Struktura přirozených populací. Struktura a charakteristiky populace
Populace je soubor jedinců stejného druhu s společný genofond. pro velký počet generace obývající určitý prostor nebo objem (voda) s rel homogenní podmínky stanoviště a relativně izolované (izolované) od ostatních společenstev tohoto druhu. Jedinci populace se mezi sebou volně kříží. Druh obývající určité stanoviště může mít jednu (zřídka), několik nebo mnoho populací. Vhodná stanoviště, i když se často nacházejí v areálu rozšíření, zpravidla nepokrývají celý areál.
Populace není chaotická akumulace jedinců, ale stabilní formace s určitou strukturou. Jednotlivci populace se liší věkem, pohlavím a genotypem. ale úzce spolu souvisí. Většina souvislostí je zaměřena na reprodukci populace, která je dána především vztahem mezi pohlavími a věkovými skupinami. Dlouhodobě udržitelná existence populace závisí na počtu jedinců v ní. Počty se však u jednotlivých druhů liší. populace genofond biosféra lidé
Velikost populace neustále kolísá, ale populace nemůže existovat po dlouhou dobu, pokud je její velikost pod určitou hranicí charakteristickou pro každý druh. V rámci populace dochází k náhodnému volnému křížení a „mísení“ genofondu snadněji a častěji než mezi různými teritoriálně oddělenými populacemi. Proto je genotypová podobnost v rámci populace mnohem vyšší než mimo ni. K jeho narušení dochází, když u jednotlivých jedinců dochází k dědičným změnám (mutacím), které se v důsledku volného křížení šíří do celé populace, což vede k její genetické heterogenitě (heterogenitě) a vytváří podmínky pro působení přirozený výběr. Evoluční proces tedy začíná elementárními genetickými událostmi v populacích – mikroevolucemi, které jsou základem makroevolučních procesů.
Struktura populace. Struktura populace je chápána jako poměr jedinců podle nějakého znaku. Na základě toho se rozlišují genderové, věkové, genetické, environmentální a prostorové struktury.
Struktura pohlaví odráží poměr jedinců různého pohlaví v populaci. V ideální podmínky pohlavní struktura musí být optimální, což neznamená poměr jedinců podle pohlaví 1:1. Za prvé, sexuální struktura populace závisí na biologických vlastnostech jedince. Pokud jsou vytvořeny monogamní rodiny, pak lze poměr 1:1 považovat za normální (u labutí). To se nemůže stát u polygamních jedinců (harémy tuleňů, mroži).
V okamžiku oplození je u většiny druhů stejný poměr zygot podle pohlaví, ale fyziologické, environmentální, behaviorální a další rozdíly mezi samci a samicemi tento poměr narušují již v době narození. Obecně platí, že jedinci jednoho pohlaví mohou zemřít častěji než toho druhého. Pohlavní struktura ovlivňuje velikost populace, její hustotu, porodnost a věkovou strukturu. Stačí si připomenout, jaké demografické posuny měly za následek smrt významné části mužské populace ve druhé světové válce.
Věková struktura odráží nejen rozložení jednotlivců populace do věkových skupin, ale také to, jak se mění jejich poměr různá roční období roku, kdy se mění biogeocenózy, jaká je rychlost obnovy populace a jaký je vztah věkových skupin k prostředí. Studium věková struktura má velký význam pro praktické činnosti, protože míra odstranění rostlin a zvířat pro lidské použití závisí na příslušnosti jednotlivce k určité věkové skupině.
V demografii se věkové skupiny nazývají kohorty. Jejich prostudování je pro řešení důležité sociální problémy(výstavba škol, školek, stanovení objemu penzijního fondu atd.). Stanovení věkové struktury v populacích různé typy- u živočichů a rostlin, jednoletých i víceletých organismů má svá specifika. Ale bez ohledu na specifické rysy je metodika určování věkové struktury stejná. Stanoví se věk každého jedince, a pokud je populace velká, provede se vzorek: v lese se založí testovací místa, provádějí se kontrolní odlovy ryb atd. Poté se stanoví hodnota věkové třídy - časový úsek ve dnech, hodinách, letech, vydělí se věk nejstaršího jedince počtem přijatých (libovolných) tříd a stanoví se hranice tříd. Řekněme, že po sčítání obyvatel se zjistilo, že jejich maximální věk rovných 90 let. Přijímáme podmíněné rozdělení obyvatel do 9 tříd. Vydělením 90 9 získáme věkovou třídu 10 let. To znamená, že první třída má hranice od 0 do 10, druhá - od 11 do 20, třetí - od 21 do 30 let a tak dále až do 90. Poté jsou všichni jedinci rozděleni do věkových tříd a počet z nich v každé třídě se počítá. To bude věková struktura. Počet každé třídy je také určen jako procento celkový počet populace. Pro větší přehlednost jsou získaná digitální data prezentována graficky ve formě histogramů. Každá populace bude mít přirozeně svůj histogram, ale přesto lze celý jejich soubor redukovat na tři typy, což jsou typy populace v závislosti na věkové struktuře.
Kromě rozdělení zvířecích jedinců do věkových tříd se pro usnadnění obvykle třídy spojují do věkových skupin: mladí, střední a starší. Počet tříd seskupených do těchto skupin se jistě mezi různými populacemi liší. Na základě převahy určité věkové skupiny se rozlišují populace: invazivní neboli invazní (předreprodukční), ve kterých převažují jedinci několika prvních tříd (mladá zvířata); reprodukční, plnohodnotné nebo vyrovnané, ve kterých dochází k úbytku počtu od nejmladší třídy k poslední rovnoměrně; regresivní, nebo ohrožený, ve kterém převažují jedinci posledních věkových tříd (staroby).
Pro provedení má velký význam identifikace typu populace biotechnické činnosti. Není možné využívat invazní a staré populace, je nutné přijmout opatření k jejich zachování (krmit zvířata, likvidovat nepřátele a zdroje nemocí). Ve vyvážených populacích lze provádět přiměřené standardy pro odstřel, odchyt a kácení.
U jednoletých rostlin se jedinci nepočítají podle věkových tříd, ale podle věku. Existují období latence, panenské (od semenáčků po generativní orgány), generativní a senilní (stárnutí). Toto rozložení rostlin je velmi důležité pro stanovení objemů a načasování obstarávání léčivých surovin, začátku senoseče atd. Je známo, že s věkem vegetativně slábne schopnost rostlin se rozmnožovat, což se bere v úvahu při obnově lesů a pastvě dobytka na loukách.
V živočišných organismech jsou nejstabilnější populace s dlouhodobým soužitím různých generací (losi, jeleni, sloni, medvědi). Věková struktura se výrazně liší v závislosti na míře plodnosti. Snížení počtu kterékoli věkové skupiny může vést k degradaci populace nebo naopak k jejímu nadměrnému nárůstu. Analýza věkové struktury umožňuje predikovat velikost populace na několik příštích generací. To je důležité pro výpočet dynamiky rozvoje komerční ryby, hmyzí škůdci. Pomocí matematických modelů, které zohledňují kvantitativní dopady faktorů prostředí na jednotlivé věkové skupiny, jsou získávány spolehlivé prognózy.
