию особей в единицу времени.
• Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок в ареале.

Поведенческая (этологическая) структура популяции – система взаимоотношения особей между собой. Зависит от образа жизни организмов (одиночный или групповой).

1. Генетическая структура популяции – это частота встречаемости аллелей и генотипов.
2. Половая структура (половой состав) популяции– соотношение особей мужского и женского пола в популяции.
3. Возрастная структура популяции — соотношение в составе популяции особей разного возраста.
4. Основная и дополнительная литература (точные библиографические данные с указанием страниц):
5. Обязательная литература:

• Экология. 10–11 классы: учеб. пособие для общеобразоват. организаций: базовый уровень / М. В. Аргунова, Д. В. Моргун, Т. А. Плюснина. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2018. – 143 с.

Дополнительные источники:

• Экология. 10–11 классы: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Н.М., Чернова, В.М. Галушин, В.М.: Константинов; под род. Н.М. Черновой. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2016. – 302 с.
• Ларина О.В. Удивительная экология / О. В. Ларина. – Москва : ЭНАС-КНИГА, 2014. – 256 с. – (О чем умолчали учебники).
• Экологический словарь в 2-х томах/ Данилов-Данильян В.И. – М.: Энциклопедия, 2018.

Интернет-ресурсы:

• http://www.nat-geo.ru/nature

• Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии):
• Теоретический материал для самостоятельного изучения:
• Популяция — это совокупность организмов, свободно скрещивающихся, дающих плодовитое потомство и представляющих население биологического вида на определённой территории.
• Географическое пространство, в пределах которого встречается вид, называют ареал.
• Организмы в пределах популяции связаны между собой разнообразными отношениями.
• Наиболее развиты два вида биотических связей – конкуренция и мутуализм.
• Популяции характеризуются различными количественными показателями: численностью, плотностью, рождаемостью, смертностью, иммиграцией, эмиграцией.

Соотношение особей разного пола или разного возраста в популяции – это показатели возрастной и половой структуры. Характеристика возрастной и половой структуры популяции носит название «демография».

Возрастная структура популяции может быть простой, состоять из представителей одного возраста (однолетние растения, многие насекомые) и сложной, когда представлены все возрастные группы.

Такие популяции характерны для видов с большой продолжительностью жизни, не однократным размножением и малой численностью потомства (слоны, лошади, большинство птиц, многолетние травы, деревья и т. п.).

К этим видам относится и человек.

Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения организмов — членов популяции и их группировок в ареале. Выделяют равномерное, случайное и групповое распределение особей внутри ареала обитания.

Гомеостаз популяции – поддержание оптимальной в данных условиях численности.

Интересные факты: Глубоководная рыба-удильщик

В популяции глубоководных рыб-удильщиков существует необычные связи по типу паразит – хозяин между самками и самцами. Самец, значительно меньший самки по размерам, прикрепляется к телу взрослой самки зубами, а затем полностью прирастает к ней. Их кровеносные сосуды срастаются, и он превращается в ее придаток. Это обеспечивает размножение вида при очень низкой плотности популяции.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий):

Текст задания: Выберите правильный ответ. Популяция – это совокупность …

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные): организмов. млекопитающих. растений. эукариотов. экосистем. Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):Неправильный вариант/варианты (или комбинации): млекопитающих. растений. эукариотов. экосистем. Подсказка: _______

Текст задания:Разгадайте кроссворд. Количество особей, погибших за определенный период. Способность популяции к увеличению численности. Количество ушедших из популяции особей за единицу времени. Количество «влившихся» в популяцию особей в единицу времени. Число особей, или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади, или объема. Суммарное количество особей.

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).Неправильный вариант/варианты (или комбинации):

Название элемента: Кроссворд КЭС: Популяция, вид, ареал, демография популяции, гомеостаз популяции. тренировочный

Основные свойства живых организмов и уровни организации живой материи

Говоря о живых организмах, затрагивают их свойства.

Основные свойства живых организмов

Современные представления трактуют жизнь как процесс существования сложных биологических систем, в составе которых — большие биологические молекулы: у них есть способность самовоспроизводиться и поддерживать собственное существование, обмениваясь веществами и энергией с окружающей средой.

Живые организмы обладают определенными признаками, которых нет практически у всех неживых существ. Но важно отметить, что любой из этих признаков характерен не только для живых существ.

