Популяция экологиясы – демэкология
1. Экологиядағы популяция түсінігі және оның қасиеттері.
2. Популяция құрылымдары.
3. Популяцияның кеңістікте таралуы бойынша жіктеу
4. Популяция динамикасы
1.Экологияда популяция дегеніміз - бір-бірімен өзара қарым- қатынаста болатын және үлкен территорияда бірігіп тіршілік ететін бір түрге жататын даралар тобы. Популяция ұғымын латын тілінен аударғанда «рopujus»- халық, тұрғындар деген мағынаны береді. Популяция терминін ғылымға 1903 жылы дат ғалымы Иогансен енгізді. Ағзалардың популяцияларын жан – жақты зерттеуші экологтар С.С. Шварц, А.М. Гиляров, А.В. Яблоков, т.б. еңбектерінде популяцияға қазіргі тұрғыдан анықтама берді. Мәселен, С.С. Шварц (1969ж) популяция дегеніміз «Орта жағдайларының өзгерісіне ұзақ уақыт бойы өзінің тұрақты санын ұстап тұратын бір түрге жататын ағзалардың элементар топтары» деп анықтама берді.
Популяцияға өсу, даму, өнемі өзгеріп отыратын жағдайда тіршілігін сақтап қалуға қабілеттілік тән, яғни популяциялардың белгілі бір генетикалық және экологиялық сипаттамасы болады. Популяциялардың күйі мен тіршілігі популяцияның жалпы санына және олардың кеңістікте орналасуына байланысты болады. Ол даралардың қолайлы және қолайсыз физикалық жағдайларға немесе бәсекелестік қатынастарға реакциясын көрсетеді. Даралар мен олардың топтарының таралуы кездейсоқ, бірқалыпты және топтық болып бөлінеді. Табиғатта бірқалыпты таралу өте сирек кездеседі, кездейсоқ таралу тек біртекті ортада және жиналуға қабілеті жоқ түрлерде байқалады. (Мысалы ұн құртының ұнның ішінде таралуы кездейсоқ болады) Топтық таралу табиғатта жиі кездеседі.Топтардың өзі кездейсоқ немесе жиналып таралуы мүмкін. Әсіресе ағаштардың орман кеңістігіндегі таралуы жақсы зерттелген. Егер ормандағы ағаштар бір түрге жататын бастапқыда олар әдетте жинақталып топтанып таралады да, уақыт өте келе олардың таралуы бірқалыпты бола бастайды. Ал орманның қалыңдығы түрішілік бәсекелестік нәтижесінде кемиді. Аралас өсімдіктер бірлестігінде басылатын түрлер әдетте топтанып, ал доминантты түрлер бірқалыпты таралады. Кез-келген популяция төмендегі қасиеттерімен сипатталады:
|
|
|
Популяциялар саны- берілген территория немесе көлем бірлігіндегі даралардың жалпы саны. Ол ешуақытта тұрақты болмайды және ол көбею мен өнімнің интенсивтілігінің қатынасына байланысты. Көбею процесінде популяцияның өсуі жүреді де , өлім санының кемуіне әкеледі.
|
|
|
Популяция тығыздығы- популяция алып жатқан аудан немесе көлем бірлігіне шаққандағы даралар санымен анықталады. Сонымен бірге популяция тығыздығын кеңістік бірлігіндегі популяция дараларының массалары арқылы да табуға болады. Мысалы ағаштың 150 түбінің 1 гектарда өсуі осы популяцияның тығыздығын анықтайды.
Туылу қасиеті - көбею нәтижесінде уақыт бірлігінде пайда болған жаңа даралар саны. Бактериялар әрбір 20 минут сайын бөлінеді, мұндай жылдамдықпен көбейгенде бір жасуша 36 сағатта бүкіл планета бетін жауып шығатын ұрпақ бере алады. Іс жүзінде үлкен өнімділік еш уақытта жүзеге аспайды.
Популяцияның өсімі - туылу мен өлімінің арасындағы айырма, оң (туылу←өлім) немесе теріс (туылу→өлім)болуы мүмкін.
