Всего на сайте:
119 тыс. 927 статей

Главная | Экология

Лекция 2. Популяция и ее характеристики.  Просмотрен 224

1. Понятие популяции и его становление.

2. Структура популяции:

а) пространственное распределение и плотность;

б) возрастная структура;

в) половая структура;

г) этологическая структура.

3. Демографическая проблема народонаселения.

 

Термин «популяция» происходит от латинского «populus» - народ, население. В научном обиходе этот термин появился с конца ХVIII в. и долгое время использовался в смысле «любая группа особей», т.е. без придания строгих границ.

Однако постепенно, к середине ХХ в., сложилось более узкое понимание этого термина, причем в разных областях биологической науки заметно различающееся. Так, в популяционной генетике под популяцией стали понимать систему генотипов, посредством скрещиваний связанных в единое целое.

В экологии же принято понимать под термином популяция любую группу организмов одного вида, занимающую определенное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Для того, чтобы подчеркнуть экологический контекст понимания этого термина, принято в последние десятилетия использовать словосочетание “экологическая популяция”, или “Элементарная популяция”.

В теории же эволюции к середине ХХ в. оформился взгляд на популяцию как элементарную эволюционную единицу (Н. Тимофеев-Ресовский), способную реагировать на изменение среды перестройкой своего генофонда. Выяснение этого факта сделало понятие популяции одним из центральных в биологии, а генетический, экологический и эволюционный подходы позволило объединить в одно направление – популяционную биологию.

Определение популяции с позиций современной популяционной биологии выглядит следующим образом:

«Популяция – это группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенную территорию, образующая самостоятельную генетическую систему и формирующая собственное экологическое пространство.

Как видим, от узко экологического понимания популяции такая трактовка отличается двумя условиями: 1) популяция в определенной степени изолирована от других аналогичных групп особей; 2) популяция сохранится на протяжении большого (эволюционно значимого) числа поколений.

Исходя из этих условий мы не можем, например, считать самостоятельной популяцией произвольно взятую выборку особей какого-то вида, не обладающую той или иной степенью изоляции от других особей, а также и достаточно изолированную группу, например, жужелиц, населяющих газон в центре города (в последнем случае потому, что не можем говорить об эволюционно длительном существовании этой группировки).

Оперируя термином популяция, следует иметь ввиду, что в литературе иногда встречаются и заведомо ошибочные контексты его употребления. Так, в некоторых переведенных на русский язык научно-популярных изданиях переводчиками слово популяция ошибочно используется в качестве эквивалента английскому слову «population», которое на самом деле означает «население». По этой причине в переводной литературе встречаются такие выражения, как «популяция зоопланктона», «популяция рыб», что уже подразумевает сообщества из нескольких, порою многих видов.

Второй вариант ошибочного употребления этого понятия связан с подменой этим термином понятия «часть популяции». В результате встречаются, например, выражения типа «размножающаяся популяция оленей» вместо «та часть популяции, которая участвует в размножении».

Изучение экологии популяций традиционно велось главным образом на животных, но в последнее время стали интенсивно исследоваться и популяции растений, по отношению к которым ботаники часто употребляют термин «ценопопуляция».

Популяция имеет определенную организацию и структуру, которые в той или иной степени поддаются описанию:

I. Величина популяции может характеризоваться в 2-ух аспектах:

1) числом особей, составляющих популяцию;

2) пространством, занимаемым ей (ареал популяции).

Определить первую величину можно, только зная вторую. Часто в случаях, когда вид представлен множеством популяций, бывает трудно определит границы конкретной популяции.

Площадь ареала популяций разных видов колеблются в чрезвычайно широких пределах. У некоторых растений, моллюсков, насекомых она может составлять несколько десятков м2 (реликтовые популяции). У других видов площадь ареала популяций порою огромна (пример с городской ласточкой).

II.Плотность популяции, - это численность популяции, отнесенная к некоторой единице пространства; обычно выражается числом особей или биомассой на единицу площади либо объема (500 деревьев / 1 га, 200 кг рыбы / 1 га поверхности водоёма, и т.п.).