7 свойств живых организмов

Выделяют следующие свойства живого в биологии:

• высокоупорядоченное строение. Химические вещества, которые их образуют, обладают более сложным строением и уровнем организации, чем вещества, образующие многих неживых существ;
• получение энергии для поддержания и усиления своей высокой упорядоченности из окружающей среды. Большинство живых организмов непосредственно или опосредованно использует солнечную энергию. Организм зеленых растений с помощью этой энергии осуществляет синтез питательных веществ: они употребляются как самими растениями, так и прочими живыми организмами. Энергия, полученная из пищи, необходима всем организмам для поддержания жизнедеятельности, а также роста и развития;
• активное реагирование на влияния внешней среды. К примеру, если попробовать толкнуть или как-то задеть животное, то, скорее всего, он на это отреагирует: убежит, приблизится, свернется и т. д. Это же касается и растений, хоть они и отличаются более медленными реакциями. Например, растения реагируют на свет, поворачиваясь листьями и стеблем в его сторону, а корни растут вниз;

Замечание 1

Реакции на внешние раздражения — универсальное свойство живого организма.

• для всех живых организмов характерно развитие. Изменения затрагивают разные вещи, но изменения в живых организмов более сложно упорядоченные. Изменения — это развитие. Например, рост кристаллов осуществляется за счет прибавления аналогичных единиц. Растения и животные растут, развивая новые побеги или органы соответственно. Структурно и по составу они отличаются от тех, от которых они происходят;
• размножение. Возникновение живых организмов связано с размножением себе подобных;
• передача информации от индивида потомкам. Эта информация важна для жизни, развития и размножения. Она находится в генетическом материале: ДНК, РНК, хромосомах, генах. Генетический материал определяет ограничения в развитии организма, его структурные особенности, функции и реакции на воздействие окружающей среды. Такой материал передается потомкам, которые будут похожи на своих родителей. Однако генетическая информация несущественно, но может меняться: это становится причиной того, что родители и потомки чаще похожи, но далеко не идентичны друг другу;
• адаптация к среде существования. Не только живые организмы, но и отдельные их органы соответствуют тому варианту жизни, в котором они находятся.

Определение 1

Адаптации — специфика строения, функций и поведения конкретного организма, отвечающие способу его жизни.

Нужна помощь преподавателя? Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Уровни организации живой материи

Живая материя обладает семью структурно-функциональными уровнями:

1. Молекулярным.
2. Тканевым.
3. Клеточным.
4. Органным.
5. Организменным.
6. Популяционно-видовым.
7. Биосферно-биогеоцентотическим.

Общая биология — наука, которая занимается изучением законов, присущих любому из уровней организации жизни.

Молекулярный уровень — уровень, на котором осуществляются исследования роли биологически важных молекул, таких как белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и другие в росте и развитии организмов, сохранении и передаче наследственной информации, обмене веществ и превращении энергии в живых клетках, а также прочих явлениях.

Клеточный уровень отводится под изучение структурной организации клеток. Учение о клетке — цитология — включает некоторые другие дисциплины: цитоморфологию, цитогенетику, патофизиологию, позволяет устанавливать физиологические, биохимические и структурно-функциональные связи между клетками в различных тканях и органах.

Тканевый и органный уровень изучают как устроены и функционируют тканей и органов животных и людей. Также они занимаются вопросами механизма действия, происхождения, эволюции и индивидуального развития.

Организменный уровень занимается процессами и явлениями, которые происходят в организме особи (одного индивида), а также механизмы слаженности функционирования органов и жизнедеятельность организмов. Также на этом уровне изучают приспособительные изменения и поведение организмов в разнообразных условиях окружающей среды.

Популяционно-видовой уровень связан с длительностью жизни живого организма, которая определяется на генетическом уровне. Организмы, использовав все свои возможности развития, умирают. Популяция, в свою очередь, может существовать намного дольше при определенных условиях окружающей среды.

Определение 2

Динамика и составе популяции — совокупность особей одного вида, отличающихся одинаковым генофондом и населяющих определенную территорию, на которой поддерживаются более-менее постоянные условия проживания.

Динамику и состав популяции изучают такие науки как генетика, фенология, морфология, экология и другие дисциплины, входящие в биологию.

Биосферно-биогеоцентотический — самый высокий уровень. Здесь изучается, как организмы взаимодействуют со средой, как живое вещество мигрирует, какие существуют пути и закономерности круговорота веществ и энергии, а также многие другие процессы, связанные с биогеоценозом (экосистемой).

Станислав Янкевич

Преподаватель биологии и химии

Не получается написать работу самому?

Доверь это кандидату наук!

