Określona jest pierwotna struktura płciowa populacji. Struktura i charakterystyka populacji
Struktura populacji to pewna organizacja, która powstaje z jednej strony na podstawie biologicznych właściwości gatunku, a z drugiej pod wpływem czynniki biotyczneśrodowisko i populacje innych gatunków. Struktura ludności nie jest stabilna.
Istnieją struktury przestrzenne (terytorialne), wiekowe, płciowe, genetyczne, behawioralne i inne.
Struktura przestrzenna populacje— jest to cecha rozmieszczenia osobników populacji w przestrzeni. Zależy to zarówno od właściwości siedliska, jak i od cech biologicznych gatunku. Może się zmieniać w czasie, w zależności od pory roku, wielkości populacji itp. Rozmieszczenie przestrzenne osobników w populacjach może być równomierne, losowe i grupowe (ryc. 8).
Ryż. 8. Przestrzenny rozkład osobników w populacjach
Na mundur W (regularnym) rozmieszczeniu osobniki są umieszczane w mniej więcej równych odstępach, np. drzewa w dojrzałym lesie sosnowym. W rzeczywistości równomierny rozkład jednostek jest zjawiskiem rzadkim.
Na losowy rozkład (dyfuzyjny), jednostki są rozmieszczone nierównomiernie, a ich spotkania ze sobą są losowe. Ten typ rozmieszczenia jest szeroko rozpowszechniony wśród roślin i wielu gatunków zwierząt. Losowe rozproszenie ma miejsce w jednorodnym środowisku.
Na Grupa(mozaikowe), osobniki spotykane są w grupach, np. kępach turzyc na nisko położonych torfowiskach, stadach ssaków lub koloniach ptaków. Umieszczenie grupowe zapewnia populacji większą odporność na niekorzystne warunki.
Z biegiem czasu na dużych obszarach geograficznych osobniki tej samej populacji mogą, w przypadku rozmieszczenia, tworzyć kombinacje tych trzech typów rozmieszczenia. Przykładem może być rozmieszczenie drzew w lesie. Najpierw następuje osadnictwo grupowe, a następnie rozkład może stać się jednolity (lasy sosnowe). Rozprzestrzenianie się mszyc i stonki ziemniaczanej może początkowo być przypadkowe, jednak w miarę ich namnażania staje się zgrupowane lub jednolite.
Granice populacji mogą być albo dobrze określone, gdy terytorium jest podzielone przeszkodą, taką jak pasmo górskie lub rzeka, albo zamazane. Wiele zwierząt prowadzących aktywny tryb życia aktywnie się rozprasza. Prowadzi to do intensywnego mieszania się populacji i zacierania granic między nimi. Na przykład bardzo mobilne i aktywnie poruszające się lisy polarne, niektóre ptaki i inne zwierzęta mają ogromne siedliska bez ostrych granic między populacjami.
W przypadku organizmów osiadłych i biernie poruszających się (płazy, mięczaki lądowe) wręcz przeciwnie, populacje są wyraźnie odgraniczone nawet na stosunkowo niewielkim obszarze. Terytorium zajmowane przez populację jaszczurki zwinki (Lacerta agilis) może wahać się od 0,1 do kilku hektarów. Populacja reniferów zajmuje powierzchnię ponad 100 metrów kwadratowych. km.
Dla zwierząt jako organizmów mobilnych stopień przywiązania do terytorium ma wiodące znaczenie w określeniu charakteru struktury przestrzennej populacji. W zależności od sposobu wykorzystania przestrzeni wszystkie mobilne zwierzęta dzielą się na dwie grupy: siedzące i koczownicze (koczownicze), ponadto istnieje wiele grup pośrednich.
Gatunki charakteryzujące się siedzący obrazżycie z reguły jest charakterystyczne intensywny rodzaj użytkowania terytorium, w którym jednostki lub ich grupy eksploatują zasoby na stosunkowo ograniczonej przestrzeni przez długi czas. Gatunki charakteryzujące się koczowniczym trybem życia charakteryzują się eksintensywny sposób użytkowania terytorium, w którym zasoby są zwykle konsumowane przez grupy jednostek stale przemieszczających się po dużym obszarze.
Nazywa się rozprzestrzenianiem organizmów poza populację przesiedlenie. Wzorce rozproszenia odzwierciedlają to, jak populacja zajmuje coraz więcej przestrzeni. Wśród nich są następujące: anemochoria(rozprzestrzeniane przez wiatr), hydrochoria(woda), fitochoria(rośliny), zoochoria(zwierzęta) i antropochoria(człowiek). Rozproszenie może być pasywne (allochoria) i aktywne (autochoria).
Przemieszczenia zwierząt spowodowane zmianami warunków życia lub związane z ich cyklami rozwojowymi nazywane są migracjami . Mogą mieć charakter regularny (codzienny i sezonowy) i nieregularny (podczas suszy, powodzi, pożarów itp.). Klasyczny przykład migracje sezonowe - loty ptaków. Migracje nieregularne mają z reguły charakter chaotyczny, w przeciwieństwie do większości zorganizowanych, regularnych.
Względna izolacja terytorialna populacji prowadzi do izolacji reprodukcji – ograniczenia swobody krzyżowania się. Populacja jest podzielona na kilka podziałów panmiktycznych - blisko spokrewnionych ze sobą ze względu na płeć i wiek skupisk jednostek żyjących blisko siebie i dlatego często w kontakcie. Takie mikropopulacje w roślinach są paczki, a u zwierząt - demy (stada, kolonie itp.), które istnieją przez całe życie jednego lub kilku pokoleń.
Struktura płciowa populacji— Jest to stosunek ilościowy osobników według płci. Proporcje płci w populacji ustalane są zgodnie z prawami genetycznymi, a następnie wpływa na nie środowisko. U większości gatunków płeć przyszłego osobnika ustalana jest w momencie zapłodnienia w wyniku rekombinacji chromosomów płciowych. Cechy związane z płcią często determinują różnice w morfologii (wielkość, kolor), fizjologii (tempo wzrostu, moment dojrzewania), ekologii i zachowaniu samców i samic. Na przykład samce komarów z rodziny Culicidae, w przeciwieństwie do samic wysysających krew, w okresie wyobrażeniowym albo w ogóle nie żerują, albo ograniczają się do lizania rosy i spożywania nektaru roślinnego.
Stosunek osobników według płci, zwłaszcza samic rozrodczych w populacji, ma bardzo ważne do dalszego wzrostu jej liczebności. W przyrodzie występują gatunki charakteryzujące się wysoką śmiertelnością samic (na przykład piżmaki, pingwiny, nietoperze) i odwrotnie, większą śmiertelność samców (bogatki, bażanty, wiele gryzoni). Tak, trochę nietoperze odsetek kobiet w populacji po hibernacja obniżona do 20%.
Na proporcję płci w populacji wpływają warunki środowiskowe. U niektórych gatunków płeć jest początkowo determinowana nie przez czynniki genetyczne, ale przez czynniki środowiskowe. Na przykład u roślin Arisaema japonica płeć zależy od gromadzenia zapasów składniki odżywcze w bulwach. Okazy z kwiatami żeńskimi wyrastają z dużych bulw, a okazy z kwiatami męskimi z małych. U czerwonych mrówek leśnych (Formica ruf a) samce rozwijają się z jaj złożonych w temperaturach poniżej +20°C, a samice w wyższych temperaturach. Mechanizm tego zjawiska polega na tym, że tkanka mięśniowa pojemnika na plemniki, w którym plemnik jest przechowywany po kopulacji, zostaje aktywowana dopiero wtedy, gdy wysokie temperatury, zapewniając zapłodnienie złożonych jaj. Z niezapłodnionych jaj błonkoskrzydłych rozwijają się wyłącznie samce.
W obrębie gatunkowym struktura płciowa populacji roślin jest mniej więcej stała, natomiast zmiany warunków zewnętrznych zmieniają stosunek płci. Na przykład w suchym roku 1975 na Uralu liczba formy żeńskie w szałwii stepowej (w 10 raz).
Struktura genetyczna populacjicharakteryzuje się różnym stopniem różnorodności genetycznej osobników. Nazywa się ogółem genów występujących u osobników określonej populacjipula genowa.Nazywa się zbiór wszystkich genów skupionych w chromosomach jednego organizmugenotyp. Z genetycznego punktu widzenia populacja— ogół genotypów. Jeśli stosunek genotypów w populacji nie zmienia się przez pokolenia, to populacja jest stabilna równowaga genotypowa. Pomimo zmienności w jej częściach strukturalnych, populacja jako kompletny system stabilnie zachowuje pulę genów odziedziczoną od populacji przodków.
Genotyp, wchodząc w interakcję z warunkami środowiskowymi, tworzy fenotyp. Fenotyp nazywane są elementarnymi znakami organizmu, które determinują Cechy indywidulane jego strukturę i funkcje życiowe (morfologiczne, fizjologiczne i behawioralne), które zależą od interakcji genotypu z warunkami środowiskowymi.
Całość znaki zewnętrzne organizm, odzwierciedlając jego zdolność przystosowania się do warunków środowiskowych, tworzy formę życia lub biomorf. Nazywa się istnienie przez wiele pokoleń osobników w populacji o dwóch lub więcej wyraźnie wyrażonych formach, różniących się strukturą i funkcjami wielopostaciowość. Gatunkami polimorficznymi są na przykład brzoza brodawkowata (Betula pendula), świerk pospolity (Picea abies) i sosna zwyczajna (Pinus sylvestris).
Świerk pospolity ma trzy formy rozgałęzień (grzebień, zwarty i płaski pazur), szyszki czerwone, zielone i fioletowe. W lasach świerkowych można spotkać drzewa o korze gładkiej, łuszczącej się, blaszkowatej i olchowej. Formy świerkowe wyróżniają się także budową szyszek (łuska matowa i łuska ostra). Ponadto świerk o ostrych szyszkach rośnie szybciej i ma drewno lepszej jakości.
