Динамические характеристики популяции

Возрастная структура популяций

Возрастную структуру популяции характеризует средняя продолжительность жизни
организмов и соотношение численности или биомассы особей различного возраста.
Такое соотношение называют обычно возрастным распределением популяции, то
есть распределением численности по возрастным группам. Как это было показано
на примере, обсуждавшемся в предыдущем разделе, возрастной состав популяции
связан с интенсивностью смертности организмов. Численность особей каждого возрастного
класса и ее распределение зависят также от величины рождаемости. Таким образом,
формирование возрастной структуры популяции происходит в результате совместного
действия процессов размножения и процессов смертности.

Даже в пределах одной и той же популяции со временем могут происходить значительные
изменения возрастной структуры. Такие изменения, однако, как бы автоматически
включают механизмы, вновь возвращающие популяцию к некоторому нормальному, свойственному
для данной популяции возрастному распределению.

Анализ возрастной структуры популяций и выделение возрастных групп у растений
и животных производятся по-разному. У растения абсолютный возраст и возрастное
состояние (этап индивидуального развития) не тождественны. Поэтому особи разных
возрастных состояний могут иметь один календарный возраст, и наоборот.

В жизненном цикле растений выделяют около десяти возрастных состояний, объединенных
в четыре периода: период покоя (семена), вегетативный (молодые неплодоносящие
растения), генеративный (плодоносящие) и сенильный (старческий — отмирающие
растения). Соотношение особей популяции по этим состояниям называют возрастным
спектром популяции. По этому показателю оцениваются способность популяции
к самоподдержанию, положение вида в сообществе, прогноз развития популяции.

Возрастная структура у популяций животных зависит от особенностей размножения
вида и продолжительности жизни особей. В связи с этим в популяции может быть
одна генерация (поколение) или две, три и более генераций. В сложных разновозрастных
популяциях присутствуют возрастные группы нескольких генераций и потомков каждой
из них. Такие популяции наиболее устойчивы.
Анализ возрастной структуры позволяет прогнозировать численность популяций на
ряд ближайших поколений и лет, что применяется, к примеру, для оценки возможностей
промысла рыбы, в охотничьем хозяйстве, в некоторых зоологических исследованиях.

Особенностями возрастной структуры определяются многие свойства популяции как
системы. Популяция, включающая в себя много возрастных групп, в меньшей степени
подвержена влиянию факторов, определяющих успешность размножения в конкретном
году. Ведь даже крайне неблагоприятные условия размножения, способные приводить
к полной гибели приплода того или иного года, не являются катастрофическими
для популяции сложной структуры, потому что одни и те же родительские пары участвуют
в воспроизводстве много раз.

Одна и та же самка трески, например, может нереститься ежегодно в течение
девяти лет, начиная с шестилетнего до пятнадцатилетнего возраста. Самка горбуши
нерестится в возрасте двух лет и сразу же после нереста погибает. Очевидно,
что возникновение неблагоприятных условий для нереста горбуши сразу же вызовет
значительное сокращение численности всей популяции. Это произойдет в силу того,
что большая часть особей популяции представлена молодыми рыбами, появившимися
на свет в текущем году. Следовательно, многовозрастные популяции гораздо менее
чувствительны по отношению к кратковременным изменениям таких факторов, которые
способны оказывать воздействия на отдельные популяционные подгруппы (например,
на молодь). Вместе с тем любые воздействия, приводящие к заметному изменению
величины численности отдельного возрастного класса, остаются заметными и влияют
на состав многовозрастной популяции в течение гораздо более длительного времени.
Продолжительность этого влияния определяется скоростью исчезновения из популяции
отдельных возрастных классов.

Таким образом, следы изменений условий жизни сохраняются в облике популяций
со сложными структурами гораздо дольше, нежели у простых популяций. Можно сказать,
что сложные популяции более инерционны или менее подвижны и не способны к столь
быстрому наращиванию численности, как это происходит у популяций с простой структурой
при благоприятных условиях жизни.