Популяционно-видовой уровень

Популяционно-видовой уровень живых систем — это совокупность особей одного вида, объединенных общей территорией и генофондом.

Вид — основная структурная единица в системе живых организмов.

Под видом понимается совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических свойств, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенный ареал. Особи одного вида имеют общее происхождение и единый генофонд. Вид характеризуется практически полной нескрещи- ваемостью с другими видами в природных условиях.

• Виды отличаются друг от друга по многим признакам — критериям, среди которых различают морфологический, генетический, физиологический, географический и экологический.
• Морфологический критерий базируется на сходстве внешнего и внутреннего строения особей одного вида.
• Генетический критерий — это характерный для каждого вида набор хромосом, строго определенное их число, размер и форма; генетический критерий — главный видовой признак.

Физиологический критерий — это сходство всех процессов жизнедеятельности, и прежде всего сходство размножения. Особи одного вида способны скрещиваться в природных условиях и давать жизнестойкое потомство.

Географический критерий — это определенный ареал (территория, акватория), занимаемый видом в природе. Он может быть большим или маленьким, прерывистым или сплошным. Есть виды, распространенные повсеместно, и нередко — в связи с деятельностью человека (насекомые-вредители — мухи, тараканы и др., виды сорных растений).

В процессе эволюции у каждого вида сформировались приспособления к определенной среде обитания. Это определяет деление видов на популяции.

1. Экологический критерий — совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид.
2. Только совокупность указанных критериев характеризует принадлежность особей к одному виду.
3. Целостность вида обусловлена связями между его особями.

В настоящее время зарегистрировано около 2 млн видов организмов (примерно 1,5 млн видов животных и 0,5 млн видов растений). Существуют основания считать, что за счет большого числа неиден- тифицированных низших форм организмов фактическое число видов может быть в 2-3 раза больше.

Каждый вид состоит из отдельных индивидуумов (особей), имеющих свои отличительные черты.

Популяция — форма существования вида; совокупность особей одного вида, которая длительно существует и занимает определенную часть ареала, относительно обособленную от других совокупностей того же вида. Популяция является структурной единицей вида и элементарной единицей эволюционного процесса. Примеры популяций: у людей — национальности, расы; у животных — породы.

Популяция — динамическая группа организмов, адаптированная к изменяющимся условиям окружающей среды путем изменения численности возрастных групп и генетического состава.

Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функциями. Ей свойственны рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях.

В популяции постоянно возникают наследственные изменения: в ней происходят борьба за существование, а также естественный отбор, благодаря которым выживают и дают потомство лишь особи с полезными в данных условиях свойствами. Популяция обладает многими признаками, которые характеризуют группу как целое.

Основными характеристиками популяции являются плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения на территории.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Каждому виду присуща определенная оптимальная плотность популяции, отклонения от которой в ту или другую сторону отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.

Численность популяции различна у разных видов, но она не может быть ниже некоторых пределов (критической численности). Падение численности ниже критической может привести к исчезновению популяции. Численность популяции может резко меняться по сезонам и годам.

Возрастной состав популяции имеет большое значение для ее существования и процветания. При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав. Возрастной состав популяции зависит от продолжительности жизни особей, периода достижения ими половой зрелости, числа генераций.

Характер распределения особей популяции в пространстве может быть равномерным, случайным и скученным.

На уровне популяций экология решает вопросы, связанные с количеством отдельных видов, изменениями и колебаниями численности отдельных популяций.

Уровни организации

Уровни организации — тема о том, что из чего состоит в живом мире.

Органические молекулы объединяются в клетки, клетки — в ткани, ткани — в органы, из органов состоит организм, группа организмов одного вида образует популяции, организмы разных видов живут в экосистемах, из разных экосистем состоит живая оболочка Земли — биосфера. Нам всегда важно помнить на каком уровне мы находимся, чтобы осознавать относительные размеры и соподчинение структур.

Начнем не сначала и не с конца, начнем с середины, более легкой для нашего понимания — организм.

Из чего состоит наше тело? Из взаимосвязанных друг с другом систем органов — легкие поставляют кислород для дыхания, пищеварительная система переваривает питательные вещества, почки выводят лишнюю воду, соли и продукты распада, нервная система контролирует весь организм, кровеносная — соединяет разные системы органов, транспортирует питательные вещества от пищеварительной и газы от легочной системы.

