Структура вида: понятие о популяции и подвиде

Видом называют совокупность особей, которых объединяет сходство морфологических, физиологических и биохимических особенностей, общее происхождение, способные скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающие определенный ареал.

Напомню, что название всех живых существ состоит из двух слов, так как во всем мире принята биноминальная номенклатура, созданная Карлом Линнеем.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Каждый вид занимает определенную территорию — ареал. Часто он выглядит как единая территория, однако встречаются и прерывистые ареалы.

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Критерии вида

Особи объединяются в один вид на основании сходства по ряду критериев, однако замечу, что ни один из этих критериев не является абсолютным. Только в совокупности данные критерии позволяют объективно сделать вывод о том, к какому виду относится организм.

    • Морфологический (греч. morphos — форма)

Этот критерий определяет сходство внутреннего и внешнего строения. Однако в природе существуют виды-двойники, которые сходны морфологически, но репродуктивно изолированы. Также особи одного вида могут сильно отличаться морфологически, к примеру, половой диморфизм — отличия в строении мужских и женских особей. Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

    • Физиологический (греч. φύσις — природа)

Данный критерий свидетельствует о сходстве процессов жизнедеятельности среди особей одного вида. К такому критерию можно отнести, к примеру, продолжительность беременности, периоды миграции и спячки у особей.

    • Биохимический

Белки и нуклеиновые кислоты у особей одного вида являются видоспецифичными. Это связано с уникальной последовательностью генов в ДНК.

    • Генетический (греч. γενητως — порождающий)

Особи одного вида сходны по строению и числу хромосом. Этот критерий также не абсолютный, у разных видов число хромосом может быть одинаково: в клетках гориллы, картошки и ужовника по 48 хромосом. Однако различия здесь очевидны 🙂

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Оформление курсовой работы: правила и примеры написания документа

Оценим за полчаса!
    • Экологический (греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом)

Каждый вид занимает в природе определенную экологическую нишу — образ жизни, который ведет данный вид в экосистеме. Понятие «экологическая ниша» — весьма широкое, и включает не только пространственное местообитание вида, но и его место в пищевых цепях, роль вида в межвидовых взаимодействиях и создании органического вещества. Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

    • Этологический (греч. ethos – образ жизни)

Этот критерий акцентирует внимание на сходстве в поведении животных одного вида. Однако нельзя забывать, что разные виды могут проявлять схожее поведение. Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

    • Географический

Распространение вида на определенном ареале (территории). Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Популяция (лат. populatio — население)

Популяция — совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой, занимающих определенный ареал обитания и частично изолированных от других популяций. Популяцию можно назвать основной единицей существования, воспроизведения и эволюции вида.

Именно на уровне популяции происходят элементарные эволюционные процессы, которыми так активно занимался советский генетик-эволюционист С.С. Четвериков. Он выдвинул предположение о накоплении мутаций в пределах популяции и подчеркнул особое значение естественного отбора, изоляции в появлении новых видов.

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Эволюционный процесс следует рассматривать на двух различных уровнях: внутривидовом и надвидовом, в соответствии с которыми различают:

  • Микроэволюцию — образования новых видов
  • Макроэволюцию — образование новых надвидовых таксонов: род, семейство, отряд, класс, тип

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Популяция — элементарная единица эволюции

Необходимо понимать важнейший момент: генотип — совокупность всех генов одного организма — не может играть определяющего значения в эволюции, так как временные масштабы эволюции и жизни отдельно взятой особи не сопоставимы. Различные эволюционные сдвиги могут возникать только в популяциях, которые существуют достаточно долгое время.

Вся совокупность генов у особей, составляющих популяцию, называется генофонд и представляет собой механизм обмена и передачи генетического материала. У отдельных особей возникают мутации, которые накапливаются в генофонде, и могут привести к появлению новых признаков (возможно полезных, а возможно и не очень).

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Известным примером является необычный организм — палочник, форма тела которого с трудом позволяет его отличить от веток дерева. Эта форма тела возникла так:

  • Когда-то произошла мутация, обеспечившая новый признак — форму тела, которая позволила слиться с внешней средой
  • Особи с такой мутацией и формой тела чаще выживали в ходе борьбы за существование
  • В результате естественного отбора признак закрепился в ряду поколений, так как особи с ним оставались несъеденными и размножались

Теперь вы поняли, что мутации и есть эволюционные материал. Они накапливаются в популяции, а естественный отбор — главный направляющий фактор эволюции: он «отбирает» тех особей, чей признак полезен, помогает им выживать и размножаться. Помните, что в природе выживает не сильнейший, а — приспособленейший!)

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Источник: https://studarium.ru/article/112

Структура и характеристика популяции

Вспомните о популяции. Популяция — это совокупность особей одного вида с общим генофондом, скрещивающихся между собой и в течение длительного времени населяющих определенное пространство.

В зависимости от времени и пространства местообитание видов меняется. Это зависит от многих известных вам экологических факторов. Не приспособленные к климатическим условиям виды исчезают.