Обособленность популяции

Совокупности живых организмов постоянно перемещаются, смешиваются на больших территориях, так они образуют крупные объединения. Слабо подвижные группы подлежат определению, как мелкие популяции.

Обособленность зависит от видов, условий среды. Разные виды рыб обитают в водоемах с разной глубиной, пресностью или соленостью воды. Долгая изоляция одного вида приводит к появлению новых подвидов.

Изменение среды, пищи, климата заставляет животных приспосабливаться к этим условиям. Меняются вкусы, пища, похолодание делает шерсть гуще. Так появляется новый подвид под влиянием обособленного образа жизни.

Динамика экосистем

Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными. Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвращается к исходному состоянию.

Поступательные изменения — изменения в биоценозе, конечном счете, приводящие к смене этого сообщества другим Сукцессия
последовательная смена биоценозов (экосистем) выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озер и образование болот и др.

В зависимости от причин, вызвавших смену биоценоза, сукцессии делят на природные и антропогенные, аутогенные и аллогенные.

Природные сукцессии происходят под действием естественных причин, не связанных с деятельностью человека.

Антропогенные сукцессии обусловлены деятельностью человека.

Аутогенные сукцессии (самопорождаю- щиеся) возникают вследствие внутренних причин (изменения среды под действием сообщества).

Аллогенные сукцессии (порожденные извне вызваны внешними причинами (например, изменение климата).

В своем развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионныс изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.

Изоляция и ее типы

Изоляция — естественный барьер, препятствующий свободному скрещиванию внутри вида (его еще называют репродуктивным барьером) и способствующий образованию популяций.

По своей природе она бывает:

• Географической;
• Экологической;
• Поведенческой.

Географическая изоляция чаще всего возникает у видов с широким ареалом. Это естественные барьеры, которые препятствуют перемещению особей — например, реки и горы. Часть организмы не способны преодолеть эту преграду, поэтому размножаются в определенных пределах, что способствует накоплению отличий. Географическая изоляция является самым эффективным методом видообразования.

Экологическая изоляция предполагает появление барьеров, связанных с экологией отдельных групп. Многие мигрирующие птицы образуют пары перед вылетом. Как правило, внутри одного вида птиц есть особи, которые вылетают в тёплые страны раньше, чем другие, которые ещё только готовятся и откармливаются для вылета. Соответственно, пары могут образоваться только среди рано вылетающих и поздно вылетающих птиц и никогда – между птицами из разных групп.

Схема географической и экологической изоляции Источник

Поведенческая, или этологическая изоляция связана с особенностями поведения особей. Например, в тропических странах птицы-шалашники строят гнёзда из предметов разного цвета. Это является их поведенческой особенностью. Иногда самка выбирает себе самца строго по определенному цвету гнезда (например, только самцов с синими гнездами), хотя по другим признакам эти самцы ничем не выделяются среди других. Так образуются поведенческие популяции шалашников, которые отличаются друг от друга только цветом гнезд.

Шалашник строит гнездо Источник

В зависимости от того, какой тип изоляции действует для популяции конкретного вида, её называют либо географической, либо экологической, либо этологической.

Известно, что любая изоляция может привести к появлению нового вида. Обычно это очень длительный процесс, который занимает несколько тысяч или даже сотен тысяч лет. Иногда можно наблюдать промежуточные его этапы. Например, чайки, обитающие на тихоокеанском побережье, генетический представляют собой один вид. Чайки, которые проживают в районе Берингова пролива, могут свободно скрещиваться и оставлять плодовитое потомство как друг с другом, так и чайками из окрестностей Владивостока и Сан-Франциско. Однако чайки из Владивостока и Сан-Франциско уже не могут скрещиваться и давать плодовитое потомство, если их искусственно поместить на одной территории. Это явление получило название кольцевой вид.