• Система органов состоит из отдельных органов, вот пример, чтобы понять различие между этими понятиями.
• 1) Сердечно-сосудистая система — сердце, вены, артерии, капилляры
• 2) Нервная система — головной и спиной мозг, нервы и нервные узлы
• 3) Пищеварительная система — пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка, пищеварительные железы

И так далее. То есть система органов объединяет отдельные органы, которые служат для какой-то одной цели.

Важный момент! В ЕГЭ системы органов относятся к организменному уровню, а не к органному(органно-тканевому)! Так происходит потому, что если пример не «вмешается» на более низкий уровень, то он автоматически попадает выше. Например сердечно-сосудистая система это уже не 1 орган, а несколько объединённых, поэтому на органный уровень уже не подойдет — значит перескакиваем на уровень выше — организменный

А из чего состоят органы? Из разных тканей — то есть групп клеток с одинаковой функцией и строением

Вот например сердце — это не просто мышца, помимо собственно мышечных клеток, осуществляющих сокращение, у него есть оболочки из соединительной и эпителиальной (покровной) ткани.

По той же логике задаем себе вопрос, из чего состоят ткани? Ткани состоят из клеток — функциональных и структурных единиц живого. Клетка в биологии как атом в химии, мы можем представить ее как микро-живое, со своими органами, которые мы называем органоиды.

Мельчайшие живые организмы, бактерии — состоят только из одной клетки, поэтому мы сможем увидеть их только под микроскопом (вирусы не состоят из клеток, они как бы зависли между живым и неживым, потом мы обсудим и их).

Более того, ты тоже когда-то состоял лишь из одной клетки, то есть был одноклеточным организмом словно бактерия или простейшее! Это было очень давно, за 9 месяцев до твоего рождения. Удивительно, что из одной единственной клетки может вырасти такой прекрасный и любознательный организм)?

Вот так выглядят клетки крови (эритроциты) под микроскопом на кончике очень тонкой иглы — оцени размеры!

Наша кожа выглядит так, каждый овальчик это отдельная клетка, все вместе они образуют ткань

Хорошо, клетки единицы живого, но из чего состоят сами клетки? Они состоят из молекул, таких как — белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты, а также воды и неорганических веществ.

Как запомнить органические молекулы? Очень просто — БЖУ, как пишут на упаковках продуктов — белки, жиры и углеводы. + нуклеиновые кислоты, это ДНК и РНК.

Этот уровень организации называют молекулярным или молекулярно-генетическим

Тут очень важно помнить, что молекула, а что клетка или субклеточная структура (органоид), мы не видим это глазами, поэтому иногда бывает трудно представить. Лайфхак — смотри больше видео про клеточную и молекулярную организацию, они помогут понять размеры и представлять все наглядно.

Примеры:

Хлорофилл — белковая молекула, улавливающая свет, хлоропласт — органоид, то есть место, где находятся молекулы хлорофилла. В хлоропластах идет фотосинтез у растений. То есть хлорофилл в хлоропласте, а хлоропласт — в клетке

1. Митохондрии находятся внутри клеток, они субклеточная структура, сами митохондрии состоят из молекул липидов, белков и углеводов, а также содержат свою собственную ДНК
2. Все, мы дошли до химии, углубление дальше — уже ее задача.
3. Повторим с примерами, начиная с самого маленького уровня:

1) Молекулярный или молекулярно-генетический — белки (хлорофилл, гемоглобин, пепсин), жиры, углеводы (глюкоза, крахмал), ДНК, РНК. Также сюда будут относится процессы связанные с молекулярной генетикой — репликация, транскрипция, трансляция, процессы метаболизма — фотосинтез, энергетический обмен(клеточное дыхание) и тд. Из молекул состоят клетки

2) Клеточный — например клетки сердечной мышцы (миоциты), нервные клетки, одноклеточные организмы. Клетки состоят из молекул, ткини состоят из клеток.

интересный факт — одноклеточные организмы, например таки как амеба будут одновременно являться и клеточным уровнем организации(так как они состоят лишь из 1 клетки) и организменным(так как эта одна клетка и есть целый организм). Это часто спрашивают на ЕГЭ.

3) Тканевый — эпителиальная (кожа, выстилка внутренних органов), мышечная, нервная и соединительная(кровь, лимфа, жировая ткань, кости и хрящи) ткани для животных.

Для растений — проводящая (поднимает воду к от корней к листьям), покровная, основная(там где идет фотосинтез или запасаются в-ва), образовательная(для роста) и механическая (делает ствол дерева прочным, он не падает). Ткани состоят из клеток, органы состоят из тканей.

