În natură, toată lumea vedere existentă este un complex complex sau chiar un sistem de grupuri intraspecifice care acoperă indivizi cu trăsături specifice de structură, fiziologie și comportament. O astfel de asociere intraspecifică a indivizilor este populatie.

Cuvântul „populație” provine din latinescul „populus” – oameni, populație. Prin urmare, populatie- un ansamblu de indivizi din aceeași specie care trăiesc pe un anumit teritoriu, i.e. cele care doar se încrucișează între ele. Termenul „populație” este folosit în prezent în sensul restrâns al cuvântului atunci când se vorbește despre o grupare intraspecifică specifică care locuiește într-o anumită biogeocenoză, iar într-un sens larg, general - pentru a se referi la grupuri izolate ale unei specii, indiferent de teritoriul pe care îl ocupă. și ce informații genetice poartă.

Membrii aceleiași populații se afectează reciproc nu mai puțin decât factorii fizici ai mediului sau alte specii de organisme care trăiesc împreună. La populații, într-o măsură sau alta, se manifestă toate formele de relații caracteristice relațiilor interspecifice, dar cele mai pronunțate mutualiste(de beneficii reciproce) și competitiv. Populațiile pot fi monolitice sau constau din grupări la nivel de subpopulație - familii, clanuri, turme, turmeși așa mai departe. Combinarea organismelor aceleiași specii într-o populație creează proprietăți calitativ noi. În comparație cu durata de viață a unui organism individual, o populație poate exista o perioadă foarte lungă de timp.

În același timp, o populație este similară cu un organism ca biosistem, deoarece are o anumită structură, integritate, un program genetic de auto-reproducere și capacitatea de a se autoregla și de a se adapta. Interacțiunea oamenilor cu specii de organisme care se află în mediu, în mediul natural sau sub controlul economic al omului, este de obicei mediată prin populații. Este important ca multe modele de ecologie a populației să se aplice și populațiilor umane.

populatie este unitatea genetică a unei specii, ale cărei modificări sunt efectuate de evoluția speciei. Ca grup de indivizi din aceeași specie care trăiesc împreună, populația acționează ca primul macrosistem biologic supraorganism. Capacitatea de adaptare a unei populații este mult mai mare decât cea a indivizilor ei constitutivi. O populație ca unitate biologică are o anumită structură și funcții.

Structura populației caracterizat prin indivizii săi constitutivi și distribuția lor în spațiu.

Funcții de populație similare cu funcţiile altor sisteme biologice. Ele se caracterizează prin creștere, dezvoltare, capacitatea de a menține existența în condiții în continuă schimbare, adică. populaţiile au caracteristici genetice şi ecologice specifice.

Populațiile au legi care permit ca resursele limitate ale mediului să fie utilizate în acest mod pentru a se asigura că sunt lăsați urmași. Populațiile multor specii au proprietăți care le permit să-și regleze numărul. Se numește menținerea populației optime în condiții date homeostazia populației.

Astfel, populațiile, ca asociații de grup, au o serie de proprietăți specifice care nu sunt inerente fiecărui individ. Principalele caracteristici ale populațiilor: număr, densitate, natalitate, mortalitate, ritm de creștere.

Populațiile se caracterizează printr-o anumită organizare. Distribuția indivizilor pe teritoriu, raportul grupurilor după sex, vârstă, caracteristicile morfologice, fiziologice, comportamentale și genetice reflectă structura populatiei. Se formează, pe de o parte, pe baza proprietăților biologice generale ale speciei și, pe de altă parte, sub influența factorilor de mediu abiotici și a populațiilor altor specii. Structura populațiilor are, așadar, un caracter adaptativ.

Posibilitățile de adaptare ale unei specii ca întreg ca sistem de populații sunt mult mai largi decât trăsăturile adaptative ale fiecărui individ particular.

Structura populației speciei

Spațiul sau intervalul ocupat de o populație poate fi diferit pentru ambele tipuri diferiteși în cadrul aceleiași specii. Aria unei populații este determinată în mare măsură de mobilitatea indivizilor sau de raza activității individuale. Dacă raza activității individuale este mică, dimensiunea intervalului populației este, de obicei, mică. În funcție de dimensiunea teritoriului ocupat, se poate distinge trei tipuri de populații: elementar, ecologic și geografic (Fig. 1).

Orez. 1. Subdiviziunea spațială a populațiilor: 1, raza speciei; 2-4 - respectiv populaţii geografice, ecologice şi elementare

Există sexul, vârsta, structura genetică, spațială și ecologică a populațiilor.

Structura sexuală a populației reprezintă raportul dintre indivizi de diferite sexe din el.

Structura de vârstă a populației- raportul în componența populației de indivizi de diferite vârste, reprezentând unul sau diferiți descendenți ai uneia sau mai multor generații.

Structura genetică a populației este determinată de variabilitatea și diversitatea genotipurilor, de frecvența variațiilor genelor individuale - alele, precum și de împărțirea populației în grupuri de indivizi apropiați genetic, între care, la încrucișare, are loc un schimb constant de alele.

Structura spațială a populației - natura amplasării și repartizării membrilor individuali ai populației și a grupurilor acestora în zonă. Structura spațială a populațiilor diferă semnificativ între animalele sedentare și cele nomade sau migratoare.

Structura ecologică a populației este împărțirea oricărei populații în grupuri de indivizi care interacționează diferit cu factorii de mediu.

Fiecare specie, ocupând un anumit teritoriu ( gamă) este reprezentată pe ea de un sistem de populaţii. Cu cât teritoriul ocupat de o specie este disecat mai complex, cu atât există mai multe oportunități pentru izolarea populațiilor individuale. Cu toate acestea, într-o măsură mai mică, structura populației unei specii este determinată de caracteristicile sale biologice, cum ar fi mobilitatea indivizilor ei constitutivi, gradul de atașare a acestora de teritoriu și capacitatea de a depăși barierele naturale.

Izolarea populațiilor

Dacă membrii unei specii se amestecă și se amestecă în mod constant pe suprafețe vaste, o astfel de specie este caracterizată de un număr mic de populații mari. Cu abilități slab dezvoltate de mișcare, multe populații mici se formează în compoziția speciei, reflectând natura mozaic a peisajului. La plante și animale sedentare, numărul populațiilor este direct dependent de gradul de eterogenitate al mediului.

Gradul de izolare al populațiilor vecine ale speciei este diferit. În unele cazuri, ele sunt puternic separate de un teritoriu nelocuitor și clar localizate în spațiu, cum ar fi populațiile de biban și tanc din lacurile izolate.

Varianta opusă este colonizarea continuă a teritoriilor mari de către specie. În cadrul aceleiași specii, pot exista populații atât cu limite bine definite, cât și neclare, iar în cadrul unei specii, populațiile pot fi reprezentate prin grupuri de dimensiuni diferite.

Relațiile dintre populații susțin specia în ansamblu. Izolarea prea lungă și completă a populațiilor poate duce la formarea de noi specii.

Diferențele dintre populațiile individuale sunt exprimate în grade diferite. Ele pot afecta nu numai caracteristicile grupului lor, ci și caracteristicile calitative ale fiziologiei, morfologiei și comportamentului indivizilor. Aceste diferențe sunt create în principal sub influența selecției naturale, care adaptează fiecare populație la condițiile specifice ale existenței sale.

Clasificarea și structura populațiilor

Un semn obligatoriu al unei populații este capacitatea sa de a exista independent pe un anumit teritoriu pentru o perioadă nedeterminată de timp datorită reproducerii și nu afluxului de indivizi din exterior. Așezările temporare de diferite scări nu aparțin categoriei populațiilor, ci sunt considerate subdiviziuni intrapopulaționale. Din aceste poziții, specia este reprezentată nu printr-o subordonare ierarhică, ci printr-un sistem spațial de populații vecine de diferite scări și cu grade variate de conexiuni și izolare între ele.

Populațiile pot fi clasificate în funcție de structura lor spațială și de vârstă, densitate, cinetică, persistența sau schimbarea habitatului și alte criterii ecologice.

Limitele teritoriale ale populațiilor diferitelor specii nu coincid. Diversitatea populațiilor naturale se exprimă și în varietatea tipurilor structurii lor interne.

Principalii indicatori ai structurii populațiilor sunt numărul, distribuția organismelor în spațiu și raportul indivizilor de diferite calități.

Caracteristicile individuale ale fiecărui organism depind de caracteristicile programului său ereditar (genotip) și de modul în care acest program este realizat în cursul ontogenezei. Fiecare individ are o anumită dimensiune, sex, trăsături distinctive morfologia, trăsăturile comportamentale, limitele lor de rezistență și adaptabilitate la schimbările de mediu. Distribuția acestor trăsături într-o populație caracterizează și structura acesteia.

Structura populației nu este stabilă. Creșterea și dezvoltarea organismelor, nașterea altora noi, moartea din diverse cauze, schimbările condițiilor de mediu, creșterea sau scăderea numărului de inamici - toate acestea duc la schimbarea diferitelor relații în cadrul populației. Direcția schimbărilor ulterioare depinde în mare măsură de structura populației într-o anumită perioadă de timp.