Genetická struktura určuje poměr jedinců v populaci, kteří jsou nositeli určitých alel. Alela (z řeckého allelon - navzájem, vzájemně) je jedním z možných strukturálních stavů genu; určuje vývoj konkrétní vlastnosti. Počet organismů nesoucích určitou alelu se nazývá frekvence této alely. Například u člověka je frekvence dominantní (dominantní) alely, která určuje pigmentaci kůže, vlasů a očí, 99 % a recesivní alela (potlačená) se vyskytuje s frekvencí 1 % (celková frekvence 100 %, nebo 1). Pokud je frekvence dominantní alely v genofondu dané populace P, recesivní alely je Q, pak P + Q = 1. Když tedy znáte frekvenci jedné alely, můžete určit frekvenci druhé. Četnost jednotlivých alel v genofondu umožňuje vypočítat četnost genotypů a genotyp určuje fenotyp (soubor všech vlastností a vlastností jedince, vzniklý na základě dědičnosti a vlivu vnější prostředí). V roce 1908 anglický matematik J. Hardy a německý lékař W. Weinberg odvodili matematický vztah mezi frekvencemi alel a genotypy v populacích. Tento vztah je známý jako Hardy-Weinbergův zákon: frekvence dominantních a recesivních alel v dané populaci zůstane z generace na generaci konstantní, pokud následující podmínky: velikost populace je poměrně velká, křížení probíhá náhodně, nevznikají žádné nové mutace, všechny genotypy jsou stejně plodné, to znamená, že nedochází k selekci, generace se nepřekrývají a nedochází k výměně genetické informace s jinými populacemi. A protože tyto požadavky nelze za přirozených podmínek splnit, dochází ke změně frekvencí alel. Genetická rovnováha je vyjádřena rovnicí
P2 + 2PQ + Q2 = 1.
Jelikož se přirozené populace vyznačují touhou po stabilitě, je velmi důležité dodržet řadu podmínek při výběru skupin rostlin nebo zvířat pro dominantní gen (vysoká dojivost krav, vysoký obsah tuku v mléce, dlouhá vlna u ovcí), aby se zabránilo náhodnému křížení. V opačném případě se ve skupině vysoce plemenných zvířat objeví jedinci homozygotní pro recesivní i heterozygotní.
Ekologická struktura odráží poměr jedinců různých ekologických skupin v populaci. Je známo, že poměrně běžný škůdce ovocných stromů - kroužkovaný bourec morušový klade vajíčka na jabloně, hrušně a třešně. Housenky škůdce, kteří žijí na třešních, se líhnou z vajíček a nikdy se nestěhují na jabloň, protože biochemické složení látek v listech jabloně se liší od složení listů třešní a enzymové systémy housenek nejsou přizpůsobené k jejich zpracování.
Lesníci již dlouho věděli o existenci dvou fenologických forem dubu letní: zimního a letního (nebo pozdního a raného). Ve stejné lesní oblasti, duby v nízká místa reliéf kvete mnohem později než na rovině nebo na kopcích, protože na jaře v noci se hromadí v prohlubních studený vzduch, a vznikají tzv. mrazové díry.
Znalost biologických vlastností rostlin a živočichů umožňuje efektivnější využití podmínek prostředí. Zajímavé je, že v Anglii, která je z hlediska rozlohy pšenice podřadná Nikolajevská oblast(Ukrajina) téměř zdvojnásobil, pěstuje se více než 20 odrůd pšenice a v oblasti Nikolajev - pouze 3. Angličtí farmáři při výběru odrůd berou v úvahu expozici svahu, strmost a výšku kopců, což umožňuje aby využívali přírodních podmínek s maximální efektivitou.
Prostorová struktura je uspořádané rozložení jedinců populace na okupovaném území. Toto umístění je způsobeno skutečností, že v určité oblasti rozsahu populace se může živit pouze určitý počet jedinců. Jednotlivci mohou být distribuováni dvěma způsoby v celém jejich rozsahu: jednotlivě a ve skupinách. Jednotlivá distribuce je charakteristická pro několik zvířat a během určitého období života ( slunéčko sedmitečné, střevlíci). Ale i osamělá zvířata tvoří dočasné intrapopulační skupiny v období páření a rozmnožování. Častější je skupinová distribuce. To se vysvětluje především heterogenitou životních podmínek a biologické rysy každý druh (u rostlin při vegetativním množení, se slabým rozptylem semen a jejich klíčením v blízkosti matky - dub, buk, cedrové borovice).
Jednotlivá i skupinová distribuce jedinců v populační oblasti může být rovnoměrná nebo nerovnoměrná. Při rovnoměrném rozložení se jednotlivci a jejich skupiny nacházejí ve stejné vzdálenosti od sebe. V rostlinách v přírodní podmínky toto je pozorováno extrémně zřídka. Příklad uniformy prostorové rozložení mohou sloužit agrocenózy (plodiny se čtvercovými klastry). U zvířat k tomuto rozdělení dochází, když sedavý způsob životaživot, kdy každá skupina jednotlivců (rodina, hejno, stádo) přísně zabírá určité území.
Nerovnoměrná distribuce je vlastní většině rostlin a zvířat a je vysvětlena stejnými důvody, které zajišťují skupinovou distribuci. V každém případě je charakter rozložení jedinců ovlivněn adaptačními vlastnostmi, které zajišťují optimální využití prostředí.
Nejzřetelněji nerovnoměrné rozložení vyjádřeno v rostlinách. Shluky jedinců v rámci populací se nazývají mikropopulace, subpopulace, které se liší počtem jedinců, hustotou a věkovou strukturou. Zvířata se podle způsobu využití jejich životního prostoru dělí na přisedlá a kočovná. Se sedavým životním stylem se využívá omezená oblast území, což má své pozitivní aspekty: zvířata se po něm volně pohybují, nacházejí potravu po nejkratší trase a zásobují se. Například veverky mají hlavní hnízdo a několik dalších. Pokud je však hustota obyvatelstva vysoká, hrozba vyčerpání zdrojů je reálná. Proto je celé území rozděleno na oblasti obsazené jedním nebo skupinou jedinců. Distribuce ve skupinách je mnohem běžnější.
Typy populace . Populace mohou zabírat oblasti různé velikosti a životní podmínky v rámci stanoviště jedné populace také nemusí být stejné. Na základě této charakteristiky se rozlišují tři typy populací: elementární, ekologické a geografické.
Elementární (místní) populace je soubor jedinců stejného druhu zabírající malou plochu homogenní oblasti. Mezi nimi probíhá neustálá výměna genetických informací.
Ekologická populace - totalita elementární populace, vnitrodruhové skupiny omezené na specifické biocenózy. Rostliny stejného druhu v cenóze se nazývají cenopopulace. K výměně genetické informace mezi nimi dochází poměrně často.
Geografická populace - soubor ekologických populací obývajících geograficky podobné oblasti. Geografické populace existují autonomně, jejich biotopy jsou relativně izolované, k výměně genů dochází zřídka - u zvířat a ptáků - během migrace, u rostlin - během šíření pylu, semen a plodů. Na této úrovni dochází k vytváření geografických ras a variet a rozlišují se poddruhy.
entropie populace syntézy proteinů
Populace (populus - z lat. lid. populace) je jedním z ústředních pojmů v biologii a označuje soubor jedinců stejného druhu, který má společný genofond a společné území. Je to první supraorganismální biologický systém. Z ekologického hlediska ještě nebyla vytvořena jasná definice populace. Největšího uznání se dočkala interpretace S.S. Schwartz, populace je seskupení jedinců, které je formou existence druhu a je schopné se donekonečna samostatně vyvíjet.
Ekologická populace je soubor elementárních populací, vnitrodruhových skupin, vázaných na specifické biocenózy. Rostliny stejného druhu v cenóze se nazývají cenopopulace. K výměně genetické informace mezi nimi dochází poměrně často.
PŘÍKLADY. Ryby stejného druhu ve všech hejnech společné nádrže; stromové porosty v monodominantních lesích představující jednu skupinu lesních typů: trávu, lišejník nebo modřín rašeliník (oblast Magadan, severní území Chabarovska); stromové porosty v ostřicových (suchých) a forbových (mokrých) dubových lesích (Přímořské území, Amurská oblast); populace veverek v borovici, smrku a jedle listnaté lesy jeden okres.
Geografická populace - soubor ekologických populací obývajících geograficky podobné oblasti. Geografické populace existují autonomně, jejich biotopy jsou relativně izolované, k výměně genů dochází zřídka - u zvířat a ptáků - během migrace, u rostlin - během šíření pylu, semen a plodů. Na této úrovni dochází k vytváření geografických ras a variet a rozlišují se poddruhy.