3) Органный — сердце, мозг, печень, кожа(!), лист, корень, стебель.

Его иногда объединяют с органно-тканевым, так что на ЕГЭ можно писать их как по отдельности, так и в один уровень. В критерии включено и то и то.

• 4) Организменный, сюда относятся:
• — отдельные организмы, например один заяц, человек, росток пшеницы, инфузория туфелька
• — системы органов, так как они не попадают в органный уровень — кровеносная, сердечно-сосудистая, нервная, пищеварительная, выделительная и тд

Помнишь, мы начали с середины — с организменного уровня? До этого мы шли по уменьшению, будто бы зумом приближая из чего мы состоим, все глубже и глубже. Теперь мы будем идти по увеличению, отдаляясь дальше, чтобы увидеть, в какие надорганизменные структуры объединяются живые существа.

Представь, что ты садишься в вертолет на поляне — сначала ты видишь одного зайца(организм), потом с высоты наблюдаешь что на поляне целая популяция зайцев, взлетаешь выше и видишь уже косулей, волков, птиц, высокие деревья — вот он биогеоценоз широколиственного леса, ты пролождаешь лететь и обнаруживаешь, что вся биосфера земли состоит из разных биогеоценозов — моря, пустыни, озера, тропические леса, льды арктики.

Итак, следующие за организменным уровни:

5) Популяционно-видовой (иногда говорят просто популяционный) — объединяет организмы в группы.

Вид — совокупность организмов с одинаковым строением(внешним и внутренним), способная скрещиваться друг с другом, давая плодовитое потомство. Вид в науке обычно пишут двумя словами — первое это род, второе — вид, есть еще простонародные названия. Одуванчик полевой, человек разумный, морская свинка — это все виды.

Популяция — группа организмов одного вида, обитающая на одной территории и в которой происходит обмен генами (скрещивание). Например медведь бурый — это вид. А группа бурых медведей обитающих на Корейском полуострове и группа обитающая на Аляске — это уже разные популяции.

6) Биогеоценотический ( попробуй произнеси..) — его еще называют экосистемный (на егэ можно написать и так и так). Это организмы разных видов + среда где они обитают.

Как произнести и осознать такое длинное слово? Оно состоит из легких частей:-био — биология, то есть живые организмы-гео — география, среда где они обитают — пустыня, тропический лес, водоем?-ценоз — объединение этих двух факторов, поэтому ……ценотический

Тундра, тайга, широколиственный лес, море и тд — это все разные биогеоценозы. Но это еще не все, что мы запишем к этому уровню

Помнишь по какой логике мы отправили системы органов на организменный, а не на органный уровень? То, что «не вместилось» на предыдущий уровень — перейдет на следующий. Тут будет такая же логика. Если в примере взаимодействия 2 и более видов — это будет уже биогеоценотический (или экосистемный)

Например — лиса это популяционно-видовой (или организменный, смотря сколько), а лиса, которая ест зайца — уже экосистемный. Симбиоз корней дерева и гиф гриба — тоже экосистемный (биогеоценотический), так как гриб это один вид, а дерево — уже другой.

7) Биосферный — последний уровень, ура! Это совокупность всего живого на планете Земля. Сюда будут относится всякие круговороты веществ и энергии — то, что объединяет разные биоценозы.

Какой ты молодец, что дочитал статью! Сейчас самая важная часть твоего обучения — попробуй не подглядывая вспомнить, какие есть уровни организации и приведи свои примеры.

После — быстро пролистай статью еще раз, чтобы проверить себя, все уровни схематично показаны на картинке вначале статьи.

Отличная работа! Если хочешь прокачать биологию еще лучше – открыта запись на индивидуальные занятия онлайн

Популяционно-видовой уровень организации жизни

Слайд 1

Популяционно-видовой уровень жизни Работу выполнила ученица 10 класса Давидович Анастасия Учитель биологии: Яндышев Г.И.

Слайд 2

Оглавление 1 . Что такое вид ? 2. Критерии вида. 3. Популяция как структурная единица вида. 4. Популяция как основная единица эволюции. 5. Видообразование . 6. Сохранение биоразнообразия .

• Слайд 3
• Вид Вид – это совокупность особей, сходных по критериям вида до такой степени, что они могут в естественных условиях скрещиваться и давать плодовитое потомство .
• Слайд 4

Морфологический критерий Морфологический критерий предполагает описание внешних признаков особей, входящих в состав определенного вида. По внешнему виду, размерам и окраске оперения можно, например, легко отличить большого пестрого дятла от зеленого.