Structura sexuală a populațiilor

Mecanismul genetic de determinare a sexului prevede împărțirea descendenților după sex într-un raport de 1: 1, așa-numitul raport de sex. Dar din aceasta nu rezultă că același raport este caracteristic populației în ansamblu. Trăsăturile legate de sex determină adesea diferențe semnificative în fiziologia, ecologia și comportamentul femeilor și bărbaților. Datorită viabilității diferite a organismelor masculine și feminine, acest raport primar diferă adesea de raportul secundar și mai ales de cel terțiar, care este caracteristic adulților. Deci, la oameni, raportul de sex secundar este de 100 fete la 106 băieți, până la vârsta de 16-18 ani acest raport este echilibrat din cauza mortalității crescute la bărbați și până la vârsta de 50 de ani este de 85 de bărbați la 100 de femei, iar până la vârsta de 80 - 50 de bărbați la 100 de femei.

Raportul de sex într-o populație se stabilește nu numai conform legilor genetice, ci și într-o anumită măsură sub influența mediului.

Structura pe vârstă a populațiilor

Ratele natalității și mortalității, dinamica populației sunt direct legate de structura de vârstă a populației. Populația este formată din indivizi de diferite vârste și sex. Pentru fiecare specie și, uneori, pentru fiecare populație din cadrul unei specii, sunt caracteristice propriile proporții ale grupelor de vârstă. În raport cu populația, de obicei disting trei epoci ecologice: pre-reproductive, reproductive și post-reproductive.

Odată cu vârsta, cerințele unui individ față de mediu și rezistența la factorii săi individuali se schimbă în mod natural și foarte semnificativ. În diferite etape ale ontogenezei, poate apărea o schimbare a habitatelor, o schimbare a tipului de nutriție, a naturii mișcării și a activității generale a organismelor.

Diferențele de vârstă ale populației cresc semnificativ eterogenitatea ei ecologică și, în consecință, rezistența acesteia la mediu. Crește probabilitatea ca, în cazul unor abateri puternice ale condițiilor de la normă, cel puțin o parte din indivizii viabili să rămână în populație, iar aceasta să-și poată continua existența.

Structura de vârstă a populațiilor are un caracter adaptativ. Se formează pe baza proprietăților biologice ale speciei, dar reflectă întotdeauna și puterea impactului factorilor. mediu inconjurator.

Structura de vârstă a populațiilor la plante

La plante, structura de vârstă a cenopopulației, adică. populația unei anumite fitocenoze este determinată de raportul grupelor de vârstă. Vârsta absolută sau calendaristică a unei plante și starea ei de vârstă nu sunt concepte identice. Plantele de aceeași vârstă pot fi în diferite stări de vârstă. Vârsta sau starea ontogenetică a unui individ este stadiul ontogenezei sale, la care se caracterizează prin anumite relații cu mediul.

Structura de vârstă a cenopopulației este determinată în mare măsură de caracteristicile biologice ale speciei: frecvența rodirii, numărul de semințe produse și primordii vegetative, capacitatea primordiilor vegetative de a întineri, rata de tranziție a indivizilor de la o stare de vârstă la alta, capacitatea de a forma clone etc. Manifestarea tuturor acestora caracteristici biologice, la rândul său, depinde de condiții Mediul extern. Se modifică și cursul ontogenezei, care poate apărea la o specie în mai multe variante.

Diferitele dimensiuni ale plantelor reflectă diferite vitalitate indivizi din cadrul fiecărei grupe de vârstă. Vitalitatea unui individ se manifestă în puterea organelor sale vegetative și generatoare, care corespunde cantității de energie acumulată, și în rezistența la efectele adverse, care este determinată de capacitatea de regenerare. Vitalitatea fiecărui individ se modifică în ontogeneză de-a lungul unei curbe cu un singur vârf, crescând pe ramura ascendentă a ontogenezei și scăzând pe cea descendentă.

Multe specii de luncă, pădure, stepă atunci când sunt cultivate în pepiniere sau culturi, de ex. pe cel mai bun fundal agrotehnic, reduc ontogenia acestora.

Capacitatea de a schimba calea ontogenezei asigură adaptarea la condițiile de mediu în schimbare și extinde nișa ecologică a speciei.

Structura de vârstă a populațiilor la animale

În funcție de caracteristicile reproducerii, membrii unei populații pot aparține aceleiași generații sau altora diferite. În primul caz, toți indivizii sunt apropiați ca vârstă și trec aproximativ simultan prin etapele următoare ale ciclului de viață. Momentul reproducerii și trecerea stadiilor individuale de vârstă sunt de obicei limitate la un anumit sezon al anului. Mărimea unor astfel de populații este, de regulă, instabilă: abaterile puternice ale condițiilor de la optim în orice etapă a ciclului de viață afectează întreaga populație simultan, provocând o mortalitate semnificativă.

La speciile cu o singură reproducere și cicluri de viață scurte, mai multe generații sunt înlocuite pe parcursul anului.

Atunci când exploatarea umană a populațiilor naturale de animale, luarea în considerare a structurii lor de vârstă este de o importanță capitală. La speciile cu un recrutare anual mare, o parte mai mare a populației poate fi îndepărtată fără amenințarea de a-i submina numărul. De exemplu, la somonul roz, care se maturizează în al doilea an de viață, este posibil să prindeți până la 50-60% dintre indivizii care depun icre fără amenințarea unei scăderi suplimentare a populației. Pentru somonul chum care se maturizează mai târziu și are o structură de vârstă mai complexă, ratele de îndepărtare dintr-o turmă matură ar trebui să fie mai mici.

O analiză a structurii de vârstă ajută la prezicerea dimensiunii populației pe parcursul vieții unui număr de generații următoare.

Spatiul ocupat de populatie ii asigura mijloacele de existenta. Fiecare teritoriu poate hrăni doar un anumit număr de indivizi. Desigur, caracterul complet al utilizării resurselor disponibile depinde nu numai de mărimea totală a populației, ci și de distribuția indivizilor în spațiu. Acest lucru se manifestă în mod clar la plantele a căror suprafață de hrănire nu poate fi mai mică de o anumită valoare limită.

În natură, o distribuție ordonată aproape uniformă a indivizilor în teritoriul ocupat se găsește ocazional. Cu toate acestea, cel mai adesea membrii populației sunt repartizați neuniform în spațiu.

În fiecare caz concret tipul de distribuție în spațiul ocupat se dovedește a fi adaptativ, adică. permite utilizarea optimă a resurselor disponibile. Plantele dintr-o cenopopulație sunt cel mai adesea distribuite extrem de neuniform. Adesea, centrul mai dens al grupului este înconjurat de indivizi mai puțin dens distanțați.

Eterogenitatea spațială a cenopopulației este legată de natura dezvoltării clusterelor în timp.

La animale, datorită mobilității lor, metodele de ordonare a relațiilor teritoriale sunt mai diverse decât la plante.

La animalele superioare, distribuția intrapopulației este reglementată de un sistem de instincte. Ele se caracterizează printr-un comportament teritorial special - o reacție la localizarea altor membri ai populației. Cu toate acestea, viața sedentară este plină de amenințarea epuizării rapide a resurselor dacă densitatea populației este prea mare. Suprafața totală ocupată de populație este împărțită în zone separate individuale sau de grup, ceea ce realizează o utilizare ordonată a proviziilor de hrană, adăposturi naturale, zone de reproducere etc.

În ciuda izolării teritoriale a membrilor populației, comunicarea se menține între aceștia folosind un sistem de semnale diverse și contacte directe la granițele posesiunilor.

„Repararea site-ului” se realizează căi diferite: 1) protejarea limitelor spaţiului ocupat şi agresiune directă faţă de străin; 2) comportament ritual special care demonstrează o amenințare; 3) un sistem de semnale și marcaje speciale care indică ocuparea teritoriului.

Reacția obișnuită la semnele teritoriale - evitarea - este ereditară la animale. Beneficiul biologic al acestui tip de comportament este clar. Dacă stăpânirea unui teritoriu a fost decisă numai de rezultatul unei lupte fizice, apariția fiecărui străin mai puternic ar amenința proprietarul cu pierderea teritoriului și eliminarea de la reproducere.

Suprapunerea parțială a teritoriilor individuale servește ca modalitate de a menține contactele între membrii populației. Indivizii vecini mențin adesea un sistem stabil de conexiuni reciproc avantajos: avertizare reciprocă asupra pericolului, protecție comună de inamici. Comportamentul normal al animalului include căutare activă contacte cu reprezentanții propriei specii, care se intensifică adesea în perioada de scădere a numărului.

Unele specii formează grupuri nomadice care nu sunt legate de un anumit teritoriu. Acesta este comportamentul multor specii de pești în timpul migrațiilor de hrănire.

Nu există distincții absolute între diferitele moduri de utilizare a teritoriului. Structura spațială a populației este foarte dinamică. Este supus unor rearanjamente sezoniere și alte rearanjamente adaptative în conformitate cu locul și timpul.

Tiparele comportamentului animal sunt subiectul unei științe speciale - etologie. Sistemul de relații dintre membrii unei populații se numește așadar structura etologică sau comportamentală a populației.

Comportamentul animalelor în raport cu ceilalți membri ai populației depinde, în primul rând, de faptul dacă un mod de viață solitar sau de grup este caracteristic speciei.