Өсу жылдамдығы – уақыт бірлігіндегі орташа өсім. 2.Популяцияға нақты бір ұйымшылдық тән. Даралардың территориялар бойынша таралуы, жыныс бойынша топтардағы байланыс, жастық, морфолоогиялық,физиологиялық, іс - әрекеттік және генетикалық ерекшеліктері популяция құрылымына әсер етеді. Популяция құрылымынгың негізгі көрсеткіші – саны, кеңістіктегі ағзалардың таралуы және әртүрлі қасиетіне ие даралардың өзара байланысы. Әр ағзаның тұқымқуалаушылық пен берілген өзінің қасиеті болады. Яғни, әр дараның белгілі бір көлемі, жынысы, морфологиялық ерекшелігі, іс – қимылы, орта өзгеріштігіне бейімделу және төзу шектері болады. Осындай белгілердің популяцияларда таралуы оның құрылымын сипаттайды. Популяция құрылымы тұрақты болмайды. Өсім және ағзалардың дамуы, туылған жаңа даралар, өлім, қоршаған ортаның өзгерісі, жануарлардың көбеюі немесе кемуі бұлардың барлығы популяция ішіндегі әртүрлі қарым – қатынастардың өзгерісіне әкеледі.Популяцияның жыныстық құрылымы:жыныстық құрылым популяциядағы жыныстардың қатынасын көрсетеді. Популяцияның санына және оның өсіміне ондағы даралардың жыныстық ара – қатынасының маңызы зор. Яғни, аталықтар мен аналықтардың жасы, жыныстық жетілуі популяция санына әсер етеді. Бұл көрсеткіштің негізінен жыныстық көбеюі басым түрлер үшін маңызы зор. Аталықтар мен аналықтардың жасы және жыныстық жетілу жағдайлары популяция санын ұстап тұруға әсер етеді. Жалпы аталық пен аналық бір – бірінен іс - әрекеттермен ерекшеленеді. Мысалы, аталық пен аналықтың өмір салты ұқсас болса да, олар көптеген физиологиялық белгілермен ерекшеленеді: өсу жылдамдығы, жыныстық жетілу уақыты, температураға, аштыққа және т.б. төзімділігі бойынша. Пингвиндерде жұмыртқадан шыққан аталық және аналық балапандарп арасында санында ешқандай айырмашылық болмайды, бірақ 10 жылдан кейін екі аталыққа бір аналықтан қалады. Кейбір жарқанат популяциясында қысқы ұйқыдан кейін аналықтың үлесі 20% кемиді.Ал кейбір көптеген түрлер керісінше аталықтың жоғары өлімімен ерекшеленеді (фазан, қасқалдақ, көптеген кемірушілер). Популяциялардың жыныстық ерекшеліктері де сан алуан. Кейбір ағзалар жұптасып тіршілік етуге бейімделген. Оларға аққу,ләйлек, бұлдырық жатады. Енді біреулері топтасып, колония, үйір, тобыр, табын құрып тіршілік етеді. Сонда популяциядағы жыныстардың ара – қатынасы тек генетикалық заңдылықтарға ғана емес, ортаның әсеріне де байланысты. Популяцияның жастық құрылымы – оның өсу жылдамдығымен, жасаралық топтардың қоршаған ортамен өзара әсерін көрсетеді. Олар бір – біріне өтіп отырады және популяцияның оптималды санын ұстап тұруды қамтамасыз етеді. Жастық құрылымы 5-ке бөлінеді:
|
|
|
|
|
|
- жаңадан туылған;
- жас-өсіп келе жатқан, бірақ жыныстық жетілмеген даралар;
- жартылай ересек-жыныстық жетілуге жақын даралар;
- ересек-жыныстық жетілген, көбейетін немесе физиологиялық жағынан көбеюге қабілетті жануарлар;
- қартайған- көбеюге қабілеті жоқ даралар. Популяция санының динамикасы.
Популяция саны негізінен бір-біріне қарама-қарсы екі құбылыспен анықталады: туу және өлім. Популяцияның жалпы саны маусымдық, көпжылдық периодты емес өзгерістерге ұшырап отырады. Популяция санының осындай өзгерістері оның санының динамикасы болып табылады. Популяция санының ауытқуының төмендегі шартты себептерін атап көрсетуге болады:
1. Азық мөлшерінің жеткілікті болуы популяция санының артуына әкеледі, бірақ өсудің максималды шамасында азық шектеуші фактор болады. Азық қорының жетіспеуі популяция санының кемуіне әкеледі.
2. Популяция санының артуы мен кемуі мекен ету ортасы үшін бірнеше популяциялардың бәсекелесу процесінде байқалуы мүмкін.
3. Жыртқыш пен жемтік, паразит пен иесі арасындағы күрделі өзара қатынастар популяция санының ауытқуының бір себебі бола алады.
4. Абиотикалық факторлар популяциялар санына көп әсер етеді және олардың едәуір ауытқуларын туғызады.
Популяция тығыздығының шектен тыс артып кетуінен бір – бірін жеуі каннибализм (француз тілінен аударғанда cannibale – адам жегіш) құбылысы деп аталады. Бұл құбылыс кейбір балықтарда, қосмекенділерде және т.б. жануарларда байқалады. Популяция ішілік реттеуші механизмге – эмиграция жатады. Эмиграция – берілген ареалдың қолайсыздау бөліктеріне популяцияның бір бөлігінің орын ауыстыруы. Популяция тығыздығы оптимальды деңгейден төмендеген жағдайда олардың көбею кезіндегі өнімділігі артып , ерте жыныстық жетілуге әкеледі.
