Vrstna struktura populacije. Prebivalstvo
Struktura populacije je določena organizacija, oblikovana po eni strani na podlagi bioloških lastnosti vrste, po drugi pa pod vplivom abiotski dejavniki okolje in populacije drugih vrst. Struktura prebivalstva ni stabilna.
Obstajajo prostorske (teritorialne), starostne, spolne, genetske, vedenjske in druge vrste strukture prebivalstva.
Prostorska struktura populacije— to je značilnost porazdelitve osebkov populacije v prostoru. Odvisno je tako od lastnosti habitata kot od bioloških značilnosti vrste. Sčasoma se lahko spreminja, odvisno od letnega časa, velikosti populacije itd. Prostorska porazdelitev osebkov v populacijah je lahko enotna, naključna in skupinska (slika 8).
riž. 8. Prostorska razporeditev osebkov v populacijah
pri uniforma Pri (pravilni) porazdelitvi so posamezniki postavljeni v bolj ali manj enakih razmakih, kot so drevesa v zrelem borovem gozdu. V resnici enakomerna porazdelitev posameznike redko najdemo v naravi.
pri naključno(difuzijska) porazdelitev, so posamezniki razporejeni neenakomerno in so njihova medsebojna srečanja naključna. Ta vrsta porazdelitve je zelo razširjena med rastlinami in številnimi živalskimi vrstami. Naključno razprševanje poteka v homogenem okolju.
pri skupina(mozaično) razširjenost, posameznike najdemo v skupinah, kot so grbine šaša v nizkem barju, črede sesalcev ali ptičje kolonije. Skupinska namestitev zagotavlja populaciji večjo odpornost na neugodne razmere.
Na velikih geografskih območjih lahko sčasoma posamezniki iste populacije, ko so porazdeljeni, tvorijo kombinacije teh treh vrst porazdelitve. Primer bi bila porazdelitev dreves v gozdu. Najprej pride do poravnave skupine, nato pa lahko porazdelitev postane enotna ( borovih gozdov). Raznašanje listnih uši in Koloradski hrošč sprva je lahko naključen, ko pa se množijo, postane skupinski ali enoten.
Meje prebivalstva so lahko dobro določene, ko je ozemlje razdeljeno z oviro, kot je gorovje ali reka, ali zamegljene. Mnoge živali, ki vodijo aktiven življenjski slog, se aktivno razpršijo. To vodi v intenzivno mešanje populacij in briše meje med njimi. Na primer, zelo mobilne in aktivno premikajoče se arktične lisice, nekatere ptice in druge živali imajo ogromne habitate brez ostrih meja med populacijami.
Pri sedečih in pasivno premikajočih se organizmih (dvoživke, kopenski mehkužci) pa so populacije jasno razmejene tudi na razmeroma majhnem območju. Ozemlje, ki ga zaseda prebivalstvo hlastajoči kuščar(Lacerta agilis), lahko obsega od 0,1 do nekaj hektarjev. Populacija severnih jelenov zavzema površino več kot 100 kvadratnih metrov. km.
Za živali kot mobilne organizme je stopnja navezanosti na ozemlje vodilnega pomena pri določanju narave prostorske strukture populacije. Glede na vrsto uporabe prostora so vse mobilne živali razdeljene v dve skupini: sedentarne in nomadske (nomadske), poleg tega pa obstajajo številne vmesne skupine.
Vrste, za katere je značilno sedeča slikaživljenje je praviloma značilno intenzivna uporaba ozemlja, kjer posamezniki ali njihove skupine dolgo časa izkoriščajo vire na razmeroma omejenem prostoru. Za vrste, ki se razlikujejo nomadski načinživljenje, značilnost nekdanja intenzivna raba ozemlja, kjer vire običajno porabljajo skupine posameznikov, ki se nenehno gibljejo znotraj širokega območja.
Širjenje organizmov izven populacije se imenuje preselitev. Vzorci razpršitve odražajo, kako populacija zaseda vedno več prostora. Med njimi so naslednji: anemohorija(širjenje z vetrom), hidrohorija(voda), fitohorija(rastline), zoohorija(živali) in antropohorija(oseba). Razpršitev je lahko pasivna (alohorija) in aktivna (avtohorija).
Premike živali, ki jih povzročajo spremembe življenjskih razmer ali so povezani z njihovimi razvojnimi cikli, imenujemo selitve . Lahko so redne (dnevne in sezonske) in neredne (ob sušah, poplavah, požarih itd.). Klasičen primer sezonske selitve - preleti ptic. Neregularne migracije so praviloma kaotične narave, za razliko od večine organiziranih, regularnih.