Un stil de viață solitar, în care indivizii unei populații sunt independenți și izolați unul de celălalt, este caracteristic multor specii, dar numai în anumite etape ale ciclului de viață. Existența complet solitară a organismelor nu are loc în natură, deoarece în acest caz ar fi imposibil să-și îndeplinească funcția vitală principală - reproducerea.

Cu un stil de viață de familie, se întăresc și legăturile dintre părinți și urmașii lor. Cel mai simplu tip de astfel de conexiune este grija unuia dintre părinți cu privire la ouăle depuse: paza ambreiajului, incubația, aerarea suplimentară etc. Cu un stil de viață de familie, comportamentul teritorial al animalelor este cel mai pronunțat: diverse semnale, marcaje, forme rituale de amenințare și agresiune directă asigură deținerea unui teren suficient pentru creșterea urmașilor.

Asociații mai mari de animale - turme, turmeȘi colonii. Formarea lor se bazează pe complicarea ulterioară a relațiilor comportamentale în populații.

Viața într-un grup prin sistemele nervos și hormonal se reflectă în cursul multor procese fiziologice din corpul animalului. La indivizii izolați, nivelul metabolismului se modifică semnificativ, substanțele de rezervă sunt consumate mai repede, o serie de instincte nu se manifestă și viabilitatea generală se înrăutățește.

Efect de grup pozitiv se manifestă numai până la un anumit nivel optim de densitate a populaţiei. Dacă sunt prea multe animale, aceasta amenință pe toată lumea cu lipsa resurselor de mediu. Apoi intră în joc și alte mecanisme, care duc la scăderea numărului de indivizi din grup prin împărțirea, dispersarea acestuia sau o scădere a natalității.

În natură, organisme din aceeași specie există sub forma multor populații.

populatie- acesta este un ansamblu de indivizi din aceeași specie, care se încrucișează liber între ei, care locuiesc pe un anumit teritoriu cu condiții de viață relativ omogene.

Populațiile aceleiași specii sunt grupuri relativ izolate cu anumite limite de distribuție. Gradul de izolare a populațiilor depinde de capacitatea speciei de a se dispersa, de migrație și de condițiile geografice. O specie de biban de râu poate trăi în diferite corpuri de apă dulce și poate forma populații diferite. Toți molizii din pădure formează o singură populație și sunt izolați de membrii propriei specii din altă pădure. O populație este unitatea structurală a unei specii. În ea au loc principalele procese evolutive, caracteristicile adaptive sunt fixate, permițând organismelor să se adapteze la condiții specifice de viață.

În ecologie, o populație este considerată elementul principal al oricărei comunități de organisme vii și se caracterizează prin caracteristici precum densitatea și abundența, structura de vârstă și sex, ratele de naștere și de deces și distribuția spațială.

Dimensiunea populației. Acest numărul total persoane care locuiesc într-un teritoriu sau comunitate. Conectat cu numărul densitate populații - numărul de indivizi (sau biomasă) pe unitatea de suprafață. De exemplu, 300 de tufe de alun la 1 ha de pădure, 5 milioane de exemplare de chlorella la 1 m3 de apă. Densitatea populației este instabilă și fluctuează în diferiți ani și anotimpuri. Depinde de migrația indivizilor, condiții climatice, mortalitatea, disponibilitatea resurselor. În unii ani, poate exista un focar în numărul oricărei populații.

Structura spațială a populației. Este determinată de caracteristicile distribuției populației în teritoriu. Adesea indivizii individuali formează grupuri, grupuri, turme, „familii”. Cu ajutorul unor semnale speciale, acestea marchează zona ocupată, expulzând concurenții invadatori. La păsări, cântatul este folosit pentru aceasta, la mamifere, excreția de substanțe mirositoare sau excremente. Animalele nomade au anumite rute de migrare.

Odată cu o creștere bruscă a numărului, se produce uneori migrarea în masă a indivizilor, care implică o modificare a structurii spațiale a populației sau deplasarea unei populații concurente a unei alte specii.

Fertilitate. Această proprietate caracterizează capacitatea unei populații de a se reproduce, frecvența apariției de noi indivizi pe unitatea de timp (numărul de pui, ouă depuse, ouă la animale, semințe și spori la plante). La microorganisme, fertilitatea depinde de rata diviziunii celulare. Rata natalității este determinată de rata de creștere a populației în condiții reale.

Mortalitate. Se caracterizează prin numărul de indivizi care au murit într-o anumită perioadă, adică rata de scădere a populației. Moartea indivizilor în diferite stadii de dezvoltare nu este aceeași. Mortalitatea peștilor în stadiul de ouă și alevin este mult mai mare decât în ​​rândul adulților. Cu cât instinctul de îngrijire a puilor este dezvoltat la animale mai puternic, cu atât rata mortalității tinerilor este mai mică.

Lipsa de îngrijire a puilor poate fi compensată de fertilitatea ridicată a indivizilor (pești, amfibieni, unele insecte).

Rata natalității și mortalității reglează dimensiunea populației și componența ei pe vârstă.

Structura de vârstă a populației. Este determinată de raportul dintre indivizi de diferite vârste, care, de asemenea, fluctuează. Într-o populație stabilă, rata natalității este egală cu rata mortalității, dimensiunea populației rămâne aproape neschimbată, iar grupele de vârstă sunt aproximativ în același raport. În populațiile în creștere, rata natalității depășește rata mortalității, iar numărul crește.

Structura sexuală. Este determinată de raportul de sex, numărul de bărbați și femei din populație. Populațiile diferitelor specii sunt eterogene în ceea ce privește compoziția lor pe sexe. De exemplu, focile de blană, focile în haremul fiecărui mascul au un numar mare de femele. La animalele care formează perechi, raportul dintre sexe este aproximativ egal.

Dinamica populației. Homeostazia. Mărimea populației depinde de mulți factori. Condițiile climatice favorabile, disponibilitatea unei cantități suficiente de hrană, slăbirea prădării duc la creșterea fertilității și a natalității și la creșterea numărului. Și invers, lipsa alimentelor, concurența crescută, condițiile nefavorabile reduc numărul.

Se numește modificarea numărului de organisme în timp dinamica populatiei.

Fluctuațiile periodice sunt asociate cu măsurători regulate ale factorilor de mediu, ritmurilor sezoniere. În unii ani, pot apărea focare de numere, în timp ce dimensiunea populației crește de 20-40 de ori fără o anumită periodicitate. Așa apar valurile populației (Fig. 95).

Orez. 95. Fluctuații ale numărului de râși și iepuri

O caracteristică importantă a populației este capacitatea de a regla în mod natural densitatea. Acest lucru este asigurat de mecanisme speciale care mențin dimensiunea populației la un anumit nivel.

Se numește capacitatea unei populații de a se autoregla pentru a menține numerele la un anumit nivel homeostazia populației.

De obicei, populația se află într-o stare de echilibru dinamic, care se realizează prin alternarea feedback-urilor pozitive și negative. Odată cu creșterea numărului, rezervele de alimente scad, organismele se află în condiții nefavorabile, ceea ce duce la acestea moarte în masăși o scădere a fertilității, adică o reducere a populației. Creșterea populației sale se oprește, resursele alimentare sunt restabilite, ceea ce atrage după sine o recreștere a populației. În plus, odată cu creșterea densității, probabilitatea de propagare crește. boli infecțioase ducând la moartea unor indivizi. Cu o densitate mare de plante, acestea sunt sub presiunea „vecinilor” (lipsa apei, lumina). Ca urmare, are loc moartea unor organisme, adică procesul de „auto-subțiere”. § 70. Relaţia organismelor. Factori biotici de mediu

1.1 Ce este o populație, compoziție, structură.

1.2 Proprietățile populației.

1.3 Caracteristici demografice. Densitate. Număr.

O populație este un grup de indivizi din aceeași specie care au capacitatea de a se încrucișa liber și de a-și menține existența într-un anumit habitat pentru o perioadă suficient de lungă.

existență durabilă diferite feluri Animalele și plantele necesită prezența anumitor condiții de mediu și resursele necesare. La mutarea dintr-o zonă în alta, atât condițiile, cât și resursele se pot schimba; iar aceste modificări apar inconsecvent. Unii factori se pot schimba fără probleme (de exemplu, temperatura atunci când se deplasează de la sud la nord), să nu se schimbe deloc (de exemplu, conținutul de dioxid de carbon din aer) sau să se schimbe brusc (cum se întâmplă, de exemplu, cu modificările în compoziţia şi structura solurilor). Toate acestea duc la faptul că habitatele potrivite pentru o anumită specie se formează în spațiu, așa cum ar fi, sub formă de insule separate. Speciile populează aceste habitate - „insule” cu populațiile lor.

În consecință, speciile nu sunt distribuite uniform, ci pe grupuri separate de indivizi - populatiilor. Indivizii populației, care se reproduc, stăpânesc habitate potrivite. Populațiile aceleiași specii pot fi separate unele de altele prin limite clare. Pentru organismele acvatice, de regulă, granițele sunt de-a lungul liniilor de coastă ale corpurilor de apă. La unele specii, granițele dintre populații sunt neclare, neclare, de exemplu, la speciile de plante și animale care trăiesc în mediul terestru-aer și au o distribuție geografică largă. Un exemplu este cioara cenușie, sau iepurele, pentru că. se găsesc în diverse habitate.