И.И.Шмальгаузен (1884-1963) барлық биологиялық жүйелер белгілі бір дәрежеде өздігінен реттелуге, яғни гомеостазға қабілетті болады деді. Гомеостаз – популяцияның ортаның өзгермелі жағдайында динамикалық тепе- теңдікті ұстап тұруға қабілеті. Динамикалық тепе-теңдік дегеніміз- популяция санының белгілі бір орташа шама шекарасында ауытқуы. Гомеостаз терминін 1929 жылы ғылымға енгізген У.Кеннон.
3. Популяция – белгілі бір аумақты мекендейтін шығу тегі бір, ұзақ жылдар бойы табиғаттағы санын тұрақты ұстап келе жатқан бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы.Популяция ішінде үнемі тіршілік күрес, басқа топтармен мүмкіндігінше шектелген формалар тіршілік етеді. Олар бір – бірімен жергілікті, экологиялық, географиялық популяциялар деп бөлінеді. Популяцияларды осылайша жіктеу Н.П.Наумов жүйесіне негізделеді.
Элементар (жергілікті) популяция – табиғаты бірдей кішігірім аумақтарды мекендейтін бір түрге жататын даралар жиынтығы. Элементар популяциялардың табиғаттағы саны, даму эволюциясы мен ұзақтығы биоценоздың күрделі немесе қарапайымдылығына, бірігейлігіне байланысты болады. Табиғатта бірегей популяциялардың араласып кетуі бір – бірінің арасындағы шекараны жойып, түрлердің ұсақталып кетуіне әкеліп соғады.
Экологиялық популяция – жергілікті популяциялардың жиынтығы негізінде қалыптасады. Олар негізінде түр ішіндегі топтар болғандықтан белгілі бір биоценозда тіршілік етуге бейімделген. Мәселен, кәдімгі ақ тиін көптеген ормандарда кең тараған. Сондықтан олардың «қарағайлық», «шыршалық» немесе т.б. экологиялық популяциялар көптеп кездеседі. Олар бір – бірімен жиі араласатындықтан генетикалық алмасулар элементар популяцияларға қарағанда баяу жүреді.
Географиялық популяция – географиялық жағдайлары бірдей аумақты қамтитын, даралар топтарын құрайтын экологиялық популяциялардан тұрады. Географиялық популяциялар салыстырмалы түрде бір – бірімен нақты шектелген әрі өсімталдығы, даралар формасы, экологиялық қатарлар, физиологияылқ мінез – құлқы және басқа да қасиеттер арқылы ерекшеленеді. Популяциялардың осылайша ұзақ жылдар бойы жекеленуі бірте – бірте географиялық расанемесе жаңа түр формаларын дүниеге әкелеуі мүмкін. Ондай түрлерді географиялық түр тармағы, раса немесе жаңа түр формаларын дүниеге әкелуі мүмкін. Табиғатта популяцияның шекарасы мен дене тұрқы оның қандай аумақта мекендейтіндігінде емес, популяцияның өзінің жеке қасиеттерімен сипатталады. Н.П Наумовтың зерттеулері бойынша популяциялардың ұсаққа аумаққа таралуы олардың көптүрлілігін және генефонын байытады деп тұжырымдайды. Осыған байланысты табиғатта абсолютті популяция болмайды. Өйткені әрбір түр өзінің даму эиолюциясы барысында уақыт пен кеңістікке қатысты миграция (орын ауыстыру) кезінде бір – бірімен араласып кетеді. Ал өсімдіктер болса, тозаңдары жел арқылы немесе өсімдіктер арқылы кең таралып жатады. Нәтижесінде , түр ішіндегі популяциялардың әртүрлі формалары қалыптасып отырады. Сондықтан популяцияға экологиялық тұрғыда толық анықтама берілген жоқ. Осы бағытта С.С. Шварцтың көзқарасы қолдауға тұрарлық бағыт. Онда: «Популяция дегеніміз – жеке түрдің сандық және сапалық параметрлерімен сипатталатын түр ішіндегі тіршілік формалары ұқсас даралардың топтары» деп анықтама беріледі.