Relativna teritorialna izolacija populacije vodi v izolacijo razmnoževanja - omejitev svobode križanja. Prebivalstvo je razdeljeno na več panmiktičnih oddelkov - tesno povezanih združenj posameznikov po spolu in starosti, ki živijo v neposredni bližini drug drugega in so zato pogosto v stiku drug z drugim. Takšne mikropopulacije v rastlinah so paketi, in pri živalih - demi (črede, kolonije itd.), Ki obstajajo v življenju ene ali več generacij.
Spolna struktura prebivalstva— To je kvantitativno razmerje osebkov po spolu. Razmerje med spoloma v populaciji se vzpostavi po genetskih zakonitostih, nato pa nanj vpliva okolje. Pri večini vrst se spol bodočega posameznika določi v času oploditve kot posledica rekombinacije spolnih kromosomov. Spolno povezane lastnosti pogosto določajo razlike v morfologiji (velikost, barva), fiziologiji (hitrost rasti, čas pubertete), ekologiji in vedenju samcev in samic. Na primer, moški komarji iz družine Culicidae, za razliko od krvosesnih samic, se v namišljenem obdobju sploh ne hranijo ali pa so omejeni na lizanje rose in uživanje rastlinskega nektarja.
Za nadaljnjo rast njenega števila je zelo pomembno razmerje osebkov po spolu, še posebej plemenskih samic v populaciji. V naravi obstajajo vrste, za katere je značilna visoka smrtnost samic (na primer pižmovke, pingvini, netopirji) in obratno, večja smrtnost samcev (velike sinice, fazani, številni glodalci). Da, nekaj netopirji delež samic v populaciji po zimskem spanju pade na 20 %.
Na razmerje med spoloma v populaciji vplivajo okoljske razmere. Pri nekaterih vrstah spol na začetku ni določen z genetiko, ampak okoljski dejavniki. Na primer, pri rastlinah Arisaema japonica je spol odvisen od kopičenja rezerv hranila v gomoljih. Primerki z ženskimi cvetovi rastejo iz velikih gomoljev, primerki z moškimi cvetovi pa iz majhnih. Pri rdečih gozdnih mravljah (Formica ruf a) se samci razvijejo iz jajčec, odloženih pri temperaturah pod +20°C, samice pa pri višjih temperaturah. Mehanizem tega pojava je, da se mišično tkivo spermatične posode, kjer se sperma shrani po kopulaciji, aktivira šele, ko visoke temperature, ki zagotavljajo oploditev odloženih jajčec. Pri Hymenoptera se iz neoplojenih jajčec razvijejo samo samci.
Znotraj območja razširjenosti vrste spolna zgradba populacije rastlin so bolj ali manj konstantne, vendar spremembe zunanjih pogojev spremenijo razmerje med spoloma. Na primer, v sušnem letu 1975 v Trans-Uralju se je število ženske oblike pri stepskem žajblju (v 10 enkrat).
Genetska struktura populacijeza katero so značilne različne stopnje genetske raznolikosti posameznikov. Skupina genov, ki so prisotni v posameznikih določene populacije, se imenujegenski sklad.Nabor vseh genov, koncentriranih v kromosomih enega organizma, se imenujegenotip. Z genetskega vidika, prebivalstvo— celota genotipov.Če je razmerje genotipov v populaciji skozi generacije nespremenjeno, potem je populacija stabilna, obstaja genotipsko ravnovesje. Kljub variabilnosti v svojih strukturnih delih je populacija kot celoten sistem stabilno ohranja genski sklad, podedovan od populacije prednikov.
Genotip v interakciji z okoljskimi pogoji tvori fenotip. Fenotip se imenujejo osnovni znaki organizma, ki določajo posamezne značilnosti njegovo zgradbo in vitalne funkcije (morfološke, fiziološke in vedenjske), ki so odvisne od interakcije genotipa z okoljskimi razmerami.
Totalnost zunanji znaki organizem, ki odraža njegovo prilagodljivost na okoljske razmere, oblike življenjska oblika oz biomorf. Obstoj mnogih generacij posameznikov v populaciji z dvema ali več jasno izraženimi oblikami, ki se razlikujejo po strukturi in funkcijah, se imenuje polimorfizem. Polimorfne vrste so na primer bradavičasta breza (Betula pendula), navadna smreka ( Picea abies), navadni bor (Pinus sylvestris).
Norveška smreka ima tri oblike razvejanosti (česasto, kompaktno in s ploščatimi kremplji), storže rdeče, zelene in vijolične barve. V smrekovih gozdovih najdemo drevesa z gladkim, luskastim, lamelastim in jelševim lubjem. Smrekove oblike se razlikujejo tudi po zgradbi storžkov (medloluskasti in ostroluskasti). Poleg tega smreka z ostro oblikovanimi storži hitreje raste in ima kakovostnejši les.