Fiecare populație are o anumită structură - structură. Structura populației se manifestă într-un anumit raport cantitativ de indivizi de diferite vârste, sex și dimensiuni. Există vârstă, sex, mărime, structuri genetice.

Într-o populație a oricărei specii de plante sau animale, se găsesc diferite grupuri de vârstă de indivizi.

În mod convențional, în populație pot fi distinse trei grupuri ecologice: tineri (pre-reproductive), maturi (reproductive) și bătrâni (post-reproductive).

prereproductive- un grup de indivizi a căror vârstă nu a atins capacitatea de reproducere;

reproductivă- un grup care reproduce noi indivizi;

post-reproductive- indivizi care și-au pierdut capacitatea de a participa la reproducerea noilor generații.

Ce grupări formează animalele și cum sunt distribuite în spațiu?

Indivizii dintr-o populație pot trăi singuri

pot forma grupuri – familii

O familie este cea mai simplă grupare permanentă de indivizi, care după sezonul de reproducere se poate dezintegra, sau poate fi formată din părinți și descendenți ai mai multor generații: clanuri în câini hiene, mândrie în lei, turme ale multor primate. Cetaceele, ungulatele, primatele trăiesc, de regulă, în turme.

turme

turme

sau reprezentate de colonii.

O turmă este un grup de animale din aceeași specie care rămân aproape unele de altele, se comportă în același mod. Mărimea efectivului și compoziția sa pe vârstă și sex sunt variabile în timp. Turmele de balene, maimuțe includ zeci de animale, turme ren, saigas, gnu formează sute și mii de indivizi. Animalele din turmă învață despre aspectul unui prădător, prezența hranei, o cale sigură către o groapă de apă, un adăpost prin comportamentul conducătorului turmei sau prin comportamentul vecinilor lor. Un turmă este o grupare mobilă temporară de indivizi, insecte, pești, păsări. Stolurile de păsări sedentare precum țâții ocupă un teritoriu permanent și au o structură ierarhică. O haită de lupi este formată din 5-10, cel mult 22 de indivizi, care includ perechi monogame și mai multe generații ale urmașilor lor. Turma este unită de un singur habitat, unde vânează împreună. Indivizii, familiile și alte grupuri de indivizi se dispersează activ în spațiu, folosind diverse metode de marcare și protejare a teritoriului.

Luați în considerare cum o turmă de babuini întâlnește o turmă de vecini la granița proprietăților lor. Masculii de vârstă luptă înaintează, formând o formațiune în formă de semilună, se opresc și își asumă ipostaze de amenințare. La fel și vecinii. Ierarhii trec prin formațiune și se apropie încet de graniță, uitându-se la ierarhii unei alte turme care merg spre ei. Dacă întâlnirea a avut loc la graniță și teritoriul nu este deranjat, dar turma este familiară, ierarhii, recunoscându-se, converg și se îmbrățișează. După aceea, se pot întâlni și bărbați mai tineri. Turma de babuini are câteva zeci de capete. Când babuinii se deplasează dintr-un loc în altul, merg într-o anumită ordine, care poate fi numită formație de marș. În mijlocul turmei sunt masculi bătrâni - dominanti. Din această poziție, este convenabil pentru ei să supravegheze turma și să o gestioneze. În același timp, acesta este cel mai sigur loc din turmă în cazul unui atac neașteptat al unui prădător.

Lângă masculii dominanti se află femele tinere, femele purtând pui vârstă mai tânără, și puii dependenți. Pe de o parte, acest lucru vă permite să le urmăriți și, pe de altă parte, acesta este cel mai sigur loc. La periferia miezului turmei se află tineretul. În fața turmei, la distanță de vizibilitate, masculii de rangul doi merg într-un lanț desfășurat. Indivizii care merg înainte ocupă locul cel mai periculos. Confruntați cu un prădător moderat puternic, ei se desfășoară într-o semilună și caută să-l întârzie, în timp ce turma fuge. Prădătorii preferă să nu se implice cu masculii, care sunt destul de puternici chiar unul câte unul, și cu atât mai mult atunci când acționează împreună.

În spatele turmei, tot la distanță de vizibilitate, se află masculi de rangul al treilea ierarhic, nepericuloși pentru ierarhi. Dacă turma călătorește pe teren accidentat și vizibilitatea este slabă, poate identifica unul sau două grupuri de indivizi pentru a păzi turma din laterale.

Sistemul de semnale permite animalelor să găsească un partener de împerechere, să-și protejeze teritoriul și să asigure supraviețuirea puilor lor. Masculii multor ungulate captează și protejează anumite zone în timpul rut. La cerbul roșu, împărțirea teritorială între masculi, parcă, se suprapune celor existente perioadă lungă de timpîmpărțirea teritoriului între grupuri de femele cu pui. Cu vuietul lor, mirosul de secreții de glande mirositoare și de urină de pe pământ, semne pe scoarța copacilor, aplicate cu coarne, masculii se semnalează reciproc despre ocuparea locului și, dacă este necesar, intră într-un duel cu un oponent.Cerbii care nu și-au capturat teritoriul nu au un harem de femele. Astfel, numărul de masculi care participă la reproducere este limitat.

Șerpi veninoșiîn timpul unei lupte teritoriale, se întind, se ridică în picioare, se leagănă, se împing unul pe altul, dar nu numai că nu mușcă niciodată, dar nici măcar nu arată armele. Animalele bine înarmate se pot amenința unul pe altul pentru o lungă perioadă de timp, iar când unul dintre ele obosește, își schimbă brusc poziția, expunând inamicul în locul cel mai neprotejat pentru a lovi. Pentru inamic, interdicția funcționează ca un șoc electric: toată ardoarea lui furioasă se evaporă și își ascunde arma. „Cine este mai mare decât tine este mai puternic decât tine”.

Oamenii au crezut de mult că păsările cântă pentru plăcerea omului. Acum știm că cântecul păsărilor este o limbă vorbită, o modalitate de a vă marca teritoriul, de a atrage atenția unei femele. Cântatul unui cocos este semnalul sonor teritorial.

În timpul repartizării teritoriului, în timpul unei lupte agresive, un animal care a evaluat inamicul ca fiind unul mai mare recunoaște o înfrângere psihologică și este posibil să nu mai existe nicio luptă - unul cedează celuilalt. Dacă vine vorba de luptă, atunci în multe specii scopul este același - să umilești inamicul: să doboare sau să arunce la pământ. Căderea este uneori însoțită de vătămare fizică, dar poate fi și complet nedureroasă, precum șerpii care se aruncă unul pe altul. Este încă o înfrângere și învinsul recunoaște.

Învinsul în dispută „își depune armele” (spini, smocuri, dinți, coarne), le ascunde pentru a nu înspăimânta câștigătorul. Multe animale cad și se întorc cu susul în jos.

Multe specii de animale sunt atât de înarmate încât o încăierare între rivali s-ar termina cu moartea unuia sau a ambilor. Prin urmare, animalele au dezvoltat astfel de forme de comportament, care se numesc interdicții instinctive sau moralitate naturală: în comportamentul animalelor se respectă interdicții înnăscute: „nu ucide”, „nu bate mincinosul”, adică. un adversar care și-a asumat o ipostază de umilință, nu atinge puii, nu invadează teritoriul altcuiva, cuibul altcuiva, femela altcuiva, nu ataca pe neașteptate sau din spate, nu ia mâncare, nu o fură . Astfel de interdicții se numesc moralitate biologică.

Și care este soarta indivizilor care nu s-au putut ține de teritoriu? Destinul lor este să rămână singuri, nu sunt incluși în procesul de reproducere și mor mai repede decât omologii lor mai norocoși din populație.

Un rol deosebit în turmă îl ocupă indivizii bătrâni. Înconjurat de pui răpiți care se uită la el, bătrânul babuin arată cum să sape în pământ, să rupă cioturi putrede, să răstoarne pietre, să spargă nuci, să sape după apă și să facă multe alte lucruri pe care a fost învățat în copilărie și pe care el însuși le-a înțeles. intr-o viata lunga.

La animalele de turmă, relația mamă-copil joacă un rol deosebit. Nașterea unui pui, îngrijirea lui la multe animale este o problemă serioasă. Pentru ca cerbul nou-născut să-și amintească bine de mamă, femela se retrage în timpul fătării. Primul fir care leagă mama și vițelul este mirosul de vițel. Mama linge copilul, este atrasă de mirosul de lichid amniotic. Mama și vițelul singur. Mama țipă două ore, apoi se oprește. Și acum, în turmă, vițelul distinge cu încredere vocea mamei de vocile altor căprioare. Cerbul este înzestrat cu o reacție înnăscută de a se deplasa către un obiect mare întunecat, adică. către mama. Odată aflat sub mama lui, își aruncă capul. Această reacție ajută la găsirea ugerului. Mama linge căprioarele, iar el încearcă să stea cu capul la mamă. Nici o singură mișcare a mamei și a cerbului nu este întâmplătoare.

Care este funcția principală a unei populații? Doar o populație poate reproduce neobosit noile generații ale unei specii într-un anumit ecosistem. Indivizii de sexe diferite ale populațiilor aceleiași specii se găsesc, în timp ce indivizii speciilor strâns înrudite sunt izolați din punct de vedere reproductiv și nu se pot încrucișa (Fig. 7).