Иногда различают среднюю плотность – численность (или биомассу) на единицу всего пространства, и экологическую плотность – рассчитанную на единицу обитаемого пространства (биотопа). Например, если какой-то моллюск в водоёме заселяет только участки с илистым дном, то среднюю плотность придется рассчитывать для всей площади водоёма, а экологическую – для суммарной площади заиленных участков.

III. Распределение особей в популяции: редко бывает равномерным. В принципе возможны 3 типа:

случайное, регулярное, агрегированное

Распределение видов часто в какой-то степени отражает состояние популяции: так, при максимально возможной плотности на пригодных участках часто наблюдается регулярное распределение особей, а если популяция далека от предельной насыщенности – случайное.

Агрегированное распределение чаще всего наблюдается, если пригодных для жизни вида участки в пределах ареала популяции «вкраплены» среди непригодных территорий.

Как величина популяции, так и характер распределения особей внутри ее зависят не только от распределения пригодных для жизни условий, но и от биологических особенностей организмов, в первую очередь их подвижности. Важной характеристикой последнего свойства является радиус репродуктивной активности.

Под этим термином принято понимать величину индивидуальных перемещений особей либо их половых продуктов, указывающую на расстояние, на которое могут быть переданы аллели за одно поколение. Однако в популяционной экологии животных в последнее время закрепилось несколько иное понимание Р.Р.А.:

 

 

рисунок

 

расстояние между местом рождения и местом размножения для 95% особей данного поколения.

Число 95% получено эмпирически: при исследовании перемещений многих животных было выяснено, что обычно около 95% особей расселяются на расстояние, меньшее, чем половина максимального (т.е. самого дальнего расселения).

Примеры величин Р.Р.А. у разных видов:

дрозофилы – 150-400 м,

среднеазиатская черепаха – 700 м,

зяблик – 2 км,

лисица – 100 км,

песец – 850 км,

человек (сельские работы Европ. России, конец ХIХ в.) – 10 км.

Р.Р.А. подвержены колебаниям у особей разных поколений в разные периоды существования популяции, в связи с чем имеют место временные флуктуации ареалов ряда видов.

5% особей выселяющихся за пределы Р.Р.А. – так называемые «бродяги», - иногда уходят очень далеко. Есть предположение, что эта склонность к «бродяжничеству» предопределена генетически; в таком случае это явление может иметь эволюционный смысл, обеспечивая потенциал расселения популяции (увеличения ареала).

IV.Возрастная структура популяции:

отражает соотношение разных возрастных групп в популяции и связана с уровнем смертности, интенсивностью воспроизводства и скоростью смены поколений.

Под возрастной группой понимают группу особей одинакового астрономического либо физиологического возраста. Астрономический возраст обычно исчисляют в годах, для выражения физиологического возраста обычно определяют 3 возрастных группы: предрепродуктивную, репродуктивную и пострепродуктивную.

Соотношение этих трех возрастных групп у популяций разных видов очень различается. У многих микроорганизмов их выделение практически невозможно. У большинства древесных растений пострепродуктивный период практически отсутствует. То же наблюдается у многих моноциклических видов животных (насекомые, проходные лососевые рыбы), зато предрепродуктивный период у них очень длителен, а репродуктивный – короткий. У человека соотношение:

20 лет : 30л : 20л, т.е. 1 : 1,5 : 1,

тогда как у млекопитающих в условиях неволи обычно: 1 : 2 : 3, что породило предположение о потенциальном возрасте человека в 120 лет.

Для выражения соотношения в популяции особей разного астрономического возраста используют возрастные пирамиды (= демографические пирамиды).

 

В быстро растущих популяциях значительную долю составляют молодые особи, в популяции, находящейся в стационарном состоянии, возрастное распределение более равномерно, а в популяции, численность которой снижается, будет содержаться большая доля старых особей. Третий тип пирамиды близок к отражению сегодняшней демографической ситуации в РБ.

Однако тот или иной тип пирамиды может отражать и другие свойства популяции, например, высокую смертность молодняка и относительно продолжительную жизнь выживших взрослых особей (большая синица) – тип 1;

Тип 3 характерен для популяций древесных растений с длительной жизнью и малым количеством молодых деревьев. Этот же тип характерен для популяций тюленей в местах, где ведется интенсивный промысел белька.

Предыдущая статья:Фінальна стадія Следующая статья:V. Половая структура популяций.
page speed (0.0089 sec, direct)