Статические показатели популяции
Лекция № 3 «ЭКОЛОГИЯ ПОПУЛЯЦИЙ (ДЕМОЭКОЛОГИЯ)».
Понятие о популяции
Популяция — совокупность особей одного вида, способных к самовоспроизводству, которая длительно существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.
Популяция является структурной единицей вида и единицей эволюции.
Правило объединения в популяции было сформировано в 1903 году Четвериковым: «индивиды любого вида всегда представлены в природной среде не изолированными отдельностями, а только их определенным образом организованными совокупностями».
Совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, приспособленных к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенную область (ареал) называется видом. Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами — популяциями. Целостность вида поддерживается связями между популяциями.
Ареал. Пространство, на котором популяция или вид в целом встречается в течение всей своей жизнедеятельности, называется ареалом - областью распространения. Ареал может быть сплошным или разорванным, если между его частями возникают различные преграды (водные, орографические и др.), пространства, не заселенные представителями данного вида. Выделяют различные центры ареалов: геометрический центр; центр возникновения вида в пределах ареала; центр обилия - часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее количество особей.
|
|
|
В зависимости от величины ареала и характера распространения различают космополитов, убиквистов, эндемиков. Космополиты — виды растений и животных, представители которых встречаются на большей части обитаемых областей Земли (например, комнатная муха, серая крыса). Убиквисты — виды растений и животных с широкой экологической валентностью, способны существовать в разнообразных условиях среды, имеют обширные ареалы (например, тростник обыкновенный, волк). Эндемики - виды растений и животных, которые имеют небольшие ограниченные ареалы (часто встречаются на островах океанического происхождения, в горных районах изолированных водоемах).
Для животных также различают трофическийи репродуктивныйареалы, между которыми существует связь в виде путей пролетадля птиц или путей миграциидля не которых млекопитающих и рыб.
Контакты между особями одной популяции чаще, чем между особями разных популяций.
Классификация популяций.
Популяции различаются размерам и степени генетической самостоятельности, численности существования, способу размножения особей и т..д.
|
|
|
По размерам занимаемой популяцией территории и степени связи между особями различают элементарные (локальные), экологические и географические популяции. Элементарная (локальная) популяция— элементарная группировка особей, характеризующаяся практически полной панмиксией. Экологическая популяция — совокупность пространственно смежных элементарных популяций. Географическая популяция совокупность групп
пространственно смежных экологических популяций.
По способности к самовоспроизведению и самостоятельной эволюции популяции бывают перманентные (постоянные) и темпоральные (временные).Перманентные (постоянные) — популяции, относительно устойчивые в пространстве и во времени, способные к неограниченно длительному самовоспроизведению, являются элементарными единицами эволюции. Темпоральные (временные) - популяции, неустойчивые в пространстве и во времени, неспособные к длительному самовоспроизведению, с течением времени либо преобразуются в перманентные, либо исчезают.
По способу размножения популяции делят на панмиктические, клональные и клонально-панмиктические.Панмиктические популяции состоят из особей, размножающихся половым путем, для которых характерно перекрестное оплодотворение. Клональные популяции состоят из особей, для которых характерно только бесполое размножение. Клоналъно-панмиктические популяции образованы особями с чередованием полового и бесполого размножения.
|
|
|
Популяции обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции свойственна определенная организация: половая, возрастная, генетическая, пространственно - это логическая и другие структуры.
Количественные показатели (характеристики) популяции можно разделить на статические и динамические.Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры. Динамические показателиотражают процессы, протекающие в популяции за определенный промежуток времени. Основные из них: рождаемость, смертность, скорость
роста популяции.
Статические показатели популяции
Численность — число особей в популяции, которые могут размножаться и их меньше чем общее число. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биотического потенциала вида и внешних условий.
|
|
|
Плотность — число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема.
Популяция характеризуется определенной структурной организацией — соотношением групп особей по полу, возрасту, размеру, генотипу, распределением особей по территории и т.д. В связи с этим выделяют различные структуры популяции: половую, возрастную, размерную, генетическую, пространственно-этологическую. Структура популяции формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, с другой стороны, под влиянием факторов среды, т.е. имеет приспособительный характер.
Половая структура (половой состав) — соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов. Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50 % от общей численности должны составлять мужские особи, а 50 % — женские особи, тактическое соотношение полов зависят от действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей вида.
Различают первичное, вторичное и третичное соотношения. Первичное соотношение - соотношение, наблюдаемое при формировании половых клеток (гамет). Обычно оно равно 1:1. Такое соотношение обусловлено генетическим механизмом определения пола. Вторичное соотношение — соотношение, наблюдаемое при рождении. Третичное соотношение - соотношение, наблюдаемое у взрослых половозрелых особей.