Principalele proprietăți ale populațiilor:

Auto-reproducere. Populațiile sunt capabile să își mențină existența pe termen nelimitat într-un anumit habitat și să fie grupări stabile de indivizi ai unei anumite specii în timp și spațiu. Termenul „populație” nu se aplică unui stol de pești sau vrăbii, deoarece aceștia se pot descompune cu ușurință sub influența factorilor externi sau se pot amesteca cu alții și nu se pot reproduce în mod durabil. Grupurile mari posedă principalele proprietăți ale speciei și sunt reprezentate de toate categoriile de indivizi constitutivi ai acesteia, de exemplu, toți indivizii de biban dintr-un lac sau toți pinii dintr-o pădure.

Ereditate asigură interrelaţionarea generaţiilor în populaţie.

Variabilitate. Complexul de condiții din diferite habitate nu este același. Influențat conditii diferite proprietățile care le deosebesc unele de altele pot apărea și se pot acumula în populații individuale, ceea ce se manifestă prin mici abateri în structura organismelor aparținând diferitelor populații, parametrii fiziologici și alte caracteristici ale acestora.

Astfel, populațiile, ca și organismele individuale, sunt supuse variabilității.

Variabilitatea, cel mai important factor de evoluție. Variabilitatea populației crește diversitatea internă a speciei, ceea ce mărește rezistența speciei la schimbările locale (locale) ale condițiilor de viață, îi permite să pătrundă și să capete un punct de sprijin în condiții și zone noi. Din care rezultă că existența sub formă de populații îmbogățește specia, îi asigură integritatea și autoreglementarea principalelor proprietăți ale speciei. Datorită funcționării populațiilor, se creează condițiile propice menținerii vieții.

indicatori demografici. Caracteristicile populației - abundența, fertilitatea, mortalitatea, componența pe vârstă, se numesc indicatori demografici. Cunoașterea acestora este foarte importantă pentru înțelegerea legilor care guvernează viața populațiilor și pentru prezicerea schimbărilor constante care au loc în ele.

Studiul indicatorilor demografici are o mare importanță practică, de exemplu, pentru a planifica corect intensitatea tăierilor în timpul recoltării lemnului, este foarte important să se cunoască rata de refacere a pădurilor. Unele populații de animale sunt folosite pentru a obține hrană valoroasă sau materii prime pentru blană. Studiul altora este important din punct de vedere al sănătății, de exemplu, populațiile de rozătoare mici, printre care circulă agenți patogeni ai bolilor periculoase pentru om.

În primul rând, ne interesează schimbările atât la nivelul populației în ansamblu, cât și cauzele și viteza acestor schimbări, care la rândul lor vor oferi posibilitatea de a prezice schimbări, reglementarea acestora, de exemplu, reducerea numărului dăunătorilor agricoli.

Măsurarea densității este folosită și în cazurile în care este mai important să se cunoască nu dimensiunea totală a populației la un moment dat, ci dinamica acesteia, adică cursul schimbărilor populației în timp. Mărimea populației este totalitatea indivizilor din populație.

Indicele populației. O măsură a abundenței poate fi, de asemenea, indicatori legați nu de o unitate de spațiu, ci de o unitate de timp, de exemplu, numărul de păsări observate într-o oră sau numărul de pești capturați pe zi. De fapt, acești indicatori diferă de densitate doar ca dimensiune. Ambii sunt indicatori relativi și se numesc indici de populație.

Densitățile populației diferiților reprezentanți ai mamiferelor pot diferi de zeci de mii de ori. Cu toate acestea, la animalele care consumă un tip similar de hrană, diferențele de densități sunt mult mai mici. Cu cât populația este mai îndepărtată de sursa primară de alimente organice, cu atât densitatea acesteia este mai mică. Acea. densitatea populației este numărul de indivizi pe unitatea de suprafață.

Fertilitatea ecologică oferă o idee despre rata de creștere a populației, adică activitatea de reproducere a populației în condiții reale de viață. În general, speciile care nu au grijă de urmași se caracterizează prin potențial ridicat și fertilitate ecologică scăzută. Deci, de exemplu, o femelă adultă cod depune milioane de ouă, dintre care, în medie, doar 2 indivizi supraviețuiesc până la vârsta adultă.

Mortalitate. Dacă urmărim soarta unui anumit grup de indivizi născuți în același timp, este ușor de constatat că numărul acestora scade continuu pe parcursul vieții ca urmare a morții unora dintre indivizi. Rata procesului de scădere a populației este caracterizată de un indicator numit mortalitate. Mortalitatea caracterizează procesele de scădere a populației în subgrupuri individuale de populație (de exemplu, numai în rândul bărbaților sau numai în rândul femeilor) sau în populația în ansamblu.

Mortalitatea organismelor se manifesta chiar si atunci cand conditiile de viata sunt destul de favorabile. În aceste cazuri, vorbim de mortalitate minimă. Natura sa este asociată cu defecte în dezvoltarea fiziologică, ducând la moartea organismelor individuale. În condiții specifice de mediu, mortalitatea, de regulă, este peste nivelul minim, deoarece influența factorilor externi (prădărea, lipsa hranei suficiente, poluarea mediului și altele) creează cauze suplimentare de moarte a organismelor.

Într-o anumită măsură, rata mortalității este opusă ratei natalității. Totuși, mortalitatea, ca și fertilitatea, este exprimată în termeni de numărul de indivizi care au murit într-o anumită perioadă de timp, dar mai des sub forma unei valori relative (sau specifice). Indicatorul specific al mortalității este procentul de indivizi care au murit într-o singură perioadă de timp sau ponderea acestora în mărimea inițială a grupului. În majoritatea organismelor, rata mortalității variază de-a lungul vieții. De obicei este mare primele etape dezvoltarea sa, apoi scade și crește din nou la bătrânețe.

Structura de vârstă a unei populații caracterizează numărul total de grupe de vârstă reprezentate în ea și raportul dintre numărul acestora sau masa totală a organismelor prezente în grup (biomasă). Acest raport se numește de obicei distribuția de vârstă (adică distribuția numerelor pe grupe de vârstă) sau spectrul de vârstă al populației. Structura de vârstă a unei populații se poate modifica sub influența factorilor externi, deoarece aceștia controlează atât procesele de fertilitate, cât și de mortalitate.

Analiza structurii de vârstă a populațiilor și a alocării grupelor de vârstă la plante și animale se realizează în moduri diferite. Capacitatea populației de auto-întreținere a numerelor și rezistența acesteia la influențe externe sunt evaluate prin spectrul de vârstă. Cu cât spectrul de vârstă este mai complex, cu atât reproducerea populației este mai stabilă. O analiză a structurii de vârstă face posibilă prezicerea mărimii populației pentru următorii câțiva ani, care este folosită, de exemplu, pentru a evalua posibilitățile de prindere a peștilor într-o economie de vânătoare, în unele studii zoologice.

Particularitățile structurii de vârstă determină multe proprietăți ale unei populații ca sistem. O populație care include multe grupe de vârstă este mai puțin afectată de factorii care determină succesul reproducerii. La urma urmei, chiar și condițiile extrem de nefavorabile de reproducere, capabile să ducă la moartea completă a urmașilor unui anumit an, nu sunt catastrofale pentru o populație cu o structură complexă.

Viața unei populații se manifestă în dinamica ei. O populație nu poate exista fără schimbări constante, datorită cărora ea, așa cum ar fi, se adaptează la schimbările condițiilor externe.

În cursul evoluției, diferitele tipuri de organisme vii dobândesc proprietăți diferite. Unele dintre ele sunt adaptate să existe în condiții dure, dar stabile, de exemplu, în deșerturi, semi-deșerturi și tundra. Un exemplu sunt plante precum saxaul și tamariscul care trăiesc în zonele deșertice sau unele tipuri de mușchi care locuiesc în tundra.

Proprietățile de specie ale organismelor care trăiesc în astfel de condiții se reflectă și în proprietățile populațiilor lor. Procesele de menținere a abundenței și structurii populațiilor acestor specii (procesele de reproducere) devin extrem de sensibile la încălcări ale condițiilor de mediu. Ele devin ușor vulnerabile la creșterea impactului uman și sunt greu de restaurat.

Alte specii găsite în zone climat temperat, în special populațiile de animale anuale (majoritatea insectelor) și plante (unele tipuri de ierburi), sunt capabile să reziste la perturbări semnificative ale condițiilor de viață. Fluctuațiile în numărul lor sunt caracterizate de o gamă largă. În anii de abundență minimă și maximă, numărul acestor populații poate diferi de zeci, sute și uneori de mii de ori.

Creșterea populației. La prima vedere, este clar că natura dinamicii abundenței diferitelor specii de organisme dintr-o populație ar trebui să fie asociată cu indicatori demografici, care se formează, de asemenea, în procesul de evoluție și reflectă condițiile de viață ale unei specii într-un habitat anume. Cu toate acestea, în ciuda faptului că atât fertilitatea, cât și mortalitatea, precum și structura de vârstă sunt foarte importante, niciunul dintre acești indicatori nu poate fi utilizat pentru a judeca proprietățile dinamicii populației în ansamblu.