У организмов с быстрым жизненным циклом (насекомые, грызуны, бактерии) он проходит быстрее, так что его можно наблюдать в эксперименте. Например, при искусственном выращивании бактерий в разных емкостях уже через несколько дней можно наблюдать существенную разницу в их генах.

Ноосфера

В 1944 г. В.И.Вернадский развил представление о переходе биосферы в ноосферу, то есть в такое ее состояние, когда развитие биосферы будет управляться разумом человека. Сам термин «биосфера» предложен Э. Леруа (1927) и П. Тейяром де Шарденом (1930).

Ноосфера — сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.

По убеждению В.И. Вернадского, биосфера вступает в новую стадию своего развития — стадию ноосферы. На этой стадии человек разумный выступает как геохимическая сила невиданного масштаба. Особенность этой силы — ее разумность.
 

Регуляция численности популяции

Гомеостаз популяции — поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных. Однако всегда можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию особей и т.д.

Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто
сопровождается сокращением численности популяций многих видов

Причины этого в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращение ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они необходимы для ее нормального развития. В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издает «Красную книгу», где регистрирует следующие виды:    исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные и «черный список» безвозвратно исчезнувших видов.

В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяции:    правильное
ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты и отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и др.

В то же время деятельность человека создает условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т.д.

Функции живого вещества

Живое вещество обеспечивает биогеохимический круговорот веществ и превращение энергии в биосфере. Выделяют следующиеосновныегеохимическиефункции живого вещества.

1. Энергетическая (биохимическая) — связывание и запасание солнечной энергии в органическом веществе, и последующее рассеяние энергии при потреблении и
минерализации органического вещества. Эта функция связана с питанием, дыханием, размножением и другими процессами жизнедеятельности организмов.
2.    Газовая — способность изменять и поддерживать определенный газовый состав среды обитания и атмосферы в целом. С газовой функцией связывают два переломных периода (точки) в развитии биосферы. Первая из них относится ко времени, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 1 % от современного уровня (первая точка Пастера). Это обусловило появление первых аэробных организмов (способных жить только в среде, содержащей кислород). С этого времени восстановительные процессы в биосфере стали дополняться окислительными. Это произошло примерно 1,2 млрд лет назад. Второй переломный период связывают со временем, когда концентрация кислорода достигла примерно 10 % от современной (вторая точка Пастера). Это создало условия для синтеза озона и образования озонового слоя в верхних слоях атмосферы, что обусловило возможность освоения организмами суши (до этого функцию защиты организмов от губительных ультрафиолетовых лучей выполняла вода, под слоем которой возможна была жизнь).
3.    Концентрационная — «захват» из окружающей среды живыми организмами и накопление в них атомов биогенных химических элементов. Концентрационная способность живого вещества повышает содержание атомов химических элементов в организмах по сравнению с окружающей средой на несколько порядков. Содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Содержание марганца в некоторых бактериях может быть в миллионы раз больше, чем в окружающей среде. Результат концентрационной деятельности живого вещества — образование залежей горючих ископаемых, известняков, рудных месторождений и т.п.
4.    Окислительно-восстановительная окисление и восстановление различных веществ с помощью живых организмов. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (Fe, Mn, S, Р, N и др.), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода и т.и.

Теория популяционной экологии

Томас Мальтус, опубликовавший эссе, в котором описывается отношение населения к природным ресурсам, сформировал самую раннюю теорию народонаселения. экология. Чарльз Дарвин развил это в своей концепции «выживания наиболее приспособленных».

В своей истории экология опиралась на концепции других областей исследования. Один ученый, Альфред Джеймс Лотка, изменил курс науки, когда он придумал истоки популяционной экологии. Лотка стремился сформировать новую область «физической биологии», в которую он включил системный подход к изучению взаимоотношений между организмами и окружающей их средой.