Univerzalna lastnost vseh živih bitij, od virusov in mikroorganizmov do višjih rastlin in živali, je sposobnost dajanja mutacije— nenadne naravne ali umetno povzročene, podedovane spremembe v genetskem materialu, ki vodijo do sprememb določenih lastnosti telesa. Mutacije so osnova dedne variabilnosti in se manifestirajo v fenotipu odraslega organizma kot posledica dejstva, da spreminjajo procese njegove ontogeneze. Mutacijska variabilnost ne izpolnjuje pogojev okolju in praviloma moti obstoječe prilagoditve.
Vodilni dejavnik speciacije je individualna naravna selekcija – preživetje osebkov, ki so najbolje prilagojeni svojemu okolju. V procesu boja za obstoj se kaže biološka pestrost osebkov, ki sestavljajo populacijo. Nekateri posamezniki umrejo, drugi preživijo in se razmnožujejo. Novonastale mutacije se združijo z že izbranimi geni za posameznike, spremenijo se njihovi fenotipi in na tej podlagi nastanejo nove prilagoditve, ki povzročijo nadaljnjo transformacijo organizmov.
Relativna prostorska izolacija populacije vodi v njeno reproduktivno izolacijo - omejuje svobodo križanja posameznikov iz različnih populacij. Ta izolacija zagotavlja edinstvenost genskega sklada populacije in možnost njenega neodvisnega razvoja. Vendar pa v naravi ni popolnoma izoliranih populacij in lahko pride do migracije (odtoka in influksa) genov, kar povzroči spremembe v njihovi genetski strukturi.
Starostna struktura prebivalstva določa vse starostne skupine posameznikov, vključno z vsemi stopnjami in fazami razvoja organizma, na primer ličinke in lutke žuželk, rastlinski kalčki. V populacijah živali obstajajo tri ekološke dobe: predreproduktivna (predreproduktivna), reproduktivna (reproduktivna) in postreproduktivna (postreproduktivna). Trajanje posamezne starosti v razmerju do celotne pričakovane življenjske dobe ni enako za različne vrste. U sodobni človek vsaka starostna skupina predstavlja približno tretjino življenja.
Za mnoge živali in rastline je predreproduktivno obdobje najdaljše. Pri enodnevnicah (Ephemeroptera), na primer, traja več let, pri različnih vrstah škržatov (Cicadidea) - 13 in 17 let ( dolgoročni razvoj ličinke). Njihova reproduktivna starost je le nekaj dni (gnezditveno obdobje odraslih osebkov), post-reproduktivna starost pa praktično ni. Populacije, ki imajo kratko predreproduktivno obdobje, se hitro obnovijo, kot so voluharji (Clethrionomys).
V življenjskem ciklu rastlin ločimo približno deset starostnih stanj, združenih v štiri obdobja ( tabela 4.1).
Tabela 4.1 Starost obdobja in pogoji v semenskih rastlinah
Starostni status posameznika - to je stopnja njegove ontogeneze, na kateri so zanj značilni določeni odnosi z okoljem.
Za jasnost je tukaj nekaj primerov:
Sadike imajo mešano prehrano zaradi rezervnih snovi semena in lastne asimilacije;
Mlade rastline se preselijo v samooskrba, nimajo več kličnih listov;
Pri nezrelih rastlinah se začne razvejanje poganjkov;
Prehod rastlin v generativno obdobje ni določen le s pojavom cvetov in plodov, temveč tudi z notranjim biokemičnim in fiziološkim prestrukturiranjem organizma.
Razmerje osebkov v populaciji glede na ta stanja se imenuje starostni spekter prebivalstva. Odraža kvantitativna razmerja različnih starostnih skupin. Starostni spekter je povezan z intenzivnostjo umrljivosti in rodnosti organizmov. Starostna struktura prebivalstva se lahko spremeni pod vplivom zunanjih dejavnikov, saj ti nadzorujejo tako procese rodnosti kot umrljivosti.
Na podlagi starostnega spektra, sposobnosti prebivalstva za samooskrbo in njegove odpornosti na zunanji vplivi: bolj kompleksen je starostni spekter, stabilnejša je reprodukcija prebivalstva. Največja vitalnost
Po tej lastnosti se odlikujejo populacije, v katerih so vse starosti relativno enakomerno zastopane. Take populacije imenujemo normalno.Če v populaciji prevladujejo senilni posamezniki, to kaže na prisotnost negativnih dejavnikov, ki motijo reproduktivne funkcije. Take populacije imenujemo regresivno, oz ogrožena. Populacije, sestavljene predvsem iz mladih osebkov, se obravnavajo kot izvajanje, oz invazivna. Njihova vitalnost ne vzbuja skrbi, obstaja pa velika verjetnost izbruhov pretirano velikega števila osebkov. Še posebej nevarno je, če takšne populacije predstavljajo vrste, ki jih tu prej ni bilo.