PŘÍKLADY. Zeměpisné rasy modřínu dahurského (Larix dahurica) jsou známy: západní (západně od Leny (L. dahurica ssp. dahurica) a východní (východně od Leny, rozlišuje se v L. dahurica ssp. cajanderi), severní a jižní rasy kurilský modřín Podobně M. A. Shemberg (1986) identifikoval dva poddruhy břízy kamenné: břízu bermanskou (Betula ermanii) a břízu vlnitou (B. lanata 1000 km, severně - 500 km). hraboš úzkolebý (Microtis gregalis) Druh „veverka obecná“ má asi 20 geografických populací, neboli poddruhů.
Každá populace má přísně určitou strukturu: genetické, věkově-pohlavní, prostorové atd., ale nemůže se skládat z méně jedinců, než je nutné pro stabilní vývoj a odolnost populace vůči faktorům prostředí. Toto je princip minimální velikost populace. Jakékoli odchylky populačních parametrů od optimálních jsou nežádoucí, ale pokud jsou nadměrné vysoké hodnoty nepředstavují přímou hrozbu pro existenci druhu, pak pokles na minimální úroveň, zejména ve velikosti populace, představuje hrozbu pro druh.
Znalost struktury populace umožňuje výzkumníkovi vyvodit závěry o jejím blahobytu či nevýhodě. Pokud například v populaci nejsou žádní generativní (tj. schopní produkovat potomstvo) jedinci a existuje mnoho stařeckých (senilních) jedinců, pak lze učinit nepříznivou prognózu. Taková populace nemusí mít budoucnost. Je vhodné studovat populační strukturu v dynamice: s vědomím jejích změn v průběhu několika let lze mnohem jistěji mluvit o určitých trendech.
Věková struktura obyvatelstva. Tento typ struktury je spojen s poměrem jedinců různého věku v populaci. Jedinci stejného věku se obvykle sdružují do kohort, tedy věkových skupin.
Velmi podrobně je popsána věková struktura rostlinných populací. Rozlišuje (podle T.A.Robotnova) následující věky (věkové skupiny organismů):
· latentní období – stav semene;
· pregenerační období (zahrnuje stavy semenáčku, juvenilní rostliny, nezralé rostliny a panenské rostliny);
· generativní období (obvykle se dělí na tři podobdobí - mladí, zralí a staří generativní jedinci);
· postgenerativní období (zahrnuje stavy subsenilní rostliny, senilní rostliny a fázi smrti).
To samozřejmě vyvolává problém vztahu kalendářního a biologického věku. Příslušnost k určitému věkovému stavu je dána mírou projevu určitých morfologických (např. mírou disekce složený list) a fyziologické (například schopnost porodit) vlastnosti. Tímto způsobem se zaznamenává především biologický věk jedince. Biologický věk má pro ekologa vyšší hodnotu, protože je to on, kdo určuje roli jednotlivce v populačních procesech. Přitom zpravidla existuje vztah mezi biologickým a kalendářním věkem.
Populace zvířat lze také rozdělit do různých věkových stádií. Například hmyz, který se vyvíjí s úplnou metamorfózou, prochází fázemi vajíčka, larvy, kukly a imaga (dospělý hmyz). U jiných zvířat (která se vyvíjejí bez metamorfózy) lze také rozlišit různé stavy související s věkem, i když hranice mezi nimi nemusí být tak jasné.
Charakter věkové struktury (nebo, jak se říká, věkového spektra) populace závisí na typu tzv. křivky přežití charakteristické pro danou populaci. Křivka přežití ukazuje míru úmrtnosti v různých věkových skupinách. Pokud tedy úmrtnost nezávisí na věku jedinců, pak je křivka přežití klesající čarou. To znamená, že smrt jedinců se u tohoto typu vyskytuje rovnoměrně, úmrtnost zůstává konstantní po celý život. Taková křivka přežití je charakteristická pro druhy, jejichž vývoj probíhá bez metamorfózy s dostatečnou stabilitou narozeného potomstva. Tento typ se obvykle nazývá typ hydra – vyznačuje se křivkou přežití blížící se přímce.
U druhů, u kterých je role vnějších faktorů v úmrtnosti malá, je křivka přežití charakterizována mírným poklesem do určitého věku, poté dochází k prudkému poklesu v důsledku přirozené (fyziologické) mortality. Povaha křivky přežití blízká tomuto typu je charakteristická pro lidi (ačkoli křivka přežití člověka je poněkud plošší, a je tedy něco mezi typy I a II). Tento typ se nazývá typ Drosophila: to je to, co ovocné mušky vykazují v laboratorních podmínkách (nežraly je dravci).
Charakteristické pro mnoho druhů vysoká úmrtnost v raných fázích ontogeneze. U takových druhů je křivka přežití charakterizována prudkým poklesem v oblasti mladší věky. Jedinci, kteří přežijí „kritický“ věk, vykazují nízkou úmrtnost a dožívají se starší věky. Typ se nazývá ústřicový typ.
Studium křivek přežití prezentuje velký zájem pro ekologa. Umožňuje nám posoudit, v jakém věku je konkrétní druh nejzranitelnější. Pokud se dopady příčin, které mohou změnit plodnost nebo úmrtnost, objeví v nejzranitelnějším stádiu, pak bude jejich vliv na následný vývoj populace největší. Tento vzorec je třeba vzít v úvahu při organizaci lovu nebo hubení škůdců.
Pohlavní struktura populace. O pohlavní struktuře populace můžeme hovořit samozřejmě pouze v případě mluvíme o tom o dvoudomém (oboupohlavném) druhu. Bisexualita hraje obrovskou roli v udržování genetické rozmanitosti jedinců v populaci. Význam genetiky pro udržitelnost populace bude podrobně probrán v další lekci. Nyní si všimneme, že sexuální struktura, tedy poměr pohlaví, přímo souvisí s reprodukcí populace a její stabilitou.
Je obvyklé rozlišovat primární, sekundární a terciární poměr pohlaví v populaci. Primární poměr pohlaví je určen genetickými mechanismy - uniformitou divergence pohlavních chromozomů. Například u lidí určují chromozomy XY vývoj mužského pohlaví a chromozomy XX vývoj ženského pohlaví. V tomto případě je primární poměr pohlaví 1:1, tedy stejně pravděpodobný.
Sekundární poměr pohlaví je poměr pohlaví v době narození (mezi novorozenci). Od primárního se může výrazně lišit z několika důvodů: selektivita vajíček vůči spermiím nesoucím chromozom X nebo Y, nestejná schopnost takových spermií oplodnit, různá vnější faktory. Zoologové například popsali vliv teploty na sekundární poměr pohlaví u plazů. Podobný vzor je typický pro některý hmyz. U mravenců je tedy oplodnění zajištěno při teplotách nad 20 C, při teplotách nad nízké teploty kladou se neoplozená vajíčka. Z těch druhých se líhnou samci a z oplozených převážně samice.
Terciární poměr pohlaví je poměr pohlaví dospělých zvířat.
Prostorová struktura obyvatelstva. Prostorová struktura populace odráží povahu rozložení jedinců v prostoru.
Existují tři hlavní typy distribuce jednotlivců v prostoru:
· stejnoměrné (jedinci jsou umístěni rovnoměrně v prostoru, ve stejných vzdálenostech od sebe), typ se také nazývá rovnoměrné rozdělení;
· kongregační neboli mozaikové (tj. „skvrnití“, jedinci se nacházejí v samostatných shlucích);
· náhodné, nebo difúzní (jedinci jsou náhodně rozmístěni v prostoru).
Rovnoměrná distribuce je v přírodě vzácná a je nejčastěji způsobena intenzivní vnitrodruhovou konkurencí (jako např dravé ryby).
Náhodné rozdělení lze pozorovat pouze v homogenním prostředí a pouze u druhů, které nevykazují tendenci se sdružovat do skupin. Jako učebnicový příklad rovnoměrného rozdělení se obvykle uvádí rozšíření brouka Tribolium v mouce.
