Концепцията за населението в екологията

ЛЕКЦИЯ №4

ТЕМА: ЕКОЛОГИЯ НА НАСЕЛЕНИЕТО

ПЛАН:

1. Концепцията за популация в екологията.

2. Основни характеристики на населението.

3. Структура на популациите.

3.1. Пространствена и етологична структура на популациите.

3.2. Полово-възрастова структура на населението.

4. Динамика на населението.

4.1. криви на оцеляване.

4.2. Нарастване на населението и криви на растеж.

4.3. колебания на населението.

плодовитост- (плодородието) се определяброят на новите индивиди, появили се за единица време в резултат на размножаването. Ниската плодовитост е характерна за онези видове, които много се грижат за потомството си. В допълнение, плодовитостта зависи от скоростта на съзряване, броя на поколенията годишно, съотношението на мъжките и женските в популацията, наличието на храна, влиянието метеорологични условияи други фактори.

Смъртност на населението- това еброя на индивидите, умрели за даден период. Има три вида смъртност. Първият се характеризира с еднаквост във всички възрасти; вторият - повишена смърт на индивиди на ранни стадииразвитие; третият тип се характеризира с повишена смърт на възрастни (стари) индивиди.

Факторите на смъртността са разнообразни. Това са главно: физически условия (ниски и високи температури, валежи, суша и др.), биологични фактори (липса на храна, болести и др.) и антропогенни (замърсяване на околната среда, обезлесяване, лов и др.).

Екологично популацията се характеризира със стойност, оценена от заеманата територия (ареал), броя на индивидите, възрастовия и полов състав. Гама размеризависят от радиусите на индивидуална активност на организмите от даден вид и характеристиките на природните условия на съответната територия. Брой индивидив популации от организми различни видовесе различава. И така, броят на водните кончета Левкориния албифронсв популация на едно от езерата край Москва достигна 30 000, докато броят на земните охлюви Cepaea nemoralisоценен на 1000 копия. Има минимални стойности на изобилие, при които популацията е в състояние да се поддържа във времето. Намаляването на числеността под този минимум води до изчезване на популацията.

Размерът на популацията непрекъснато варира, което зависи от промените в екологичната ситуация. Така през есента на година, благоприятна за хранителни условия, популацията на дивите зайци на един от островите край югозападното крайбрежие на Англия се състоеше от 10 000 индивида. След студена зима с малко храна броят на индивидите намаля до 100.

Възрастова структурапопулациите на организми от различни видове варират в зависимост от продължителността на живота, интензивността на възпроизводството, възрастта на пубертета. В зависимост от вида на организмите, той може да бъде повече или по-малко сложен. Така че, в общите бозайници, например делфините белуга Делфинаптерус левкас, в популацията в същото време има малки на тока годината на раждане, пораснали млади животни от последната година на раждане, полово зрели, но по правило неразплодни животни на възраст 2-3 години, възрастни разплодни индивиди на възраст 4-20 години. От друга страна, земеровки сорекспрез пролетта се раждат 1-2 потомства, след което възрастните умират, така че през есента цялата популация се състои от млади незрели животни.

Състав на полапопулациите се определя от еволюционно фиксирани механизми за формиране на първично (в момента на зачеването), вторично (в момента на раждане) и третично (в зряла възраст) съотношение на половете. Като пример, разгледайте промяната в половия състав на човешката популация. При раждане той е 106 момчета на 100 момичета, изравнява се на 16-18 г., на 50 г. е 85 мъже на 100 жени, а на 80 г. е 50 мъже на 100 жени. .

Генетични характеристики на популацията

Генетично една популация се характеризира със своя генофонд (алелен пул). Тя е представена от набор от алели, които формират генотипите на организмите в дадена популация. Генофондовете на естествените популации се отличават с наследствено разнообразие (генетична хетерогенност или полиморфизъм), генетично единство и динамичен баланс на съотношението на индивидите с различни генотипове.

наследствено разнообразиесе състои в наличието в генофонда едновременно на различни алели на отделни гени. Основно се създава от процеса на мутация. Мутациите, които обикновено са рецесивни и не засягат фенотиповете на хетерозиготни организми, се съхраняват в генофондите на популациите, скрити от естествен подборсъстояние. Докато се натрупват, те се образуват резерв на наследствена изменчивост.Поради комбинираната изменчивост, този резерв се използва за създаване на нови комбинации от алели във всяко поколение. Размерът на такъв резерв е огромен. И така, при кръстосване на организми, които се различават в 1000 локуса, всеки от които е представен от десет алела, броят на вариантите на генотипа достига 10 1000, което надвишава броя на електроните във Вселената.

