Понятие о популяции. Характеристики популяции

Элементы популяционной экологии

Экологическая изменчивость в городских популяциях

Город – экологическая ниша с экстремальным воздействием на организм человека

· Искусственная среда обитания

· Нарушение естественной синхронизации дня и активности человека

· Информационная перегрузка

· Двигательный режим (гиподинамия)

· Загрязнение атмосферы

· Шум

Городское население складывается на протяжении длительного времени в результате неоднократных миграционных потоков.

В городских популяциях действуют факторы отбора и идут адаптивные процессы, которые отражаются на различных морфологических признаках.

Городское население в целом отличается от сельского более крупными размерами тела, жировым компонентом, большим процентом астенических конституциональных типов, ускорение акселерации.

Акселерация может быть обусловлена специфическим воздействием факторов городской жизни, такими как: повышенная калорийность питания, снижение физ нагрузок, психоэмоциональное напряжение

Акселерация : следствие отбора в результате которого из сельской местности в город попадают люди, отличающиеся высокой умственной реактивностью и более высоким физ. Развитием. К 80 годам 20 столетия акселерация ослабла и практически исчезла.

На смену процессу акселерации приходит изменение морфотипа в сторону лептосомии – худые, хрупкие, узколицые.

В 90е гг рост мальчиков и девочек увеличился, а обхват груди уменьшился.

Особенностью городского населения является его высокая профессиональная дифференциация, накладывающая отпечаток на строение тела и функции организма. Высокие физ.нагрузки способствуют увеличению костной и мышечной массы.

Умственная деятельность сказывается на

Цнс

Мозг

Кровь

Энергетический обмен нервных клеток

Расширение сосудов

 

Адаптация студентов к условиям обучения в вузе:

Большой объем разнообразной информации

Напряженность труда

стресс

 

Роль правого и левого полушарий мозга?

Включается ли своевременно правое полушарие, как вспомогательное левому, при учебных нагрузках?

Наблюдается ли симметричное устойчивое состояние парной системы в экзаменационных ситуациях?

Когда возникает правосторонняя и левосторонняя связи?

 

Вопросы:

· Понятие о популяции. Характеристики популяции

· Структура популяции (пространственная, половая, возрастная, физиологическая и т.п.)

· Динамика популяции

 

Разделы биологии по иерархическим уровням биологических систем.

Аутэкология – экология отдельных особей как представителей определенного вида организмов.

Популяционная экология (дэмэкология) – экология генетически однородных групп организмов одного вида, имеющих общее место обитания.

Популяционная экология - важнейший раздел биоэкологии.

Правило С.С.Четверякова (1903)

Организмы любого живого вида представлены не изолированными отдельностями, а их определенным образом организованными совокупностями.

Чарльз Элтон (1900-1991) Английский зоолог основоположник экологии популяций (1927)

Объекты популяционной экологии:

Виды, имеющие хозяйственное значение (вредители сельского и лесного хозяйства, объекты промысла, переносчики и носители опасных заболеваний, массовые виды, редкие виды, нуждающиеся в охране)

Существует два подхода к пониманию популяции (от ла.populus - население)

1. Генетический.

Популяция – это группа особей одного вида, имеющая общий генофонд, т.е. все особи, которые потенциально могут скрещиваться и обмениваться генами.

2. Экологический.

Популяция – любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времен от других представителей этого вида.

 

Различные точки зрения на популяции.

Популяция – целостное образование, реагирующее на любое изменение окружающей седы так, как реагировал бы отдельный организм.

 

Популяция как целое вообще не представляет никакой реальности, т.е. является идеальным объектом.

 

Причины существования различных точек зрения

Популяции организмов, относящиеся к различным таксономическим группам, могут представлять собой очень разные объекты (микробиолог, используя термин «популяция» по отношению к бактерии, может подразумевать под ними не то, что подразумевает зоолог, изучающий львов)

Популяция как объект исследования интересует не только экологов, генетиков, но и других специалистов (разные подходя к одному и тому же объекту)

Популяции имеют сложную иерархическую структуру (разные исследователи придают разную значимость тому или иному уровню этой иерархии)

 

Правило топографического, или популяционного, кружева ареала.

Вид заселяет пространство и время неравномерно, оставляя пустые пространства, не пригодные для жизни, её представителей и распадаясь на экологически неоднородные отдельности.

Каждый вид, занимая определенную территорию (ареал), представлен на ней системой популяций.

 

Чем сложнее расчленена территория, занимаемая видом, тем больше возможностей для обособления отдельных популяций.

В горных районах территориальная дифференциация более сложна, чем на открытых, ровных пространствах.

 

Популяционную структуру вида определяют также его биологические особенности, такие как подвижность составляющих его особей и проч.

Если члены вида постоянно перемешиваются на обширных пространствах, такой вид характеризуется небольшим числом крупных популяций. (песцы)

При слабо развитых способностях к перемещению формируется множество мелких популяций, отражающих мозаичность ландшафта (медведи – привязываются к местам своего обитания, поэтому появляется много маленьких группировок, отличающихся друг от друга по ряду свойств, москиты не способны к дальним перелетам)

Степень обособленности соседних популяций вида очень различна. В некоторых случаях они резко разделены территорией непригодной для обитания.