Uniwersalną właściwością wszystkich żywych istot, od wirusów i mikroorganizmów po wyższe rośliny i zwierzęta, jest zdolność dawania mutacje— nagłe, naturalne lub sztucznie wywołane, dziedziczne zmiany materiał genetyczny, co prowadzi do zmian w niektórych oznakach ciała. Mutacje leżą u podstaw zmienności dziedzicznej i manifestują się w fenotypie dorosłego organizmu poprzez zmianę procesów jego ontogenezy. Zmienność mutacyjna nie spełnia warunków środowisko i z reguły zakłóca istniejące adaptacje.
Wiodącym czynnikiem specjacji jest indywidualny dobór naturalny — przetrwanie osobników najlepiej przystosowanych do swojego środowiska. W procesie walki o byt manifestuje się różnorodność biologiczna jednostek tworzących populację. Niektóre osobniki umierają, inne przeżywają i rozmnażają się. Nowo powstające mutacje łączone są z dobranymi już dla osobników genami, zmieniają się ich fenotypy i na tej podstawie powstają nowe adaptacje, powodujące dalsze przekształcenia organizmów.
Względna izolacja przestrzenna populacji prowadzi do jej izolacji reprodukcyjnej – ograniczając swobodę krzyżowania się osobników z różnych populacji. Izolacja ta zapewnia niepowtarzalność puli genowej populacji i możliwość jej niezależnej ewolucji. Jednak w przyrodzie nie ma populacji całkowicie izolowanych i może nastąpić migracja (odpływ i napływ) genów, prowadząca do zmian w ich strukturze genetycznej.
Struktura wiekowa ludności określa wszystkie grupy wiekowe osobników, uwzględniając wszystkie etapy i fazy rozwoju organizmu, np. larwy i poczwarki owadów, pędy roślin. W populacji zwierząt są trzy wiek środowiskowy: przedreprodukcyjny (przedreprodukcyjny), reprodukcyjny (reprodukcyjny) i poreprodukcyjny (postreprodukcyjny). Czas trwania każdego wieku w stosunku do całkowitej średniej długości życia nie jest taki sam u różnych gatunków. U nowoczesny mężczyzna każda grupa wiekowa przypada na około jedną trzecią życia.
Dla wielu zwierząt i roślin okres przedrozrodczy jest najdłuższy. Na przykład u jętek (Ephemeroptera) trwa to kilka lat, u różnych gatunków cykad (Cicadidea) - 13 i 17 lat (długoterminowy rozwój larw). Ich wiek rozrodczy wynosi zaledwie kilka dni (okres lęgowy osobników dorosłych), a wiek poreprodukcyjny praktycznie nie występuje. Populacje, które mają krótki okres przedrozrodczy, szybko odbudowują swoją liczebność, jak np. norniki (Clethrionomys).
W cyklu życiowym roślin wyróżnia się około dziesięciu stanów wiekowych, połączonych w cztery okresy ( tabela 4.1).
Tabela 4.1 Wiek okresy i warunki panujące w roślinach nasiennych
Stan wieku jednostki - jest to etap jego ontogenezy, na którym charakteryzują go pewne relacje z otoczeniem.
Dla przejrzystości oto kilka przykładów:
Sadzonki mają mieszane odżywianie ze względu na rezerwowe substancje nasion i ich własną asymilację;
Młode rośliny zaczynają odżywiać się samodzielnie, nie mają już liścieni;
U niedojrzałych roślin rozpoczyna się rozgałęzianie pędów;
O przejściu roślin do okresu generatywnego decyduje nie tylko pojawienie się kwiatów i owoców, ale także wewnętrzna przebudowa biochemiczna i fizjologiczna organizmu.
Nazywa się stosunek osobników w populacji według tych stanów spektrum wiekowe populacji. Odzwierciedla ona proporcje ilościowe poszczególnych grup wiekowych. Spektrum wieku jest powiązane z intensywnością śmiertelności i współczynnikiem urodzeń organizmów. Pod wpływem może zmienić się struktura wiekowa populacji czynniki zewnętrzne, gdyż kontrolują procesy zarówno płodności, jak i śmiertelności.
Spektrum wieku ocenia zdolność populacji do samowystarczalności i jej odporność na wpływy zewnętrzne: im bardziej złożone spektrum wieku, tym stabilniejsza reprodukcja populacji. Największa witalność
Populacje, w których wszystkie grupy wiekowe są reprezentowane stosunkowo równomiernie, wyróżniają się tą właściwością. Takie populacje nazywane są normalna. Jeśli w populacji dominują osoby starsze, wskazuje to na obecność negatywnych czynników zakłócających funkcje rozrodcze. Takie populacje nazywane są regresyjny, Lub zagrożony. Za populacje składające się głównie z młodych osobników uważa się: realizowanie, Lub zaborczy. Ich żywotność nie budzi niepokoju, jednak istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia ognisk zbyt dużej liczebności osobników. Jest to szczególnie niebezpieczne, jeśli takie populacje są reprezentowane przez gatunki, które wcześniej tu nie występowały.
Aby porównać liczbę osobników w różnym wieku w populacjach, konstruuje się histogramy struktur wiekowych (ryc. 9).
Ryż. 9. Struktura wiekowa populacji:
1 - inwazyjny (rosnący);
2 — normalny (stabilny);
3 - regresywny (kurczący się)
Badania struktury wiekowej populacji roślin i zwierząt są rzadkie ze względu na nadmierną złożoność i pracochłonność ewidencji ilościowej osobników różnych grup wiekowych. Wyjątkiem są populacje ludzkie. Okresowo przeprowadzane spisy powszechne pozwalają w wystarczającym stopniu scharakteryzować skład wiekowy populacji, co znajduje odzwierciedlenie w specjalnych wykresach (ryc. 10).
Ryż. 10. Piramida wieku ludności Rosji
Badanie rozmieszczenia organizmów według wieku ma ogromne znaczenie w myślistwie i rybołówstwie, pozyskiwaniu drewna itp. Jeśli weźmiemy pod uwagę np. polowania, przewaga młodych osobników świadczy o pomyślnym rozmnożeniu gatunku i pozwala spodziewać się wzrostu jego liczebności w kolejnym sezonie.
Leśnicy, zgodnie z właściwościami ekologicznymi populacji, opracowali dwa rodzaje wycinki drzew: zastosowanie pośrednie i główne. Cięcie pośrednie przeprowadza się w każdym wieku lasu, w celu stworzenia korzystnych warunków dla wzrostu pozostałej części drzewostanu. Podczas ostatecznej wycinki usuwa się cały drzewostan, który osiągnął dojrzałość.
Struktura etologiczna (behawioralna).— jest to system relacji między członkami tej samej populacji. Etologia (z greckiego etos – charakter, charakter i logos – nauka) – nauka o biologicznych podstawach zachowań zwierząt, ukształtował się w latach 30. XX wieku. Jego powstanie wiąże się z pracami austriackiego etologa Konrada Lorenza i holenderskiego etologa Nicholasa Tinbergena, którzy położyli podwaliny pod teorię zachowań instynktownych. Zacieśnienie kontaktów między etologią a ekologią populacji w latach 60. XX wieku dało potężny impuls do badań zachowań społecznych i struktury etologicznej populacji zwierząt.
Zachowanie zwierząt w stosunku do innych członków populacji zależy od tego, jaki tryb życia prowadzą jednostki: samotny lub grupowy. Na samotny tryb życia jednostki w populacji są niezależne i odizolowane od siebie. Ten sposób życia jest charakterystyczny dla wielu gatunków, ale tylko na niektórych etapach cyklu życiowego. Całkowicie samotna egzystencja jest niemożliwa ze względu na główną funkcję życiową - reprodukcję. Chociaż wyjątkiem mogą być pojedyncze zwierzęta wodne z zewnętrzną metodą zapłodnienia, na przykład samotne ukwiały. Gatunki prowadzące samotny tryb życia czasami tworzą tymczasowe skupiska osobników. Na przykład biedronki i chrząszcze naziemne w suchej ściółce w pobliżu pniaków na zimowiskach, szczupaki i sumy na dnie zbiorników itp.
Na grupowy styl życia zwierzęta tworzą rodziny, kolonie, watahy i stada, które są zorganizowane hierarchicznie. Hierarchia u zwierząt to system powiązań behawioralnych między jednostkami w grupie, regulujący ich relacje i dostęp do pożywienia, schronienia i osobników płci przeciwnej. Hierarchia i inne formy życia grupy mają charakter adaptacyjny i stanowią istotę życia gatunku.
Rodzina- najprostsze zgrupowanie osobników, które po rozmnożeniu może się rozpaść lub może składać się z rodziców i potomków kilku pokoleń, np. klany wśród hien, dumy wśród lwów. W zależności od tego, który z rodziców opiekuje się potomstwem, wyróżnia się rodziny ojcowskie, matczyne i mieszane. Na przykład samica salamandry ciemnej owija swoje ciało wokół lęgu i nie opuszcza go do czasu wyklucia się larw.
Samiec ciernika trójkolcowego po zabezpieczeniu lęgu i zadbaniu o niego, przez pewien czas chroni narybek. W rodzinach o stabilnym tworzeniu par zarówno samiec, jak i samica biorą udział w ochronie i karmieniu. Przy rodzinnym stylu życia najbardziej widoczne jest zachowanie terytorialne zwierząt: różne sygnały, oznaczenia, rytualne formy zagrożenia i bezpośrednia agresja zapewniają własność terenu. Na przykład śpiew ptaków jest językiem mówionym, sposobem oznaczania terytorium i przyciągania uwagi samicy.
Kolonie- grupowe osadnictwo zwierząt prowadzących siedzący tryb życia. Mogą istnieć długo lub pojawiać się w okresie lęgowym, jak np. u wielu ptaków: gawrony, mewy, nury, maskonury i inne. Przykładem takiej osady jest kolonia kormoranów (Phalacrocorax bougainvillei), licząca co najmniej 10 000 osobników, w której na 1 mkw. m powierzchni znajdują się co najmniej trzy gniazda.