Слайд 5

Физиологический критерий Физиологический критерий заключается в сходстве жизненных процессов, в первую очередь в возможности скрещивания между особями одного вида с образованием плодовитого потомства. Между разными видами существует физиологическая изоляция.

Слайд 6

Географический критерий Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию или акваторию. Иными словами, каждый вид характеризуется определенным географическим ареалом.

Слайд 7

Экологический критерий Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя соответствующую функцию в определенном биогеоценозе. Иными словами, каждый вид занимает определенную экологическую нишу.

Слайд 8

Генетический критерий Генетический критерий основан на различии видов по кариотипам, т. е. по числу, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип.

Слайд 9

Биохимический критерий Биохимический критерий позволяет различить виды по биохимическим параметрам (состав и структура определенных белков, нуклеиновых кислот и других веществ). Известно , что синтез определенных высокомолекулярных веществ присущ лишь отдельным группам видов.

Слайд 10

Популяция как структурная единица вида Совокупность особей одного вида, обитающих на одной территории и свободно скрещивающихся между собой, называется популяцией . Популяция — это элементарная структурная единица вида.

Особи одного вида, в пределах ареала рассеяны не равномерно, а сгущениями — популяциями, между которыми имеются перерывы. Таким образом, вид существует как совокупность популяций.

Особи одной популяции более сходны между собой, в сравнении с представителями других популяций.

Слайд 11

Популяция как единица эволюции Популяция — самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию , поэтому ее называют элементарной единицей эволюции . Отдельно взятый организм не может являться единицей эволюции . Эволюция происходит только в группе особей.

Слайд 12

Видообразование Видообразование – сложнейший процесс в развитии живой материи. Возникновение нового вида всегда сопровождается разрывом связей с родительским видом и превращением в новую, обособленную совокупность популяций и организмов. Новый вид может образоваться из одной популяции или группы смежных популяций.

Слайд 13

Сохранение биоразнообразия Принять эффективные экономические, социальные и другие надлежащие меры стимулирования в целях поощрения охраны биологического разнообразия и устойчивого использования биологических ресурсов.

Способствовать восстановлению нарушенных экосистем и восстановлению видов, находящихся в опасности или под угрозой исчезновения. Разработать новые или укрепить имеющиеся стратегии, планы или программы действий по охране биологического разнообразия и устойчивому использованию биологических ресурсов.

Содействовать экологически безопасному и устойчивому развитию в районах, прилегающих к охраняемым территориям.

Популяционно-видовой уровень организации жизни – Надорганизменный уровень организации жизни

Вид и критерии вида

Каждый определенный вид организмов в процессе своего становления приспосабливается к определенным условиям внешней среды.

Вид – основная категория биологической классификации, представляет собой совокупность особей с единым строением, функциями, населяющих определенную территорию и свободно скрещивающихся между собой, давая плодовитое потомство.

Географические границы распространения вида называются ареалом, а место вида в биоценозе – экологической нишей. Экологическая характеристика описывает комплекс приспособлений к экологическим факторам определенной среды обитания.

Каждый вид существует не сам по себе, а в определенной среде. Для описания функции вида, характера связей со средой используется понятие экологической ниши. По известному выражению, местообитание — это «адрес» вида, а ниша — его «профессия». Такая специализация дает ряд преимуществ.

Решающим является высокая степень защиты от конкуренции с другими видами.

Виды могут сосуществовать в стабильном сообществе, если они различаются положением в структуре сообщества, сезонными ритмами, отношением к используемым ресурсам, типами взаимодействия с другими видами или особенностями управления численностью популяции, то есть если их ниши — разные.

Экологическая ниша, которая определяется только физиологическими особенностями организмов, называется фундаментальной. А ниша, в рамках которой вид реально встречается, — реализованной. Реализованная ниша, как правило, меньше фундаментальной в результате действия конкуренции, хищничества и т. д.

Для обособления видов друг от друга используют ряд критериев, к которым относятся:

• морфологический — это сходство особей по внешнему и внутреннему строению. Уникальными являются не определенные признаки, а их совокупность. Признаки, встречающиеся в определенной систематической категории (вида, рода, семейства и т. д.), называются диагностическими (разница в кариотипе, экологических особенностях видов-близнецов);

• физиологический критерий описывает особенности процессов жизнедеятельности организмов определенного вида. К ним относятся, например, способность к спариванию и рождению плодовитого потомства или репродукционная изоляция;

• генетический критерий основан на различии видов по кариотипу, то есть по количеству, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип. Однако и этот критерий не является универсальным.