Za primerjavo števila osebkov različnih starosti v populacijah so izdelani histogrami starostnih struktur (slika 9).
riž. 9. Starostna struktura populacij:
1 - invazivna (rastoča);
2 - normalno (stabilno);
3 - regresivno (pogodbeno)
Študije starostne strukture rastlinskih in živalskih populacij so redke zaradi prevelike kompleksnosti in delovne intenzivnosti kvantitativno računovodstvo posamezniki različnih starostnih skupin. Izjema so človeške populacije. Periodično izvedeni popisi omogočajo dovolj popolno opredelitev starostne sestave prebivalstva, kar se odraža v posebnih diagramih (slika 10).
riž. 10. Starostna piramida ruskega prebivalstva
Proučevanje porazdelitve organizmov po starosti je zelo pomembno pri lovu in ribolovu, pri sečnji itd. Če vzamemo za primer lov, prevladovanje mladih osebkov kaže na uspešno razmnoževanje vrste in nam omogoča, da pričakujemo povečanje njenega števila v naslednji sezoni.
Gozdarji so v skladu z ekološkimi lastnostmi populacij razvili dve vrsti poseka dreves: vmesno in glavno rabo. Vmesni posek se izvaja v vseh starostih gozda, da se ustvarijo ugodni pogoji za rast preostalega dela gozdnega sestoja. Pri dokončnem poseku se odstrani celoten sestoj, ki je dosegel zrelost.
Etološka (vedenjska) struktura— to je sistem odnosov med pripadniki iste populacije. Etologija (iz grškega ethosa - značaj, značaj in logos - znanost) - znanost o biološka osnova vedenje živali, se je oblikovala v 30. letih 20. stoletja. Njegov nastanek je povezan z deli avstrijskega etologa Konrada Lorenza in nizozemskega etologa Nicholasa Tinbergena, ki sta postavila temelje teorije nagonskega vedenja. Krepitev stikov med etologijo in populacijsko ekologijo v 60. letih 20. stoletja je dala močan zagon proučevanju socialnega vedenja in etološke strukture živalskih populacij.
Vedenje živali v odnosu do drugih članov populacije je odvisno od tega, kakšno življenje posamezniki vodijo: samotno ali skupinsko. pri samotarski način življenja posamezniki v populaciji so neodvisni in izolirani drug od drugega. Ta način življenja je značilen za številne vrste, vendar le v določenih fazah življenjski cikel. Popolnoma samoten obstoj je nemogoč zaradi glavne življenjske funkcije - razmnoževanja. Čeprav so lahko izjema posamezne vodne živali z zunanjo metodo oploditve, na primer samotne morske vetrnice. Vrste s samotnim življenjskim slogom včasih tvorijo začasne agregacije posameznikov. Na primer pikapolonice in zemeljski hrošči v suhi stelji blizu štorov v prezimovališčih, ščuke in somi na dnu rezervoarjev itd.
pri skupinski življenjski slogživali tvorijo družine, kolonije, trope in črede, ki so organizirane hierarhično. Hierarhija pri živalih je sistem vedenjskih povezav med posamezniki v skupini, ki ureja njihove odnose in dostop do hrane, zavetja in osebkov nasprotnega spola. Hierarhija in druge oblike življenja skupine so po naravi prilagodljive in predstavljajo bistvo življenja vrste.
družina- najpreprostejša skupina osebkov, ki se po razmnoževanju lahko razpade ali pa sestavljajo starši in potomci več generacij, kot so klani med hijenskimi psi, ponosi med levi. Obstajajo družine očeta, matere in mešani tip, odvisno od tega, kateri starš skrbi za potomce. Na primer, samica temnega močeradnika ovije svoje telo okoli sklopke in ga ne zapusti, dokler se ne izležejo ličinke.
Samec tribodičaste paličnjake, potem ko varuje leglo in skrbi zanj, nekaj časa varuje mladice. V družinah s stabilnim oblikovanjem parov pri zaščiti in hranjenju sodelujeta samec in samica. Pri družinskem življenjskem slogu je najbolj izrazito teritorialno vedenje živali: različni signali, oznake, obredne oblike groženj in neposredna agresija zagotavljajo lastništvo nad območjem. Ptičje petje, na primer govorjeni jezik, način označevanja svojega ozemlja, privabljanje pozornosti samice.
Kolonije- skupinska naselitev sedečih živali. Lahko obstajajo dlje časa ali se pojavijo med gnezditveno sezono, kot na primer pri mnogih pticah: rojaki, galebi, looni, puffini in drugi. Primer takšne naselbine je kolonija kormoranov (Phalacrocorax bougainvillei), ki šteje vsaj 10.000 osebkov, v katerih na 1 m2. m površine so vsaj tri gnezda.