генетично единствопопулацията се определя от достатъчно ниво на панмиксия. В условията на случаен подбор на кръстосващи се индивиди, целият генофонд на популацията е източник на алели за генотипите на организми от последователни поколения. Генетичното единство се проявява и в общата генотипна изменчивост на популацията при промяна на условията на съществуване, което определя както оцеляването на вида, така и образуването на нови видове.

1. Какво е популация?

Отговор. Популацията е структурна единица на вида, съвкупност от индивиди от един и същи вид, които имат общ генофонд и заемат определена територия.

Населението от всякакъв вид е разпределено неравномерно в пространството, на групи. Например копривата се среща в ареала си само на влажни, сенчести места с плодородни почви. Зелевите беляци се срещат там, където се отглежда зеле – в зеленчуковите градини и нивите. Селищата на европейската къртица, които забелязваме върху земните могили (къртичини), се намират по горски ръбове и поляни.

Местообитанията, подходящи за живот на индивиди от вида, не покриват целия ареал, следователно няма смисъл да търсите например къртица в блатото и зеле в гората.

Групи от индивиди от един и същи вид могат да бъдат големи или малки, да съществуват дълго време (през живота на стотици поколения или повече) или не дълго - само през живота на две или три поколения. В резултат на пролетното пълноводие на реките се образуват временни водоеми, в които могат да се снасят яйца на жаби, както и ларви на водни кончета и комари. Но тези малки групи животни са обречени на смърт, ако са под лъчите лятно слънцеезерото ще пресъхне.

Много по-важна за еволюцията е съдбата на група индивиди, която се запазва стабилно в продължение на много поколения. Например, популацията на голямо езеро, нарастваща или намаляваща на брой, може да съществува доста дълго време. Такива групи от индивиди от един и същи вид, съществуващи продължително време в определена част от ареала му, се наричат ​​популации (от френски популация - населението на територия).

Популацията е надорганизмена система. В процеса на съжителство между индивидите в една популация се формират закономерни връзки. Това е особено очевидно при животинските популации. В същото време много връзки са насочени към възпроизводството на населението: индивиди от различни полове се намират по миризма, звуци, влизат в съпружески отношения, изграждат приюти, хранят малките, грижат се за потомството.

При някои земноводни са известни оригинални начини за грижа за потомството. Мъжката жаба акушерка увива яйца на задните си крака и седи с тях около две седмици в земна дупка; след това се придвижва до най-близкия водоем, за да се отърве от яйцата. Женската жаба пипа носи яйца на гърба си, в специални вдлъбнатини по кожата. Яванските копеподни жаби, живеещи на дървета и храсти, по време на хвърляне на хайвера, заедно с яйцата, отделят лигава течност, която разбиват с краката си в гъста пяна; след хвърляне на хайвера женската образува яйцевидна бучка от лигавичната маса с краката си, към която плътно притиска разположените наблизо листа. Младите напускат гнездото вече под формата на малки жаби.

2. Може ли един вид да се състои от една популация?

Отговор. Те могат и съществуват. Но без човешка защита такива видове са обречени. Например синя лисица, ирански елен лопатар или калифорнийски кондор. Това са най-редките видове, обект на международна закрила.

3. Каква е ролята на популациите в еволюцията?

Отговор. Ролята на популациите е голяма, тъй като почти всички мутации се случват в тях. Тези мутации са свързани предимно с изолацията на популациите и генофонда, който се различава поради тяхната изолация един от друг. Материалът за еволюцията е мутационна вариация, която започва в популация и завършва с формирането на вид.

Въпрос след § 79

1. Костур, ръф, каракуда, щука, хлебарка живеят в едно и също езеро. Костур, щука, щука, платика и хлебарка живеят в съседния водоем, изолиран от първия. Колко вида и колко популации обитават двата водоема?

Отговор. 10 популации 7 вида

2. Какви са демографските показатели на населението? Как могат да се използват в бизнеса?