Osad- tymczasowe mobilne grupy osób w celu ochrony przed wrogami, produkcji żywności, migracji. Szkolnictwo jest najbardziej rozpowszechnione wśród szarańczy, ptaków i ryb. U ssaków jest to charakterystyczne dla psów (wilki, hieny, kojoty itp.). U ptaków stada powstają podczas migracji sezonowych, w formie osiadłej lub koczowniczej - podczas żerowania zimowego. W stadach istnieje stałe połączenie dźwiękowe i wizualne pomiędzy osobnikami. Na przykład pelikany (Pelecanidae) polują na ryby w skupiskach, wypędzając je stadami do płytkiej wody. watahy są tworzone do polowań grupowych w zimie. Podczas polowania w grupie wilki ćwiczą podchody, wychodzą, aby przechwycić ofiarę, wpędzają ją w zasadzkę lub chwytają ją na ringu. Wymaga to konsekwencji i koordynacji działań wszystkich jednostek. W stadach ssaków rola przywódców jest wielka.
Stada to dłuższe i trwalsze stowarzyszenia zwierząt. Z reguły walenie, kopytne i naczelne (na przykład pawiany) żyją w stadach. Stado to grupa zwierząt tego samego gatunku, które pozostają blisko siebie i zachowują się w ten sam sposób. Wielkość stada oraz jego skład według wieku i płci zmieniają się w czasie. Stada wielorybów i małp obejmują dziesiątki zwierząt, stada renifer saigi składają się z setek i tysięcy osobników. Na przykład najbardziej produktywne stada reniferów liczą 300–400 osobników i zapewniają przetrwanie Słonie afrykańskie stado musi liczyć co najmniej 25 osobników.
W stadach realizowane są wszystkie podstawowe funkcje życiowe: pozyskiwanie pożywienia, ochrona przed drapieżnikami, migracja, rozmnażanie, wychowywanie młodych zwierząt itp. Podstawą zachowań grupowych zwierząt w stadach jest relacja dominacja-podporządkowanie, oparta na różnicach indywidualnych pomiędzy osobnikami. Wśród dominujących w niektórych stadach występują przywódcy – bardziej doświadczeni członkowie stada (jak u reniferów), w innych stadach – przywódcy, osobniki silniejsze. Biologiczne znaczenie hierarchicznego systemu dominacji-podporządkowania polega na stworzeniu skoordynowanego zachowania grupy, które jest korzystne dla wszystkich jej członków.
Efekt grupowy. W grupach jest wszystko typowe cechy populacji, ale charakteryzują się one większym stopniem unifikacji i zdolnością do samoregulacji liczebności. Ta właściwość nazywa się efekt grupowy. Jednym ze wskaźników efektu grupowego jest terytorialność. Wiele zwierząt jest przywiązanych do określonych miejsc. Wyznaczają granice swojego terytorium, gdzie zdobywają pożywienie, budują gniazda lub domy i karmią młode. Pozytywna wartość terytorialności polega na tym, że zapobiega przeludnieniu.
U zwierząt prowadzących grupowy tryb życia istnieje ścisła komunikacja między osobnikami poprzez zapachy, dźwięki i specyficzne zachowanie. Dzięki złożonemu systemowi sygnalizacji jednostek i ich wzajemnej wymianie informacji wzrasta efektywność funkcjonowania grupy, nakierowanej na zaspokojenie ważnych potrzeb życiowych wszystkich jej członków.
Pozytywny efekt grupowy pojawia się tylko do pewnego optymalnego poziomu gęstości zaludnienia.
Jeśli osobników jest zbyt wiele, skutkuje to brakiem dla nich zasobów środowiskowych. Wtedy w grę wchodzą mechanizmy homeostazy populacji.
W zjawiskach efektu grupowego ważną rolę odgrywają układy hormonalny i nerwowy regulujące procesy fizjologiczne w organizmie. Efekt grupowy objawia się psychofizjologiczną reakcją jednostki na obecność innych osobników jej gatunku. Na przykład gołębie niektórych ras składają jaja, jeśli nie zobaczą innych ptaków.
Wystarczy ustawić przed samicą lustro, aby zaczęła składać jaja. U owiec poza stadem puls i oddech przyspieszają, a na widok zbliżającego się stada procesy te normalizują się. Samotne hibernujące nietoperze różnią się bardziej wysoki poziom metabolizm od osobników żyjących w kolonii. Prowadzi to do zwiększonego marnowania energii, wyczerpania i często kończy się śmiercią. Najbardziej uderzający przejaw efektu grupowego jest charakterystyczny dla owadów społecznych. Pszczoły, mrówki, termity nie mogą żyć w izolacji. Mają złożony system sygnalizacyjny, który pomaga zachować jednostki w czasie i przestrzeni.
Zatem efekt grupowy objawia się u zwierząt przyspieszonym tempem wzrostu, tworzeniem odruchów warunkowych, zwiększoną płodnością, oszczędnościami w kosztach energii, zwiększoną średnią długością życia jednostki itp.
Struktura populacji to stosunek osobników według jakiejś cechy lub charakteru ich rozmieszczenia w siedlisku. Istnieją struktury przestrzenne, płciowe, wiekowe i etologiczne (behawioralne) populacji.
Struktura przestrzenna— charakter rozmieszczenia jednostek populacji na okupowanym terytorium. W naturze populacje charakteryzują się trzema typami przestrzennego rozmieszczenia osobników: losowym, jednolitym, grupowym. Powstają w zależności od stopnia niejednorodności siedliska, cech biologicznych gatunku i zachowania osobników.
Losowa dystrybucja występuje, jeśli siedlisko jest stosunkowo jednorodne pod względem warunków ekologicznych. Co więcej, liczba osób w populacji jest niewielka i cechy biologiczne gatunki nie pozwalają im tworzyć grup. Na przykład w białej planarii, słodkowodnych hydrach polipowych, pająkach, małże notuje się rozkład losowy.
Równomierna dystrybucja obserwowane u gatunków zaciekle konkurujących o zasoby pożywienia i terytorium. Tendencja niektórych zwierząt do równomiernego rozmieszczenia może wynikać ze znakowania i ochrony siedlisk. W naturze równomierny rozkład jest dość rzadki. Na przykład krzewy na pustyni, konkurujące o wilgoć, są rozmieszczone dość równomiernie. Niektóre gatunki zachowują pewną odległość od siebie ryba drapieżna, ptaki i ssaki chroniące swoje żerowiska.
Dystrybucja grupowa najczęściej występujący w przyrodzie. Niejednorodność środowiska, ograniczone siedliska, cechy biologiczne gatunku i metody rozmnażania mogą prowadzić do łączenia się osobników w grupy. Rozmieszczenie grupowe w roślinach zależy od ich metod rozmnażania oraz rozmieszczenia nasion i owoców. Na przykład niektóre rośliny wytwarzają duże, ciężkie owoce (orzech laskowy, żołądź dębowy), które opadają obok drzewa i natychmiast kiełkują, tworząc grupy. Podczas rozmnażania wegetatywnego przez kłącza rośliny tworzą także grupy (trawa pszeniczna, konwalia, koniczyna pełzająca).
Wiele ssaków i ptaków tak ma zachowanie społeczne, co prowadzi do tworzenia grup z hierarchia społeczna(stada, stada, kolonie, stada, rodziny, haremy). Przeżywalność osobników w grupie wzrasta dzięki lepszym możliwościom ochrony przed wrogami, wykrywaniu pożywienia, odporności na niekorzystne czynniki środowiskowe i tworzeniu mikroklimatu. Na przykład stado wilków łatwiej poluje, a stado koni broni się przed wilkami. Stadku szpaków łatwiej jest uciec przed jastrzębiem, szkołą Mała ryba- z dużych ryb drapieżnych. Pingwiny żyjące w kolonii, tworząc gęste skupisko, łatwiej znoszą zimno. W rodzinach ptaków i ssaków, dzięki opiece rodziców, wzrasta przeżywalność potomstwa. Grupa roślin jest w stanie lepiej wytrzymać wiatr i efektywniej wykorzystywać wodę.
Struktura seksualna— stosunek liczby osobników różnej płci w populacji. Z kursu geografii Białorusi wiadomo o zależności stosunku liczby ludności męskiej i żeńskiej na Białorusi od kategoria wiekowa ludzi, a także o jego zmianach w związku z Wielką Wojną Ojczyźnianą.
W populacjach naturalnych podczas rozmnażania płciowego w momencie zapłodnienia stosunek zygot według płci jest zwykle bliski 1: 1 - jest to pierwotny stosunek płci. Następnie stosunek płci na etapie embrionalnym może się zmieniać w zależności od różnych czynników środowiskowych. Na przykład obserwuje się zmianę proporcji płci na embrionalnym etapie rozwoju jedwabnik. Płeć osobnika zależy od temperatury otoczenia. Ta funkcja jest wykorzystywana przez ludzi w hodowli serów. Ponieważ kokony zwinięte przez samce zawierają o 25% więcej jedwabiu, w celu uzyskania większej liczby samców jaja przetrzymuje się w temperaturze sprzyjającej ich rozwojowi.
Zatem w okresie embrionalnym na genetyczną determinację płci wpływają czynniki środowiskowe, co prowadzi do powstawania wtórny stosunek płci.
W okresie dojrzewania proporcje płci zmieniają się i kształtują trzeciorzędowy stosunek płci. Zależy to od odporności osobników różnej płci na czynniki środowiskowe, co jest związane z cechami fizjologicznymi, środowiskowymi, behawioralnymi i innymi mężczyznami i kobietami. Tak więc w populacjach bażantów, sikor i kaczek krzyżówek przeważają samice, podczas gdy w populacjach pingwinów – odwrotnie – samce.
Udział osobników różnej płci, a zwłaszcza odsetek samic rozrodczych, w istotny sposób wpływają na liczebność, zagęszczenie i współczynnik urodzeń populacji. Dlatego określenie struktury płciowej pozwala przewidzieć przyszłość populacji i prawidłowo budować z nią relacje.