 

Несмотря на территориальное обособление членов популяций между ними поддерживается связь.

Типы активности 1. Обеспечение собственного существования ()поиск пищи, исследование, рытье нор 2. Установление отношений с соседними особями.

Связи между популяциями поддерживают вид как единое целое.

Полная изоляция популяции приводит к образованию новых видов.

Различия между отдельными популяциями выражены в разной степени.

Затрагивают не только групповые характеристики, но и качественные особенности физиологии, морфологии, поведения отдельных особей.

Статические показатели популяции. (характеризует состояние популяции на данный момент времени)

1. Общая численность популяции (общее количество особей на выделяемой территории)

2. Плотность популяции (среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией)

Принципы минимальной и максимальной численности популяции.

Популяционное объединение не может быть слишком маленьким или большим (либо не сохранятся в природе, либо будут исчерпаны ресурсы для существования вида)

 

Правило максимума колебаний плотности популяционного населения (закон количественной константности популяционного населения)

Существуют определенные верхние и нижние пределы для размеров плотности популяции в природе (всегда дин слон живет на нескольких десятках метров км)

Правило сохранения видовой среды обитания.

Популяции не могут нарушить свою среду обитания. В ходе эволюции сохраняются лишь те популяции, скорость размножения которых равновесна с количеством пищевых ресурсов и др. факторами среды.

Размер популяции – это количество входящих в нее особей.

Размер популяции результирующая биотического потенциала вида (способность преодолевать сопротивление среды) и сопротивления среды (комплекс неблагоприятных факторов абиотической и биотической среды, воздействующих на организм)

 

Структура популяции (пространственная, половая, возрастная, физическая и т.п.)

Совместное проживание особей усиливает конкуренцию между ними, но способствует выживанию группы в целом

Адаптации на уровне популяции (пространственная структура-размещение особей и биологическая структура – разнокачественность особей)

биологическая структура

Закон генетического разнообразия

Все живое генетически различно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности, биологического разнообразия.

Половая структура популяций.

Соотношение особей по

полу и особенно доля размножающихся самок в популяции имеют большое значение для дальнейшего роста её численности.

Соотношение полов в популяции устанавливается не только по генетическим законам, но и под влиянием среды (пример, рыжие муравьи при температуре +20 из яиц развиваются самцы, при температуре выше - самки)

 

Половая структура

Первичное – определяется чисто генетическими механизмами

Вторичное - различного рода воздействия на характер развития

Третичное – дифференциация в результате смертности самцов и самок в ходе индивидуального развития

Возрастная структура популяций.

С возрастом требования особи к среде и устойчивость к отдельным её факторам существенно изменяются (бабочки, лягушки)

Возрастные экологические различия в пределах вида могут быть выражены ярче, чем отличия между видами. Возрастные различия в популяции усиливают её неоднородность.

Правило стабильности возрастной структура.

Любая природная популяция стремится к установлению стабильности возрастной структуры. Абсолютный возраст (время существования данной когорты или популяции) биологический возраст (стадия организма)

 

Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на популяционной территории (ареале)

В популяции реализуется принцип территориальности

Все особи и их группы обладают индивидуальным и групповым пространством, возникающм в результате активного физико-химического или поведенческого разобщения.

Пространственная структура популяций

Типы распределения особей популяции в пространстве

Случайное – местонахождение одной особи не зависит от другой

Групповое – характерно для популяций в мозаичных экосистемах

Регулярное – расстояние между особями, оставляющими популяцию примерно одинаковое.

 

Механизмы, поддерживающие определенное пространственное распределение организмов

Случайное – сила и направление воздействия факторов случайно изменяющихся

Пятнистое – по градиентам абиотических факторов

Регулярное – территориальное распределение.

 

Типы возрастных пирамид.

Растущая, стабильная, сокращающаяся.

 

Физиологическая структура.

Динамика уровня стресс-реакции.

Содоминанты (нервничает только вначале), доминанты (не нервничает), подчиненные(высокий уровень стресс реакции на первые сутки в группе не нервничает после установления иерархии)

 

 

Этологическая структура популяция животных.

Закономерности поведения животных составляет предмет науки этологии.

Одиночный образ жизни

Брачные отношения (полигиния, полиандрия)

Семейный образ жизни (забота о потомстве)

 

Стаи – временные объединения.

Бывают эквипотенциальные(без выраженного доминирования отдельных членов) и с лидерами (ориентация на опытную особь).

Стада – более постоянные объединения.

Стадо с вожаками и иерархически соподчиненными особями.

Колони – групповые поселения оседлых животных

Экологическая структура популяции – подразделение особей на группы, которые по-разному взаимодействуют с разными факторами среды.

По питанию, по разделению труда.

 

Генетическая структура популяции.

Определяется изменчивостью и разнообразием генотипов.