Отговор. За да се разбере функционирането на тази сложна система, е много важно да се знаят не само характеристиките на биологията на определени видове организми, но най-важното, характеристиките на тяхната популация, по-специално гъстотата на популацията, общия брой индивиди, растежа процент, очаквана продължителност на живота и брой произведено потомство. Тези характеристики, наречени демография на населението, са изключително важни за прогнозиране на възможни промени, настъпващи както в отделните популации, така и в цялата общност или екосистема.

Демографските характеристики, като плодовитост, смъртност, възрастов състав (структура) и брой индивиди (изобилие), характеризират популацията като цяло, отразявайки скоростта на протичащите в нея процеси. Индивидуален организъм се ражда, старее и умира. По отношение на индивида не може да се говори за плодовитост, смъртност, възрастова структура, изобилие – характеристики, които имат смисъл само на ниво група.

Те се използват за прогнозиране на процеси по-нататъчно развитие, използване, възстановяване.

3. Какво е практическото значение на изучаването на популациите? Дай примери.

Отговор. Изследването на популациите е важно за прогнозиране на настъпващите в тях промени и тяхното регулиране. Например, при добива на дървен материал е много важно да се знае скоростта на възстановяване на горите, за да се планира правилно интензивността на сечта. Подобна е ситуацията с животинските популации, които се използват от хората за получаване на храна или суровини за кожи. Практически значимо от здравна гледна точка е изследването на популациите на дребни гризачи – носители на причинителя на опасното за човека заболяване – чумата.

4. Какви свойства на населението се определят от характеристиките на неговия възрастов състав?

Отговор. Възрастовата структура на популацията се характеризира със съотношението на броя или биомасата на индивидите от различни възрасти. Това съотношение се нарича възрастово разпределение на населението, т.е. разпределение на броя по възрастови групи. Възрастовият състав на популацията зависи от интензивността на смъртността на организмите и от величината на раждаемостта.

Дори в една и съща популация могат да настъпят значителни промени с течение на времето. възрастова структура. Такива промени обаче автоматично включват механизми, които връщат населението обратно към някакво нормално възрастово разпределение, характерно за това население.

Анализът на възрастовата структура позволява да се предскаже числеността на популациите за редица следващи поколения и години, което се използва например за оценка на възможностите за риболов, лов и някои зоологически изследвания.

5. Защо популациите от различни възрасти са по-малко чувствителни към внезапни краткосрочни промени в условията на възпроизводство?

Отговор. Особеностите на възрастовата структура определят много свойства на популацията като система. Популация, която включва много възрастови групи, е по-слабо засегната от фактори, които определят успеха на размножаването през определена година. Всъщност дори изключително неблагоприятни условия за размножаване, които могат да доведат до пълна смърт на потомството от дадена година, не са катастрофални за популация със сложна структура, тъй като едни и същи родителски двойки участват в размножаването много пъти.

В началото на сезона са маркирани 1000 риби. В хода на последващия риболов са открити 350 маркирани риби от общия улов от 5000 риби. Какъв беше размерът на популацията преди началото на риболова?

Отговор. Проблемът се решава чрез пропорцията

1000 маркирани - x (размер на популацията)

350 маркирани - 5000 уловени

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

Отговор: броят преди началото на риболова е 14 286 риби

Помислете за населението. населениее съвкупност от индивиди от един и същи вид с общ генофонд, кръстосващи се и обитаващи определено пространство за дълго време.

В зависимост от времето и пространството местообитанието на видовете варира. Зависи от много известни фактори на околната среда. не е адаптиран към климатични условиягледките изчезват. Тяхното място се заема от по-издръжливи, адаптирани. Популациите на един и същи вид съществуват отделно една от друга, тъй като има конкуренция за екологична ниша. Следователно популациите на един и същи вид заемат различни територии.

Съвременните дефиниции на населението са формулирани в трудовете на руските изследователи С. С. Шварц, А. М. Гиляров, А. В. Яблоков. Например, според дефиницията на S. S. Schwartz (1969), популацията е "елементарни групи организми от определен вид, които поддържат числеността си дълго време в постоянно променящи се условия на околната среда". Според А. В. Яблоков това са „групи организми от един и същи вид, обитаващи определена територия, с общ еволюционен път на развитие“.

Развивайки идеите на своите сънародници, А. М. Гиляров дава малко по-различно определение за население.