Distribuce ve skupinách je mnohem běžnější. Je spojena s charakteristikami mikroprostředí nebo s charakteristikami chování zvířat.
Důležitá je prostorová struktura ekologický význam. Především, určitý typ využití území umožňuje obyvatelstvu efektivně využívat zdroje životního prostředí a snižovat vnitrodruhová soutěž. Efektivní využívání prostředí a snížená konkurence mezi členy populace jí umožňuje posílit její pozici vůči ostatním druhům obývajícím daný ekosystém.
Ostatní důležité prostorová struktura populace je, že zajišťuje interakci jednotlivců v rámci populace. Bez určité úrovně vnitropopulačních kontaktů nebude populace schopna plnit jak své druhové funkce (reprodukce, osídlení), tak funkce spojené s participací v ekosystému (účast v koloběhu látek, tvorba biologických produktů atd.) jako např. schopnost produkovat práci. Vlastnosti energie jsou popsány zákony termodynamiky.
První zákon (počátek) termodynamiky neboli zákon zachování energie
uvádí, že energie se může měnit z jedné formy do druhé, ale nezmizí ani se znovu nevytvoří.
Druhý zákon (zákon) termodynamiky nebo zákon entropie říká, že v uzavřeném systému se entropie může pouze zvyšovat. Ve vztahu k energii v ekosystémech je výhodná následující formulace: procesy spojené s přeměnami energie mohou spontánně probíhat pouze za podmínky, že energie přechází z koncentrované formy do rozptýlené, tedy degraduje. Mírou množství energie, která se stane nedostupnou pro použití, nebo jinak mírou změny pořadí, ke které dochází během degradace energie, je entropie. Čím vyšší je řád systému, tím nižší je jeho entropie.
Jakýkoli živý systém, včetně ekosystému, si tedy udržuje svou životně důležitou aktivitu, za prvé díky přítomnosti přebytku volné energie (energie Slunce) v prostředí; za druhé, schopnost díky konstrukci jejích základních složek zachytit a koncentrovat tuto energii a při použití ji rozptýlit do prostředí.
Nejprve tedy zachycení a následné soustředění energie s přechodem z jedné trofické úrovně do druhé zajišťuje zvýšení uspořádanosti a organizace živého systému, tedy snížení jeho entropie. Podle moderní nápadyživot je proces existence komplexu biologické systémy, skládající se z velkých organických molekul a schopných samoreprodukce a udržení své existence v důsledku výměny energie a látek s prostředí. Každý organismus je souborem uspořádaných interagujících struktur, které tvoří jeden celek, to znamená, že je to systém. Živé organismy mají vlastnosti, které ve většině neživých systémů chybí.
Environmentální faktory jsou faktory prostředí, které ovlivňují organismy a vyvolávají v nich adaptivní reakce. Jedno z odvětví ekologie, tzv autekologie. Problému vzájemného vztahu mezi jedinci stejného druhu a různých druhů jsme se dotkli pouze částečně, s ohledem na problematiku biotických vztahů. Vzhledem k otázce vztahů mezi jedinci stejného druhu budeme pokračovat ve studiu problémů autekologie. A budeme si povídat populace.
1. Pojem "populace" Doposud neexistuje jasná definice pojmu „populace“, která by uspokojovala potřeby různých biologických oblastí. Důvodem je, že genetici vkládají do pojmu „populace“ (jako soubor volně se křížících jedinců) svůj vlastní specifický význam. taxonomové přistupují z pozice morfofunkční jednoty, biogeografové - z pozice historicky izolované skupiny organismů charakteristických pro konkrétní krajinu nebo skupinu krajin atp. Na druhou stranu je pojem „populace“ konstruován v závislosti na přístupu použitém k jeho studiu. Za třetí, a možná nejdůležitější, existuje debata o tom, co je nejmenší strukturální jednotka druhu, protože populace mohou být rozděleny do mikropopulací nebo sloučeny do větších populačních systémů. K definici pojmu „populace“ přistoupíme z ekologického hlediska. Pamatujte však, že moderní ekolog mošt Populaci je nutné brát v úvahu nejen jako určité společenství jedinců stejného druhu, ale také jako striktně strukturně a funkčně organizovanou jednotku druhu jak v prostoru, tak v čase.
Populace v ekologii nazývají soubor jedinců stejného druhu, kteří se vzájemně ovlivňují a obývají společné území. Členové populace na sebe nemají menší vliv než fyzikální a chemické faktory prostředí nebo organismy jiných druhů žijících poblíž. Vzhledem k tomu, že ke kontaktům mezi jedinci stejné populace dochází častěji než mezi jedinci různých populací, jsou vnitrodruhové vztahy napjatější než mezidruhové.
V populacích se v té či oné míře projevují všechny formy biotických vztahů, nejvýrazněji se však projevují vzájemné a konkurenční vztahy. Mutualismus je extrémní stupeň asociace mezi jednotlivci, ve kterém každý těží ze spojení s jiným organismem. Specifická vnitrodruhová spojení jsou vztahy zaměřené na reprodukci: mezi jednotlivci různá pohlaví a mezi generacemi rodičů a dcer.
Populace je forma vnitrodruhové organizace nebo forma existence druhu, která zajišťuje nejúplnější využití dané skupiny jedinců. přírodní zdrojeúzemí, na kterém je obyvatelstvo omezeno. Biologický význam populace spočívá v nejúplnějším a racionální použití energetické zdroje k zajištění zachování potomstva. Během sexuální reprodukce přeměňuje výměna genů populaci na integrální genetický systém. Pokud k rozmnožování dochází vegetativními prostředky (výhonky, poupata atd.) nebo jinými prostředky, pak je populace systémem klonů nebo čistých linií sdílejících prostředí.
V moderní biologii je populace považována za základní jednotka v procesu evoluce, schopný reagovat na změny v prostředí restrukturalizací svého genofondu.
Když už mluvíme o ekologických populacích, je třeba poznamenat velkou rozmanitost jejich měřítek. Populace stejného druhu v různých prostředích se mohou značně lišit. Tyto rozdíly jsou způsobeny:
a) oblast rozšíření populace - mohou zabírat oblast srovnatelnou s pevninou (populace polární lišky, kachny divoké) a mohou být omezeny na několik metrů čtverečních (někteří obojživelníci a měkkýši);
b) počet jedinců tvořících populaci - populace může sdružovat miliony jedinců (komáři) nebo jen několik desítek zvířat (velcí predátoři);
c) počet mikropopulací - některé populace jsou zastoupeny mnoha mikropopulacemi vázanými na různé biotopy, jiné jsou prostorově jednotné.
Populace tak představují velmi různorodá druhová uskupení, jejichž počet a vlastnosti odpovídají diverzitě a stanovištním podmínkám, specifické vlastnosti prostředí a biologie zvířat samotných.
2. Přístupy ke studiu populací a jejich klasifikace
Populační přístup v ekologii je nesmírně důležitý. Hovořili jsme o hlavních základních děleních ekologie jako vědy, kde jsme poukázali na autekologii, synekologii a populační ekologii. Populační přístup, jak poznamenal A.M. Gilyarov v ekologii, ve svém teoretickém a aplikovaném významu, ve vývoji pojmového aparátu a rozmanitosti používaných metod, není v žádném případě horší než ekosystém. Ekologie se totiž ve svém založení zabývá charakteristikou populací, které tvoří společenstva a biocenózy, což jsou hlavní prvky spolu s biotopy prvky ekosystémů. Právě na tomto základním základě závisí mnoho vlastností a fungování ekosystémů. Kanadský výzkumník Charles Krebs dokonce napsal, že „ekologie je věda o interakcích, které určují distribuci a početnost organismů“. Ekologa zajímají především následující otázky:
– proč se konkrétní organismus nachází na konkrétním místě;
– proč je počet organismů v toto místo odlišné a co to způsobuje;
– co je spojeno a co určuje kolísání počtu organismů;
– proč počet druhů není stejný v různých částech jejich areálů;
– jaká spojení existují v rámci populace mezi organismy a jaká spojení existují mezi druhy ve společenstvech, které tvoří souhrnné populace.
