Раздел ДЕМЭКОЛОГИЯ

Лекция Тема: Популяции - общие сведения. Демографические показатели популяций

Цель: выявить характеристики популяций как биомакросистемы

План лекции

1. Популяция - общие положения, виды популяций.

2. Демографические показатели популяций.

1. Популяция - это группа особей одного вида, свободно скрещивающихся, производящих плодовитое потомство, обладающих единым генофондом, собственной эволюционной судьбой, проживающая на определенном ареале достаточно длительное время.

Популяционная экология (демэкология) - достаточно молодой раздел общей экологии, фундаментальные исследования по этому направлению появились в печати лишь во второй половине прошедшего столетия (работы Элтона, наумова, Шварца, Шилова). В ботанике изучение экологии популяций (ценопопуляций) началось в шестидесятых годах прошлого века. Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции. Условием существования популяции является ее толерантность к факторам среды.

Классификация популяций:

А) по размерам популяции и степени генетической самостоятельности различают: элементарные или локальные, экологические, географические;

Б) по способности к самовоспроизведению и самостоятельной эволюции: перманентные (постоянные, относительно устойчивые в пространстве и во времени), темпоральные (временные, неустойчивые в пространстве и во времени).

В) по способу размножения: панмиктические (размножающиеся половым путем), клональные (размножающиеся бесполым путем), клонально-панмиктические (присутствует как половое, так и бесполое размножение).

Основные функции популяции:

1. регуляция размещения особей в пространстве (рациональное использование территории);

2. размножение и пополнение убыли.

3. Расселение и перераспределение особей в соответствии с меняющимися условиями среды, которое реализуется с помощью сложной биологической структуру.

Основные черты, свойственные всем популяциям - это:

n целостность;

n адаптированность к условиям обитания;

n структурированность;

n саморегуляция.

Популяция, как и организм, - целостная система, состоящая из отдельных подсистем - особей, значит индивидуумы любого вида представлены не отдельными образованиями, а в сообществах.

Внутри популяции структурирована. Структурированность популяции рассмотрена профессорами МГУ Наумовым, Шварцем у популяций животных. Выделяют географические и экологические популяции. Экологические популяции, в свою очередь, распадаются на ряд отдельных группировок: на элементарные популяции, субпопуляции, местные (локальные популяции). Масштабы этих группировок не обеспечивают (сравнительно часто) устойчивое воспроизводство особей.

Место популяции в иерархии биосистем более и менее высоко ранга определяется как форма устойчивого существования вида.

Следуя функционально-энергетическому ряду биосистем, популяция выступает как функциональная субсистема биогеоценоза, функция которой - участие в трофических цепях.

Эволюционисты, следуя постулатам синтетической теории эволюции, принимают во внимание, что популяция является элементарной единицей эволюции.

Практическое значение популяционной биологии связано с тем, что популяция есть единица эксплуатации, охраны и подавления организмов.

Популяции характеризуются рядом свойств, которые можно разделить на две общих группы:

1) статические – характеризуют состояние популяций в данный момент времени (численность, плотность, структура популяции.

2) динамические – характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени (рождение, смертность, прирост, скорость роста).

2. К основным характеристикам популяции относятся численность, плотность, рождаемость, смертность и прирост популяции. Численность как демографическая характеристика популяции определяется рождаемостью, смертностью и средней продолжительностью жизни.

Численность популяции - общее количество особей в популяции, приходящихся на единицу площади или объема.. Под эффективной численность понимают число особей в популяции, постоянно размножающихся. Критической численностью называют численность, ниже которой популяция прекращает свое воспроизводство. Для управления численностью популяции необходимо знать ее основные характеристики.

С численностью популяции тесно связан показатель плотности: величины популяции, отнесенной к некоторой единице пространства. Средняя плотность - численность особей на единицу всего пространства. Удельная экологическая плотность - число или биомасса особей на единицу обитаемого пространства. Часто важно знать не конкретную величину популяции в момент времени, а динамику, значит показатели относительного обилия ( к какому-либо промежутку времени).

Измерение плотности популяций проводят методами:

n тотального учета;

n методом мечения с повторным отловом;

n методом изъятия; методом пробных площадок; методом без взятия проб

Численность определяется демографическими факторами рождаемости и смертности. Рождаемость определяется как абсолютная или удельная; смертность таким же образом. У рождаемости и смертности особей можно выяснить максимальные и минимальные показатели, а также экологические и идеальные показатели. Даже в самых лучших условиях особи умирают от старости. Т.е. показатель смертности наблюдается постоянно. Характер смертности описывается кривыми выживаемости Этот возраст гибели определяют физиологической продолжительностью жизни, намного превышающую среднюю экологическую продолжительность.

Численность особей в популяции может осуществляться не только за счет рождаемости, но и за счет иммиграции особей из других популяций. Существуют зависимые и полузависимые популяции, поддерживающие и увеличивающие численность именно за счет иммиграции.

Численность популяции зависит от прироста числа особей в популяции.

Прирост популяции - это изменение между относительной рождаемостью и относительной смертностью. Прирост популяции может быть отрицательным, положительным и нулевым. Если прирост популяции величина постоянная, то изменение численности особей описывается уравнением экспоненциального роста. Если относительный прирост особей в популяции величина непостоянная, зависит от условий обитания особей, от возраста организмов, то изменение численности описывается логистической кривой.

Графически изменение численности популяции описываются соответствующими кривыми. На логистической кривой можно выделить уровень, при котором максимальное число особей, способных жить в рассматриваемой в среде, этот показатель назван емкостью среды. Когда популяция перестает расти, ее плотность обнаруживает тенденцию к флюктуациям относительно верхнего асимптоматического уровня роста. Такие флюктуации возникают либо в результате изменений физической среды, либо в результате внутрипопуляционных взаимодействий.

Популяции видов, у которых рождаемость и смертность в значительной мере зависят от действия внешних факторов, быстро изменяют свою численность. Существуют два основных типа колебаний численности популяции. При первом типе периодические нарушения среды часто приводят к катастрофической, не зависящей от плотности, смертности. Это оппортунистические популяции. Другие популяции названы равновесными, которые обычно находятся в состоянии, близким к состоянию равновесия с ресурсами, значения их плотности гораздо более устойчивы.

Во временном отношении колебания численности бывают периодическими и непериодическими. Периодические колебания численности делятся на колебания с периодом в несколько лет и сезонные колебания.

Численность популяции зависит от плотности, что можно выразить графически. При первом типе зависимости скорость роста популяции уменьшается по мере увеличения плотности. При втором - темп роста популяции максимален при средних, а не при низких значениях плотности. При третьем - темп роста популяции не изменяется до тех пор, пока она не достигнет высокой плотности, а затем резко падает.

Колебания численности по современной концепции автоматического регулирования численности популяций разделяется на модификации и регуляции, которые действуют по принципу отрицательной обратной связи. В связи с этим выделяют модифицирующие и регулирующие экологические факторы, причем первые из них воздействуют на организмы либо непосредственно, либо через изменение компонентов биоценоза; они представлены в основном абиотическими факторами. Регулирующие факторы связана с существованием и жизнедеятельностью живых организмов, так как только живые существа способны реагировать на плотность своей популяции. Но чтобы получить информацию о том, какие факторы вызывают колебания численности, теоретические требуются данные о физико-химических условиях, обеспеченности ресурсами, жизненном цикле организмов, о влиянии конкурентов, хищников. Но популяции не могут расти бесконечно, и виды вымирают крайне редко, значит один из признаков популяционной динамики - сочетание изменений с относительной стабильностью.

Лекция Тема: Типы популяционных структур