Их место занимают более выносливые, приспособленные. Популяции одного вида существуют отдельно друг от друга, так как появляется конкуренция за экологическую нишу.

Поэтому популяции одного вида занимают различные территории.

Современные определения популяции сформулированы в трудах российских исследователей С. С. Шварца, А. М. Гилярова, А. В. Яблокова. Например, по определению С. С.

Шварца (1969), популяция — это «элементарные группы организмов определенного вида, длительное время поддерживающие свою численность в постоянно изменяющихся условиях среды». По мнению А. В.

Яблокова, это «группы организмов одного вида, населяющих определенную территорию, с общим эволюционным путем развития».

Развивая идеи своих соотечественников, А. М. Гиляров дал несколько иное определение популяции.

Популяция — это совокупность организмов одного вида с общим генофондом, в течение длительного времени населяющих определенное пространство и сохраняющих устойчивое воспроизводство численности.

Внутри популяции существует постоянная борьба за существование, и группировки особей одного вида изолированы друг от друга. Они образуют местную, экологическую, географическую популяции.

Такая классификация популяции была введена известным русским ученым Н. П. Наумовым.

Популяция как биологическая единица обладает своей определенной структурой, свойством и функциями. Структура популяции характеризуется численностью особей и их распространением в пространстве.

А функции популяции тождественны функциям других биологических систем.

Свойства, характерные для популяции, — это рост, развитие, размножение, приспособленность к постоянно меняющимся условиям среды, генетические характеристики.

  • Элементарная (местная) популяция — это совокупность особей одного вида, занимающих небольшие участки однородной территории.
  • Количество элементарных популяций в природе, эволюция развития и длительность зависят от сложности и простоты условий в биоценозе, его однородности.
  • В природе смешение особей местных популяций стирает границы между ними.

Экологическая популяция — формируется как совокупность местных популяций. В основном это внутривидовые группировки, приспособленные к существованию в определенном биоценозе.

Например, белка обыкновенная широко распространена в различных типах леса. Поэтому могут быть выделены такие экологические популяции, как «сосновые», «еловые».

Они слабо изолированы друг от друга, поэтому между ними отличий мало.

Географическая популяция — это экологические популяции, которые охватывают группу особей, населяющих крупные территории с географически однородными условиями существования. Географические популяции относительно изолированы друг от друга и различаются плодовитостью, размерами особей, рядом экологических, физиологических, поведенческих и других особенностей.

Такие длительные изоляции популяции постепенно могут привести к образованию географической расы или новым формам вида. Такие виды рассматриваются обычно как географическое видообразование, раса или как синоним этого вида. Например, известно более 20 географических популяций белки обыкновенной.

Границы и размеры популяций в природе определяются особенностями не только заселяемой территории, но и свойствами самой популяции. Результаты исследований Н. П. Наумова показывают, что разделение вида на мелкие территориальные группировки увеличивает многообразие вида и обогащает его генофонд. Следовательно, в природе не бывает абсолютной популяции.

Поэтому в процессе эволюционного развития каждого вида во время расселения (миграции) они постоянно смешиваются друг с другом. У растений пыльца широко распространяется на большие расстояния с помощью ветра. В результате разные формы популяции поддерживаются в пределах вида. Поэтому с экологической точки зрения единого определения популяция еще не имеет.

Наибольшего признания заслуживает определение С. С. Шварца: «Популяция — это внутривидовая группировка, форма существования вида с определенными количественными и качественными параметрами».

Основные показатели, характеризующие популяцию, — это численность и плотность. Численность популяции — это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Численность организмов никогда не бывает постоянной. Она зависит от рождаемости и смертности особей.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади или объема, например: 150 растений ели на 1 га, или 0,5 г дафний в 1 м3 воды.

Плотность популяции изменяется в зависимости от ее численности. Плотность популяции не увеличивается беспредельно, для этого необходима возможность расселения или свободное пространство. Расселение продолжается до тех пор, пока организмы не встретятся с какой-либо преградой. Различают случайное, равномерное и групповое расселение популяций.

Случайное расселение характерно только для однородной среды. Например, вредители на полях расселяются случайно, но затем по мере размножения расселение приобретает групповой или пятнистый характер.

Наиболее часто встречается групповое расселение, причем оно может быть случайным. Например, в лесу деревья распределяются сначала группами, а затем равномерно.

У растений распространение происходит при разносе спор, семян, плодов, а у животных расселение бывает быстрым и пассивным. Например, очень подвижны лисицы, лоси и другие копытные животные.

Медленное распространение встречается у малоподвижных животных.

У активно перемещающихся организмов ареалы огромные, без резких границ между популяциями, а у малоподвижных, наоборот, популяции четко разграничены. К ним относятся земноводные, пресмыкающиеся, моллюски.

Размеры ареала популяции зависят от величины организмов, активности поведения, запаса пищи и других абиотических факторов. К примеру, у насекомых, травянистых растений численность особей может достигать сотни тысяч и более.

Наоборот, численность и плотность крупных животных и больших древесных растений непостоянны и связаны с деятельностью человека. Кроме того, особая роль принадлежит кормовым факторам.