Биостатист Раймонд Перл обратил внимание на работу Лотки и сотрудничал с ним, чтобы обсудить взаимодействие хищников и жертв. Вито Вольтерра, итальянский математик, начал анализировать отношения хищник-жертва в 1920-х годах

Это привело бы к тому, что называлось Уравнения Лотки-Вольтерра это послужило трамплином для математической популяционной экологии

Вито Вольтерра, итальянский математик, начал анализировать отношения хищник-жертва в 1920-х годах. Это привело бы к тому, что называлось Уравнения Лотки-Вольтерра это послужило трамплином для математической популяционной экологии.

Австралийский энтомолог А.Дж. Николсон возглавлял первые направления исследований факторов смертности, зависящих от плотности населения. Х. Г. Эндрюарта и Л. Берч продолжил бы описание того, как на популяции влияют абиотические факторы. Системный подход Lotka к экологии по сей день оказывает влияние на эту сферу.

ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИЙ

Динамика популяции — это процессы изменений ее основных биологических показателей
во времени.

Главное значение в изучении динамики популяции придается изменениям численности,
биомассы и популяционной структуры. Динамика популяции — одно из наиболее значимых
биологических и экологических явлений. Можно сказать, что жизнь популяции проявляется
в ее динамике.
Популяция не может существовать без постоянных изменений, за счет которых она
как бы приспосабливается к изменяющимся условиям жизни.
В ходе эволюции популяции живых организмов обретают различные свойства. Некоторые
из них приспособлены к существованию в суровых, но стабильных условиях, например
в пустынях, полупустынях, тундрах. Примером могут служить популяции таких растений,
как саксаул, тамариск, обитающие в пустынных зонах, или некоторых видов мхов,
населяющих зоны тундры.
Популяции таких организмов не приспособлены к резким изменениям условий жизни,
они крайне чувствительны к возрастающему воздействию человека, легко уязвимы
и трудно поддаются восстановлению.
Популяции других организмов, обитающих в зонах умеренного климата, в особенности
популяции однолетних животных (большинство насекомых) и растений (некоторые
виды трав), способны выдерживать значительные нарушения условий жизни. Колебание
их численности обладает очень широкой амплитудой. В годы минимального или максимального
обилия численность таких популяций может различаться в десятки, сотни, а иногда
и тысячи раз.

Вид, критерии видов. Популяция

Раздел ЕГЭ: 6.1. Вид, его критерии. Популяция — структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Микроэволюция. Образование новых видов. Способы видообразования. Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы

Вид — совокупность особей, имеющих наследственное сходство морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, занимающих определённый ареал и одинаково изменяющихся под влиянием факторов внешней среды.

Чтобы отнести особей к одному и тому же или к разным видам, их сравнивают по критериям — эволюционно устойчивым диагностическим признакам, характерным для одного вида, но отсутствующим у других.

Основные критерии видов:

• Морфологический. Комплекс морфологических признаков, отличающих один вид от другого. Исключение — виды-двойники.
• Физиологический. Сходство всех процессов жизнедеятельности у особей, прежде всего — сходство размножения.
• Географический. Территориальные различия. Каждый вид занимает определённую территорию или акваторию (ареал). Ареалы разных видов могут перекрываться.
• Экологический. Каждый вид характеризуется своим собственным отношением со средой обитания.
• Генетический. Для каждого характерен определённый набор хромосом, сходных по размерам, форме и составу.
• Этологический. Особенности поведения особей, выявляемые при определении видовой принадлежности организма.

Подвид — географически или экологически обособленная часть вида, особи которой под влиянием факторов среды приобрели устойчивые особенности, отличающие ее от других особей того же вида; особи разных подвидов могут свободно скрещиваться в природе.

Развитие представлений о виде

Карл Линней	Виды реально существуют. Виды не изменяются.
Ж.-Б. Ламарк	В природе реально существуют лишь группы особей. Вид — категория не существующая, а введенная человеком. Любое изменение условий приводит к изменению особей.
Ч. Дарвин	Виды реально существуют как совокупности особей. Виды изменяются вследствие эволюции.