население- съвкупност от организми от един и същи вид с общ генофонд, дълго време обитаващи определено пространство и поддържащи стабилно възпроизводство на популацията. В популацията има постоянна борба за съществуване и групи от индивиди от един и същи вид са изолирани един от друг. Те формират локални, екологични, географски популации. Такава класификация на населението е въведена от известния руски учен Н. П. Наумов.

Популацията като биологична единица има своя специфична структура, свойства и функции. Структурата на популацията се характеризира с броя на индивидите и тяхното разпределение в пространството. А функциите на населението са идентични с функциите на останалите биологични системи. Свойствата, характерни за популацията, са растеж, развитие, възпроизводство, адаптивност към постоянно променящите се условия на околната среда и генетични характеристики.

Елементарно (местно) населениеГрупа индивиди от един и същи вид, заемащи малки площи от хомогенна територия.

Броят на елементарните популации в природата, еволюцията на развитието и продължителността зависят от сложността и простотата на условията в биоценозата, нейната хомогенност.

В природата смесването на индивиди от местни популации размива границите между тях.

екологична популация - формира се като съвкупност от местни популации. По принцип това са вътревидови групи, адаптирани към съществуване в определена биоценоза. Например обикновената катерица е широко разпространена в различни видове гори. Следователно могат да се разграничат такива екологични популации като "бор", "смърч". Те са слабо изолирани един от друг, така че има малко разлики между тях.

Географско население- Това са екологични популации, които обхващат група индивиди, обитаващи големи територии с географски еднородни условия на съществуване. Географските популации са относително изолирани една от друга и се различават по плодовитост, размер на индивидите, редица екологични, физиологични, поведенчески и други особености. Такива дълги изолации на популация могат постепенно да доведат до формирането на географска раса или нови форми на вид. Такива видове обикновено се разглеждат като географски вид, раса или като синоним на този вид. Например, известни са повече от 20 географски популации на обикновената катерица. Границите и размерите на популациите в природата се определят от характеристиките не само на населената територия, но и от свойствата на самата популация. Резултатите от изследванията на Н. П. Наумов показват, че разделянето на вида на малки териториални групи увеличава разнообразието на вида и обогатява неговия генофонд. Следователно в природата няма абсолютна популация. Следователно, в процеса на еволюционното развитие на всеки вид по време на заселването (миграцията), те постоянно се смесват помежду си. В растенията прашецът се разпространява широко на големи разстояния от вятъра. В резултат на това в рамките на един вид се поддържат различни форми на популация. Следователно, от екологична гледна точка, популацията все още няма единна дефиниция. Най-голямо признание заслужава определението на S. S. Schwartz: „Популацията е вътрешновидова групировка, форма на съществуване на вид с определени количествени и качествени параметри.“

Основните показатели, характеризиращи населението, са числеността и гъстотата. Размерът на популацията е общият брой на индивидите в дадена област или в даден обем. Броят на организмите никога не е постоянен. Зависи от раждаемостта и смъртността на индивидите.

гъстота на населениетосе определя от броя на индивидите или биомасата на единица площ или обем, например: 150 смърчови растения на 1 ха или 0,5 g дафния на 1 m3 вода.

Гъстотата на населението варира в зависимост от неговия размер. Гъстотата на населението не се увеличава безкрайно, това изисква възможност за заселване или свободно пространство. Заселването продължава, докато организмите не срещнат някакво препятствие. Разграничаване на случайно, равномерно и групово разселване на населението.

ОТпроизволно разпръскванехарактерен само за хомогенна среда. Например, вредителите в полетата се заселват произволно, но след това, докато се размножават, селището става групово или петнисто.

Най-често групово селищеи може да бъде произволно. Например в гората дърветата се разпределят първо на групи и след това равномерно. При растенията разпространението става по време на разпространението на спори, семена, плодове, а при животните разпространението е бързо и пасивно. Например, лисици, лосове и други копитни са много подвижни. При заседналите животни се наблюдава бавно разпространение.

При активно движещите се организми диапазоните са огромни, без резки граници между популациите, докато при неактивните, напротив, популациите са ясно разграничени. Те включват земноводни, влечуги и мекотели. Размерът на ареала на популацията зависи от размера на организмите, активността на поведението, запасите от храна и други абиотични фактори. Например при насекоми, тревисти растения броят на индивидите може да достигне стотици хиляди или повече. Напротив, изобилието и гъстотата на големите животни и големите дървесни растения са променливи и са свързани с човешките дейности. В допълнение, специална роля принадлежи на фуражните фактори.