Уменьшение урожая кормов в разные годы способствовало резкому снижению динамики популяции белок, зайцев, кекликов, фазанов. Поэтому в природе неустойчивость численности популяции закономерна.

Однако в некоторых случаях численность популяции сменяется резким падением или возрастанием. Эти процессы в природе встречаются часто. Причин их возникновения очень много.

Это могут быть генофонд вида, факторы среды, скорость роста, конкуренция, избыток пищи и т. д.

Популяция в природе способна к саморегуляции численности. Каждый вид имеет верхние и нижние пределы повышения численности, за границы которых она выходить не может. Поэтому численность популяции удерживается на оптимальном уровне. Различают суточные и сезонные колебания численности организмов.

Например, у мелких животных, грызунов, некоторых птиц колебания численности могут быть весьма значительны. Так, известно, что численность грызунов увеличивается в течение сезона в 300—500 раз, а некоторых насекомых — в 1300—1500 раз.

Такие вспышки численности часто встречаются у саранчи, возбудителей инфекционных заболеваний, вирусов и бактерий и наносят огромный ущерб сельскому хозяйству и жизни человека.

Резкие снижения численности популяции непостоянны. В некоторых случаях они приводят к вымиранию популяции. Общая длительность жизни организмов делится на три типа, т. е. существуют три типа выживания организмов (схема 6).

  1. Схема 6
  2. Три типа выживания организмов
Читайте также:  План магистерской диссертации: образец и пример, как составить правильно?

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

I — низкая смертность на ранних стадиях развития и повышенная на поздних стадиях (насекомые, крупные млекопитающие); II — длительность жизни устойчива (некоторые рыбы, птицы, растения и т. д.); III — максимальная гибель на ранних стадиях развития и низкая во взрослом состоянии (некоторые рыбы, беспозвоночные животные)

Три типа выживания.

Первый тип выживания наблюдается главным образом у насекомых, крупных млекопитающих, деревьев, человека. Максимальная гибель приходится на последний год (старость), где большое число особей имеют одинаковую продолжительность жизни, и, конечно, первый тип кривой изменяется в зависимости от генов, продолжительности жизни, половых особенностей.

Второй тип характерен для организмов, где коэффициент смертности остается постоянным на протяжении всей жизни. К ним относятся кишечнополостные организмы пресных водоемов.

Третий тип свойствен большинству организмов. Он характеризуется повышенной гибелью организмов на ранних стадиях развития, например: рыбы, птицы, многие беспозвоночные, отличающиеся плодовитостью. Гибель среди растений составляет 90—95%.

Полученные данные закономерностей выживания организмов играют большую роль в проведении теоретических исследований и опытов с полезными и вредными видами популяций.

Помимо рождаемости и смертности на численность или плотность популяции большое влияние оказывает миграция. Популяция всегда стремится расширить свой ареал. В основном это зависит от численности и плотности подрастающего поколения. Однако популяция не может расширять свой ареал беспредельно, препятствуют предельные факторы или неблагоприятные условия новых местообитаний.

Различают стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Сбалансированная интенсивность рождаемости и смертности формирует стабильную популяцию.

Кроме того, стабильность популяции зависит от генетических, исторических, биологических условий. В природе стабильность популяции зависит также от рождения и иммиграции, смертности и эмиграции.

Особи появляются в популяции во время иммиграции, уменьшаются в результате эмиграции.

Только при сбалансированном сочетании названных факторов формируется стабильная популяция. Знание структуры, закономерностей развития популяции имеет огромное практическое значение.

Источник: https://bioslogos.ru/50-struktura-i-harakteristika-populyacii.html

ВИД, ЕГО КРИТЕРИИ И СТРУКТУРА

Морфологический критерий, Популяция

Ч. Дарвин считал вид определенным звеном в эволюции живой природы, хорошо обособленным от других видов благодаря механизмам, выработанным у него в процессе эволюции. В настоящее время знания о виде расширены и стали более конкретными.

Вид — это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни, занимающих в природе определенный ареал.

Критерии вида

В природе виды отличаются совокупностью признаков, называемых критериями вида. Сущность каждого из них заключается в следующем.

Морфологический критерий определяет сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида; генетический критерий — одинаковый, типичный для вида, набор хромосом и возможность особей скрещиваться и давать плодовитое потомство; физиологический критерий — сходство жизненных процессов; биохимический критерий — способность образовывать специфические белки и другие органические вещества; экологический критерий — приспособленность к определенным условиям среды; географический критерий — распространение в природе в определенном ареале. Ни один из критериев в отдельности не может служить для определения вида. Охарактеризовать вид можно, только учитывая совокупность всех критериев.

Структура вида. В природе виды хорошо изолированы друг от друга. Однако особи каждого вида внутри ареала распространены неравномерно. В его пределах места, благоприятные для их обитания, чередуются с участками, непригодными для их жизни. Поэтому внутри ареала вид распадается на более мелкие единицы — популяции.