Экологическая ниша — пространственное и трофическое место вида в биогеоценозе (экосистеме), комплекс его связей с другими видами и требований к физической среде обитания.

Популяция — совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительно существующих на определённой части ареала и относительно обособленных от других совокупностей. Термин «популяция» ввёл датский биолог В. Иогансен в 1903 г.

Каждая популяция характеризуется плотностью (количество особей на единицу площади), численностью (общее количество особей популяции), возрастным составом (соотношение молодых, зрелых и старых особей), половой структурой (соотношение самок и самцов), пространственной структурой (характер размещения особей).

Типы пространственного распределения особей:

• Пятнистое (групповое) распределение встречается чаще всего, Связано с неоднородностью среды или склонностью организмов образовывать группы.
• Случайное (диффузное) распределение характерно для однородной среды при отсутствии сильного взаимодействия особей.
• Регулярное (равномерное) распределение связано с острой конкуренцией между разными особями.

Популяции (по характеру использования территории):

• оседлые — длительное время занимают одну и ту же территорию,
• кочевые — недалеко перемещаются в поисках корма и во время зимовки (это способ избегания неблагоприятных условий и лучшего приспособления к сезонным явлениям)
• мигрирующие — закономерная смена местообитания по определенным маршрутам.

Численность популяции, ее плотность могут периодически и не периодически изменяться под влиянием разнообразных факторов. Такие колебания численности популяции называются популяционными волнами, или «волнами жизни». Это понятие ввел русский биолог С. С. Четвериков.

«Волны жизни» могут резко изменить генофонд популяции за счет дрейфа генов.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Вид, критерии видов. Популяция». Выберите дальнейшее действие:

• Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Экосистема и ее видовая и пространственная структуры

Однородные участки суши (воды), заселенные живыми существами, называются биотопами (местами жизни). Исторически сложившееся сообщество организмов разных видов, населяющих биотоп, называется биоценозом. Сообщество организмов биоценоза и окружающая их неживая природа образуют биогеоценоз (экологическую систему). Термин «биогеоценоз» был предложен академиком В. Н. Сукачевым (1940). Биотические и абиотические компоненты биогеоценоза связаны процессами обмена веществ и энергии. Популяции организмов получают из среды необходимые для поддержания жизни ресурсы, выделяя одновременно продукты жизнедеятельности, восстанавливающие среду. Биогеоценоз функционирует как целостная самовоспроизводящаяся, саморегулирующаяся открытая система.

В состав биогеоценоза входят следующие компоненты:

• неорганические вещества, включающиеся в круговорот (соединения углерода и азота, кислород, вода, минеральные соли);
• климатические факторы (температура, освещенность);
• органические вещества (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и др.);
• продуценты – автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества из неорганических (растения);
• консументы – гетеротрофные организмы, растительноядные и плотоядные потребители готового органического вещества (животные);
• редуценты – гетеротрофные организмы, разрушающие остатки мертвых растений и животных и превращающие их в минеральные соединения (бактерии, грибы).

Биогеоценозы отличаются друг от друга видовым разнообразием. Разнообразие видов биогеоценозов увеличивается от полюса к экватору. Распределение в пространстве видов, образующих биогеоценоз, называется пространственной структурой биогеоценоза. Различают вертикальную и горизонтальную структуры.

Наиболее четко вертикальная структура – ярусность – прослеживается в лесах. В лесах умеренного климата можно выделить 5 ярусов: первый – высокие деревья, второй – деревья средней величины, третий – кустарники, четвертый – травы, пятый – мхи и лишайники. Основной фактор, обусловливающий вертикальное распределение растений, освещенность. Ярусность прослеживается и в распределении животных: в почве, на земле и в воздухе.

Горизонтальная структура биогеоценоза обусловлена неравномерным распределением живых организмов – образованием группировок (косяки рыб, стаи птиц).

В процессе жизнедеятельности особи биогеоценозов вступают в разнообразные прямые и косвенные отношения. Прямые отношения бывают: трофические, топические, форические и фабрические.