Jate- začasne mobilne skupine posameznikov za zaščito pred sovražniki, proizvodnjo hrane, migracije. Šolanje je najbolj razširjeno med kobilicami, pticami in ribami. Pri sesalcih je značilen za pse (volkove, hijene, kojote itd.). Pri pticah se jate oblikujejo med sezonskimi selitvami, v sedečih ali nomadskih oblikah - med zimskim hranjenjem. V jatah med osebki obstaja stalna zvočna in vizualna povezava. Pelikani (Pelecanidae) na primer bolj intenzivno lovijo ribe v skupnostih in jih v jatah odganjajo v plitvo vodo. Oblika volčjih tropov za skupinski lov pozimi. Pri lovu v skupini volkovi vadijo zalezovanje, prestrezanje plena, poganjanje plena v zasedo ali ujetje v obroč. To zahteva doslednost in usklajenost delovanja vseh posameznikov. V tropu sesalcev je vloga voditeljev velika.
Črede so daljše in trajnejše združbe živali. Praviloma kitovi, kopitarji in primati (na primer pavijani) živijo v čredah. Čreda je skupina živali iste vrste, ki ostanejo blizu druga drugi in se obnašajo na enak način. Velikost črede ter njena sestava glede na starost in spol se s časom spreminjata. Črede kitov in opic vključujejo na desetine živali, črede severni jelen, sajge sestavljajo stotine in tisoče posameznikov. Na primer, najbolj produktivne črede severnih jelenov vsebujejo 300-400 posameznikov, za preživetje afriških slonov pa mora čreda vsebovati vsaj 25 posameznikov.
V čredah se izvajajo vse osnovne življenjske funkcije: pridobivanje hrane, zaščita pred plenilci, selitev, razmnoževanje, vzreja mladih živali itd. Osnova skupinskega vedenja živali v čredah je odnos dominanca-podrejenost, ki temelji na individualnih razlikah med osebki. Med dominantnimi v nekaterih čredah so vodje - bolj izkušeni člani črede (kot pri severnih jelenih), v drugih čredah - vodje, močnejši posamezniki. Biološki pomen hierarhičnega sistema dominance-podrejenosti je ustvariti usklajeno vedenje skupine, ki je koristno za vse njene člane.
Skupinski učinek. Skupine imajo vse značilne lastnosti populacije, vendar je zanje značilna višja stopnja enotnosti in sposobnost samoregulacije njihovega števila. Ta lastnost se imenuje skupinski učinek. Eden od indikatorjev skupinskega učinka je teritorialnost. Veliko živali je vezanih na določene kraje. Označujejo meje svojega ozemlja, kjer pridobivajo hrano, gradijo gnezda ali domove in hranijo mladiče. Pozitivna vrednost teritorialnost je v tem, da preprečuje prenaseljenost.
Pri živalih, ki vodijo skupinski način življenja, obstaja tesna komunikacija med posamezniki prek vonjav, zvokov in specifičnega vedenja. Zahvaljujoč kompleksnemu signalnemu sistemu posameznikov in njihovi medsebojni izmenjavi informacij se poveča učinkovitost delovanja skupine, ki je namenjena zadovoljevanju pomembnih vitalnih potreb vseh njenih članov.
Pozitiven učinek skupine se pojavi le do določene optimalne ravni gostote prebivalstva.
Če je posameznikov preveč, to povzroči pomanjkanje okoljskih virov zanje. Takrat pridejo v poštev mehanizmi populacijske homeostaze.
Hormonska in živčni sistemi uravnavanje fizioloških procesov v telesu. Skupinski učinek se kaže kot psihofiziološka reakcija posameznika na prisotnost drugih osebkov njegove vrste. Na primer, nekatere pasme golobov ne izležejo jajc, razen če vidijo druge ptice.
Dovolj je, da samički postavimo ogledalo, da začne odlagati jajčeca. Pri ovcah zunaj črede se utrip in dihanje pospešita, ob pogledu na bližajočo se čredo pa se ti procesi normalizirajo. Prezimujoči netopirji v samoti imajo višjo presnovo kot tisti, ki živijo v koloniji. To vodi do povečane izgube energije, izčrpanosti in se pogosto konča s smrtjo. Najbolj presenetljiva manifestacija skupinskega učinka je značilna za družbene žuželke. Čebele, mravlje, termiti ne morejo živeti izolirano, sami. Imajo kompleksen signalni sistem, ki pomaga ohranjati posameznike v času in prostoru.
Tako se skupinski učinek pri živalih kaže v pospešenih stopnjah rasti, oblikovanju pogojnih refleksov, povečani plodnosti, prihranku stroškov energije, povečanju povprečno trajanježivljenje posameznika itd.
Pod strukturo prebivalstva običajno razumemo njegovo prostorsko, starostno, spolno in genetsko sestavo.