Структура вида. Понятие о популяции и подвиде - Для студента

Популяцией называют естественную совокупность свободно-скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенную часть ареала. Популяция состоит из особей разного возраста и пола. Она характеризуется наибольшим числом связей между ними.

Особи одной популяции имеют больше сходства, чем особи разных популяций одного вида, в ней надежнее встречи самцов и самок. Численность особей в ней резко колеблется в связи с численностью других видов (58), стихийными бедствиями и другими причинами.

Известны годы массового размножения вредных насекомых, болезнетворных бактерий и др. Территория, занимаемая популяцией, может составлять от 0,1 до 10 га и более. Границы популяций часто совпадают с границами биогеоценозов (озеро, лес, болото) (см. раздел «Экология»).

Смешиванию популяций мешает географическая изоляция (горы, реки, пустыни) и биологическая изоляция (различие в строении полового аппарата, сроках и повадках спаривания у животных, несовместимость пыльцы и рыльца, разные сроки цветения растений и др.).

Популяция является основной единицей эволюции, так как в ней совершаются все первичные эволюционные процессы (см. «Образование видов»). Сорта культурных растений, породы домашних животных и штаммы микроорганизмов — это искусственные, созданные человеком популяции (см. раздел «Селекция»).

Несколько близких популяций образуют более крупную внутривидовую группировку — подвид, имеющую определенные морфологические признаки, конкретную область обитания в пределах ареала вида и способную свободно скрещиваться с другими подвидами своего вида.

На подвиды распадаются виды, имеющие широкие ареалы. Так, обыкновенная белка на территории СССР представлена 22 подвидами, отличающимися по окраске меха.

Влияние человека на сохранение вида

Деятельность человека привела к исчезновению многих десятков видов животных и растений. Под угрозой исчезновения находятся еще сотни видов: из животных — снежный барс, выхухоль, тигр, белый и черный журавли; из растений — наперстянка, красавка, кувшинка, тис, самшит и др.

В последние годы во многих государствах мира ведется целенаправленная работа по сохранению природы. Объединяет ее Международный союз охраны природы (МСОП). Он издает Красную книгу, в которой учитываются и берутся под охрану исчезающие и редкие виды.

В СССР взяты под охрану из животных — соболь, куница, бобр, джейран, сайгак, белая цапля, фламинго, лебеди и многие другие; из растений в Красную книгу внесены большинство первоцветов, многие лекарственные растения (всего 444 редких и исчезающих вида).

Большая работа по сохранению и воспроизводству редких видов животных и растений ведется в заповедниках, заказниках, ботанических садах, зоопарках и т. д.

В СССР принят Закон об охране природы; вырубка леса, отстрел животных и ловля рыбы проводятся с учетом возможностей их воспроизводства; ведется борьба с загрязнением окружающей среды отходами промышленности, ядохимикатами и другими вредными веществами. Приняты законы об охране атмосферного воздуха, охране и использовании животного мира. Эти и другие меры способствуют сохранению видов животных и растений в интересах настоящего и будущих поколений.

Источник: https://kaz-ekzams.ru/biologiya/uchebnaya-literatura-po-biologii/biologiya-spravochnye-materialy/obshhaya-biologiya/681-vid-ego-kriterii-i-struktura.html

Понятие и структура популяции

Вплоть до нынешнего времени нет четкого определения понятия «популяция», которое бы удовлетворяло потребностям различных биологических направлений.

Это произошли из-за  того, что генетики в понятие «популяция» вкладывают свой определенный смысл (как совокупность свободно скрещивающихся особей), систематики рассматривают с позиций морфофункционального единства, биогеографы – с позиций исторически обособленной группы организмов, которое характерно для конкретного ландшафта или группы ландшафтов, и т.д.

С другой стороны, понятие «популяция» строится в зависимости от применяемого подхода к ее изучению. В-третьих, и что, пожалуй, главное, споры ведутся о том, что же является наименьшей структурной единицей вида, ибо популяции могут подразделяться на микропопуляции или объединяться в более крупные популяционные системы.

Мы подойдем к определению понятия «популяция» с экологической точки зрения. Однако будем помнить, что современный эколог должен обязательно учитывать популяцию не просто как некое сообщество особей одного вида, но и как строго организованную в структурном и функциональном плане единицу вида, как в пространстве, так и во времени.

1.Сущность популяции. Типы популяций

Популяция (populus – от лат.) – это совокупность особей одного вида,  которые обладают общим генофондом и имеют общую территорию. Она является первой надорганизменной биологической системой.

С экологических позиций четкого определения «популяции» еще не существует. Наибольшее признание получила определение С.С.

Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Популяциям присущи определенные генетические и экологические признаки, которые отражают способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость. Наука, которая объединяет генетические, экологические и эволюционные подходы к изучению популяций, называется популяционная биология.[2, c.66-67]

Типы популяций. Популяции
могут занимать разные по размеру
площади, и условия обитания в пределах местообитания одной популяции также могут быть не одинаковы. По данному признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую и географическую.