Ekologové používají různé principy pro klasifikaci populací.
N.P. Naumov (1963), identifikace populačních jednotek, užit krajina-biotop přístup. Podle ní jsou největšími územními skupinami druhu poddruhy nebo geografické rasy. V rámci areálů poddruhů na územích s homogenními geografickými podmínkami, geografické populace, vyznačující se běžnými adaptacemi na klima a krajinu. Geografické populace se zase dělí na menší populace, které obývají různá stanoviště. U nižších populací jsou jména jako např ekologický, biotický, lokální, lokální, elementární. Čím nižší je hodnost populace, tím silnější je spojení se sousedními populacemi, tím větší je míra výměny jedinců a tím méně výrazné jsou rozlišovací znaky.
S.S. Schwartz a jeho následovníci vyvinuli jiný přístup - historicko-genetické. Podle jejich názoru lze populace jako genetickou jednotu rozlišit pouze u druhů s pohlavním rozmnožováním a křížovým opylením. Povinným znakem populace je v tomto případě její schopnost samostatně existovat na daném území neomezeně dlouhou dobu z důvodu rozmnožování, nikoli příliv jedinců zvenčí.
Podle V.N. Beklemiševe, je důležité vzít v úvahu rozmanitost interakcí organismů s prostředím. V souladu s tímto přístupem se populace rozlišují:
a) způsobem rozmnožování a stupněm genetické integrity:
– populace s křížovým oplodněním;
– koloniální populace;
– populace, které se vyznačují jak křížovým oplodněním, tak reprodukcí, která je vlastní koloniálním organismům (například mšice, které mají partenogenetickou reprodukci, ve které se samičí reprodukční buňky vyvíjejí bez oplodnění, a normální sexuální reprodukci s hnojením);
b) podle způsobu zachování počtu a trvání existence:
– trvalý populace, které vznikají na optimálních stanovištích, jsou schopné samoreprodukce a k udržení jejich počtu nevyžadují příliv jedinců zvenčí;
– dočasný populace existují nejen díky vnitřnímu potenciálu, ale také v důsledku imigrace jedinců zvenčí;
c) schopností sebereprodukce:
– nezávislý populace – schopné samostatné reprodukce; příliv jedinců nehraje významnou roli v jejich rozmnožování;
– polozávislý populace – mohou se samy rozmnožovat, ale přistěhovalectví jedinců počet výrazně zvyšuje;
– závislý– úmrtnost v rámci populace není kompenzována potomstvem bez imigrace jedinců, populace vymírá;
– pseudopopulací- jsou zcela neschopné vlastní reprodukce a jsou zcela závislé na vnějším přílivu. Ostrov Moneron je domovem populace teplovodních měkkýšů. V těchto studených vodách se netřou. Populace je udržována transportem larev z japonských břehů teplým Tsushimským proudem;
– dočasný nebo opakující se populace – vznikají v důsledku vystěhování jedinců z trvalých populací do nepříznivých biotopů v období prudkého nárůstu počtu stálých populací;
– hemipopulací nebo polopopulace– skupiny jedinců patřících do samostatných věkových fází vývoje živočichů, přičemž na různé fáze jeho věkový vývoj(ontogeneze) mají výrazné rozdíly, jak morfologické, tak ekologické (dospělí měkkýši dna a jejich volně plavající pelagické larvy).
3. Populační dynamika. Ukazuje způsob, jakým se počet stejně starých jedinců v populaci s věkem snižuje křivka přežití. Jsou známy tři hlavní typy křivek přežití. Křivkajá odpovídá populaci, v níž se většina jejích členů dožívá věku blízkého maximálnímu možnému věku pro daný druh (velcí savci). KřivkaII odráží stejnou pravděpodobnost úmrtí jedinců v jakémkoli věku (ptáků a plazů). Křivka III odpovídá velmi vysoké úmrtnosti v raný věk; u jedinců, kteří toto období přežijí, je pravděpodobnost úhynu nízká (mnoho rostlin, bezobratlí, ryby).
V populacích většiny druhů živočichů a rostlin je počet víceméně konstantní, u některých druhů však podléhá značným výkyvům, někdy zcela pravidelným, např. u hrabošů, lumíků, ryb a některého hmyzu.
Určuje se tempo růstu populace biologický potenciál, tj. individuální vlastnosti druh. Jakákoli populace je teoreticky schopná neomezeného růstu počtu, pokud není omezena faktory prostředí.
Dynamiku velikosti populace v čase určuje poměr ukazatelů plodnost A úmrtnost jednotlivci, stejně jako jejich přistěhovalectví A emigrace.
Sekundární faktory nepřímo naznačují druhu, že jeho početnost je hojná.
4. Strategie rozvoje lidské populace. Nyní se pokusme pochopit, proč v naší době v průmyslu vyspělé země převažují malé rodiny. V druhé polovině 17. stol. nejprve v Anglii a poté v Holandsku a Francii začala průmyslová revoluce, která později ve stejných zemích přerostla vědeckou a technologickou revoluci. Po tři staletí se tyto národy, vymýšlející a zavádějící nejrůznější inovace, dokázaly přizpůsobit novým podmínkám, které sami vytvořili. S rozvojem hygieny a medicíny se snižovala kojenecká úmrtnost, prodlužovala se naděje dožití a zpočátku se zlepšením rostla životní podmínky Porodnost postupně klesala. Britové, Nizozemci a Francouzi zažili v 19. století populační explozi. Jelikož populační růst mohl být zajištěn i nízkou porodností, postupně klesal. Později se touto cestou vydali Němci, Švédové, Baltové, Rusové a pak Španělé, Gruzínci, Japonci, kteří završují éru demografické exploze v naší době.
V rozvojových zemích Indie, Indočíny, na Středním východě, Latinská Amerika, ve Střední Asii a Číně dochází k demografické explozi bezprecedentní síly, i když ekonomicky je to pro tyto země nepříznivé.
Národy těchto zemí byly poslední, kdo se vydal cestou vědecké a technologické revoluce, a postupují po ní příliš rychle a využívají plody úsilí, které jim nejsou vlastní. Úmrtnost dětí a mládeže se snížila. Vysoká porodnost, která byla ještě včera v těchto populacích životně důležitá pro kompenzaci dětské úmrtnosti, se rychle stala nadměrnou. Ale porodnost, ne úmrtnost. Je ovládána komplexem populační systém, posílena každodenním životem, tradicemi, náboženstvím. Trvá čas, než populace, několik generací, přivede svou porodnost do souladu s novou mírou úmrtnosti.
Struktura populace a vnitropopulační vztahy
Zavedení
Struktura populace
Pohlavní struktura populace
společenství
Závěr
Zavedení
Populace je skupina jedinců schopných více či méně stabilní sebereprodukce (sexuální i asexuální), relativně izolovaných (obvykle geograficky).<#"justify">1. Struktura populace
Demografickou strukturou populace se rozumí především její pohlaví a věkové složení. Kromě toho je zvykem mluvit o prostorové struktuře populace – tedy o vlastnostech rozložení jedinců v populaci v prostoru.
Znalost struktury populace umožňuje výzkumníkovi vyvodit závěry o jejím blahobytu či nevýhodě. Pokud například v populaci nejsou žádní generativní (tj. schopní produkovat potomstvo) jedinci a existuje mnoho stařeckých (senilních) jedinců, pak lze učinit nepříznivou prognózu. Taková populace nemusí mít budoucnost. Je vhodné studovat populační strukturu v dynamice: s vědomím jejích změn v průběhu několika let lze mnohem jistěji mluvit o určitých trendech.
Věková struktura obyvatelstva
Tento typ struktury je spojen s poměrem jedinců různého věku v populaci. Jedinci stejného věku se obvykle sdružují do kohort, tedy věkových skupin.