Včasih govorijo o ekološki strukturi populacije, vključno s tem pojmom o porazdelitvi osebkov v populaciji po spolu in starosti, ki je pogosto izražena v obliki tako imenovanih "življenjskih tabel". IN v zadnjem času pogosto se uporablja posplošen koncept biohorološkega strukturo prebivalstva(iz grščine choros - prostor).
Za prostorsko strukturo populacije, to je razporeditev osebkov znotraj populacije, je značilna neenakomernost. Ta neenakost je določena s heterogenostjo biogeocenotskih razmer in določa obstoj znotraj populacije manjših prostorskih skupin posameznikov - naselij, ki zasedajo en ali drug del njenega območja; med takimi naselji ostajajo nenaseljeni ali redko poseljeni prostori.
Primer razlik v prostorski strukturi populacij različnih vrst je porazdelitev osebkov glavnih ozadnih vrst rastlin in živali na majhnem otoku (s površino 100 ha). Skolme ob jugozahodni obali Anglije. Določene rastlinske vrste (agrostis bentgrass, Pteridium bracken, Armeria) in značilne združbe (močvirna vegetacija, humka) tvorijo na otoku različno velike zaplate. Skupine posamezne vrste ptice in sesalce ločimo še jasneje: 35.000 parov odraslih ptic malega petroleja Puffinus puffinus je združenih v 8 kolonij, 900 parov črnokljunega laska (Larus fuscus) - 10 gnezdečih skupin različnih velikosti. Gnezdišča sledovega galeba L. argentatus in pufinov Fratercula arctica - približno 500 oziroma 5000 parov, mejijo na otok vzdolž obale z zlomljenim trakom kompleksne konfiguracije.
Glede na število kuncev Oryctolagus cuniculus (jeseni do 100 osebkov na 1 ha) Scocolm je najgosteje naseljeno območje Anglije, vendar je porazdelitev njegovih naselij (gosta in redka) neenakomerna in tvori zapleten mozaik zaplat. Za hišne miši, ki živijo tukaj v naravi, je značilna kombinacija "čipkastih" in "pikastih" tipov distribucije na enem ozemlju. Z označevanjem je bilo mogoče ugotoviti, da so kljub navidezni izoliranosti nekaterih skupin osebkov za številne osebke značilna gibanja, ki pokrivajo celotno proučevano ozemlje.
Vse obravnavane vrste ne tvorijo prave populacije na otoku. Nobenega dvoma ni, da na otoku živijo črni kitovi in galebi. Skokolm - le deli nekaterih populacij teh velike ptice. Vprašanje populacijske neodvisnosti ni povsem jasno za kolonije pufinov in petelin – njihova naselja na otoku so lahko prave populacije ali le del populacije. Enako lahko rečemo za populacijo rastlinskih vrst, če je njihov cvetni prah učinkovito porazdeljen na desetine ali stotine kilometrov. Toda populacijo zajcev in hišnih miši na otoku lahko upravičeno imenujemo populacije.
Odločitev, ali obravnavano skupino osebkov obravnavati kot populacijo ali jo šteti le za prostorsko izoliran del populacije, je odvisna od tega, kako velika je izmenjava osebkov med sosednjimi skupinami. Pri preučevanju populacije peščenega kuščarja Lacerta agilis na zahodnem Altaju so odkrili skupine od več osebkov do več sto tisoč osebkov.
Populacijo tukaj lahko upravičeno imenujemo skupina posameznikov stopnje IV z izmenjavo približno 0,01% posameznikov vsake generacije in s trajanjem obstoja na stotine generacij. Pred tem - populacijskim nivojem - se v vrstni populaciji peščenega kuščarja jasno ločijo skupine osebkov dveh nižjih stopenj integracije (I in II). Obstajajo relativno kratek čas (več generacij) in široko izmenjujejo posameznike, zaradi česar se njihova genetska sestava močno in hitro spreminja, je nestabilna. Poleg tega sama krhkost takih povezav določa njihovo minljivo naravo. Tretjo stopnjo integracije lahko v številnih primerih verjetno prepoznamo kot realno populacijsko. To je v veliki meri odvisno od tega, kako močan bo lokalni selekcijski pritisk: kdaj močna selekcija, usmerjen proti tujcem, ne bodo mogli bistveno spremeniti genetske strukture skupine; pri šibki se že po nekaj generacijah genetska struktura skupin, ki izmenjujejo posameznike v tako širokem obsegu (približno 3-4% v vsaki generaciji), izravna in tvorijo eno samo genetsko celoto.