4. Популяциялар көбеюінің екі типі бар: экспотенциалдық және логистикалық. Экспотенциалдық көбею логарифмді жолмен жүреді. Өсу жолын математикалық формуламен өрнектеген – А.Лотки (1920). Популяцияның экспотенциалдық өсуі табиғатта оның тіршілік ортасының тұрақтылығы мен шектеуші факторлары жоқ болған жағдайда ғана біраз уақытқа созылады. Аталған өсу жолы көбіне ұзаққа бармайды. Өйткені шектеуші факторлар әсер етіп, өсу жылдамдығын, тұрақты көбеюде керісінше бәсеңдеп, одан қайта көтеріліп алмасып отырады. Ал популяцияның өсуі тұрақты болған жағдайда оның табиғаттағы саны мен тығыздығы бір бағытта өсіп отырса, ал ортаның қарсыласуы нәтижесінде оның бағыты ауытқи отырып ауысатынын көреміз.Популяциялардың осылайша алма кезек ырғақты қайталану заңдылығын мұхиттардың тұрақты толысуы және қайтуы толқындарына теңеуге болады. Бұл заңдылық жер бетіндегі барлық түрлерге тән қасиеттер болып саналады. Популяция саны негізінен бір – біріне қарама – қарсы екі құбылыспен – туылым және өлім – жетіммен анықталады. N – популяция саны болсын. Онда dN/dt қатынасы N –нің лездік өзгеру жылдамдығы, яғни N –нің t уақыт сәтіндегі өзгерісін көрсетеді, dN/dt* N қатынасы популяция санының меншікті лездік өзгеріс жылдамдығы болады. Айталық, бастапқы саным 100 особь, ал 1 сағатта тан кейінгі саны 200 особьке тең инфузориялар популяциясы 1 сағатта 100 особьке өскен, ал популяцияның бір особьке шаққандағы өсімі 100/100*1=1 особь /сағатқа тең.
Туылым мен өлім – жетім де дәл осындай әдіспен анықталады. Егер dN – популяциядағы дүниеге келген особьтар саны болса, онда туылым коэффициенті b=dN/dt;егер dN опат болған особьтер саны болса, онда өлім – жітім коэффициенті d=dN/ dt Айырым r=b-d оқшауланған (эмиграция да, иммиграция да жоқ) популяцияның өсім коэффициенті болып табылады. Популяцияның өсім коэффициенті дегеніміз бөтен нәрсе емес, кейде мальтузиандық параметр аталып жүрген, популяцияның табиғи ұлғаюының туа тән (спецификалық) жылдамдығы. Бұл шама популяция көлемі ұлғаюына лездік меншікті (бір особьке шаққандағы) жылдамдығының өлшемі болып табылады және бір особьке шаққандағы особьтер санының уақыт бірлігіне қатынасы түрінде өрнектеледі. Популяция өсімінің максимальды лездік жылдамдығы (rmax) және популяция өсуінің нақтылы жылдамдығы ra=b-d ажыратылады. Ойдан алынған идеалды жағдайда, b-ның мәні максимальды,ал d – минималды болғанды ra өзінің ең жоғарғы шамасы на - rmax-жетеді. Егер өсім коэффициенті тұрақты шама деп ұйғарылса, онда популяция санының уақытқа тәуелділігі экспотенциалдық қисық сызықпен өрнектеледі. Егер, r=const болса,онда dN/dt=rN, демек, егер N0 – популяцияның бастапқы сәттегі саны, Nt – оның t сәттегі саны болса, онда Nt= N0ert болады. Экспотенциалдық қисық сызсқ популяцияның биотикалық потенциал деп аталатын қасиетін өрнектейді.
Табиғатта негізінен басқа жағдай байқалады. Біріншіден, өсім коэффициенті тұрақты шама емес, себебі туылым мен өлім – жетім орта жағдайларына қарай және организмдердің жасына байланысты өзгеріп отырады, ал азық пен территорияның жеткілікті көлемде тиюі сирек кездеседі. Популяция санының нақтылы өсуі көбінесе өсудің логистикалық қисық сызығы аталатын S – тәрізді тәуелділікпен өрнектеледі. Логистикалық қисық сызық теңдеуінің биотикалық потенциал теңдеуінен өзгешелігі, оның коррекциялаушы факторы болуында: (К-N)/К , мұнда К – қарастырылып отырған ортада тіршілік ете алатын особьтердің максималды саны, яғни қисықтың асимтотасы. Осыдан логистикалық қисық сызықтың математикалық өрнектелуі мынадай түрге ие болады: dN/dt=rN[(К-N)К-1]немесе NTһК/1+еа-rt, бұнда а=r/К. Биотикалық потенциал мен өсудің логистикалық қисық сызығы аралығындағы кеңістік ортаның қарсыласуы болып табылады.
Бақылау сұрақтары:
1. Шварц анықтамасы бойынша популяция дегеніміз не?
2. Популяцияның негізгі қасиеттері?
3. Популяцияның жастық құрылымы популяция санына қалай әсер етеді?
4. Популяцияның жыныстық құрылымы негізгі ерекшелігі?
5. Гомеостаз дегеніміз не?
6. Каннибализм дегеніміз не?
7. Популяция өсімі қалай бейнеленеді?
Дәріс №4
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!