Struktura wiekowa— stosunek w populacji grup wiekowych osobników różniących się zdolnością do reprodukcji. W naturalnych populacjach zwierząt wyróżnia się trzy grupy wiekowe. Osoby przedprodukcyjne- młode osobniki, które nie osiągnęły dojrzałości płciowej i nie są jeszcze zdolne do spłodzenia potomstwa. Osoby rozrodcze- osobniki rozrodcze dojrzałe płciowo. Osoby poprodukcyjne- stare osobniki, które utraciły funkcję rozrodczą i nie wydają już potomstwa.
Czas istnienia każdej grupy wiekowej w stosunku do średniej długości życia pokolenia jest bardzo zróżnicowany różne organizmy. U współczesnych ludzi te trzy okresy wiekowe trwają w przybliżeniu tyle samo. Dla ludzi prymitywnych okres poprodukcyjny był znacznie krótszy niż obecnie. Okres przedrozrodczy u niektórych organizmów jest bardzo długi w porównaniu do innych. Na przykład u cykad trwa to 17 lat, podczas gdy okres rozrodczy trwa tylko jeden sezon letni, a poreprodukcyjny jest całkowicie nieobecny. Brak okresu porozrodczego obserwuje się u niektórych owadów (jętek) i ryb (łososiowatych).
Stosunek ilościowy różnych grup wiekowych w populacjach zwierząt wyraża się za pomocą piramid wiekowych. Umożliwiają przewidywanie dalszych zmian w liczebności populacji. Populacja z dużym udziałem osobników w wieku przedprodukcyjnym będzie miała piramidę wieku o szerokiej podstawie. Populacja ta będzie się zwiększać. Nazywa się to rozwijający się Lub rozwój. Przy równomiernym rozmieszczeniu osobników w grupach wiekowych populacja jest w stabilny stan : schorzenie. Przy niewielkim odsetku osobników w wieku przedprodukcyjnym populacja będzie miała piramidę wieku o wąskiej podstawie. Jej liczba będzie spadać. Ta populacja nazywa się zagrożony Lub starzenie się. Wymaga ochrony lub dodatkowego wprowadzenia osobników.
Różnice wiekowe w populacji znacząco zwiększają jej heterogeniczność ekologiczną, to znaczy zapewniają osobnikom nierówną odporność na środowisko. Struktura wiekowa populacji ma charakter adaptacyjny. Powstaje na podstawie właściwości biologicznych gatunku, ale zawsze odzwierciedla siłę wpływu czynników środowiskowych. Struktura wiekowa populacji wpływa zarówno na liczbę urodzeń, jak i zgonów w danym momencie i wskazuje, co może spotkać populację w przyszłości.
Badanie proporcji grup wiekowych w populacjach ma dla człowieka znaczenie praktyczne. Pozwala oszacować, jaka grupa wiekowa i w jakiej objętości może zostać oddana do użytku. Lub odwrotnie, która grupa wiekowa osób najbardziej potrzebuje ochrony.
Struktura etologiczna (behawioralna).— stosunek osobników według rodzaju reakcji behawioralnych. Ta struktura jest charakterystyczna dla zwierząt. W niektórych populacjach jednostki prowadzą samotny tryb życia. Pod względem zachowania są one równoważne i niezależne od siebie (biedronki, biegaczki, motyle). W większości przypadków jednostki jednoczą się grupy społeczne- rodziny, kolonie, stada, stada itp. Przy rodzinnym trybie życia u ptaków i ssaków zachowanie rodziców różni się w zależności od tego, które z nich opiekuje się potomstwem. Pod tym względem rodziny rozróżnia się na ojcowskie, matczyne i typy mieszane. W koloniach pszczół, termitów i mrówek grupy etologiczne powstają w wyniku podziału pracy i specjalizacji jednostek.
Najbardziej złożoną strukturę etologiczną obserwuje się w watahach i stadach, gdzie zachodzi system „dominacji-podporządkowania”. U różnych gatunków zwierząt zależy to od rodzaju hierarchii. Przy hierarchicznej organizacji populacji jednostki charakteryzują się naturalnym porządkiem ruchu, miejscem odpoczynku, pewną organizacją podczas ochrony przed wrogami itp.
BibliografiaPopulacje charakteryzują się strukturą przestrzenną, płciową, wiekową i etologiczną. Struktura przestrzenna - losowy, równomierny lub grupowy rozkład osobników. Struktura płciowa - stosunek płci pierwotnej, wtórnej lub trzeciorzędowej. Struktura wieku - stosunek osobników przedreprodukcyjnych, rozrodczych i poreprodukcyjnych. Struktura etologiczna to stosunek jednostek różniących się zestawem reakcji behawioralnych.
Stepanovskikh A.S. Ekologia ogólna: Podręcznik dla uniwersytetów. M.: JEDNOŚĆ, 2001. 510 s.
Stepanovskikh A.S. Ekologia biologiczna. Teoria i praktyka: podręcznik dla studentów uczelni wyższych studiujących specjalności środowiskowe. M.: UNITY-DANA, 2009. 791 s.
Radkiewicz V.A. Ekologia. Mińsk: Szkoła Wyższa, 1998. 159 s.
Beagon M., Harper J., Townsend K. Ekologia. Jednostki, populacje i społeczności z angielskiego M.: Mir, 1989. Cz. 2..
Shilov I.A. Ekologia. M.: Szkoła Podyplomowa, 2003. 512 s. (ŚWIATŁO, cykle)
Ponieważ każda osoba (jednostka) ma swoją specyficzne cechy, wówczas ich stosunek do stanu środowiska, do wpływu jego czynników jest inny. Na przykład niektóre osobniki mogą nie wytrzymać wzrostu temperatury i umrzeć, ale populacja całego gatunku przeżywa kosztem innych, bardziej przystosowanych. W optymalne warunki W wzrostach przetrwają nawet najsłabsi, a w ekstremalnych przetrwają najsilniejsi i najodporniejsi. Niektóre grupy gatunków dość dobrze przystosowują się do lokalnych warunków, tworząc tzw ekotyp.
W prawdziwym środowisku naturalnym wiele gatunków jest rozproszonych na rozległych obszarach, dlatego konieczne jest zbadanie jednej lub drugiej grupy gatunków pewne terytorium: w określonym ekosystemie, specyficzna biogeocenoza. W tym przypadku jest to tzw cenopopulacja. Nawet niewielka grupa osobników spokrewnionych genetycznie może dać początek dużej populacji, która jest bardzo stabilna przez dłuższy czas. Ułatwia to zdolność przystosowania się jednostek do środowiska i konkurencja wewnątrzgatunkowa.
Gdy rozjaśnisz obszar pod koroną lasu, natychmiast zaczynają rosnąć pewne rodzaje ziół poprawia się kondycja runa leśnego i rozpoczyna się ucisk miłośników cienia. Po pożarach natychmiast rosną lespedeza, osika, brzoza i inne ekspansywne gatunki. Biogrupy świerka, cedru i jodły „siedzą” pod okapem lasu przez długi czas, ale z wiekiem wyłaniają się górny poziom i zajmują pozycję dominującą.
Populacja jest pierwsza ponadorganizmowy układ biologiczny. Największe uznanie zyskała interpretacja SS. Schwartza, populacja – zbiór osobników, będący formą bytu gatunku i zdolny do samodzielnego rozwoju w nieskończoność.
Główną właściwością populacji, podobnie jak innych systemów biologicznych, jest to są w ciągłym ruchu, ciągle się zmieniają. Znajduje to odzwierciedlenie we wszystkich parametrach: produktywności, zrównoważonym rozwoju, rozmieszczeniu przestrzennym. Populacje charakteryzują się specyficznymi cechami genetycznymi i środowiskowymi, które odzwierciedlają zdolność systemów do utrzymania bytu w stale zmieniających się warunkach: wzrostu, rozwoju, stabilności. Nauka zajmująca się kompleksowym badaniem populacji znana jest jako biologia populacji.
Typy populacji . Populacje mogą zajmować obszary różnej wielkości, a warunki życia w obrębie siedliska jednej populacji również mogą nie być takie same. Na podstawie tej cechy wyróżnia się trzy typy populacji (ryc. 1): elementarne, ekologiczne i geograficzne.
mi
ludność podstawowa (lokalna). to zbiór osobników tego samego gatunku zajmujący niewielką powierzchnię o jednorodnym obszarze. Między nimi następuje ciągła wymiana informacji genetycznej.
PRZYKŁADY. Jedna z kilku ławic ryb tego samego gatunku w jeziorze; mikrogrupy konwalii Keiske w lasach brzozy białej, rosnące u nasady drzew i na otwartych przestrzeniach; kępy drzew tego samego gatunku (dąb mongolski, modrzew itp.), oddzielone łąkami, kępami innych drzew lub krzewów lub bagnami.
Populacja ekologiczna– zbiór populacji elementarnych, grup wewnątrzgatunkowych, ograniczonych do określonych biocenoz. Wymiana informacji genetycznej między nimi zachodzi dość często.
PRZYKŁADY. Ryby tego samego gatunku we wszystkich ławicach wspólnego zbiornika; drzewostany w lasach monodominujących, reprezentujące jedną grupę typów lasów: trawy, porosty lub modrzewie torfowiec (obwód magadański, północne terytorium Chabarowska); drzewostany w lasach turzycowych (suchych) i dębowych (mokrych) (Terytorium Nadmorskie, obwód amurski); populacje wiewiórek w sosnie, świerku i jodle lasy liściaste jedna dzielnica.
Populacja geograficzna– zbiór populacji ekologicznych zamieszkujących podobne geograficznie obszary. Populacje geograficzne istnieją autonomicznie, ich siedliska są stosunkowo izolowane, wymiana genów zachodzi rzadko - u zwierząt i ptaków - podczas migracji, u roślin - podczas rozprzestrzeniania się pyłku, nasion i owoców. Na tym poziomie następuje powstawanie ras i odmian geograficznych oraz rozróżnia się podgatunki.