Velmi podrobně je popsána věková struktura rostlinných populací. Rozlišuje (podle T.A.Robotnova) následující věky (věkové skupiny organismů):
latentní období – stav semene;
pregenerační období (zahrnuje stavy semenáčku, juvenilní rostliny, nezralé rostliny a panenské rostliny);
generativní období (obvykle se dělí na tři podobdobí - mladí, zralí a staří generativní jedinci);
postgenerativní období (zahrnuje stavy subsenilní rostliny, senilní rostliny a fázi odumírání).
To samozřejmě vyvolává problém vztahu kalendářního a biologického věku. Příslušnost k určitému věkovému stavu je dána mírou projevu určitých morfologických (například míra disekce složitého listu) a fyziologických (například schopnost rodit) vlastností. Tímto způsobem se zaznamenává především biologický věk jedince. Biologický věk má pro ekologa větší význam, protože právě on určuje roli jedince v populačních procesech. Přitom zpravidla existuje vztah mezi biologickým a kalendářním věkem. populace evoluční sexuální komunita
Populace zvířat lze také rozdělit do různých věkových stádií. Například hmyz, který se vyvíjí s úplnou metamorfózou, prochází fázemi vajíčka, larvy, kukly a imaga (dospělý hmyz). U jiných zvířat (která se vyvíjejí bez metamorfózy) lze také rozlišit různé stavy související s věkem, i když hranice mezi nimi nemusí být tak jasné.
Charakter věkové struktury (nebo, jak se říká, věkového spektra) populace závisí na typu tzv. křivky přežití charakteristické pro danou populaci. Křivka přežití ukazuje míru úmrtnosti v různých věkových skupinách. Pokud tedy úmrtnost nezávisí na věku jedinců, pak je křivka přežití klesající čarou (viz obrázek I. typ). To znamená, že smrt jedinců se u tohoto typu vyskytuje rovnoměrně, úmrtnost zůstává konstantní po celý život. Taková křivka přežití je charakteristická pro druhy, jejichž vývoj probíhá bez metamorfózy s dostatečnou stabilitou narozeného potomstva. Tento typ se obvykle nazývá typ hydra – vyznačuje se křivkou přežití blížící se přímce.
U druhů, u kterých je role vnějších faktorů v úmrtnosti malá, je křivka přežití charakterizována mírným poklesem do určitého věku, poté dochází k prudkému poklesu v důsledku přirozené (fyziologické) mortality. Typ II na obrázku. Povaha křivky přežití blízká tomuto typu je charakteristická pro lidi (ačkoli křivka přežití člověka je poněkud plošší, a je tedy něco mezi typy I a II). Tento typ se nazývá typ Drosophila: to je to, co ovocné mušky vykazují v laboratorních podmínkách (nežraly je dravci).
Mnoho druhů se vyznačuje vysokou mortalitou v raných fázích ontogeneze. U takových druhů je křivka přežití charakterizována prudkým poklesem v mladším věku. Jedinci, kteří přežijí „kritický“ věk, vykazují nízkou úmrtnost a dožívají se vyššího věku. Typ se nazývá ústřicový typ. Na obrázku typ III.
Studium křivek přežití je pro ekologa velmi zajímavé. Umožňuje nám posoudit, v jakém věku je konkrétní druh nejzranitelnější. Pokud se dopady příčin, které mohou změnit plodnost nebo úmrtnost, objeví v nejzranitelnějším stádiu, pak bude jejich vliv na následný vývoj populace největší. Tento vzorec je třeba vzít v úvahu při organizaci lovu nebo hubení škůdců.
Pohlavní struktura populace
O pohlavní struktuře populace můžeme hovořit samozřejmě pouze tehdy, mluvíme-li o dvoudomém (bisexuálním) druhu. Bisexualita hraje obrovskou roli v udržování genetické rozmanitosti jedinců v populaci. Význam genetické diverzity pro stabilitu populace bude podrobně diskutován v další lekci. Nyní si všimneme, že sexuální struktura, tedy poměr pohlaví, přímo souvisí s reprodukcí populace a její stabilitou.
Je obvyklé rozlišovat primární, sekundární a terciární poměr pohlaví v populaci. Primární poměr pohlaví je určen genetickými mechanismy - uniformitou divergence pohlavních chromozomů. Například u lidí určují chromozomy XY vývoj mužského pohlaví a chromozomy XX vývoj ženského pohlaví. V tomto případě je primární poměr pohlaví 1:1, tedy stejně pravděpodobný.
Sekundární poměr pohlaví je poměr pohlaví v době narození (mezi novorozenci). Od primárního se může výrazně lišit z řady důvodů: selektivita vajíček vůči spermiím nesoucím chromozom X nebo Y, nestejná schopnost takových spermií oplodnit se a různé vnější faktory. Zoologové například popsali vliv teploty na sekundární poměr pohlaví u plazů. Podobný vzor je typický pro některý hmyz. U mravenců je tedy oplodnění zajištěno při teplotách nad 20 0C, a při nižších teplotách se kladou neoplozená vajíčka. Z těch druhých se líhnou samci a z oplozených převážně samice.
Terciární poměr pohlaví je poměr pohlaví dospělých zvířat.
Prostorová struktura obyvatelstva
Prostorová struktura populace odráží povahu rozložení jedinců v prostoru.
Existují tři hlavní typy distribuce jednotlivců v prostoru:
stejnoměrné (jedinci jsou rozmístěni rovnoměrně v prostoru, ve stejných vzdálenostech od sebe), typ se také nazývá rovnoměrné rozdělení;
kongregační nebo mozaikové (tj. „skvrnití“, jedinci se nacházejí v izolovaných shlucích);
náhodné, nebo difúzní (jedinci jsou náhodně rozmístěni v prostoru).
Pokud jste obeznámeni se statistikou, pak lze rozdíl mezi těmito typy prostorové struktury popsat následovně. Vezměme určitý počet vzorků, počítáme počet jedinců ve stejných oblastech. Pokud má rozptyl počtu jedinců ve vzorcích tendenci k nule, máme co do činění s rovnoměrným rozdělením. Pokud se rozptyl blíží aritmetickému průměru, jedná se o náhodné rozdělení. Pokud je rozptyl mnohem větší než aritmetický průměr, pak můžeme mluvit o kongregačním rozdělení jednotlivců.
Rovnoměrná distribuce je v přírodě vzácná a je nejčastěji způsobena intenzivní vnitrodruhovou konkurencí (jako např. u dravých ryb).
Náhodné rozšíření lze pozorovat pouze v homogenním prostředí a pouze u druhů, které nevykazují tendenci k vytváření skupin. Jako učebnicový příklad rovnoměrného rozdělení se obvykle uvádí rozšíření brouka Tribolium v mouce.
Distribuce ve skupinách je mnohem běžnější. Je spojena s charakteristikami mikroprostředí nebo s charakteristikami chování zvířat.
Prostorová struktura má důležitý ekologický význam. Za prvé, určitý typ využití území umožňuje obyvatelstvu efektivně využívat zdroje životního prostředí a omezit vnitrodruhovou konkurenci. Efektivní využívání prostředí a snížená konkurence mezi členy populace jí umožňuje posílit její pozici vůči ostatním druhům obývajícím daný ekosystém.
Dalším důležitým významem prostorové struktury populace je to, že usnadňuje interakci jednotlivců v rámci populace. Bez určité úrovně vnitropopulačních kontaktů nebude populace schopna plnit jak své druhové funkce (reprodukce, osídlení), tak funkce spojené s participací v ekosystému (účast na látkových cyklech, tvorba biologických produktů atd.).
5. Komunity
Komunita je typ vnitropopulačního vztahu, ve kterém jednotlivci tvoří stabilní skupiny, které okupují a brání určité území. Udržují neustálou výměnu informací, jsou v některých relativně stálých vztazích a kříží se především mezi sebou Komunita zahrnuje zpravidla malý počet jedinců. Jedná se o menší skupinu jedinců daného druhu než populace, někdy nazývaná mikropopulace.