У разных видов число хромосом одинаковое и форма их схожа (многие виды из семейства бобовых имеют 22 хромосомы).

В пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций;

• биохимический критерий — это особенности строения и состава макромолекул, а также течения определенных биохимических реакций. Например, близкие виды отличаются по строению белков и т. д.;

• • географический критерий заключается в том, что популяции одного вида занимают определенную часть биосферы (ареал). которая отличается от ареалов других видов;
• • экологический критерий описывает положение вида в сообществе и экосистеме в целом.
• Популяция, ее характеристики и структура

В пределах ареала виды особей распространены неравномерно, потому что условия существования на разных его участках разные. Эта изоляция препятствует свободному скрещиванию между группами особей одного вида. Такие относительно изолированные группы называются популяциями.

Популяции — это группы особей одного вида, длительное время обитающие на определенной территории, свободно скрещивающиеся и относительно изолированные от других подобных групп этого вида. Каждая популяция характеризуется плотностью, численностью, возрастным составом. Это форма существования вида в конкретных условиях среды называется единицей эволюции.

Особи одной популяции характеризуются максимальной схожестью признаков, возникающей вследствие высокой возможности скрещивания внутри популяции и одинаковым давлением отбора. Кроме того, генетические популяции неоднородны из-за действия наследственной изменчивости.

Популяции отличаются друг от друга частотой встречаемости признаков, поскольку в разных условиях изменению подвергаются различные признаки. Каждая из популяций существует в относительной изоляции от других и поэтому эволюционирует относительно независимо.

Обмен особями между популяциями поддерживает единство вида.

Для многих организмов можно выделить несколько различных уровней популяционной структуры. Например, семейные группы могут образовывать небольшие локальные популяции, объединяющиеся в большие географические популяции. Структура и способ взаимодействия популяций — это важная характеристика вида.

Характеристики популяций можно разделить на статические (которые можно определить в отдельный момент времени): численность, плотность, структура (возрастная, половая, пространственная, экологическая и др.) и динамические (которые можно определить только для обозначенного промежутка времени): рождаемость, смертность, скорость роста, миграции.

Статические характеристики популяций. Численность популяции может определяться различными способами. Для определения поголовья крупных, хорошо заметных организмов, образующих скопления на относительно небольших территориях, используют метод прямого подсчета животных.

Так можно подсчитать птиц, гнездящихся колониями (грачей, уток), копытных (антилоп). В некоторых случаях эффективен способ мечения, при этом животных метят и выпускают в тех местах, где они были пойманы.

Через некоторое время проводят новый отлов в том же месте и по количеству меченых особей от общего числа пойманных определяют численность популяции. Таким образом определяют численность земноводных и птиц. Но зачастую невозможно определить общую численность организмов прямым подсчетом особей.

В таких случаях приходится довольствоваться отбором проб и подсчетом количества особей в них. При этом речь идет о плотности — количестве особей, приходящихся на единицу пространства.

Плотность наземных организмов определяют на единицу площади, а популяций планктонных организмов — на единицу объема водной толщи. Иногда плотность оценивают, как число встреч на маршруте. Так оценивают птиц по пению в весенний период, млекопитающих — по следам в зимний период.

Особи в популяции отличаются друг от друга по многим характеристикам. Для каждой популяции характерно определенное соотношение численности особей различных групп, отражающее особенности их взаимодействия.

Эти соотношения называют структурой популяции.

Можно выделить половую (соотношение полов), возрастную (соотношение особей разных возрастных классов), пространственную (характер распределения по местности), иерархическую (характер подчинения особей друг другу) и другие виды структуры.

Чаще распределение особей в пространстве неравномерно. Выделяют три основных типа пространственных распределений: случайное, регулярное и пятнистое.

При случайном распределении нахождение каждой особи никак не зависит от расположения других особей. В природе оно встречается довольно редко. При регулярном распределении между особями наблюдается своеобразное отталкивание.

Данное распределение часто встречается в искусственно созданных экосистемах (парки, агросистемы).

При пятнистом (агрегированном) распределении между особями наблюдается «взаимное притяжение», а вероятность нахождения пустых участков и участков с несколькими особями намного выше, чем при случайном.

Примером может быть расположение трав на болотных кочках или групп тростника, образующихся при вегетативном размножении на песчаном берегу. Такое распределение можно объяснить действием различных абиотических факторов (свет, температура, влажность и т. д.