PRZYKŁADY. Znane są rasy geograficzne modrzewia dahurskiego (Larix dahurica): zachodnia (na zachód od Leny (L. dahurica ssp. dahurica) i wschodnia (na wschód od Leny, wyróżniona u L. dahurica ssp. cajanderi), północna i południowa rasa modrzewia dahurskiego. modrzew kurylski Podobnie identyfikacja przez M.A. Shemberga (1986) brzozy kamiennej dwóch podgatunków: brzozy Erman
(Betula ermanii)
i wełnisty (B. lanata). W dolnym biegu rzeki. Pit to ośrodek świerka zwyczajnego (Picea obovata), położony 1000 km na wschód i 500 km na północ od ciągłego masywu lasów świerkowych. Zoolodzy wyróżniają populacje nornika wąskoczaszkowego (Microtis grealis) w tundrze i stepie. Gatunek „wiewiórka pospolita” liczy około 20 populacji geograficznych lub podgatunków. 2. Główne cechy populacji
Liczba i gęstość– podstawowe parametry populacji. Liczebność – całkowita liczba osobników na danym terytorium lub w danej objętości. Zagęszczenie to liczba osobników lub ich biomasa na jednostkę powierzchni lub objętości. W przyrodzie występują ciągłe wahania liczb i gęstości.
O dynamice liczebności i gęstości decydują przede wszystkim wskaźniki urodzeń, zgonów oraz procesy migracyjne. Są to wskaźniki charakteryzujące zmiany populacji w określonym okresie: miesiącu, sezonie, roku itp. Badanie tych procesów i przyczyn je determinujących jest bardzo ważne dla prognozowania stanu populacji.
Płodność rozróżniać absolutne i konkretne. Absolutna płodność to liczba nowych osobników pojawiających się w jednostce czasu, oraz konkretny- tę samą ilość, ale przypisaną do określonej liczby osób. Na przykład wskaźnikiem płodności danej osoby jest liczba urodzonych dzieci na 1000 osób w ciągu roku. O płodności decyduje wiele czynników: warunki środowiskowe, dostępność pożywienia, biologia gatunku (tempo dojrzewania płciowego, liczba pokoleń w sezonie, proporcja samców i samic w populacji).
Według zasada maksymalnej płodności (rozrodu) W idealnych warunkach w populacjach pojawia się maksymalna możliwa liczba nowych osobników; Płodność jest ograniczona cechami fizjologicznymi gatunku.
PRZYKŁAD. Za 10 lat mniszek lekarski może wypełnić całość Ziemia pod warunkiem, że wszystkie jego nasiona wykiełkują. Wierzby, topole, brzozy, osiki i większość chwastów produkuje wyjątkowo obficie nasiona. Bakterie dzielą się co 20 minut i w ciągu 36 godzin mogą pokryć całą planetę ciągłą warstwą. Płodność jest bardzo wysoka u większości gatunków owadów, a niska u drapieżników i dużych ssaków.
Śmiertelność, podobnie jak płodność, zdarza się absolutny(liczba osób, które zmarły w określonym czasie) oraz konkretny. Charakteryzuje tempo spadku populacji w wyniku śmierci z powodu chorób, starości, drapieżników, braku pożywienia i zabaw główna rola w dynamice populacji.
Stabilna, rosnąca i malejąca populacja. Populacja dostosowuje się do zmieniających się warunków środowiskowych poprzez aktualizację i wymianę osobników, tj. procesy narodzin (odnowa) i upadku (śmierć), uzupełnione procesami migracji. W stabilnej populacji wskaźniki urodzeń i zgonów są zbliżone i zrównoważone. Mogą być zmienne, ale gęstość zaludnienia nieznacznie odbiega od pewnej wartości średniej. Zasięg gatunku nie zwiększa się ani nie zmniejsza.
W rosnącej populacji wskaźnik urodzeń przewyższa wskaźnik zgonów. Rosnące populacje charakteryzują się epidemiami reprodukcja masowa, zwłaszcza u małych zwierząt (szarańcza, biedronka ziemniaczana, Stonka, gryzonie, wrony, wróble; z roślin - ambrozja, barszcz Sosnowskiego w północnej Republice Komi, mniszek lekarski, kij himalajski). Populacje dużych zwierząt często rosną w warunkach ochrony (łoś w Rezerwacie Magadan na Alasce, jeleń sika w Rezerwacie Ussuri, słonie w Parku Narodowym w Kenii) lub introdukcji (łoś w Obwodzie Leningradzkim, piżmak w Wschodnia Europa, koty domowe w oddzielnych rodzinach). Kiedy rośliny stają się nadmiernie zagęszczone, zaczynają to robić różnicowanie rozpoczyna się samoprzerzedzanie populacji osobników pod względem wielkości i stanu życia, a u zwierząt (zwykle zbiega się to z osiągnięciem dojrzałości płciowej młodych zwierząt) migracja do sąsiadujących wolnych terenów.
Jeśli współczynnik umieralności przewyższa wskaźnik urodzeń, wówczas uważa się, że populacja ta maleje. Najczęściej populacje gatunków niepożądanych rosną w sposób niekontrolowany, podczas gdy populacje gatunków rzadkich, reliktowych i cennych maleją, zarówno pod względem ekonomicznym, jak i estetycznym. 3. Struktura i dynamika populacji
Dynamika i stan populacji są zgodne ze strukturą wiekową i płciową.
Struktura wiekowa odzwierciedla tempo odnowy populacji i interakcję grup wiekowych ze środowiskiem zewnętrznym.
- dojrzewające rośliny– 80-100 lat; mogą być nieco mniejsze od drzewa matecznego, obficie owocują na terenach otwartych i w otwartych lasach; w lesie mogą nadal znajdować się na drugim poziomie, ale nie przynoszą owoców; w żadnym wypadku nie są przydzielani do sterówki;
- dojrzałe drzewostany– 120 lat i starsze, drzewa I rzędu i karłowate drzewa II rzędu; owocują obficie, na początku tego etapu osiągają dojrzałość techniczną, na końcu – biologiczną;
- przejrzały- powyżej 180 roku życia, nadal obficie owocują, ale za życia stopniowo niszczeją i wysychają lub wypadają.
Do drzew liściastych gradacje i podpory są podobnej wielkości, ale ze względu na szybszy wzrost i starzenie się ich klasa wiekowa nie wynosi 20, ale 10 lat.
Z
Udział grup wiekowych w strukturze populacji charakteryzuje jej zdolność do reprodukcji i przeżycia oraz jest zgodny ze współczynnikami dzietności i umieralności. W populacjach rosnących o wysokim współczynniku urodzeń dominują osobniki młode (ryc. 2), jeszcze nierozrodcze, w populacjach stabilnych są to zwykle populacje wielowiekowe, pełnoprawne, wskaźnik urodzeń jest równy upadkowi populacji. W malejących populacjach podstawą są stare osobniki, odnowa w nich jest nieobecna lub bardzo nieznaczna.
Struktura seksualna
zgodnie z prawami genetycznymi powinien być reprezentowany przez równy stosunek osobników płci męskiej i żeńskiej, tj. 1:1. Jednak ze względu na specyfikę różnych płci, ze względu na ich różną żywotność, wpływ środowiska zewnętrznego, czynniki społeczne, antropogeniczne, mogą występować znaczne różnice w tym stosunku (ryc. 3). I te różnice nie są takie same jak w różne populacje oraz w różnych grupach wiekowych tej samej populacji. Dla ludności byłego ZSRR Wyraźny jest spadek liczby urodzeń w czasie wojny i wzrost w latach powojennych. W Afrykańskiej Republice Kenii istnieje naturalny związek pomiędzy strukturą płci a oczywistym spadkiem liczby ludności w wieku przedreprodukcyjnym, związanym z niskim standardem życia i warunkami naturalnymi.
Zarówno różnice ekologiczne, jak i behawioralne są silnie wyrażone między osobnikami różnych płci.
PRZYKŁAD. Samce i samice komarów (rodzina Culicidae) znacznie się od siebie różnią: tempem wzrostu, momentem dojrzewania i odpornością na zmiany temperatury. Samce w fazie imago w ogóle nie żerują ani nie żywią się nektarem, a samice muszą pić krew, aby w pełni zapłodnić jaja. U niektórych gatunków much populacje składają się wyłącznie z samic.
Istnieją gatunki, u których płeć jest początkowo determinowana nie przez czynniki genetyczne, ale przez czynniki środowiskowe, jak na przykład u Arizema japonica, gdy tworzy się masa bulw, na roślinach o dużych mięsistych bulwach tworzą się kwiatostany żeńskie, a kwiatostany męskie powstają na roślinach z małymi. Wyraźnie widoczna jest rola czynników środowiskowych w kształtowaniu się struktury płciowej u gatunków o naprzemiennym pokoleniu płciowym i partenogenetycznym. W optymalnej temperaturze rozwielitek (Daphnia magna) populację tworzą partenogenetyczne samice, a przy odchyleniach od niej pojawiają się także samce.
Dystrybucja przestrzenna w populacjach są osobniki losowy, grupowy I mundur.
Dystrybucja losowa (rozproszona).– nierówne, obserwowane w środowisku jednorodnym; relacje między jednostkami są słabo wyrażone.
PRZYKŁADY. Losowy rozkład jest charakterystyczny dla populacji w początkowym okresie osadnictwa; populacje roślin doświadczające ostrego ucisku ze strony budowniczych społeczności; populacje zwierząt, w których połączenie społeczne słabo wyrażone. Na początkowych etapach zasiedlania i zasiedlania - szkodniki owadzie na polu; sadzonki gatunków ekspansywnych (pionierskich): wierzby, wyborni, modrzewia, lespedezy itp., na terenach naruszonych (pasma górskie, kamieniołomy);
Dystrybucja grupowa najczęściej; odzwierciedla niejednorodność warunków życia lub różne wzorce ontogenetyczne (wiekowe) populacji. Zapewnia największą stabilność populacji.
PRZYKŁADY. Bez względu na to, jak jednolita może wydawać się struktura lasu, nie ma on tak równomiernego rozłożenia szaty roślinnej, jak na polu lub trawniku. Im wyraźniejszy jest mikrorzeźba warunkująca mikroklimat zbiorowiska leśnego, im wyraźniejsze jest zróżnicowanie wiekowe drzewostanu, tym wyraźniej wyraża się struktura działkowa drzewostanu. Zwierzęta roślinożerne łączą się w stada, aby skuteczniej stawić czoła drapieżnym wrogom. Charakter grupowy jest typowy dla zwierząt prowadzących siedzący tryb życia i małych.