Komunita obvykle zahrnuje malý počet jednotlivců. Jedná se o menší skupinu jedinců daného druhu než populace, někdy nazývaná mikropopulace. Pro srovnávací studii strukturálních a dalších rysů živočišných společenstev potřebují vědci identifikovat vlastnosti, kterými se mohou skupiny jedinců různých druhů navzájem lišit. Nejdůležitější znamení to se ukazuje jako: stabilita seskupení v čase; vzájemná koordinace jednání jednotlivců ve skupině; pevnost spojení mezi jednotlivci; zachování integrity skupiny (agrese vůči „outsiderům“ vlastního druhu).
Pro srovnávací studii strukturálních a dalších rysů živočišných společenstev potřebují vědci identifikovat vlastnosti, kterými se mohou skupiny jedinců různých druhů navzájem lišit.
Znaky komunity:
) stabilita skupin v čase;
) vzájemná koordinace jednání jednotlivců ve skupině;
) síla spojení mezi jednotlivci;
) zachování integrity skupiny (agrese vůči „outsiderům“ vlastního druhu).
V závislosti na typu může společnost zahrnovat více popř nejmenší číslo jednotlivci. Společnost je typicky menší skupina jedinců daného druhu než hlavní populace, která se někdy nazývá mikropopulace. K. Lorenz, uvažující různé tvary sociální struktury, dělá následující klasifikaci: všechna živočišná společenství lze rozdělit do dvou zásadně odlišných tříd:
anonymní, ve kterém není nic připomínající strukturu (žádné skupiny, žádní vůdci, žádní následovníci),
personalizované, založené na osobních kontaktech, ve kterých lze rozdělit role. Tato vlastnost - přítomnost nebo nepřítomnost schopnosti členů skupiny se navzájem rozpoznat - se používá jako jedno z hlavních kritérií pro klasifikaci komunit.
Vzhledem k různým typům sociálních struktur došel K. Lorenz k závěru, že všechna živočišná společenství lze rozdělit do dvou zásadně odlišných tříd: - anonymní, bez struktury; - personalizované, založené na osobních kontaktech, ve kterých lze rozdělit role.
Klasifikace zvířecích společenstev je tedy založena na posouzení síly kontaktů a individuálního rozpoznání se navzájem jednotlivci.
Anonymní společenstva se obvykle nazývají ta společenstva zvířat, ve kterých není žádné složitá struktura vztahy mezi jednotlivci, zdá se, že se osobně neznají. Všeobecně se přijímalo, že anonymní komunity jsou charakteristické především pro nižší organizované skupiny zvířat a se zvyšující se složitostí nervový systém a chování obecně se stává složitějším sociální organizace. Není to však tak úplně pravda. Mezi taková anonymní společenství patří stěhovavá hejna, seskupení mnoha druhů ptáků, kteří hnízdí, nebo zvířata různých druhů na napajedlech, i když ta mohou sestávat z menších skupin, jejichž členové se osobně znají. Je třeba poznamenat, že v hejnu stěhovavých ptáků (anonymní společenství), například labutí, divokých hus a jeřábů, rodinné skupiny(manželské páry s dětmi) drží spolu a udržují osobní vztahy. To se ale neděje u všech druhů. Ve stejné situaci jsou členy čápi a volavky manželské páry- navzájem se nepoznají. Když přijde čas na stavbu hnízda, jednají manželé nezávisle na sobě, i když pár přežil: samec a samice prostě odletí na staré místo sami.
Ve vztahu k anonymním komunitám někteří badatelé používají termín „ skupinové chování", významově odlišný od termínu" společenské chování", charakterizující vztahy zvířat v personalizovaných komunitách. Vědci rozlišují tři typy anonymních komunit: shluky neboli agregace; otevřená komunita; uzavřená komunita. Agregace nebo akumulace. Již v raném období rozvoje etologie byla široká škála různé typy sociální organizace zvířat, od osamělého životního stylu až po velmi složitá společenství primátů a sociálního hmyzu. Společenstva, dokonce i ta nejprimitivnější, by měla být odlišena od hromadění nebo shlukování zvířat. Jsou to sdružení zvířat, která se tvoří pod vlivem některých fyzikální faktor prostředí (jídlo, teplota atd.). Příkladem agregace mohou být hejna pulců ve sluncem prohřátých oblastech nádrže. Agregace jsou charakteristické pro mnoho druhů bezobratlých.
Anonymní komunita často ukazuje úžasnou soudržnost a účelnost skupinové akce. Když se tedy ve vzduchu objeví krahujec nebo Hobby, hejna špačků se pevně shromáždí, spěchají k němu a obtékajíce ze všech stran se opět shromažďují v jeho ocasu. Stejně tak na dravce reaguje i mnoho ryb. Dravci, nejen velcí, ale i malí, neútočí na kořist v rámci hustého stáda, ale snaží se jednoho ubránit nebo počkat, až se ta nejplaší a neklidná kořist sama oddělí od stáda.
V anonymních komunitách jedinci reagují koordinovaně na biologicky významné signály, které mohou mít různé modality. V ptačích koloniích jsou to hlasité výkřiky, signalizující přiblížení predátora nebo prostě jen nějakou změnu situace. Signály jiné modality jsou vnímány zrakem, například neklidné pohyby jednoho jedince, které nutí zbytek smečky, aby ho následoval. Tato reakce se nazývá kinopse. Signály mohou být chemické povahy. Je například známo, že když se do akvária s rybami z jiného akvária, ve kterém hejno stejných ryb nedávno uniklo predátorovi, nalije trochu vody, pak podobná panika může zachvátit i obyvatele prvního akvária V tomto případě se informace přenáší pomocí speciální látky - poplašného feromonu. V anonymní komunitě jsou první, kdo vysílá signály, obvykle ti na periferii. Vzhledem k tomu, že členové smečky neustále mění svou pozici, může se jakékoli zvíře ukázat jako nedobrovolný vůdce, kterého následují. Takové společenství se nazývá ekvipotenciální.
Anonymní společenstva, jejichž členové neprojevují agresi vůči nově připojeným jedincům svého druhu, se nazývají otevřená. Patří mezi ně například stáda žiraf nebo klokanů, které přitahuje pohled na své příbuzné, ale stejně snadno se zařadí a následně skupinu opustí.
Dalším typem anonymní komunity je komunita uzavřená. Její členové se nerozlišují „osobně“, ale dokážou rozlišit zvířata patřící k jiné komunitě („cizinci“) například čichem.
Mezi typické uzavřené anonymní komunity patří kolonie krys. Když se na území kolonie objeví cizinec, napadnou ho všichni její dospělí členové a buď ho zabijí, nebo vyženou. Jediným znakem, kterým krysy rozlišují „přátele“ od „cizinců“, je vůně specifická pro každou kolonii. Pokud se krysa potře podestýlkou z jiné kolonie, okamžitě ji zabijí její příbuzní, se kterými předtím žila. úplný klid.
Vyšší typ veřejná organizace- jedná se o individualizované (personalizované) komunity, tzn. asociace zvířat s uspořádanou strukturou, ve které každý člen „zná“ všechny ostatní „osobně“ („od vidění“). Pro představitele řádu jsou charakteristické stabilní uzavřené skupiny založené na stabilních vztazích mezi jejich jednotlivými jedinci masožravých savců zejména ti, kteří získávají potravu kolektivním lovem (vlci, psi hyenovití atd.), jakož i pro mnoho druhů ptáků a primátů. Jádrem takové smečky je obvykle skupina poměrně zkušených zvířat středního věku, která se znají dlouho a mají „přátelské“ vztahy. Takové skupiny se vyznačují kombinací projevů typické rysy hierarchie dominance se složitějšími „osobními“ vztahy mezi jednotlivci. Další důležitou vlastností Mezi takové skupiny patří zájem starších jedinců o integritu komunity a bezpečnost jejích členů. Při analýze struktury komunit tohoto typu je tedy možné identifikovat jak rysy hierarchie dominance s nevyhnutelnými projevy agrese, tak projevy fenoménu „rolí“, kdy vedení připadá na nejzkušenější členy skupiny, kteří si tuto odpovědnost rozdělují mezi sebe.