Элементарная популяция – это совокупность особей одного вида, которые занимают небольшой участок однородной площади и между которыми постоянно идет обмен генетической информацией.

ПРИМЕРЫ. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; куртины
деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), которые разобщены лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Экологическая популяция
– совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, которые приурочены к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема; древостои
в монодоминантных лесах, которые представляют одну группу типов леса: травяных, лишайниковых или сфагновых лиственничников (Магаданская область, север Хабаровского края); популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района.

Географическая популяция
– совокупность экологических популяций, заселивших географически похожие районы. Географические популяции существуют автономно, обмен генами происходит редко: у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

2. Основные характеристики
популяций

Основными  характеристиками популяции являются численность и плотность. Численность – общее количество особей в данном объеме или на данной территории. Плотность – это количество особей или их биомасса на единице объема или площади. В природе происходит постоянные колебания плотности и численности.

Динамика численности
и плотности в основном определяется смертностью, рождаемостью и процессами миграции. Это показатели, которые характеризуют изменение популяции в течение определенного времени: месяца, сезона и т.п. Изучение этих причин и процессов очень важно для прогнозов состояния популяций.

Рождаемость бывает абсолютной  и  удельной. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, которые появились за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей.

Например, показателем рождаемости человека служит число детей, которые родились на 1000 чел. в течение года.

Рождаемость определяется многими факторами: наличием пищи, условиями среды, биологией вида (скорость полового созревания, соотношение самцов и самок в популяции, количество генераций в течение сезона).

ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет  при условии, что все его семена прорастут, способен заполонить весь земной шар. Исключительно обильно семеносят тополя, ивы, березы, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут и в течение 36 часов сплошным слоем могут покрыть всю планету. Очень высокая плодовитость у многих видов насекомых и низкая у крупных млекопитающих, хищников.

Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной (количество особей, которые погибли за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за старости, болезней,  хищников, нехватки корма, и играет основную роль в динамике численности популяции.

Популяция адаптируется к изменению условий среды путем замещения и обновления особей, т.е. процессами рождения и убывания, которые дополняются процессами миграции. В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. Они могут быть непостоянны, но плотность популяции отличается от какой-то средней величины незначительно.

В растущей популяции рождаемость
превышает смертность. Для растущих популяций характерны  массовое  размножение, особенно у мелких животных (28-точечная картофельная коровка, грызуны, колорадский жук, саранча, грызуны, воробьи; из растений –  одуванчик, отчасти – дуб монгольский).

Нередко растущими становятся популяции крупных животных в условиях заповедного режима (олень пятнистый в Уссурийском заповеднике, лоси в Магаданском заповеднике) или интродукции ( ондатра в Восточной Европе, лось в Ленинградской области, домашние кошки в отдельных семьях).

При переуплотнении у растений начинается дифференциация особей по жизненному состоянию и размерам, а у животных начинается миграция на свободные участки.[5, c.456-457]

Если смертность больше рождаемости, то такая популяция называется сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного момента, а затем рождаемость повышается вновь, и популяция из сокращающейся становится растущей. Чаще всего неумеренно растущими бывают популяции нежелательных видов, сокращающимися – ценных, как в экономическом, так и в эстетическом отношении, редких.

3. Структура популяций

Динамика, воспроизводство и состояние популяций согласуются с их половой и возрастной структурой. Возрастная структура отражает скорость обновления популяции и взаимодействие возрастных групп с внешней средой. Она зависит от особенностей жизненного цикла, которая существенно различается у разных видов, и внешних условий.

В жизненном цикле особей обычно рассматривают три возрастных отрезка: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Характерен для растений еще и период первичного покоя, который они проходят в стадии поящихся семян.

Каждый из периодов может быть представлен одной (простая структура) или несколькими (сложная структура) возрастными стадиями. Простая возрастная  структура присуще однолетним растениям, многим насекомым. Сложной структурой  обладают  высокоорганизованные животные, разновозрастные популяции деревьев.

Чем структура сложнее, тем выше приспособительные возможности популяции.

Одна из наиболее известных
классификаций животных по возрасту (Г.А. Новикова):

  1. — новорожденные – до
    момента прозревания;
  2. — молодые – подрастающие особи;
  3. — полувзрослые – близкие к половозрелым особям;
  4. — взрослые – половозрелые
    животные;
  5. — старые – особи, которые перестали размножаться.