Jednolite rozmieszczenie rzadko spotykany w przyrodzie. Charakteryzuje się drzewostanami wtórnie wyrównanymi po zwarciu koron i intensywnym samoprzerzedzaniu, drzewostanami nielicznymi rosnącymi w środowisku jednorodnym, roślinnością bezpretensjonalną niższe poziomy. Większość zwierząt drapieżnych prowadzących aktywny tryb życia charakteryzuje się także równomiernym rozmieszczeniem po osiedleniu się i zajęciu całego nadającego się do życia terytorium. 4. Podwójny charakter systemy populacyjne
a) ewolucyjne i jednostka funkcjonalna populacje
Z
Należy zwrócić uwagę na podwójną pozycję populacji w szeregach systemów biologicznych należących do różnych poziomów organizacji materii żywej (ryc. 4). Z jednej strony jednym z ogniw jest populacja seria genetyczno-ewolucyjna
, odzwierciedlając powiązania filogenetyczne taksonów różne poziomy w procesie ewolucji form życia:
W tej serii populacja działa jako forma istnienia gatunku, którego główną funkcją jest przetrwanie i reprodukcja. Ludność odgrywa ważną rolę w procesie mikroewolucji elementarna jednostka genetyczna gatunku. Jednostki w populacji mają charakterystyczne cechy budowy, fizjologii i zachowania, tj. niejednorodność. Cechy te kształtują się pod wpływem warunków życia i są efektem mikroewolucji zachodzącej w danej populacji. Zmiany w populacjach w procesie adaptacji do zmieniających się czynników środowiskowych i utrwalenie tych zmian w puli genowej ostatecznie determinują ewolucję gatunku.
Z drugiej strony, w tych samych specyficznych warunkach środowiskowych, populacja nawiązuje troficzne i inne powiązania z populacjami innych gatunków, tworząc z nimi proste i złożone biogeocenozy. W tym przypadku jest funkcjonalny podsystem biogeocenozy i reprezentuje jedno z łączy szereg funkcjonalny-energetyczny :
b) biologiczna niespójność funkcji populacji
„Dwoistość” populacji przejawia się także w biologicznej niespójności ich funkcji, tj. w szeregu energii funkcjonalnej. Składają się z osobników tego samego gatunku, dlatego mają te same wymagania ekologiczne co do warunków środowiskowych i mają te same mechanizmy adaptacyjne. Ale same populacje zawierają:
1) duże prawdopodobieństwo intensywnej konkurencji wewnątrzgatunkowej
2) możliwość braku stabilnych kontaktów i relacji między jednostkami.
W okresie przeludnienia dochodzi do intensywnej konkurencji, która prowadzi do wyczerpywania się zasobów podtrzymujących życie: pożywienia dla zwierząt, wilgoci, płodności i (lub) światła dla roślin. Jeżeli liczebność osobników jest zbyt mała, populacja traci właściwości układu i zmniejsza się jego stabilność. Rozwiązanie tej sprzeczności jest głównym warunkiem utrzymania integralności systemu. Polega ona na konieczności utrzymania optymalnej liczebności i optymalnych relacji pomiędzy wewnątrzpopulacyjnymi procesami różnicowania i integracji.
Model Lotki–Volterry. Jako przykład naturalnej regulacji procesu konkurencji wewnątrzgatunkowej można przytoczyć Reguła Lotki-Volterry, co odzwierciedla relacje w łańcuchu pokarmowym konsumentów i producentów lub drapieżnika i ofiary.
Wzrost wielkości i gęstości zaludnienia nie jest nieskończony. Prędzej czy później pojawia się ryzyko braku zasobów środowiska (pożywienia, schronienia, miejsc rozrodu, zubożenia gleby, nadmiernego zacienienia). Każda populacja ma swoje własne limity zasobów, tzw średnia pojemność. W miarę jego zmniejszania wzrasta konkurencja wewnątrzgatunkowa. Aktywowane są różne mechanizmy regulacji populacji. U roślin rozpoczyna się samoprzerzedzanie i różnicowanie roślin pod względem wielkości i stanu fizjologicznego, u zwierząt zmniejsza się wskaźnik urodzeń, wzrasta agresja, zaczynają osiedlać się na wolnych terytoriach i rozpoczynają się epidemie w populacjach. Każdy gatunek inaczej reaguje na własne przeludnienie, ale skutek jest taki sam dla wszystkich – zahamowanie rozwoju i reprodukcji.
Na ryc. Rysunek 5 przedstawia graficzny model Lotki–Volterry. Pozwala nam to pokazać główny trend w relacji drapieżnik-ofiara, który polega na tym, że wahania wielkości populacji drapieżnika są zgodne z wahaniami wielkości populacji ofiary. Jednocześnie cykle wzrostu i spadku liczebności drapieżników i ofiar ulegają wzajemnemu przesunięciu. Kiedy liczba ofiar (zasobów pożywienia) jest duża, liczba drapieżników wzrasta, ale nie w nieskończoność, ale do momentu wystąpienia napięcia z pożywieniem. Spadek dostaw pożywienia prowadzi do wzmożonej konkurencji wewnątrzgatunkowej i zmniejszenia liczebności drapieżników, a to z kolei powoduje
sekwencji, ponownie prowadzi do wzrostu liczby ofiar.
Prawo pojawiania się. Jako system integralny populacja może być stabilna tylko przy bliskich kontaktach i wzajemnych interakcjach jednostek.
Tylko w stadzie parzystokopytne mogą stawić czoła drapieżnikom. Tylko w stadzie wilki polują pomyślnie. W zbiorowiskach leśnych z reguły runo drzew rośnie lepiej w biogrupach (efekt grupowy), odbudowa lasu na obszarach naruszonych przebiega lepiej przy obfitym siewie i równomiernym wschodach sadzonek drzew. Zwierzęta żyją w stadach, ptaki i ryby w stadach.
W której populacja jako system nabywa nowe właściwości, które nie są równoważne prostej sumie podobnych właściwości osobników w populacji.
Przykładowo, gdy rozwielitka, pokarm okoni, zbierze się w grupę, grupa tworzy ochronne biopole, dzięki czemu ryby nie „zauważają” pożywienia (
Ryż. 5). Jedna rozwielitka nie ma takiego biopola i szybko staje się ofiarą ryb. Ten sam schemat objawia się, gdy populacje łączą się w system biocenozy - biocenoza otrzymuje właściwości, których nie posiada żaden z jej bloków z osobna. To prawo jest prawo powstanie, został sformułowany przez N.F. Reimers.
Okladnikova El.Vict. 2. Populacje. Wahania liczby ludności. Zasady minimalnej i maksymalnej populacji
5. Wahania liczb
P ri korzystne warunki Obserwuje się wzrost liczby ludności, który może być tak szybki, że prowadzi do eksplozja demograficzna. Nazywa się ogółem wszystkich czynników wpływających na wzrost populacji potencjał biotyczny. Jest dość wysoka dla różnych gatunków, ale prawdopodobieństwo osiągnięcia przez populację limitu wielkości jest naturalne warunki niski, ponieważ przeciwstawiają się temu czynniki ograniczające (ograniczające). Zespół czynników ograniczających wzrost populacji nazywa się opór otoczenia. Stan równowagi pomiędzy potencjałem biotycznym gatunku a oporem środowiska (ryc. 6), przy zachowaniu stałości liczebności populacji, nazywa się homeostaza Lub równowaga dynamiczna. Kiedy zostaje naruszony, pojawiają się wahania w wielkości populacji, czyli jej zmiany.
Wyróżnić okresowy I oscylacje nieokresowe wielkość populacji. Pierwsze pojawiają się w ciągu sezonu lub kilku lat (4 lata - okresowy cykl owocowania cedru, wzrost liczby lemingów, lisów polarnych, sów polarnych; po roku jabłonie owocują na działki ogrodowe), drugim są ogniska masowego rozmnażania się niektórych szkodników roślin pożytecznych, spowodowane zaburzeniami warunków siedliskowych (susze, także wyjątkowo mroźne lub ciepłe zimy pory deszczowe wegetacyjnym), niespodziewane migracje do nowych siedlisk. Nazywa się okresowe i nieokresowe wahania liczebności populacji pod wpływem biotycznych i abiotycznych czynników środowiskowych, charakterystycznych dla wszystkich populacjifale demograficzne.
Każda populacja ma ściśle określoną strukturę: genetyczną, wiekowo-płciową, przestrzenną itp., jednak nie może składać się z mniejszej liczby osobników, niż jest to konieczne do stabilnego rozwoju i odporności populacji na czynniki środowiskowe. To jest zasada minimalny rozmiar populacje. Wszelkie odchylenia parametrów populacji od optymalnych są niepożądane, choć nadmierne wysokie wartości nie stwarzają one bezpośredniego zagrożenia dla istnienia gatunku, wówczas obniżenie do minimalnego poziomu, zwłaszcza liczebności populacji, stwarza zagrożenie dla gatunku.
PRZYKŁADY. Bardzo wiele gatunków na Dalekim Wschodzie charakteryzuje się minimalną liczebnością populacji: tygrys amurski, lampart dalekowschodni, Niedźwiedź polarny, kaczka mandarynka, wiele motyli: nosiciel ogona Maki i nosiciel ogona Ksuty, admirał, zefiry, piękna Artemida, Apollo, reliktowy chrząszcz długorogy, jelonek; z roślin: wszystkie araliowate, storczyki, jodła pełnolistna, sosna gęsto kwitnąca, morela mandżurska, jałowiec twardy, cis szpiczasty, lilie dwurzędowe, lilie zrogowaciałe, lilie daurian itp., szalotka ussuri, trillium kamczackie i wiele innych gatunków .