Într-o anumită măsură, aceste proprietăți sunt relevate de procesul de creștere a populației, care îi caracterizează capacitatea de a restabili numărul după o catastrofă sau de a crește numărul atunci când organismele populează nișe ecologice libere.

Fluctuațiile populației. Când creșterea populației este finalizată, numerele acesteia încep să fluctueze (comparativ cu o valoare mai mult sau mai puțin constantă). Acest fenomen este cauzat de diverși factori. Procesul de dinamică a populației în sine se poate manifesta și în moduri diferite.

La multe specii de animale și plante, fluctuațiile populației sunt cauzate de schimbările sezoniere ale condițiilor de viață (temperatură, umiditate, lumină, aprovizionare cu hrană etc.). Sunt demonstrate exemple de fluctuații sezoniere ale numărului de populații - nori de țânțari, păduri pline de păsări, câmpuri acoperite cu flori de colț - în sezonul cald, în perioada de iarna aceste fenomene sunt practic eliminate.

De cel mai mare interes sunt fluctuațiile numărului de populații care apar de la an la an. Ele sunt numite interanuale, spre deosebire de intraanuale, sau sezoniere. Dinamica interanuală a populației poate fi de altă natură și se poate manifesta sub forma unor valuri line de schimbări (număr, biomasă, structura populației) sau sub forma unor schimbări bruște frecvente.

În ambele cazuri, aceste modificări pot fi regulate, adică ciclice, sau neregulate - haotice. Primele, spre deosebire de cele din urmă, conțin elemente care se repetă la intervale regulate (de exemplu, la fiecare 10 ani populația atinge o anumită valoare maximă).

Fluctuațiile numărului unor specii de păsări (de exemplu, vrăbiuța orășenească) sau de pești (sumbră, corégon, gobi etc.) observate de la an la an oferă un exemplu de modificări neregulate ale dimensiunii populației, asociate de obicei cu modificări ale condițiilor climatice sau modificări ale poluării mediului trăind cu substanțe care au un efect dăunător asupra organismelor.

Cele mai cunoscute exemple de fluctuații ciclice includ fluctuațiile comune ale abundenței unor specii de mamifere nordice. De exemplu, ciclurile cu periodicitate de trei și patru ani sunt caracteristice multor rozătoare nordice murine (șoareci, volei, lemmings) și prădătorilor acestora (bufniță polară, vulpe arctică), precum și iepuri de câmp și râși.

În Europa, lemmingii ating uneori densități atât de mari încât încep să migreze din habitatele lor supraaglomerate. Atât la lemming, cât și la lăcuste, nu toate cazurile de creștere a numărului sunt însoțite de migrație.

Uneori, fluctuațiile ciclice ale mărimii populației pot fi explicate prin interacțiuni complexe între populațiile diferitelor specii de animale și plante din comunități.

De exemplu, să luăm în considerare fluctuațiile numărului anumitor specii de insecte din pădurile europene, de exemplu, fluturii moliei de pin și ai viermelui de zada (Fig. 24), ale căror larve se hrănesc cu frunzele copacilor. Vârfurile numărului lor se repetă în aproximativ 4-10 ani.

Fluctuațiile în abundența acestor specii sunt determinate atât de dinamica biomasei arborilor, cât și de fluctuațiile abundenței păsărilor mâncatoare de insecte. Pe măsură ce biomasa copacilor din pădure crește, cei mai mari și mai bătrâni copaci devin sensibili la omizile de viermi de muguri și adesea mor din cauza defolierii repetate (pierderea frunzelor).

Moartea și descompunerea lemnului revine în solul pădurii nutrienți. Sunt folosiți pentru dezvoltarea lor de copaci tineri care sunt mai puțin sensibili la atacul insectelor. Creșterea copacilor tineri este facilitată și de o creștere a iluminării din cauza morții copacilor bătrâni cu coroane mari. Între timp, păsările reduc numărul de viermi de muguri. Cu toate acestea, ca urmare a creșterii copacilor, acesta (numărul) începe din nou să crească și procesul se repetă.

Dacă luăm în considerare existența pădurilor de conifere pe perioade lungi de timp, devine clar că tăvălugul de frunze întinerește periodic ecosistemul pădurii de conifere și este parte integrantă a acestuia. Prin urmare, creșterea numărului acestui fluture nu reprezintă o catastrofă, așa cum ar putea părea oricui vede copaci morți și pe moarte la o anumită etapă a ciclului.

Motivele fluctuațiilor bruște ale numărului unor populații pot fi diverși factori abiotici și biotici. Uneori, aceste fluctuații sunt în acord cu schimbările condițiilor climatice. Cu toate acestea, în unele cazuri, este imposibil de explicat schimbările în dimensiunea unei anumite populații prin influența factorilor externi. Cauzele care provoacă fluctuațiile populației pot fi de la sine; atunci se vorbeşte de factori interni ai dinamicii populaţiei.

reglementarea populației. Reglarea populației este înțeleasă ca abilitatea unei populații de a-și auto-repara numărul de indivizi la dimensiunea obișnuită, determinată de condițiile și resursele populației sale. nișă ecologică. Această capacitate este asigurată de un sistem de mecanisme care, parcă, funcționează automat atunci când densitatea populației atinge valori fie prea mari, fie prea scăzute. Mecanismele de reglare pot fi de natura reacțiilor comportamentale, demografice, fiziologice ale organismelor la modificările densității lor.

Sunt cunoscute cazuri când, în condiții de suprapopulare, un număr de mamifere suferă schimbări bruște în starea lor fiziologică. Astfel de modificări afectează în primul rând organele sistemului neuroendocrin, afectând comportamentul animalelor, modificându-le rezistența la boli și alte tipuri de stres. Uneori, acest lucru duce la creșterea mortalității indivizilor și apoi la o scădere a densității populației. Iepurii albi, de exemplu, în perioadele de vârf mor adesea brusc din cauza „boală de șoc”. La unele specii de pești, cu o abundență mare de indivizi, adulții trec la hrănirea cu puieții lor, drept urmare populația începe să scadă.

Nu trebuie să ne gândim că prezența mecanismelor de reglementare ar trebui să stabilizeze întotdeauna populația. În unele cazuri, acțiunea lor poate duce la fluctuații ciclice ale numărului chiar și în condiții constante de viață. Urme ale manifestării diferitelor acțiuni ale factorilor de reglare se găsesc destul de des în dinamica populațiilor, care se caracterizează prin fluctuații ciclice ale numărului.

Populațiile de specii sunt principalele unități funcționale ale vieții sălbatice. Sunt elemente ale comunităților, ecosistemelor, care participă la principalele procese de transformare a materiei și transfer de energie.

Populațiile au indicatori caracteristici care sunt unici pentru ele, de exemplu, structură, densitate, abundență, natalitate și mortalitate. Unele caracteristici ale populațiilor sunt interdependente: mortalitatea determină structura, fertilitatea - densitate etc.

Procesele de modificare a populațiilor în timp se numesc dinamica populației. Aceste schimbări sunt rezultatul acțiunii multor factori de mediu, precum și al mecanismelor interne de reglare a populației.

Numărul, densitatea, sexul și componența pe vârstă a populației se schimbă tot timpul. Aceste modificări sunt asociate atât cu cauze externe în raport cu populația, cât și cu mecanisme interne de reglare inerente fiecărei populații. Toate aceste schimbări sunt importante pentru populație, ajutând-o să supraviețuiască și să se adapteze la condițiile de viață în schimbare. Raportul dintre regulatorii interni și externi este diferit. Importanța unora în comparație cu altele este încă contestată de diverși oameni de știință.

Pe baza informațiilor disponibile în prezent în literatura de mediu despre populație, răspundeți la întrebări și explicați-vă răspunsurile cu exemple specifice.

Dar mai întâi, află ce este Provocare de mediu (situatie)?

- este o situaţie apărută în condiţii naturale sau formulată artificial în care se cere obţinerea unui anumit rezultat util în armonizarea relaţiilor în sistemele „om – mediu”, „natura – societate”, „organism – mediu”.

Informații similare.

1. Ce este o populație?

Răspuns. O populație este o unitate structurală a unei specii, un ansamblu de indivizi ai aceleiași specii care au un bazin genetic comun și ocupă un anumit teritoriu.

Populația de orice fel este distribuită inegal în spațiu, în grupuri. De exemplu, urzica se găsește în raza sa doar în locuri umede, umbroase, cu soluri fertile. Albușurile de varză pot fi găsite acolo unde se cultivă varza - în grădini de legume și câmpuri. Așezările cârtiței europene, pe care le observăm pe movilele pământului (dealuri), se găsesc pe marginea pădurilor și pe pajiști.

Habitatele potrivite pentru viața indivizilor speciei nu acoperă întreaga gamă, prin urmare, nu are sens să cauți, de exemplu, o aluniță în mlaștină și albi de varză în pădure.

Grupurile de indivizi din aceeași specie pot fi mari sau mici, există pentru o perioadă lungă de timp (pe durata de viață a sute de generații sau mai multe) sau nu pentru mult timp - doar în timpul vieții a două sau trei generații. Ca urmare a inundațiilor de primăvară a râurilor, se formează rezervoare temporare, în care pot fi depuse ouă de broaște, precum și larve de libelule și țânțari. Dar aceste mici grupuri de animale sunt sortite morții dacă sunt sub raze soare de vara iazul se va usca.