Трофические отношения складываются между представителями одних видов, питающихся другими видами, например травоядные животные питаются травой, хищники – травоядными и т.п.

Топические отношения возникают в том случае, если происходит изменение условий обитания одного вида в результате жизнедеятельности другого, например мхи и лишайники располагаются на коре деревьев.

Форические отношения – это участие особей одного вида в распространении представителей другого вида, например животные и птицы переносят семена, споры и пыльцу растений.

Фабрические отношения – это тип связей, при которых особи одного вида используют продукты выделения, мертвых и даже живых особей другого вида для своих сооружений, например птицы строят гнезда из веток, личинки ручейников для построения домиков иногда используют раковины мелких моллюсков.

Примером косвенных межвидовых отношений может служить увеличение числа насекомоядных птиц, которые, уничтожая насекомых-опылителей‚ снижают число плодов, которыми питаются животные.

Читайте: Происхождение человека #59

Миграции

Важным фактором динамики численности популяций являются миграции. Среди них наиболее известны периодические (с правильным, регулярным периодом), например, ежегодные миграции перелетных птиц. Во время миграций у животных часто увеличивается смертность.

Однако наибольшее воздействие на динамику численности оказывают непериодические миграции или миграции с неопределенным периодом. Наиболее известным примером таких миграция является образование стай перелетной саранчи, хотя они происходят и у других животных. Такие миграции являются по существу выселением избытка особей, появившегося при предшествующих благоприятных для размножения условиях, за пределы ареала. Фактически, участвующие в них особи почти поголовно обречены, хотя они могут и оставить потомство, и даже образовать на новых местах самостоятельные популяции, способные существовать несколько поколений.

Замечание 2

Ареал большинства видов включает три основные зоны. В его центре рождаемость преобладает над смертностью, эти территории служат источником миграций. На периферии ареала преобладает смертность, вид здесь поддерживается за счет притока особей из центральной зоны. Между центром и периферией находится промежуточная зона, где рождаемость и смертность относительно уравновешивают друг друга. При изменении экологических факторов размер и конфигурация этих зон могут меняться.

Отдельной формой миграции являются инвазии. Они характерны для так называемой номадной динамики численности. В этом случае животные постоянно перемещаются по ареалу, останавливаясь для размножения на непродолжительный срок (максимум несколько лет). При этом в каждом конкретном месте динамика численности оказывается неопределенной – годы высокой численности могут следовать один за другим, или быть разделенными десятилетиями. Это характерно, например, для чижей, клестов и некоторых других птиц в таежных лесах.
Существуют и миграции-выселения, которые происходят при различных катастрофических явлениях.

Лекция 7. Учение о популяциях

7.2. Экологические характеристики популяции

Каждая популяция имеет ряд признаков, формирующих ее структуру и отсутствующих у отдельных ее особей, обладает, таким образом, групповыми свойствами. Популяции имеют определенные экологические характеристики. К ним относятся: статические – пространство (ареал, местообитания), занимаемое популяциями; возрастной и половой состав, плотность, численность и биомасса популяции; динамические характеристики – рождаемость, скорость роста, смертность, миграция.

Возрастной состав популяции представляет собой соотношение особей разных возрастов. Выделяют три экологических возраста: пререпродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный. Длительность каждого из них варьирует в связи с продолжительностью жизни особей. В стабильных популяциях соотношение старых и интенсивно размножающихся молодых особей равно 1:1. Половой состав популяции – это соотношение особей разных полов. У многих организмов это соотношение равно 1:1, что обеспечивается генетическими механизмами определения пола.