Iz zgoraj navedenega je razvidno, da je bistvena točka pri določanju neodvisnosti določene skupine posameznikov njena zadostna številčnost in izoliranost od sosednjih podobnih populacij. Merilo izolacije je lahko teoretično stopnja prenosa alelov iz enega genskega sklada v drugega ali praktično stopnja izmenjave osebkov. Ta stopnja pa je odvisna od radija posameznikove dejavnosti, to je razdalje, ki jo povprečen posameznik v življenju dejansko prehodi s pasivnim ali aktivnim gibanjem. Pri rastlinah ga na primer lahko določimo z razdaljo porazdelitve cvetnega prahu, oddaljenostjo od staršev njihovih vegetativnih potomcev (potaknjencev, brstov, poganjkov, oblik cvetov itd.), razpršitvijo semen (z vetrom, vodo, pri prenašanju). po živalih itd.) .p.). Ugotovljeno je bilo, da je populacija glodalcev, plazilcev in dvoživk relativno majhna, medtem ko je populacija ptic in sesalcev, ki se široko selijo, precejšnja. Glavni razlog To velja za razlike v gibljivosti osebkov omenjenih skupin živali.
Velikost radija posamezne dejavnosti je tesno povezana z naravo rabe ozemlja. Za vrste, ki vodijo sedeči življenjski slog, je značilna intenzivna vrsta uporabe prostora (I. A. Shilov, 1977), v kateri posamezniki ali njihove skupine (pri višjih vretenčarjih, predvsem družinskih) dolgo časa uporabljajo vire relativno omejenega ozemlja. Radiji posameznih aktivnosti in ozemlja intrapopulacijskih skupin pri takih vrstah so običajno majhni, vendar se razlikujejo glede na stopnjo številčnosti. Za vrste, za katere je značilen nomadski način življenja ali druge vrste selitev, je značilna ekstenzivna raba prostora, pri kateri se prehranski viri območja razvijajo med rednimi premiki skupin posameznikov. Radij posamezne dejavnosti in velikost ozemlja intrapopulacijskih skupin pri takih vrstah sta pomembna. Med intenzivnimi in ekstenzivnimi načini rabe prostora ni ostre meje, saj v obdobju gnezdenja populacije pogosto vodijo sedeč način življenja z intenzivno uporabo prostora, nato pa preidejo na selitveni način življenja z ekstenzivno uporabo ozemlja.
Posledično se bo prostorska struktura populacij med vrstami razlikovala. Ponosi levov, haremi uhatih tjulnjev, tropi volkov in šakalov, tropi kitov ubijalcev – to je le nekaj izmed številnih prostorsko-genetskih skupin, ki jih poznamo pri sesalcih.
Predlaganih je bilo več izrazov za označevanje takšnih majhnih, razmeroma neodvisnih, a kratkotrajnih skupin osebkov, sestavljenih iz osebkov, ki se intenzivno križajo, in njihovih potomcev. V zadnjih letih se v zoološki literaturi za označevanje takšnih skupin uporablja izraz dem (iz grškega demos ljudje). Pri rastlinah in glivah vprašanje prostorske strukture populacije ni tako podrobno razvito kot pri vretenčarjih, kar je posledica posebnosti njihove zgradbe in načina življenja. Predvidevamo lahko, da ima vsaka populacija svojo lastno prostorsko strukturo, ki se vzdržuje v prilagodljivosti ta kraj in časovno obliko. Hkrati predstavlja umestitev osebkov v prostor »morfološki« vidik prostorske strukture populacije, sistem odnosov med njimi pa njen funkcionalni vidik, ki je podrobneje obravnavan v nadaljevanju.
Ena pogostih napak pri populacijskih raziskavah je pridobivanje ne populacijskih značilnosti, temveč značilnosti posameznih demov ali drugih kratkotrajnih populacij posameznikov, torej pridobivanje nereprezentativnega vzorca. Na primer, pri preučevanju peščene kuščarice Lacerta agilis na Kalbinskem grebenu smo najprej naleteli na skupino posameznikov 7 osebkov, od katerih sta bila dva (29%) melanistična. Vendar pa bi bilo napačno tako visoko pogostnost melanistov šteti za populacijsko značilnost: med desetinami drugih posameznikov, ki so bili pozneje ujeti, ni bilo nobenega melanista.
Starostna struktura populacije, to je razmerje med skupinami osebkov različnih starosti, je ena najpomembnejših značilnosti populacije.
Starost katerega koli organizma lahko izrazimo v enotah astronomskega časa - minutah, urah, mesecih, letih. Starost lahko presojamo tudi po stopnji razvitosti organizma oziroma njegovi fiziološki zrelosti, torej določamo fiziološko starost. Žal so možnosti določanja astronomske (koledarske) starosti osebkov v naravnih populacijah precej omejene. Spuščajo se na preučevanje snemalnih struktur (M.V. Mina, G.A. Klevezal, 1976): plastenje drevesnih debel, kosti in zob pri vretenčarjih, obročki ali veje na rogovih nekaterih kopitarjev, starostne spremembe barva, struktura perja ali dlake itd.
Določanje fiziološke starosti se izvaja s spremembami velikosti in oblike telesa, barve, stanja generativnega sistema, zorenja skeletnega sistema, involucije žlez (na primer priželjca), abrazije žvečilne površine zob in drugih. znaki.