Mult mai importantă pentru evoluție este soarta unui grup de indivizi, care se păstrează stabil timp de multe generații. De exemplu, populația unui lac mare, fie în creștere, fie în scădere în număr, poate exista destul de mult timp. Astfel de grupuri de indivizi ale aceleiași specii, care există de mult timp într-o anumită parte a gamei sale, sunt numite populații (din populația franceză - populația unui teritoriu).

Populația este un sistem supraorganism. În procesul de coabitare între indivizi dintr-o populație se formează legături regulate. Acest lucru este evident mai ales la populațiile de animale. În același timp, multe legături vizează reproducerea populației: indivizi de diferite sexe se găsesc prin miros, sunete, intră în relații de căsătorie, construiesc adăposturi, își hrănesc puii și își îngrijesc urmașii.

Modalități originale de îngrijire a urmașilor sunt cunoscute la unii amfibieni. Bărbatul moașă broască râioasă înfășoară ouă pe picioarele din spate și stă cu el aproximativ două săptămâni într-o groapă de pământ; apoi se deplasează la cel mai apropiat corp de apă pentru a scăpa de ouă. Femela broasca pipa poarta oua pe spate, in depresiuni deosebite ale pielii. Broaștele copepode javaneze, care trăiesc pe copaci și arbuști, în timpul depunere a icrelor, împreună cu ouăle, secretă un lichid viros, pe care îl bat cu picioarele într-o spumă groasă; după depunerea icrelor, femela formează cu picioarele ei un nodul ovoid din masa mucoasă, pe care presează strâns frunzele situate în apropiere. Juvenilii părăsesc cuibul deja sub formă de broaște mici.

2. Poate o specie să fie formată dintr-o singură populație?

Răspuns. Ele pot și există. Dar fără protecție umană, astfel de specii sunt condamnate. De exemplu, vulpea albastră, cerbul iranian sau condorul din California. Acest specii rare supuse protecţiei internaţionale.

3. Care este rolul populațiilor în evoluție?

Răspuns. Rolul populațiilor este mare, deoarece aproape toate mutațiile apar în interiorul acesteia. Aceste mutații sunt asociate în principal cu izolarea populațiilor și a fondului genetic, care diferă datorită izolării lor unele de altele. Materialul pentru evoluție este variația mutațională, care începe într-o populație și se termină cu formarea unei specii.

Întrebare după § 79

1. Bibanul, bibanul, carasul, stiuca, gandacul traiesc in acelasi lac. Bibanul, stiuca, stiuca, platica si gandacul traiesc in corpul de apa adiacent, izolat de primul. Câte specii și câte populații locuiesc ambele rezervoare?

Răspuns. 10 populații 7 specii

2. Care sunt indicatorii demografici ai populațiilor? Cum pot fi folosite în afaceri?

Răspuns. Pentru a înțelege funcționarea acestui sistem complex, este foarte important să cunoaștem nu numai caracteristicile biologiei anumitor tipuri de organisme, ci, cel mai important, caracteristicile populației, în special, densitatea așezării, numărul total de indivizi, rata de creștere, speranța de viață, numărul de descendenți produși. Aceste caracteristici, numite demografie a populației, sunt extrem de importante pentru prezicerea posibilelor schimbări care apar atât la nivelul populațiilor individuale, cât și în întreaga comunitate sau ecosistem.

Caracteristicile demografice, precum fertilitatea, mortalitatea, compoziția de vârstă (structura) și numărul de indivizi (abundența), caracterizează populația în ansamblu, reflectând viteza proceselor care au loc în ea. Un organism individual se naște, îmbătrânește și moare. În ceea ce privește un individ, este imposibil să vorbim despre fertilitate, mortalitate, structura de vârstă, abundență - caracteristici care au sens doar la nivel de grup.

Sunt folosite pentru a prezice procese dezvoltare ulterioară, utilizare, recuperare.

3. Care este semnificația practică a studierii populațiilor? Dă exemple.

Răspuns. Studiul populațiilor este important pentru prezicerea schimbărilor care apar în ele și reglarea lor. De exemplu, la recoltarea lemnului, este foarte important să se cunoască ritmul de refacere a pădurii pentru a planifica corect intensitatea tăierii. Situația este similară cu populațiile de animale care sunt folosite de oameni pentru a obține hrană sau materii prime pentru blană. Practic semnificativ din punct de vedere al sănătății este studiul populațiilor de rozătoare mici - purtători ai agentului cauzal al unei boli periculoase pentru oameni - ciuma.

4. Ce proprietăți ale unei populații sunt determinate de caracteristicile compoziției sale de vârstă?

Răspuns. Structura de vârstă a unei populații este caracterizată de raportul dintre numărul sau biomasa indivizilor de diferite vârste. Acest raport se numește distribuția pe vârstă a populației, adică distribuția numerelor pe grupe de vârstă. Compoziția de vârstă a populației depinde de intensitatea mortalității organismelor și de mărimea natalității.

Chiar și în cadrul aceleiași populații, pot apărea schimbări semnificative în structura de vârstă în timp. Astfel de schimbări, totuși, activează automat mecanisme care readuc populația la o distribuție normală de vârstă caracteristică acestei populații.

O analiză a structurii de vârstă face posibilă prezicerea numărului de populații pentru un număr de generații și ani următoare, care este folosit, de exemplu, pentru a evalua posibilitățile de pescuit, în vânătoare și în unele studii zoologice.

5. De ce sunt populațiile de diferite vârste mai puțin sensibile la schimbările bruște pe termen scurt ale condițiilor de reproducere?

Răspuns. Particularitățile structurii de vârstă determină multe proprietăți ale unei populații ca sistem. O populație care include multe grupe de vârstă este mai puțin afectată de factorii care determină succesul reproducerii într-un anumit an. Într-adevăr, chiar și condițiile de reproducere extrem de nefavorabile care pot duce la moartea completă a puilor dintr-un anumit an nu sunt catastrofale pentru o populație cu structură complexă, deoarece aceleași perechi de părinți participă de multe ori la reproducere.

La începutul sezonului au fost marcați 1000 de pești. În cursul pescuitului ulterior, s-au găsit 350 de pești marcați în totalul capturii de 5000 de pești. Care era dimensiunea populației înainte de începerea pescuitului?

Răspuns. Problema se rezolva prin proportie

1000 etichetate - x (dimensiunea populației)

350 etichetate - 5000 prinse

x \u003d 1000 * 5000 / 350 \u003d 14 285,7 \u003d 14 286 pești

Răspuns: numărul înainte de începerea pescuitului este de 14.286 de pești

Populațiile și caracteristicile lor ecologice.

În intervalul unei anumite specii, condițiile de existență a organismelor nu sunt aceleași, prin urmare, vor exista diferențe între grupurile structurale ale speciei. De exemplu, o specie de biban de râu are populații de coastă și de adâncime. Numărul de populații depinde în principal de mărimea gamei și de varietatea condițiilor de viață. Grupurile de populații adiacente spațial pot forma o rasă geografică sau o subspecie. Unitatea indivizilor populației asigură trecerea liberă - panmixia. Fiecare populație este caracterizată de anumite trăsături care îi subliniază caracteristicile ecologice. Secțiunea de ecologie care studiază condițiile pentru formarea, structura și dinamica dezvoltării populațiilor de specii individuale este denumită în mod obișnuitecologia populatiei.

Caracteristicile ecologice ale populațiilor este o listă de caracteristici care descriu interacțiunea populațiilor cu un complex factori de mediu anumit habitat.

Orice populație a unei specii ocupă un anumit teritoriu, care este numit în mod obișnuit intervalul populației. Aria unei populații poate avea o dimensiune diferită, în funcție în mare măsură de gradul de mobilitate al indivizilor. Fiecare populație este caracterizată numerotare -numărul de indivizi care fac parte din populație și ocupă o anumită zonă sau volum în biocenoză. Orice populație este teoretic capabilă să crească nelimitat în număr, dar este limitată de resursele care sunt necesare pentru funcționarea normală. Numărul de indivizi din populație fluctuează în anumite limite, dar nu trebuie să fie sub o anumită limită. Reducerea numărului sub această limită poate duce la dispariția populației. Mărimea populației este determinată nașterile, decesele, raportul acestora sub formă de creștere naturală, precum și imigrația (așezarea) și emigrația (evacuarea). fertilitate- numărul de indivizi din populație, se naște pe unitatea de timp, și mortalitate- numărul de indivizi din populație care mor în același timp. Dacă natalitatea prevalează asupra ratei mortalității, atunci va exista creștere naturală pozitivă iar populația va crește. În funcție de dimensiunea zonei populației și de numărul de indivizi, se calculează densitatea populatiilor. Densitatea populației este determinată de numărul mediu de indivizi pe unitatea de suprafață sau de volum. Pentru fiecare set de condiții de mediu, există un anumit optim densitatea populației determinat de capacitatea habitatului. Densitatea populației poate fi afișată printr-un indicator precum biomasa. Biomasa populației - masa de indivizi dintr-o populație pe unitatea de suprafață sau de volum.