Намален добив на фураж в различни годинидопринесе за рязко намаляване на динамиката на популацията на катерици, зайци, яребици, фазани. Следователно в природата нестабилността на числеността на популацията е естествена. В някои случаи обаче размерът на популацията се заменя с рязък спад или увеличение. Тези процеси се случват често в природата. Причините за възникването им са много. Това може да бъде генофондът на вида, фактори на околната среда, скорост на растеж, конкуренция, излишна храна и др.

Популацията в природата е способна на саморегулация на числеността. Всеки вид има горна и долна граница за нарастване на числеността, отвъд които не може да премине. Следователно размерът на популацията се поддържа на оптимално ниво. Има дневни и сезонни колебания в числеността на организмите. Например, при малки животни, гризачи и някои птици, колебанията в популацията могат да бъдат доста значителни. Така е известно, че броят на гризачите се увеличава през сезона с 300-500 пъти, а някои насекоми - с 1300-1500 пъти. Такива огнища често се срещат при скакалци, патогени, вируси и бактерии и причиняват огромни щети. селско стопанствои човешки живот.

Рязкото намаляване на населението не е постоянно. В някои случаи те водят до изчезване на популацията. Общата продължителност на живота на организмите е разделена на три типа, т.е. съществуват три вида оцеляване на организмите (схема 6).

Схема 6

аз- ниска смъртност в ранните етапи на развитие и увеличена в по-късните (насекоми, едри бозайници); II - продължителността на живота е стабилна (някои риби, птици, растения и др.); III - максимална смъртност в ранните етапи на развитие и ниска в зряла възраст (някои риби, безгръбначни)

Три вида оцеляване.

Първият тип оцеляване се наблюдава главно при насекоми, големи бозайници, дървета, човек. Максималната смърт настъпва в Миналата година(старост), където голям брой индивиди имат еднаква продължителност на живота и, разбира се, първият тип крива варира в зависимост от гените, продължителността на живота, половите характеристики.

Вторият тип е типичен за организми, при които смъртността остава постоянна през целия живот. Те включват чревно-кухини организми от сладководни тела.

Третият тип е характерен за повечето организми. Характеризира се с повишена смърт на организми в ранните стадии на развитие, например: риби, птици, много безгръбначни, които се характеризират с плодовитост. Смъртта сред растенията е 90-95%.

Получените данни за моделите на оцеляване на организмите играят голяма роляпри извършване на теоретични изследвания и експерименти с полезни и вредни видове популации.

В допълнение към нивата на раждаемост и смъртност, размерът или гъстотата на населението са силно повлияни от миграцията. Населението винаги се стреми да разшири ареала си. Основно зависи от броя и плътността на младото поколение. Популацията обаче не може да разширява ареала си безкрайно, ограничаващи фактори или неблагоприятни условия на нови местообитания пречат.

Има стабилни, нарастващи и намаляващи популации. Балансираната интензивност на раждаемостта и смъртността формира стабилна популация. Освен това стабилността на популацията зависи от генетични, исторически, биологични условия. В природата стабилността на населението също зависи от раждаемостта и имиграцията, смъртността и емиграцията. Индивидите се появяват в населението по време на имиграция, намаляват в резултат на емиграция.

Само при балансирана комбинация от тези фактори се формира стабилна популация. Познаването на структурата и закономерностите в развитието на населението е от голямо практическо значение.

население. елементарна популация. екологична популация. географско население. Размер на населението. гъстота на населението. Случайно уреждане. Групово селище. Три вида оцеляване.

1. Съществуват различни гледни точки на еколозите по проблемите на населението.

2. Основни свойства на популацията – пространствено разпределение, численост, плътност.

3. Флуктуацията на населението зависи от факторите на околната среда.

4.;Има три вида оцеляване на организмите. В природата има организми с висок потенциал за размножаване (скакалци и др.).

1. Какво е популация?

2. Как се класифицират популациите?

3. Как са разпределени популациите?

1. Каква е същността на дефинициите на населението, дадени от С. Шварц, А. Яблоков, А. Гиляров и Н. Наумов?

2. Назовете свойствата на популацията и ни кажете за тяхното съдържание.