Jednak wraz z zasada minimalnej wielkości populacji jest również zasada, Lub z reguły maksymalna liczba ludności. Polega to na tym, że populacja nie może rosnąć w nieskończoność. Tylko teoretycznie jest zdolna do nieograniczonego wzrostu liczebności.
Według teorie H.G. Andrewarty-OK. Brzoza (1954) – teoria granic populacji, Liczbę naturalnych populacji ograniczają wyczerpywanie się zasobów żywności i warunków hodowli, niedostępność tych zasobów oraz zbyt krótki okres przyspieszenia wzrostu populacji. Uzupełniono teorię „ograniczeń”. teoria biocenotycznej regulacji liczebności populacji K. Fredericksa(1927): wzrost populacji jest ograniczony wpływem zespołu abiotycznych i biotycznych czynników środowiskowych.
Jakie są te czynniki lub przyczyny wahań populacji?
Wystarczające zapasy żywności i niedobory żywności;
Konkurencja kilku populacji o jedną niszę ekologiczną;
Zewnętrzne (abiotyczne) warunki środowiskowe: reżim hydrotermalny, oświetlenie, kwasowość, napowietrzenie itp.
6. Strategie ekologiczne populacji
Wszelkie adaptacje jednostek do określonych czynników mają ostatecznie na celu długoterminowe przetrwanie i kontynuację siebie w każdych warunkach istnienia. Wśród nich można wyróżnić zestaw podstawowych cech tzw strategia środowiskowa. Ten ogólna charakterystyka wzrostu i reprodukcji tegoUprzejmy, w tym tempo wzrostu osobników, okres osiągnięcia dojrzałości płciowej, częstotliwość rozmnażania, maksymalny wiek itp.
Strategie środowiskowe są bardzo różnorodne, ale można wyróżnić dwa skrajne typy: r-strategy i K-strategy .
r-strategia– posiadają go gatunki szybko rozmnażające się (gatunki r); charakteryzuje się selekcją pod kątem zwiększonego tempa wzrostu populacji w okresach niskiej gęstości. Jest typowy dla populacji żyjących w środowiskach o nagłych i nieprzewidywalnych zmianach warunków lub o charakterze efemerycznym, tj. istniejące przez krótki czas (kałuże, łąki wodne, tymczasowe cieki wodne)
Główne cechy gatunku r : wysoka płodność, krótki czas regeneracji, duża liczebność, zazwyczaj małe rozmiary osobników (małe nasiona), krótka długość życia, duże nakłady energetyczne na rozmnażanie, krótkie siedliska, niska konkurencyjność. Gatunki R szybko i masowo zasiedlają niezamieszkane terytoria, ale wkrótce – w ciągu życia jednego lub dwóch pokoleń – zostają zastąpione przez gatunki K.
gatunki r obejmują bakterie, wszystkie rośliny jednoroczne (chwasty) i szkodniki owadzie (mszyce, chrząszcze liściowe, szkodniki łodygowe, szarańczę stadną). Wśród bylin - gatunki pionierskie: wierzbówka, liczne trawy, piołun, rośliny efemeryczne, wśród gatunków drzew - wierzba, brzoza biała i kamienista, osika, wybornia, wśród drzew iglastych - modrzew; Pojawiają się najpierw na terenach naruszonych: terenach spalonych, pasmach górskich, kamieniołomach budowlanych i wzdłuż poboczy dróg.
Strategia K– tę strategię posiadają gatunki o niskim wskaźniku reprodukcji i wysokim współczynniku przeżycia (gatunki K); determinuje selekcję pod kątem przetrwania przy wysokiej, bliskiej maksymalnej gęstości zaludnienia.
Główne cechy gatunku K : niska płodność, długa długość życia, duże rozmiary jednostki i nasiona, potężne systemy korzeniowe, wysoka konkurencyjność, stabilność na okupowanym terytorium, wysoka specjalizacja stylu życia. W miarę zbliżania się do maksymalnego zagęszczenia współczynnik reprodukcji populacji gatunku K maleje i szybko rośnie przy niskich zagęszczeniach; rodzice opiekują się swoim potomstwem. Gatunki K często dominują w biogeocenozach.
Gatunki K obejmują wszystkie drapieżniki, ludzi, owady reliktowe (duże motyle tropikalne, w tym motyle Dalekiego Wschodu, reliktowy chrząszcz długorogaty, jelonek, biegaczowaty itp.), pojedynczą fazę szarańczy, prawie wszystkie drzewa i krzewy. Wybitnymi przedstawicielami roślin są wszystkie drzewa iglaste, dąb mongolski, orzech mandżurski, zioła, turzyce.
Różne populacje w różny sposób korzystają z tego samego siedliska, zatem gatunki obu typów mogą w nim egzystować w tym samym czasie, stosując określoną strategię.
PRZYKŁADY. W lasach na profilu ekologicznym „Tajga Górska” wiosną, zanim zakwitną liście na drzewach, efemeroidy pędzą do kwitnienia, owocowania i zakończenia sezonu wegetacyjnego: kokorycz, Adonis Amur, zawilec, fiołek orientalny (żółty). Pod okapem lasu zaczynają kwitnąć piwonie, lilie i bażyny. Na otwartych terenach w suchych lasach dębowych na południowym zboczu rośnie kostrzewa owcza i trawa różana. Dąb, kostrzewa i inne gatunki to strateg K, marianberry jest strategiem R. 40 lat temu, po pożarze, w lesie jodłowo-liściastym utworzyły się działki osiki (gatunek R). Obecnie osika opuszcza drzewostan, a jej miejsce zajmują gatunki K: lipa, dąb, grab, orzech włoski itp.
Każda populacja roślin, zwierząt i mikroorganizmów jest doskonała żywy system zdolny do samoregulacji i przywracania swojej dynamicznej równowagi. Ale nie istnieje w izolacji, ale razem z populacjami innych gatunków, tworząc biocenozy. Dlatego mechanizmy interpopulacyjne regulujące relacje między populacjami różnych gatunków są również szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Regulatorem tych relacji jest biogeocenoza, składający się z wielu populacji różnych gatunków . W każdej z tych populacji zachodzą interakcje między osobnikami, a każda populacja ma wpływ na inne populacje i na biogeocenozę jako całość, tak jak biogeocenoza z jej składowymi populacjami ma bezpośredni wpływ na każdą konkretną populację.
Dla dalszego wzrostu jej liczebności duże znaczenie mają proporcje osobników według płci, a zwłaszcza udział samic rozrodczych w populacji. U większości gatunków płeć przyszłego osobnika ustalana jest w momencie zapłodnienia w wyniku rekombinacji chromosomów płciowych. Mechanizm ten zapewnia równy stosunek zygot według płci, ale nie wynika z tego, że ten sam stosunek jest charakterystyczny dla całej populacji. Cechy związane z płcią często decydują o znaczących różnicach w fizjologii, ekologii i zachowaniu mężczyzn i kobiet. Konsekwencji tego jest więcej wysokie prawdopodobieństwo zgonów przedstawicieli obu płci i zmiany proporcji płci w populacji.
Można zauważyć różnice ekologiczne i behawioralne pomiędzy samcami i samicami. Na przykład samce komarów z rodziny Culicidae, w przeciwieństwie do samic wysysających krew, w okresie wyobrażeniowym albo w ogóle nie żerują, albo ograniczają się do lizania rosy lub spożywają nektar roślinny. Ale nawet jeśli styl życia mężczyzn i kobiet jest podobny, różnią się one wieloma cechami fizjologicznymi: tempem wzrostu, czasem dojrzewania, odpornością na zmiany temperatury, głodem itp.
Różnice w śmiertelności pojawiają się już w okresie embrionalnym. Na przykład wśród piżmaków w wielu obszarach wśród noworodków półtora raza więcej kobiet niż mężczyźni. W populacjach pingwinów Megadyptes antipodes nie obserwuje się takiej różnicy, gdy pisklęta wykluwają się z jaj, ale w wieku dziesięciu lat na każdych dwóch samców pozostaje tylko jedna samica. U niektórych nietoperzy odsetek samic w populacji po hibernacji spada czasami do 20%. Wiele innych gatunków charakteryzuje się natomiast większą śmiertelnością samców (bażanty, kaczki krzyżówki, sikory, wiele gryzoni).
Zatem stosunek płci w populacji ustala się nie tylko zgodnie z prawami genetycznymi, ale także w pewnym stopniu pod wpływem środowiska.
U mrówek leśnych czerwonych (Formica rufa) z jaj złożonych w temperaturze poniżej +20°C rozwijają się samce, w wyższych temperaturach rozwijają się prawie wyłącznie samice. Mechanizm tego zjawiska polega na tym, że mięśnie naczynia nasiennego, w którym przechowywane są plemniki po kopulacji, aktywują się dopiero pod wpływem wysokiej temperatury, zapewniając zapłodnienie złożonych jaj. Z niezapłodnionych jaj błonkoskrzydłych rozwijają się wyłącznie samce.
Szczególnie wyraźny jest wpływ warunków środowiskowych na strukturę płciową populacji gatunków o naprzemiennym pokoleniu płciowym i partenogenetycznym. W optymalnych temperaturach Daphnia Daphnia magna rozmnaża się partenogenetycznie, ale w podwyższonych lub obniżonych temperaturach w populacjach pojawiają się samce. Na pojawienie się pokolenia biseksualnego u mszyc mogą wpływać zmiany długości Godziny dzienne, temperatury, rosnąca gęstość zaludnienia i inne czynniki.