В геоботанике получила известность классификация растений по возрасту Н.М. Черновой, А.М. Быловой:

  • — покоящиеся семена;
  • — проростки  – растения первого года жизни, многие из них живут за счет питательных веществ в семядолях;
  • — ювенильные – переходят к самостоятельному питанию, но размерами еще отличаются от взрослых растений;
  • — имматурные – обладают переходными признаками от ювенильных к взрослым растениям, еще очень маленькие, у них идет смена типа нарастания, начинается ветвление побегов;
  • — виргинильные – могут достигать размеров взрослых особей, но регенеративные органы отсутствуют;
  • — молодые генеративные
    – характерно наличие генеративных
    органов, заканчивается формирование облика, которое типично для взрослого растения;
  • — средневозрастные генеративные – отличаются максимальным годичным приростом и репродуктивностью;
  • — старые генеративные
    – растения продолжают плодоносить,
    но у них полностью прекращаются
    рост побегов и образование
    корней;
  • — субсенильные – плодоносят очень слабо, идет отмирание вегетативных органов;
  • — сенильные – очень старые особи, появляются черты ювенильных растений: крупные одиночные листья, порослевые побеги.
  • В лесоведении и таксации выделяют классификацию древостоев и насаждений по классам возраста. Для хвойных пород:
  • — проростки и самосев
    – 1-10 лет, высота до 25 см;
  • — стадия молодняка –
    10-40 лет,  высота от 25 см до 5 м; под пологом леса соответствует мелкому (до 0,7 м), среднему (от 0,7м до 1,5 м) и крупномерному (>1,5 м) подросту;
  • — стадия жердняка –
    средневозрастные насаждения 50-60 лет; диаметры стволов  5-10 см, высота – до 8 м; под пологом леса молодое поколение древостоя, или тонкомер с аналогичными размерами;
  • — приспевающие насаждения
    – 80-100 лет; по размерам могут
    незначительно уступать материнском деревьям, на открытом месте и в редколесьях обильно плодоносят; ни в коем случае не назначаются в рубку;
  • — спелые древостои –
    120 лет и старше, деревья первого
    яруса и отставшие в росте деревья второго яруса; обильно плодоносят, в начале этой стадии достигают технической спелости, в конце – биологической спелости;
Читайте также:  Оформления курсовой работы по ГОСТу в 2018-2020 гг - образец и правила написания

Соотношение возрастных групп в структуре популяции характеризуют ее способность к размножению и выживанию, и согласуется с показателями рождаемости и смертности.

В растущих популяциях с высокой рождаемостью преобладают молодые, а в стабильных – обычно это полночленные, разновозрастные популяции, у которых регулярно определенное число особей переходит из младших возрастных групп в старшие.

В сокращающихся популяциях основу составляют старые особи, возобновление в которых отсутствует или совсем незначительно.

Половая структура по генетическим законам должна быть представлена равным соотношением женских и мужских особей, т.е. 1:1.

Но в силу специфики экологии и физиологии, которая свойственна разным полам, в силу их разной жизнеспособности, влияния факторов внешней среды, антропогенных могут быть значительные различия в этом соотношении.

И эти различия неодинаковы как в разных популяциях, так и в разных возрастных группах одной и той же популяции.

Это наглядно показано на рис. 1, который представляет срезы половой и возрастной структуры для населения бывшего СССР и африканской республики Кения.

На срезе СССР, на фоне естественного распределения возрастных групп в жизненном цикле, очевидно снижение рождаемости в годы войны и увеличение ее в послевоенные годы. Несбалансированность между мужским и женским полом тоже, несомненно, связано с войной.

В Кении же прослеживается закономерная связь распределения полов и явной убыли населения в предрепродуктивном возрасте с низким уровнем жизни, зависимостью от природных условий.

Изучение половой структуры
популяций очень важно, так как между особями различных полов сильно выражены как экологические, так и поведенческие различия.

ПРИМЕР. Сильно различаются между собой самки и самцы комаров: по срокам полового созревания, темпам роста, устойчивости к изменению температуры. Самцы в стадии имаго совсем не питаются или питаются нектаром, а самкам необходимо напиться крови для полноценного оплодотворения яиц. У некоторых видов мух популяции состоят только из самок.

Есть виды, у которых
пол изначально определяется не генетическими, а экологическими факторами, например, у Ариземы японской при образовании массы клубней женские соцветия формируются на растениях с крупными мясистыми клубнями, а мужские – на растениях с мелкими клубнями. Хорошо прослеживается роль экологических факторов в формировании половой структуры у видов с чередованием половых и партеногенетических поколений.

Источник: https://www.stud24.ru/ecology/ponyatie-i-struktura-populyacii/417145-1433946-page1.html

37. Популяционная экология животных. Внутривидовая структура: подвиды, географические популяции, экологические популяции, элементарные популяции

Популяция – это совокупность особей, сходных по морфологическим и функциональным признакам, обитающих на определенной территории, относящейся к какому-либо виду. Виды близко родственно скрещиваются. Термин введен Иогансеном.

С эволюционной точки зрения популяция — это элементарная единица эволюционного процесса. В популяции идет панмиксия. Популяция длительное время населяет определенную территорию, нет изоляционных барьеров (гор, водных преград).

Группировка популяционного ранга – это совокупность особей, проявляющих стремление в будущем сформироваться в настоящую популяцию.

Подвид – совокупность особей, населяющая географически однородную часть ареала вида и отличающуюся устойчивыми морфологическими признаками от особей других подвидов.

Географическая популяция – это совокупность особей одного вида или подвида, населяющая территорию с однородными условиями существования и обладающая общим морфологическим типом и единым ритмом жизненных явлений, и динамической численностью (популяция сурка в Саратовской, Кировской обл. и Мордовии). Географическая популяция это высший тип популяций перед вхождением в подвид.