1. Какви фактори пречат на широкото разпространение на популациите?

2. Към кой от трите вида оцеляване принадлежи човек?

3. Обяснете видовете оцеляване на сайгата и шарана според диаграмата.

1. Как се движат популациите на сайгата в Казахстан през зимата и пролетта? Защо?

2. Как се появиха популациите на куланите в Казахстан и какво знаете за техния брой?

ДЕМЕКОЛОГИЯ – изучава връзката на популациите с околен свят, демография и редица други характеристики на популациите в светлината на връзката им с околната среда

Според определението на Николай Федорович Реймерс:

ПОПУЛЯЦИЯ - елементарна група от индивиди от един и същи вид, заемащи определена територия и притежаващи всички необходими условия за поддържане на стабилността си за дълго време при променящи се условия на околната среда.

С.С. Шварц определя популацията от еволюционно-екологична гледна точка. ПОПУЛАЦИЯТА е съвкупност от индивиди от един и същи вид, които имат общ генофонд и обитават определено пространство, с относително еднородни условия на живот.

Характеристики на населението:

Вероятност за чести кръстове

Специфика на местообитанието

способността за прехвърляне на наследствена информация

Популациите са отворена система, което е от голямо значение, тъй като на ниво популации има

адаптация

естествен подбор

еволюционна промяна

Всяка популация се характеризира с редица характеристики, има определена структура и организация. Трябва да се отбележи, че специалните свойства, присъщи на популацията, отразяват нейното състояние като група организми като цяло, а не като отделни индивиди, т.е. свойството на популацията като група организми не е механичен сбор от свойствата на всеки индивид, който я съставя

Популациите имат пространствени (статични) и времеви (динамични) характеристики.

Пространствените са

обща сила

плътност

пространствено разпределение (дисперсия)

структура (възрастов и полов състав)

Характеризира състоянието на населението в определен момент от време t

Характеристиките на времето са

плодовитост

смъртност

крива на растеж.

Те характеризират процесите, протичащи в популацията за определен период от време ∆t

ПРОСТРАНСТВЕНИ или статични характеристики.

БРОЙ ИНДИВИДИ В ПОПУЛАЦИЯ - общият брой на индивидите на дадена територия или в даден обем.

Особено важно, когато става дума за редки и застрашени видове

Начини за определяне на броя:

просто броене (не е подходящо за всички, само за заседнали, заседнали животни или растения);

маркиране и опръстеняване (произволна проба се маркира и пуска, след известно време повторно улавяне и определяне на дела на маркираните индивиди от общия брой на уловените)

вземане на проби (преброяване на микроорганизми) ПРИМЕР за колебанията в броя на червените скакалци в Африка през 1962 г. в южната част на Мороко са унищожени 7 хиляди тона портокали годишно потребление на Франция

ПЛЪТНОСТ НА ПОПУЛЯЦИЯТА - броят на индивидите от даден вид на единица площ или единица обем. Например 200 кг риба на 1 ха вода или 5 милиона диатомеи на 1 м3 вода, 500 дървета на 1 ха и т.н. Понякога е важно да се прави разлика между средна (брой/биомаса на единица общо пространство) и екологична плътност (брой/биомаса на единица обитаемо пространство, т.е. на единица площ или обем, които действително могат да бъдат заети от дадено население) .

ПРОСТРАНСТВЕНО РАЗПРЕДЕЛЕНИЕ Има три вида разпределение на индивидите в популациите: групово, случайно и равномерно.

Равномерно разпределение възниква, когато има много силна конкуренция между индивидите или има антагонизъм (непримирима враждебност). ПРИМЕР: Дърветата в гората се конкурират много силно за светлина, така че има тенденция да са на приблизително еднакво разстояние едно от друго. В хаоса на птичи колонии гнездата са разположени на такова разстояние едно от друго, че индивидите, седнали на гнездото, не могат да се кълват един друг. Този тип разпространение се среща при хищници с ясна териториалност - хищниците "маркират" територията, за да се защитят от конкуренти. Рядко срещани в природата, но могат да бъдат изкуствено създадени от човека (овощни градини, засаждане на култури).