Obecně se taková společenství vyznačují velmi vysokou plasticitou individuálních kontaktů, včetně rysů neformální náklonnosti a „přátelství“. U vyšších obratlovců (primáti, delfíni) mají společenstva některé rysy otevřených skupin (nedostatek agresivity vůči cizím lidem), které jsou kombinovány s velmi složitými a stabilními interakcemi mezi jednotlivci.
Závěr
Existují různé přístupy k hodnocení úrovně složitosti sociálních kontaktů a relativní role agrese a „přátelství“ v individualizovaných komunitách. V zoologických zahradách a ve výbězích experimentálních laboratoří byla provedena řada studií. Zároveň se neustále vynořovala otázka, jak moc vztahy mezi jedinci v takových skupinách skutečně odpovídají tomu, co se děje v přírodě, v přirozených skupinách zvířat. Přímější odpověď na tuto otázku poskytují četná pozorování přirozených populací v přirozených podmínkách tohoto druhu. Vědci zvířata postupně navykli na jejich přítomnost, aniž by zasahovali do života skupiny. J. Goodallová tedy píše, že ve vztahu k šimpanzům prošla třemi fázemi.
V první fázi se snažila překonat strach, který je pro divoká zvířata přirozený, když se opice rozprchly, když se objevila. Ve druhé fázi se u opic vyvinuly orientačně-průzkumné a agresivní reakce, které časem odezněly. A konečně přišel čas, kdy opice začaly badatele zdravit jako bližního. Když se objevila, vyslovili specifický pozdrav na pozdrav, pohupovali větvemi stromů a v některých případech jí vůbec nevěnovali pozornost. Po více než 30 letech pozorování šimpanzů Goodall dokázal rozlišit zrakem všechny členy skupiny a někdy dokonce znal „biografie“ jednotlivých jedinců od narození až do smrti.
Seznam použité literatury
1. Panov E.N. Chování zvířat a etologická struktura populací. M., 1983.
Menning O. Chování zvířat. Úvodní kurz. M., 1982.
Crook J. Struktura a dynamika komunity v dželadách (Theropithecus gelada) // Pokroky v moderní teriologii. M., 1977. str. 64-74.
Doučování
Potřebujete pomoc se studiem tématu?
Naši specialisté vám poradí nebo poskytnou doučovací služby na témata, která vás zajímají.
Odešlete přihlášku uvedením tématu právě teď, abyste se dozvěděli o možnosti konzultace.
Znalost charakteristik pohlavní struktury populace umožňuje určit stav a vyhlídky její existence v konkrétních podmínkách prostředí, identifikovat optimální poměry pohlavních skupin pro progresivní vývoj populace.
Základní pojmy a pojmy: pohlavní struktura, unisexuální, bisexuální populace, partenogeneze, primární pohlavní poměr, sekundární pohlavní poměr, pohlavní dimorfismus, pohlavní výběr, výběr partnera.
Sexuální struktura určuje poměr článků jedinců zařazených do populace a směřuje k jejímu růstu.
Populace osob stejného pohlaví se skládají ze samic a rozmnožují se partenogeneticky. Partheneze nazývá se vývoj vajíčka bez oplodnění. Je charakteristický pro včely, mšice, mnoho výtrusných rostlin a některé semenné rostliny.
V přírodě jsou nejběžnější bisexuální populace muži a ženy. samice. Takové populace převládají ve světě zvířat a jsou méně časté u rostlin. Dvoudomé dvoudomé rostliny jsou topoly, vrby, chmel, konopí, rakytník a další.
Někteří bezobratlí živočichové a vyšší rostliny se vyznačují hermafroditismem, tedy přítomností samčích a samičích pohlavních orgánů (gonád) u jednoho jedince.
U mnoha zvířat je poměr samců a samic oddělený, podle zákonů genetiky 1:1, tzn. počet mužů a žen je téměř stejný. Pohlaví budoucího jedince je určeno v okamžiku oplodnění jako důsledek kombinace pohlavních chromozomů. Darwin považoval takový rovnoměrný poměr článků za prospěšný pro populaci, protože minimalizuje konkurenci o sexuálního partnera. Podle jiných výzkumníků je poměr, ve kterém převažují samice, slibnější pro růst populace, protože to pomáhá zvyšovat počet potomků. U většiny savců, včetně domácích a zemědělských, je tedy jeden samec schopen oplodnit několik samic.
Proto, v populacích jednotlivých organismů je poměr pohlaví definován jako poměr počtu samců k počtu samic, nebo jako podíl samců v populaci (tedy jako poměr počtu samců k celkovému počtu mužů a žen).
Však, primární poměr článků, která je určena v okamžiku oplodnění, není zachována kvůli více vysoká pravděpodobnostúmrtí představitelů jednoho nebo druhého pohlaví. Rozdíly v úmrtnosti jedinců různého pohlaví se objevují již v embryonálním období. U pižmoňů je tedy v mnoha oblastech jeho distribuce mezi novorozenci jedenapůlnásobná více samic než muži. Nějaký netopýři počet žen v populaci po hibernacečasto klesá na 20 %.
Bažanti, kachny, sýkory koňadry a mnoho druhů hlodavců se vyznačují vyšší úmrtností samců.
Tedy sekundární poměr pohlaví v populaci nejsou stanovena podle genetických zákonů, ale pod vlivem podmínek prostředí a vlastností reprodukce.
Jak ukázaly studie, poměr počtu mužů a žen v populaci se v čase mění (obr. 5.10), což je dáno specifickou úmrtností různých věkových skupin a přežíváním potomků.
Rýže. 5.10. Změny v poměru počtu samců a samic u tučňáků nad 10 let života.
Na vývoj pohlaví a tvorbu pohlavní struktury mají významný vliv různé faktory, zejména teplota (obr. 5.11, 5.12).
Rýže. 5.11. Závislost vývoje pohlaví u červených mravenců na teplotě kladení vajíček.
Rýže. 5.12. Vliv podmínek prostředí na sexuální strukturu populace dafnie.
V posledních letech byly získány údaje, které naznačují možnost přirozené regulace sekundární ( u novorozenců) a terciární(u chovných jedinců) poměr článků v důsledku expozice nepříznivé podmínky existence. To potvrzuje, že přirozené populace mají skryté rezervy pro regulační strukturu, jejíž hodnota by se mohla stát základem pro plánování opatření na ochranu populace.
V mnoha případech je antropogenní tlak zaměřen na jeden z druhů. U ptáků, kopytníků a kytovců se tak v důsledku rybolovu nejvíce snižuje počet samců. To výrazně narušuje sexuální strukturu populace.
Při charakterizaci sexuální struktury populací je třeba věnovat pozornost pohlavnímu výběru, systému páření a sexuálnímu dimorfismu. Ovlivňují vývoj populace a její složení, neboť si vybírají silnější a stabilnější jedince.
Důležitou roli v poměru pohlaví hraje sexuální dimorfismus, to je fyziologické, morfologické a behaviorální rozdíly mezi pohlavími. on si hraje důležitou roli PROTI výběr partnera. Ti členové populace, kteří najdou lepší partnery pro páření, nakonec produkují lepší potomky.
Pohlavní dimorfismus někdy plní ještě jednu ekologickou funkci – redukuje soutěž mezi zástupci různých článků pro zdroj potravy. Jednou z výhod, které dává jedinci sexuální reprodukce, je, že může zvýšit (nebo snížit) celkovou zdatnost svých potomků kombinací svých genů s jinými geny (svého partnera), které ovlivňují přežití. Tato vlastnost má přímý praktický význam a je základem šlechtitelské práce.