Возрастная структура (возрастной состав)— соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Абсолютный возрастной составвыражает численность определенных возрастных групп в определенный момент времени. Относительный возрастной составвыражает долю или процент особей данной возрастной группы по отношению к общей численности популяции. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.
В зависимости от способности особей к размножении различают три группы: предрепродуктивную(особи еще не способные размножаться), репродуктивную (особи способные размножаться) и пострепродуктивную (особи уже не способные размножаться). Возрастные группы могут быть подразделены и на более мелкие категории. Например, у растений выделяют следующие состояния: покоящееся семя, проростки и всходы, ювенильное состояние, имматурное состояние, виргияилъное состояние, раннее генеративное, среднее генеративное, позднее генеративное, субсенильное, сенильное (старческое), состояние полутрупа. Возрастную структуру популяции выражают при помощи возрастных пирамид.
Пространственно-этнологическая структура — характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенностей поведения) вида.
Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное (регулярное), неравномерное (агрегированное, групповое, мозаичное) и случайное (диффузное).
Равномерное распределениехарактеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних. Свойственно популяциям, существующим в условиях равномерного
распределения факторов среды или состоящих из особей, проявляющих друг к другу антагонизм.
Неравномерное распределениепроявляется в образовании группировок особей, между которыми остаются большие незаселенные территории. Характерно для популяции, обитающих в условиях неравномерного распределения факторов среды или состоящих из особей, ведущих групповой (стадный) образ жизни.
Случайное распределениевыражается в неодинаковом стоянии между особями. Является результатом вероятных процессов, неоднородности среды и слабых социальных связей между особями. По типу использования пространства все подвижные
потные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация на знакомой территорий при поиске пища или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.
По форме совместного существования животных выделяют одиночный образ жизни, семейный, колониями, стаями, стадами. Одиночный образ жизни проявляется в том, что особи в популяциях независимы и обособленны друг от друга (ежи, щуки и др.). Однако он характерен только для определенных стадий жизненного цикла. Полностью одиночное существование организмов в природе не встречается, так как при этом было бы невозможно размножение. Семейный образ жизни наблюдается в популяциях с усилением связей между родителями и потомством (львы, медведи и др.). Колонии — групповые поселения оседлых животных, как длительно существующие, так и возникающие лишь на период размножения (гагары, пчелы, муравьи и др.). Стаи — временные объединения животных, облегчающие выполнение какой-либо функции: защиты от врагов, добывания пищи, миграции (волки, сельдь и др.). Стада— более длительные, чем стаи, или постоянные объединения животных, в которых, как правило, выполняются все жизненные функции вида: защита от врагов, добывание пищи, миграции, размножение, воспитание молодняка и т.д. (олени, зебры и др.).
Генетическая структура — соотношение в популяции различных генотипов и аллелей. Совокупность генов всех особей популяции называют генофондом. Генофонд харак-теризуют частоты аллелей и генотипов. Частота аллеля— это его доля во всей совокупности аллелей данного гена. Сумма частот всех аллелей равна единице: р+q=1, где р — доля доминантного аллеля (А); q - доля рецессивного аллеля (а).
Зная частоты аллелей, можно вычислить частоты генотипов в популяции:
(p + q)2=p2 + 2рq + q2 = 1,
где p и q - частоты доминантного и рецессивного аллелей соответственно, р2 — частота гомозиготного доминантного генотипа (АА), 2рq - частота гетерозиготного доминантного генотипа (Аа), q2 — частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа).
Согласно закону Харди-Вайнберга, относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение. Закон Харди-Вайнберга справедлив, если соблюдаются следующие условия:
1) популяция велика;
2) в популяции осуществляется свободное скрещивание;
3) отсутствует отбор;
4) не возникает новых мутаций;
5) нет миграции новых генотипов в популяцию или из популяции.
Очевидно, что популяций, удовлетворяющих этим условиям в течение длительного времени, в природе не существует. На популяции всегда действуют внешние и внутренние факторы, нарушающие генетическое равновесие. Длительное и направленное изменение генотипического состава популяции, ее генофонда получило название элементарного эволюционного явления. Без изменения генофонда популяции невозможен эволюционный процесс. Факторы, изменяющие генетическую структуру популяции, следующие:
1) мутации — источник возникновения новых аллелей;
2) неравная жизнеспособность особей (особи подвергаются действию отбора);
3) неслучайное скрещивание (например, при самооплодотворении частота гетерозигот постоянно падает);
4) дрейф генов — изменение частоты аллелей случайные независящие от действия отбора (например, вспышки заболеваний);
5) миграции - отток имеющихся генов и (или) приток новых.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 597; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!