Груповото разпределение е най-често срещаният тип в естествените екосистеми, то е вид адаптивен фактор във функционирането на популациите. ПРИМЕРИТЕ са многобройни. Риби, ята от птици по време на полети, колонии от гнездящи птици се движат от място на място в огромни плитчини. Поради факта, че условията на местообитанията са различни на различни места, индивидите обикновено се натрупват там, където средата е най-благоприятна за тях. Например, саламандрите са разпространени в гората, претъпкана под паднали дървета, където влажността е висока.

ВРЕМЕ или динамични характеристики

ПЛОДАВИЕТО е способността на популацията да нараства числено (възпроизводство). Обикновено плодовитостта се изразява като коефициент, определен като общия брой появили се индивиди се раздели на определен период от време - час, ден, година (обща плодовитост). Има максимална (абсолютна) раждаемост - теоретичната максимална скорост на образуване на нови индивиди при идеални условия и екологична (осъществена) раждаемост - увеличаване на размера на популацията при реални условия на околната среда.

СМЪРТНОСТТА отразява смъртта на индивидите в популацията. Може да се изрази като брой индивиди, умрели през даден период. Екологичната смъртност е смъртта на индивиди при определени условия на околната среда. Стойността не е постоянна, тя се променя в зависимост от условията на околната среда и състоянието на населението. Теоретичната минимална смъртност е постоянна стойност за дадено население. Дори при най-идеалните условия хората ще умрат от старост. Тази възраст се определя от физиологичната продължителност на живота, която, разбира се, често надвишава екологичната продължителност на живота.

ПРИРАСТЪТ НА НАСЕЛЕНИЕТО е разликата между раждаемостта и смъртността.

Популациите регулират числеността си чрез актуализиране или замяна на индивиди. Индивидите се появяват в популацията чрез раждане и имиграция и изчезват в резултат на смъртност и емиграция.

При балансирана интензивност на раждаемостта и смъртността се формира стабилна популация.

Често има превишаване на раждаемостта над смъртността, населението нараства до такава степен, че може да възникне избухване на масово размножаване. Такива популации се наричат ​​нарастващи. (Колорадски бръмбар, ондатра от 5 индивида през 1905 г. в околностите на Прага).

Въпреки това, с прекомерното развитие на популацията, условията за съществуване на популацията се влошават, което причинява пренаселеността му, води до рязко увеличаване на смъртността и броят започва да намалява. Ако смъртността надвишава раждаемостта, населението започва да намалява. (популации на самури, бобри, бизони, врабчета в Прага).

Концепцията за населението в екологията

Степента на изолация на популациите

Ако членовете на даден вид постоянно се движат и смесват на обширни територии, такъв вид се характеризира с малък брой големи популации. Например северните елени и арктическите лисици се отличават с големи миграционни способности. Резултатите от маркирането показват, че полярните лисици се преместват на стотици, а понякога и на повече от хиляда километра от местата си за размножаване през сезона. Северните елени правят редовни сезонни миграции също в мащаб от стотици километри. Границите между популациите на такива видове обикновено минават по големи географски бариери: широки реки, проливи, планински вериги и др. В някои случаи подвижен вид със сравнително малък ареал може да бъде представен от една популация, например кавказката тур, чиито стада са два главни хребета на тази планинска верига.

При слаба развити способностиза движение в рамките на вида се формират много малки популации, отразяващи мозаечната природа на ландшафта. При растенията и заседналите животни броят на популациите е в пряка зависимост от степента на хетерогенност на околната среда. Например в планинските райони териториалната диференциация на такива видове винаги е по-сложна, отколкото в равнинните открити пространства. Пример за вид, при който множествеността на популациите се определя не толкова от диференциацията на околната среда, колкото от характеристиките на поведението, е кафява мечка. Мечките са много привързани към местообитанията си, поради което в широк диапазон те са представени от много сравнително малки групи, които се различават една от друга по редица свойства.

Степента на изолация на съседните популации на вида е много различна. В някои случаи те са рязко разделени от територия, неподходяща за обитаване и ясно локализирана в пространството, например популации на костур и лин в езера, изолирани едно от друго, или популации на ламелен плъх, белобрад копривар, индийско коприварче и др. видове в оазиси и речни долини сред пустини.

Обратният вариант е непрекъснатото заселване на обширни територии от вида. Такъв модел на разпространение е характерен например за малки земни катерици в сухи степи и полупустини. В тези ландшафти гъстотата на населението им е навсякъде висока. Отделни райони, неподходящи за живот, лесно се преодоляват по време на разселването на млади животни, а в благоприятни години върху тях се появяват временни селища. Тук е възможно да се изолират границите между популациите само условно, между райони с различна гъстота на населението.