), способом размножения и расселения особей, поведенческими особенностями особей и их взаимодействием.

Динамические характеристики популяций. Даже если численность популяции постоянна, она поддерживается динамическим равновесием процессов увеличения и уменьшения количества особей. На динамику численности популяции влияют такие факторы:

Скорость изменения численности = (рождаемость + скорость иммиграции) — (смертность + скорость эмиграции).

При рассмотрении изменения численности необходимо сказать о продолжительности жизни особей данной популяции. Для организмов каждого вида существует некая максимальная продолжительность жизни особей.

В большинстве случаев необходима крайняя точка при построении кривых и таблиц выживания. Так, у бактерий продолжительность жизни может составлять десятки минут, а у древесных растений — десятки веков.

Продолжительность жизни особей одного вида может значительно меняться в зависимости от условий существования.

При снижении численности популяции ниже определенного уровня в ней разрушается воспроизведение и начинается деградация.

Популяция больших млекопитающих, включающая 1 000 особей, сохранит после смены 20 поколений 99% своего генетического разнообразия, а 1% потеряет в результате дрейфа генов.

Популяция меньшей численности будет стремительно терять свое генетическое разнообразие, что может привести к потере ее способности к адаптации.

На рост или сокращение численности популяции в будущем влияет ее нынешний возрастной и половой состав, поскольку смертность и плодовитость зависят от пола и возраста.

Для определения механизмов, определяющих общую смертность популяции, необходимо исследовать смертность в разных возрастных группах (стадиях развития). Для описания этих процессов служат демографические таблицы.

Это способ статистического анализа состава популяций и его возможной динамики.

Популяционные волны и гомеостаз популяций

Популяционными волнами называют периодические или непериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Термин был введен в 1905 г. С. С. Четвериковым, который назвал колебания волнами жизни. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы.

Эволюционное значение популяционных волн заключается в том, что они изменяют генофонд популяции: частоты аллелей в популяции (является причиной дрейфа генов) на пике волны изолированы, популяции могут сливаться, при этом растет миграция и панмиксия, а также гетерогенность генофонда; популяционные волны изменяют интенсивность естественного отбора и его направление.

Причины колебаний численности популяций часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяции «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на нее со стороны популяций «хищников» (рыси, лисы, волка). В этом случае отмечается увеличение кормовых ресурсов.

способствующих росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы.

Вспышки численности организмов некоторых видов, наблюдавшиеся в ряде регионов земли, были обусловлены деятельностью человека (жаба ага в Австралии, домовая муха по всему миру).

Понятие генофонд описывает совокупность всех аллелей генов определенной совокупности особей, при этом иногда используют этот термин для описания не только популяций, но и видов, а иногда говорят о генофонде биосферы.

Изменение генофондов популяций происходит как на подъеме, так и на спаде популяционной волны. При росте численности организмов наблюдается слияние ранее разобщенных популяций и объединение их генофондов.

Поскольку популяции по своему генетическому составу уникальны, в результате такого слияния возникают новые генофонды с измененными по сравнению с исходными частотами аллелей.

В условиях возрастающей численности увеличиваются межпопуляционные миграции особей, что также способствует перераспределению аллелей. Рост количества организмов обычно сопровождается расширением занимаемой территории.

На гребне популяционной волны некоторые группы особей выселяются за пределы ареала вида и оказываются в необычных условиях существования. В таких случаях они чувствуют действие новых факторов естественного отбора. Повышение концентрации особей в связи с ростом их численности усиливает внутривидовую борьбу за существование.

При падении численности наблюдается распад крупных популяций на небольшие. Они характеризуются измененным генофондом. В условиях массовой гибели организмов редкие мутантные аллели могут быть утеряны. При сохранении редкого аллеля его концентрация в генофонде малочисленной популяции автоматически возрастает.

На спаде волны часть популяций, как правило, небольших по размерам, остается за пределами обычного ареала вида. Чаще всего они вымирают. Реже, при благоприятном генетическом составе, переживают период спада численности.

Будучи изолированными от основной массы вида, существующие не в обычной среде, они нередко являются родоначальниками новых видов.

Поддержание численности популяции на определенном оптимальном уровне называется гомеостазом популяции. Он поддерживается абиотическими факторами и биотическими взаимодействиями, которые предупреждают неограниченный рост популяции в условиях определенной емкости среды (максимальное количество особей данного вида, которое может существовать в данных условиях).