Плотность популяции – это количество организмов (особей) на единицу площади или объема среды. Численностью является общее количество особей популяции вида на какой-либо территории (например, число особей в лесу, почве, в воде и т. д.). число особей, входящих в состав популяции, может сильно варьировать у разных организмов. Обычно численность популяций мелких организмов (например, одноклеточных) может достигать миллионов особей, а численность популяций крупных животных сравнительно невелика и составляет лишь несколько сотен особей. Однако, нужно подчеркнуть, что в связи с проблемой сохранения на планете исчезающих и редких видов, популяции с малым числом особей неустойчивы и могут исчезнуть при каких-то изменениях условий обитания. В популяционной генетике есть такое понятие как эффективная численность популяции. По современным представлениям, если эффективная численность падает ниже примерно 500 особей в пределах экосистемы (биогеоценоза), то у популяции резко возрастают шансы исчезнуть вследствие генетического вырождения и снижения жизнеспособности особей. Играют также роль случайные причины (пожар, наводнение), которые могут настолько сократить численность популяции, что рождаемость перестанет покрывать убыль.

Различают три типа распределения или расселения особей внутри популяции: равномерное, случайное и групповое (рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 – Основные типы распределения особей в популяции

(по Одуму, 1975)

А – равномерное распределение; Б – случайное распределение;

В – групповое распределение

Равномерное распределение в природе чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Случайное распределение имеет место только в однородной среде. Так на первых порах распределяется тля на поле. По мере ее размножения распределение приобретает групповой или пятнистый (конгрегационный) характер.

Групповое распределение встречается наиболее часто. Так, в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным. Популяции групповое распределение обеспечивает более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Животные, ведущие подвижный образ жизни, как правило, распределяются активно, что приводит к интенсивному перемешиванию популяций и стиранию границ между ними. Например, очень подвижные и активно перемещающиеся песцы, другие животные, птицы имеют огромные ареалы без резких границ между популяциями.

С плотностью, численностью популяции неразрывно связана биомасса – это выраженное в единицах массы или энергии количество живого вещества тех или иных организмов, приходящееся на единицу площади или объема. Биомасса популяции является важнейшей ее характеристикой, поскольку в конечном счете именно биомассу полезных видов растений и животных человек потребляет в сельском хозяйстве, рыболовстве, охотничьем промысле и т. д

Поэтому как для организмов, так и для практических нужд человека, крайне важной оказывается скорость образования биомассы

Предыдущая

Геосферы земли

Возраст планеты Земля составляет около 4,6 млрд лет. В течение этого времени на Земле происходили процессы превращения и перемещения материи, в результате чего земной шар расчленился на ряд оболочек, или геологических сфер (геосфер). Выделяют различные сферы Земли: ядро, мантию, земную кору, литосферу, атмосферу, гидросферу, педосферу, биосферу, ноосферу и др. Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — воздушная оболочка Земли. Гидросфера (греч. «гидора» — вода) — водная оболочка Земли.

Литосфера (греч. «литое» — камень) —    твердая оболочка земного шара. Педосфера (лат. «педис» — нога, стопа) — оболочка Земли, образуемая почвенным покровом. Биосфера (греч. «биос» — жизнь) — оболочка Земли, преобразованная живыми организмами. Ноосфера (греч. «ноо» — разум) — оболочка Земли, преобразованная деятельностью человека.

Структурная классификация

Популяции представляют собой сложную структуру, которая классифицируется по видам:

1. Возрастные.
2. Пространственные.
3. Половые.
4. Генетические.
5. Экологические.

На формирование половой структуры влияют генетические, физиологические, гормональные причины. Структура полов – это соотношение числа особей мужского и женского рода.

Возрастная структура различает животных разного возраста. Он оказывает влияние на рождаемость, смертность генофонда. Группа животных состоит из молодого потомства, репродуктивных членов и старых организмов, не способных к размножению.

Структуры по генетическим признакам зависят от многообразия близких видов по генной схожести. Разнородность необходима для привыкания к условиям обитания и снижения угрозы исчезновения. Пространственные – распределяются на территориях случайно, по группам или равномерно.

Структуру экологическую определяют по тому, как она взаимодействует с окружающей средой, какую занимает среду обитания. Для одних ареалом обитания становится лесной массив, для вторых – водная среда или степи.