Друг пример за непрекъснато разпространение на вида е седемточковата калинка. Тези бръмбари се срещат в голямо разнообразие от биотопи и различни природни зони. Видът се характеризира и с предзимни миграции. Границите между популациите в такива случаи почти не са изразени. Въпреки това, тъй като индивидите, живеещи заедно, са в контакт помежду си по-често, отколкото с представители на други части на ареала, популацията на места, отдалечени една от друга, може да се счита за различни популации.

В рамките на един и същи вид може да има популации както с добре дефинирани, така и с размити граници (фиг.

8.1. Концепцията за населението в екологията

В екологията популацията е група от индивиди от един и същи вид, които взаимодействат помежду си и съвместно обитават обща територия.

Думата "население" произлиза от латинското "populus" - народ, население. Така една екологична популация може да се дефинира като популация от един вид в рамките на определена област.

Членовете на една и съща популация влияят един на друг не по-малко от физическите фактори на околната среда или други видове организми, живеещи заедно. В популациите в една или друга степен се проявяват всички форми на взаимоотношения, характерни за междувидовите отношения, но най-силно изразени са мутуалистичните (взаимно изгодни) и конкурентните. Специфичните вътревидови връзки са връзки, свързани с възпроизводството: между индивиди от различен пол и между поколенията родител и дете.

При половото размножаване обменът на гени превръща популацията в относително завършена генетична система. Ако липсва кръстосано оплождане и преобладават вегетативни, партеногенетични или други методи на възпроизвеждане, генетичните връзки са по-слаби и популацията е система от клонинги или чисти линии, споделящи околната среда. Такива популации са обединени главно от екологични връзки. Във всички случаи популациите имат действащи закони, които позволяват ограничените ресурси на околната среда да бъдат използвани по този начин, за да се гарантира, че потомството остава. Това се постига главно чрез количествени промени в населението. Популациите на много видове имат свойства, които им позволяват да регулират числеността си.

Поддържането на оптимална популация при дадени условия се нарича популационна хомеостаза. Хомеостатичните възможности на популациите са различно изразени при различните видове. Те се осъществяват и чрез взаимоотношенията на индивидите.

По този начин популациите, като групови асоциации, имат редица специфични свойства, които не са присъщи на всеки индивид.

Основните характеристики на популациите:

1) брой - общият брой индивиди на разпределената територия;

2) гъстота на популацията - среден брой индивиди на единица площ или обем пространство, заемано от популацията; гъстотата на населението може също да бъде изразена като маса на членовете на населението на единица пространство;

3) плодовитост - броят на новите индивиди, появили се за единица време в резултат на размножаването;

4) смъртност - показател, който отразява броя на загиналите индивиди в популация за определен период от време;

5) прираст на населението – разликата между раждаемостта и смъртността; растежът може да бъде както положителен, така и отрицателен;

6) темп на растеж - среден растеж за единица време.

Популациите се характеризират с определена организация. Разпределението на индивидите по територията, съотношението на групите по пол, възраст, морфологични, физиологични, поведенчески и генетични особености отразява структурата на популацията. Формира се, от една страна, на основата на общ биологични свойствавидове, а от друга страна, под въздействието на абиотични фактори на околната среда и популации на други видове. Следователно структурата на популациите има адаптивен характер. Различните популации на един и същи вид имат както сходни структурни характеристики, така и отличителни, които характеризират спецификата на екологичните условия в техните местообитания.

По този начин, в допълнение към адаптивните способности на отделните индивиди, популацията на даден вид на определена територия се характеризира и с адаптивни характеристики на груповата организация, които са свойствата на популацията като надиндивидуална система. Адаптивните възможности на вида като цяло като система от популации са много по-широки от адаптивните характеристики на всеки отделен индивид.

8.2. Популационна структура на вида

Всеки вид, заемащ определена територия (ареал), е представен на нея от система от популации. Колкото по-сложно е разчленена територията, заета от даден вид, толкова повече са възможностите за изолиране на отделните популации. Но в не по-малка степен популационната структура на вида се определя от неговите биологични характеристики, като мобилността на съставните индивиди, степента на тяхната привързаност към територията и способността за преодоляване на естествените бариери.