Wśród roślin kwiatowych występuje wiele gatunków dwupiennych, w których występują osobniki męskie i żeńskie: gatunki wierzby, topoli, napla biała, szczaw, pospolita drzewostan, ostropest polny itp. Istnieją również gatunki z dwupiennością żeńską, gdy niektóre osobniki mają kwiaty biseksualne, a inne są żeńskie, to znaczy z nierozwiniętym androecium. Zazwyczaj kwiaty androsterylne są mniejsze niż kwiaty biseksualne. Zjawisko to występuje w rodzinach Lamiaceae, Cloveaceae, Teasulaceae, Campanaceae itp. Przykładami gatunków z dwupienią żeńską są tymianek Marshalla, oregano, mięta polna, pączek bluszczu, opadająca guma, geranium leśny itp. Populacje takich gatunków są niejednorodne genetycznie. Ułatwione jest w nich zapylenie krzyżowe, częściej obserwuje się proteroandrię - wcześniejsze dojrzewanie pylników w porównaniu ze słupkami. W obrębie gatunkowym struktura płciowa populacji roślin jest mniej więcej stała, natomiast zmiany warunków zewnętrznych zmieniają stosunek płci. Tak więc w suchym roku 1975 na Uralu liczba form żeńskich gwałtownie spadła, na przykład u szałwii stepowej 10-krotnie, w szparagach 3-krotnie.
Pojęcie i struktura ludności. Populacja to zbiór osobników jednego gatunku biologicznego zamieszkujących jedno terytorium, mających wspólną pulę genową[I] i zdolność do swobodnego krzyżowania się. Jeden gatunek organizmu może obejmować kilka, czasem wiele populacji, mniej lub bardziej odizolowanych od siebie. Jeśli przedstawiciele różnych populacji tego samego gatunku zostaną umieszczeni w tych samych warunkach, zachowają swoje różnice. Ale przynależność do tego samego gatunku zapewnia możliwość uzyskania płodnego potomstwa mieszańcowego od przedstawicieli różnych populacji. Populacja jest podstawową formą istnienia gatunku w przyrodzie. Populacje ewoluują i są jednostkami ewolucji i specjacji gatunków.
Istnieją struktury płciowe, wiekowe, genetyczne, przestrzenne i ekologiczne populacji.
Struktura płciowa populacji to stosunek występujących w niej osobników różnej płci. W wielu organizmach stosunek płci zależy od różnicy w zestawach chromosomów u osobników płci męskiej i żeńskiej. To dwuczynnikowe chromosomalne określanie płci zapewnia jednakową liczbę płci. Ale u niektórych roślin i zwierząt obserwuje się nie dwuczynnikową, ale trzyczynnikową genetyczną determinację płci. Prowadzi to do tego, że w określonych warunkach, obok normalnych, pojawiają się także osobniki płci żeńskiej, które przyprowadzają tylko samice lub (rzadziej) tylko samce. W efekcie z czasem proporcja płci w populacji może odbiegać od 1:1. W ten sposób u wielu gatunków owadów powstają populacje partenogenetyczne (składające się wyłącznie z samic).
W niektórych przypadkach o stosunku płci decydują nie czynniki genetyczne, ale fizjologiczne, hormonalne, które działają po zapłodnieniu. Wreszcie są przykłady, kiedy następuje zmiana warunki środowiska wpływa inaczej na mężczyzn i kobiety. Prowadzi to do wahań w ich stosunku z roku na rok i do tego, że w różnych populacjach tego samego gatunku proporcja samców i samic może być różna.
Struktura wiekowa populacji - udział osobników w populacji w różnym wieku, reprezentujące jedno lub różne potomstwo z jednego lub większej liczby pokoleń. Pokolenie może składać się z osobników jednego potomstwa i osobników innego potomstwa (np. małe ssaki). Ale potomstwo może również składać się z osobników różnych pokoleń: wykiełkuje żołądź spadający z 1000-letniego dębu, a po 20 latach pyłek młodego dębu może zapylić kwiaty drzewa rodzicielskiego, co jest starszy o 50 pokoleń.
Struktura wiekowa populacji odzwierciedla intensywność reprodukcji, śmiertelność i tempo zmiany pokoleniowej.
Strukturę genetyczną populacji wyznacza zmienność i różnorodność genotypów, częstość zmienności poszczególnych genów, a także podział populacji na grupy osobników podobnych genetycznie, pomiędzy którymi zachodzi ciągła wymiana. Każda populacja charakteryzuje się także pewnym poziomem polimorfizmu fenotypowego, tj. różnorodność cech organizmu, które są pod wspólną kontrolą genów i czynników środowiskowych. Ten sam genotyp w różnych warunkach może prowadzić do pojawienia się różnych fenotypów. Różnorodność genotypów zależy od wielkości populacji i czynników zewnętrznych wpływających na jej strukturę. W małych izolowanych i stabilnych populacjach w naturalny sposób wzrasta częstotliwość chowu wsobnego, co zmniejsza różnorodność genetyczną i zwiększa zagrożenie wyginięciem.
Struktura przestrzenna populacji to charakter rozmieszczenia i rozmieszczenia poszczególnych członków populacji oraz ich grup na terytorium (obszarze) populacji. W populacji realizowana jest zasada terytorialności: wszystkie jednostki i ich grupy mają przestrzeń indywidualną i grupową, która powstaje w wyniku aktywnej separacji fizyczno-chemicznej lub behawioralnej. Często łączy się ją z agregacją, czyli grupowaniem jednostek, które zwiększa konkurencję między jednostkami, ale sprzyja przetrwaniu grupy jako całości. W ten sposób powstają stada, stada, kolonie i inne stowarzyszenia jednostek, dzięki którym osiąga się różne efekty ochronne. W populacjach występuje zatłoczony, losowy i równomierny rozkład osobników. W przypadku różnych organizmów istnieją pewne indywidualne obszary i promienie trofii, aktywności żywieniowej i promienie aktywności reprodukcyjnej - średnia odległość między miejscem formacji (narodzin) a miejscem rozmnażania. W związku z tym długość tras, koszty mobilności i energii różnią się w zależności od czasu zachowania związane z jedzeniem i kontakty wewnątrzpopulacyjne. Wiele zwierząt wykazuje celowy „rozwój gospodarczy” terytoriów indywidualnych i grupowych w zasięgu populacji.
Struktura ekologiczna populacji to podział dowolnej populacji na grupy osobników, które w różny sposób oddziałują z czynnikami środowiskowymi. JIenco identyfikuje się grupy żywieniowe, ponieważ osoby różnej płci i w różnym wieku mają różne preferencje żywieniowe. Różni członkowie populacje różnią się między sobą zachowaniami orientacyjnymi i aktywnością motoryczną; Wiele zwierząt ma dobrze określone różnice w reakcjach pozwalających uniknąć niebezpieczeństwa lub zoptymalizować poszukiwania. Często występuje podział funkcji („podział pracy”) podczas polowania na zdobycz, opieki nad potomstwem itp. Obecność migrujących i niemigrujących grup jednostek pozostawia ślad na szeregu fizjologicznych cech odżywiania, zachowań seksualnych i aktywności grupowej. Wszystkie populacje najwyraźniej charakteryzują się zróżnicowaniem fenologicznym: różny moment rozpoczęcia i zakończenia sezonowych cykli rozwoju i zachowania (diapauza, hibernacja, aktywność seksualna, linienie, kwitnienie, owocowanie, opadanie liści itp.); obecność ras sezonowych u owadów, roślin i ryb wędrownych.
Wielkość i dynamika populacji. Aby wdrożyć normalną strukturę populacji, musi ona mieć określoną minimalną wielkość i gęstość, tj. liczba osób
Ze względu na zmiany warunków środowiskowych liczba i gęstość zaludnienia stale się zmieniają. Zwykle fluktuacje te mają charakter nieuporządkowany i zależą od losowej kombinacji wielu czynników. Ale w każdym razie gęstość zaludnienia oscyluje wokół poziomu średniej pojemności środowiska. Jeżeli opór środowiskowy przez długi czas jest niski, na przykład ze względu na sprzyjające warunki pogodowe i żerowe, wówczas można zaobserwować szybkie rozmnażanie u gatunków z nakładającymi się pokoleniami (głównie //-strategowie). W ten sposób u niektórych owadów dochodzi do masowych wybuchów liczebności.
Niektóre populacje (na przykład mieszkańcy Subarkgiki) charakteryzują się stosunkowo uporządkowanymi wahaniami liczebności z naprzemiennymi wzrostami i spadkami w określonych odstępach czasu ~~ od trzech do dziesięciu lat. Często przyczyną tej cykliczności jest wzajemne oddziaływanie populacji drapieżników i ofiar (ryc. 3.2).
Stabilność i żywotność populacji. Zdolność wielu form do szybkiego rozmnażania się stwarza złudzenie, że jedna para wystarczy, aby „kontynuować wyścig”. W rzeczywistości jest to możliwe tylko w wyjątkowych przypadkach. Aby utrzymać długotrwałe istnienie naturalnych populacji, potrzebne są inne warunki.
Głównymi czynnikami trwałości populacji są: utrzymanie pełnej kontroli nad strukturą genetyczną populacji poprzez naturalna selekcja w szczególności utrzymanie pewnego poziomu różnorodności i dryfu genetycznego w populacji, co wymaga komunikacji pomiędzy populacjami tego samego gatunku; utrzymanie normalnej relacji systemowej pomiędzy wszystkimi parametrami struktura populacji, a także między nimi a zespołem warunków środowiskowych charakterystycznych dla populacji; utrzymanie efektywnej wielkości populacji, a także minimalne ryzyko przekroczenia minimalnej dopuszczalnej wielkości liczebnej przy zachowaniu potencjału rozrodczego.
Rysunek 3.2. Wahania liczebności zająca górskiego (x,) i rysia, który na niego poluje (X2) w lasach Kanady (wg danych dotyczących pozyskiwania futer)
W ogólnym przypadku oczekiwany czas istnienia populacji T jako kryterium jej „żywotności” zależy od średniej wartości potencjału biotycznego r oraz od jego rozproszenia Sr przy maksymalnej liczebności populacji Nm: T = f(r, sr, Nm) (Goodman, 1989). Badania modelu wykazały, po pierwsze, że wymieranie populacji jest możliwe pod warunkiem Sr gt; 2d, po drugie, zarówno g, jak i Nm można przedstawić jako funkcje masy ciała. Z danych tych wynika w szczególności, że dla wysokiego, bo wynoszącego 95% prawdopodobieństwa przeżycia w ciągu najbliższych 100 lat, populacja słoni musi liczyć co najmniej 100 osobników, a populacja myszy musi liczyć co najmniej 10 000 osobników.