Экологическая популяция – население одного типа место обитания (биотопа), характеризующаяся общим циклом биоритмов и характером образов жизни. У долгоносика одуванчиковых, популяции занимающие склоны, по годовому циклу на 10-20 дней опережают популяции с теневыми условиями. Муравейники на прогреваемых солнцем местах оживают раньше, чем в хвойных темных лесах.

Элементарные (локальные, местные) популяции или субпопуляции – это небольшие популяции, приуроченные к определенным условиям местности, масштаб минимален. Он не позволяет устойчиво воспроизводиться. Эти популяции включаются в экологические популяции.

Популяции обладают динамическими характеристиками – это величины, оценивающие интенсивность проходящих в них процессов – рождаемость, смертность, прирост, темп прироста и статическими характеристиками (численность и плотность).

Численность – количество особей на выделенной территории.

Плотность – число особей или биомассы на единицу площади или объема (в воде). Зависит от численности.

Рождаемость – число особей, появляющихся на определенной территории в результате размножения за определенное время.

Смертность – число погибших особей за определенный промежуток времени. Прирост – разность между рождаемостью и смертностью. Может быть положительным, нулевым и отрицательным. Темп роста – средний прирост за единицу времени.

Возрастная структура, соотношение различных возрастных групп в популяциях. Зависит от генетических особенностей вида. Ювенильные, неполовозрелые и половозрелые.

Половая структура (соотношение полов):

  • первичное,
  • вторичное,
  • третичное.

Первичное – соотношение полов, наблюдающиеся при возникновении зиготы, вторичное при рождении, третичное при наступление половой зрелости (существенно отличается от первичного и вторичного).

Пространственная структура выражается характером размещения особей и их группировок, к определенным элементам ландшафта. Хорология раздел биогеографии о закономерном пространственном размещении организмов и их сообществ. Существуют 3 основных типа пространственных структур:

  • равномерно – особи в пространстве распределены через равные расстояния в зависимости от какого-либо фактора (пища для грызунов);
  • диффузно – особи распространены в пространстве беспорядочным образом без какой-либо зависимости (насекомые);
  • мозаично – особи в пространстве распределены в зависимости от наличия или отсутствия какого-либо фактора (дятла — где трухлявые деревья).

Большое значение в жизни животных имеет их образ жизни. По образу жизни животных различают на:

  • одиночные — животные объединяются только для спаривания,
  • групповые – стаи, стада,
  • оседлые – на определенной территории и кочующие.

Семья – объединенная структура, состоящая из самца и самки, состоящая из двух или более особей, объединенных родственными связями. У них обязательно должны сформироваться социальные структуры. Колонии – группа особей, состоящая из поселений. Условия – изолированность.

Источник: https://vseobiology.ru/ekologiya-zhivotnykh/706-37-populyatsionnaya-ekologiya-zhivotnykh-vnutrividovaya-struktura-podvidy-geograficheskie-populyatsii-ekologicheskie-populyatsii-elementarnye-populyatsii

План-конспект урока (биология, 11 класс) по теме: Урок биологии «Популяция и её характеристики».

Из программы: понятие популяции. Типы популяций. Пространственная, возрастная, половая структура популяций. Использование демографических показателей популяций в сельском и лесном хозяйстве, в промысле, в медицине и эпидемиологии. Типы динамики численности популяций разных видов.

Темы рефератов и сообщений:  «Популяции и виды, сходство и различия. Роль в природе», «Структура популяции, типы и формы взаимоотношений в популяциях».

ПОПУЛЯЦИЯ — элементарная группировка особей одного вида, занимающая определенную территорию и обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей стабильности длительное время в меняющихся условиях среды.  Это — определение С.С.

Шварца, он определял популяцию с эвлоюционно-экологических позиций. В то же время есть немало определений понятия «популяция» с точки зрения генетики, экологии.

Например, определение Николая Федеровича Реймерса: ПОПУЛЯЦИЯ — это совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство, с относительно однородными условиями обитания.

ПРИМЕРЫ. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша  в березняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах; куртины деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), разобщенные лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема; древостои в монодоминантных лесах, представляющих одну группу типов леса: травяных, лишайниковых или сфагновых лиственничников; популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы.

Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов.

На этом уровне происходит формирование географических  разновидностей, выделяются подвиды.

ПРИМЕРЫ. Известны географические расы лиственницы даурской: западная (к западу от Лены и восточная, северная и южная расы лиственницы курильской. Аналогично у березы каменной выделение двух подвидов: березы Эрмана и шерстистой . У вида «белка обыкновенная» насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов.

Основные характеристики популяций

Численность и плотность – основные параметры популяции. Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.

Динамика численности и плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции. Это показатели, характеризующие изменение популяции в течение определенного периода: месяца, сезона, года и т.д. Изучение этих процессов и причин их обусловливающих очень важно для прогнозов состояния популяций.

Рождаемость различают абсолютную и удельную. Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей.

Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года.

Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).

Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида.

ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут ив течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету. Очень высока плодовитость у большинства видов насекомых и низка у хищников, крупных млекопитающих.

Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной (количество особей, погибших за определенное время), так и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.

  1. Различают три типа смертности:
  2. — одинаковый на всех стадиях развития; встречается редко, в оптимальных условиях;
  3. — повышенная смертность в раннем возрасте; характерна для большинства видов растений и животных (у деревьев к возрасту зрелости доживает менее 1% всходов, у рыб – 1-2% мальков, у насекомых – менее 0,5% личинок);
  4. — высокая смерть в старости; обычно наблюдается у животных, чьи личиночные стадии проходят в благоприятных мало изменяющихся условиях: почве, древесине, живых организмах.

Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции. Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения особей, т.е. процессами рождения (возобновления) и убывания (отмирания), дополняемыми процессами миграции.

В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. Они могут быть непостоянны, но плотность популяции незначительно отличается от какой-то средней величины. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается.

В растущей популяции рождаемость превышает смертность.

Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения, особенно у мелких животных (саранча, 28-точечная картофельная коровка, колорадский жук, грызуны, вороны, воробьи; из растений – амброзия, борщевик Сосновского в северной республике Коми, одуванчик, прилипало гималайское, отчасти – дуб монгольский).

Нередко растущими становятся популяции крупных животных в условиях заповедного режима (лоси в Магаданском заповеднике, на Аляске, олень пятнистый в Уссурийском заповеднике, слоны в национальном парке Кении) или интродукции (лось в Ленинградской области, ондатра в Восточной Европе, домашние кошки в отдельных семьях).

При переуплотнении у растений (обычно совпадает с началом сомкнутости покрова, кронового полога) начинается дифференциация особей по размерам и жизненному состоянию, самоизреживание популяций, а у животных (обычно совпадает с достижением половой зрелости молодняка) начинается миграция на сопредельные свободные участки.

Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся.

В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей.

Чаще всего неумеренно растущими бывают популяции нежелательных видов, сокращающимися – редких, реликтовых, ценных, как в экономическом, так и в эстетическом отношении.

Структура популяций. Под демографической структурой популяции, прежде всего, понимают ее половой и возрастной состав. Кроме того, принято говорить о пространственной структуре популяции — то есть об особенностях размещения особей популяции в пространстве.

Знание структуры популяции позволяет исследователю сделать выводы о ее благополучии или неблагополучии.

Например, если в популяции отсутствуют генеративные (то есть способные дать потомство) особи и при этом много старовозрастных (сенильных) особей, то можно сделать неблагоприятный прогноз. У такой популяции может не быть будущего.

Структуру популяции желательно изучать в динамике: зная ее изменение в течение нескольких лет, можно намного более уверенно говорить о тех или иных тенденциях.

Возрастная структура популяции. Этот тип структуры связан с соотношением особей различных возврастов в популяции. Особи одного возраста принято объединять в когорты, то есть возрастные группы.

Возрастная структура популяций растений описана очень подробно. В ней выделяют (по Т.А. Роботнову) следующие возрасты (возрастные группы организмов):

  • латентный период — состояние семени;
  • прегенеративный период (включает состояния проростка, ювенильного растения, имматурного растения и виргинильного растения);
  • генеративный период (обычно подразделяется на три подпериода — молодых, зрелых и старых генеративных особей);
  • постгенеративный период (включает состояния субсенильного растения, сенильного растения и фазу отмирания).

В популяциях животных также можно выделить различные возрастные стадии. Например, насекомые, развивающиеся с полным метаморфозом, проходят стадии яйца, личинки, куколки, имаго (взрослого насекомого). У других животных (развивающихся без метаморфоза) также можно выделить различные возрастные состояния, хотя границы между ними могут быть и не настолько четкими.

Половая структура популяции. Половая структура, то есть соотношение полов, имеет прямое отношение к воспроизводству популяции и ее устойчивости.

Принято выделять первичное, вторичное и третичное соотношение полов в популяции. Первичное соотношение полов определяется генетическими механизмами — равномерностью расхождения половых хромосом. Например, у человека XY-хромосомы определяют развитие мужского пола, а XX — женского. В этом случае первичное соотношение полов 1:1, то есть равновероятно.

Вторичное соотношение полов — это соотношение полов на момент рождения (среди новорожденных). Оно может существенно отличаться от первичного по целому ряду причин: избирательность яйцеклеток к сперматозоидам, несущим X- или Y-хромосому, неодинаковой способностью таких сперматозоидов к оплодотворению, различными внешними факторами.

Например, зоологами описано влияние температуры на вторичное соотношение полов у рептилий. Аналогичная закономерность характерна и для некоторых насекомых. Так, у муравьев оплодотворение обеспечивается при температуре выше 20 С, а при более низких температурах откладываются неоплодотворенные яйца.

Источник: https://nsportal.ru/shkola/biologiya/library/2014/02/24/urok-biologii-populyatsiya-i-eyo-kharakteristiki

Ссылка на основную публикацию