2. Structura populației.

În cadrul unei populații se pot distinge grupuri care determină structura ei caracteristică..

Structura populației - împărțirea populației în grupuri de indivizi care diferă în anumite proprietăți (mărime, sex, locație, trăsături comportamentale etc.).

Există următoarele tipuri de structura populatiei:

1) structura sexuală- raportul indivizilor de diferite sexe;

2) structura de vârstă- distribuţia indivizilor în populaţie pe grupe de vârstă;

3) structura spatiala- repartizarea indivizilor unei populații pe teritoriul pe care îl ocupă;

4) structura etologica- un sistem de relaţii între indivizi, care se manifestă în comportamentul acestora; Astfel, principalele forme de organizare a populațiilor de animale sunt un singur mod de viață (de exemplu, majoritatea păianjenilor, o rață mallard) și un mod de viață de grup sub formă de familii (lei adevărați), colonii (la iepuri sălbatici, nisip). martini), haite (la lăcuste, lupi), turme (la ungulate, cetacee).

3. Valuri de populație .

valuri de populație - sunt modificări periodice sau neperiodice ale numărului de populații sub influența diverșilor factori. Acest concept a fost introdus de S.S. Chetverikov. Valurile de populație sunt una dintre cauzele derivei genetice, provoacă următoarele : creşterea omogenităţii genetice (omozigozitatea) populaţiei; o modificare a concentrației de alele rare, conservarea alelelor care reduc viabilitatea indivizilor; modificarea fondului genetic la diferite populații. Toate aceste fenomene duc la transformări evolutive ale structurii genetice a populației, iar în viitor la o schimbare a speciei..

Valurile de populație sunt sezoniere și non-sezoniere:

Sezonier valuri de populație – datorită caracteristicilor cicluri de viață sau schimbarea sezonieră a factorilor climatici;

afara sezonului valurile populației – cauzate de modificările diverșilor factori de mediu.

Populația însăși își poate menține numărul pe termen nelimitat. La nivel de populație, există procese de autoreglare care aduc densitatea populației în concordanță cu capacitatea habitatului și se manifestă sub formă de valuri de viață.

Principalele mecanisme de reglare a mărimii populaţiei sunt:

1) reglarea prin relații cu populațiile altor specii (de exemplu, numărul de râși depinde de numărul de iepuri de câmp);

2) reglarea prin dispersie (migrarea proteinelor);

3) reglarea comportamentului social (la insectele sociale, mătcile separate și masculii participă la reproducere, al cărei număr este reglementat în procesul de reproducere);

4) reglementarea comportamentului teritorial (marcarea teritoriului la urși, zimbri, tigri)

5) reglarea prin suprapopulare și comportament de stres (fenomenul de canibalism la pescăruși).

Ca urmare a adaptării pe termen lung la condițiile de existență, populațiile au dezvoltat mecanisme care le permit să evite creșterea nelimitată a numărului și să contribuie la menținerea densității populației la un nivel relativ constant.

4.Homeostazia populației - ϶ᴛᴏ menținerea dimensiunii populației la un anumit nivel optim pentru un anumit habitat. Homeostazia populației este influențată de factori abiotici, precum și de relațiile interspecifice și intraspecifice. 5. Ecosisteme, structura și proprietățile lor.

ecosistem-un set de organisme de diferite specii și habitatele lor, conectate prin schimbul de materie, energie și informații. Un acvariu de casă, un lac la marginea unui sat, o râpă de stepă, o zonă de pădure, o cabină de navă spațială, întreaga noastră planetă sunt toate ecosistemele unei singure biosfere. Conceptul de „ecosistem” a fost propus în 1935 de A. Tesli. Funcționarea ecosistemului este asigurată de circulația biologică ʼʼʼʼʼʼʼ' a substanțelor între părțile abiotice și biotice. Ecosistemele sunt biosisteme deschise, iar în legătură cu aceasta, pentru existența în timp, sunt necesare ʼʼʼʼ fluxuri externe de energie, materie și informații ca parte a ciclului geologic general.

Aproape de ecosisteme sunt biogeocenoze.

biogeocenoza-este un anumit teritoriu cu condiții omogene de existență, locuit de populații interconectate de diferite specii, unite între ele printr-un cerc de substanțe și un flux de energie. Conceptul de biogeocenoză a fost introdus de V.M. Sukachev (1940). La baza marii majorități a biogeocenozelor sunt organisme fotosintetice care formează grupuri de plante. Biogeocenoza, spre deosebire de un ecosistem, este un concept specific, teritorial, deoarece ocupă o zonă restrânsă cu condiții omogene de existență și cu fitocenoza corespunzătoare (grupe de plante).

Într-un ecosistem, există părți biotice și abiotice. Partea biotică a unui ecosistem este o colecție de organisme vii interconectate care formează o biocenoză. Biocenoza este o grupare de populații interconectate de organisme de diferite specii care locuiesc într-un sit cu condiții omogene de existență. Acest concept a fost propus de hidrobiologul german K. Mjobius. Baza biocenozelor este fitocenoza(grupe de plante), cu care se asociază zoocenoze (grupe de animale) și microbiocenoze (grupe de microorganisme). Biocenozele există într-o anumită zonă a mediului, care este numită în mod obișnuit biotop.

Partea biotică a ecosistemului alcătuiesc diverse ecologice grupuri de organisme unite prin relații spațiale și trofice - producători, consumatori și descompunetori.

Producătorii - populaţii de organisme autotrofe capabile să sintetizeze materie organică din anorganic. Acestea sunt plantele verzi, cianobacteriile, bacteriile fotosintetice și chimiosintetice. În ecosistemele acvatice, principalii producători sunt algele, iar pe uscat plantează semințele.

descompunetori- populații de organisme heterotrofe, care în procesul vieții descompun materia organică moartă în minerale, care sunt apoi folosite de producători. Acestea sunt organisme saprofite heterotrofe - bacterii și ciuperci care secretă enzime și reziduuri organice și le absorb produsele de descompunere. Detritofagii participă la procesele de descompunere a compușilor organici (ei consumă materie organică zdrobită, de exemplu, râme, larve de muște), saprofagii mănâncă excremente animale și umane, de exemplu, gândacii de bălegar), necrofagii (mănâncă cadavre de animale, de exemplu, gândacii de bălegar).

Parte partea abiotică biogeocenoza include următoarele componente:

substante anorganice-compuși care sunt incluși în migrarea biogenă a substanțelor (de exemplu, CO 2, O 2, azot, apă, hidrogen sulfurat etc.);

materie organică- compuși care leagă părțile abiotice și biotice ale ecosistemului;

Microclimat, sau regimul climatic - un set de condiții care determină existența organismelor (iluminare, regim de temperatură, umiditate, teren etc.).

Proprietăți principale ecosistemele sunt: ​​integritate, auto-reproducere, durabilitate, autoreglare etc... Relațiile dintre populațiile din ecosisteme . Compoziția și structura grupurilor, stabilitatea și schimbarea acestora depind de relațiile complexe dintre populațiile diferitelor specii. Există următoarele tipuri de linkuri între populaţiile individuale ale diferitelor specii din ecosisteme:

Indirect- populaţiile unei specii afectează indirect populaţia alteia, prin populaţiile celei de-a treia (prădători, hrănitori de pradă, afectează populaţiile de plante);

Trofic- acestea sunt legaturi alimentare (pradator-prada);

de actualitate- acestea sunt conexiuni spațiale (orhidee pe trunchiuri de copaci);

Relații cu antibiotice(predare, competiție, prădare) - fiecare dintre populațiile care interacționează ale diferitelor specii experimentează Influență negativă o alta;

Relații neutre- existenta unei populatii de specii diferite pe teritoriul comun nu atrage consecinte pentru fiecare dintre acestea (pradatori de specii diferite);

6. Autoreglementarea ecosistemelor. Agrocenoze. Auto-reglare– capacitatea de a restabili echilibrul intern după orice impact natural sau antropic. Fluctuațiile indicatorilor cantitativi și calitativi care caracterizează ecosistemele apar în jurul anumitor valori medii (optime). Stabilitatea ecosistemului implică constanță (homeostazia) populațiile fiecărei specii. Factorii de reglementare care netezesc fluctuațiile numărului de specii individuale sunt relaţii intraspecifice şi interspecifice. Starea de echilibru a unei populații este determinată de raportul dintre factorii limitatori care predetermina rezistența mediului, pe de o parte, și potențialul biotic de reproducere, pe de altă parte. Ecosistemul se străduiește doar pentru durabilitate, dar nu o atinge niciodată: în primul rând, condițiile externe se schimbă, iar în al doilea rând, speciile își schimbă habitatele.

Controlul cunoștințelor și aptitudinilor:

1) Care este structura populației?

2) Care sunt tipurile de structură a populației?

3) Cum este reglementată mărimea populației?

4) Care este principalul factor care influențează homeostazia unei populații?

5) care este diferența dintre un ecosistem și o biogeocenoză?

Teme pentru acasă: repovestirea rezumatului͵ §28.29, (30-33.47) pregăti mesaje, Lec. Nr. 25.

Populațiile și caracteristicile lor ecologice. - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Populațiile și caracteristicile lor ecologice”. 2017, 2018.