V procesu postnatalnega razvoja posameznika se spreminjajo njegove morfofiziološke in druge lastnosti ter lastnosti starostne skupine in populacije se razlikujejo po specifičnosti istih lastnosti.
Starostno strukturo populacij lahko izrazimo predvsem z razmerjem povprečnega trajanja predreproduktivnega, reproduktivnega in postreproduktivnega obdobja. individualni razvoj, ki je značilen za določeno populacijo. Podrobneje lahko starostno strukturo prebivalstva predstavimo v obliki starostnih piramid, ki upoštevajo relativno število posamezne starostne skupine.
Starostna struktura prebivalstva odraža tako pomembne procese, kot so intenzivnost razmnoževanja, stopnja umrljivosti in stopnja obnavljanja populacije. Je tesno povezana z genetske značilnosti ki tvori generacijsko populacijo in z značilnostmi specifičnih pogojev za razvoj posameznih generacij.
Za natančen opis starostne strukture prebivalstva bomo podali definicije nekaterih pojmov.
Generacija (generacija) vključuje vse potomce posameznikov prejšnje generacije (otroci - starši). Ta koncept je genetski. Prenos dednega materiala poteka skozi generacije. Upoštevanje števila in razmerja generacij je eden od pomembnih pogojev za preučevanje strukture populacij. Trajanje generacije ustreza povprečni reproduktivni starosti v določeni populaciji osebkov določene vrste in lahko služi kot podlaga za ugotavljanje trajanja obstoja populacije in njenega ranga (spomnimo se, da populacija obstaja več - na stotine in tisoče - generacij).
Potomci- sočasno rojeni posamezniki iz določenega niza staršev (ki lahko pripadajo eni ali več generacijam). Zagotavlja povečanje velikosti populacije v določenem časovnem okviru. To je ekološki koncept, povezan s preučevanjem demografskih značilnosti prebivalstva: gostote, velikosti, rodnosti.
Starostna skupina- skupina posameznikov iste starosti. Klasifikacija starostnih skupin je pogosto poljubna (na primer »mladi«, »odrasli«, »stari«), vendar nam omogoča, da v proučevanih vzorcih iz različnih populacij identificiramo primerljive skupine posameznikov. Starostna struktura je odvisna od različne kombinacije osebkov različnih generacij, potomcev in starostnih skupin v populaciji. Pri vrstah, ki se razmnožujejo enkrat v življenju (losos in nekatere druge ribe, številne žuželke, enoletne rastline), je starostna struktura populacij zelo enostavna, saj je generacija hkrati potomec in starostna skupina. Populacija tedaj vsebuje največ dve generaciji, dva potomca in dve starostni skupini (če matična generacija ne odmre, preden se oblikuje generacija otrok).
Ena generacija lahko vključuje več kot enega potomca in eno starostno skupino. Najenostavnejši primer takšne kombinacije lahko opazimo pri populaciji rovke Sorex araneus. Roditeljska generacija Srovke rodijo enega ali dva mladiča v pomladno-poletnem obdobju in do jeseni popolnoma izumrejo. Hčerinsko generacijo, ki vključuje dva potomca, jeseni sestavljajo še nezreli osebki, ki dozorijo spomladi.
Pogosteje je generacija sestavljena iz posameznikov iz več potomcev in starostnih skupin (ponavljajoče se razmnoževalne živali in trajnice). Starostna struktura populacije je v tem primeru zelo zapletena, še posebej, ker takrat nastane en potomec iz posameznikov, ki pripadajo različnim generacijam. Ta pojav opazimo na primer pri številnih voluharjih, ki dajejo dve ali tri legla na sezono: če se mladi posamezniki iz prvega legla hitro vključijo v razmnoževanje, potem lahko predjesenska legla sestavljajo posamezniki dveh generacij.
Še bolj zapletena je starostna struktura dolgoživečih živalskih vrst in predvsem rastlin. Težko si je predstavljati kombinacijo generacij in potomcev v gozdnih nasadih, kjer predstavniki več zaporednih generacij rodijo desetine (včasih stotine) let, skupaj pa vsako sezono ustvarijo enega potomca. Poleg tega se lahko posamezna semena shranijo, ne da bi vzklila na desetine ali stotine generacij in ugodni pogoji, se zlahka vključijo v genski sklad populacij potomcev. Naslednja situacija v resničnem življenju se izkaže za podobno: želod, ki je odpadel s 1000 let starega hrasta, lahko vzklije v 20-30 letih; ki je 50 generacij starejši od svojega križanskega partnerja. V teh in drugih podobnih primerih lahko ena starostna skupina vključuje več kot enega potomca in generacije.
Metode proučevanja starostne strukture prebivalstva so določene z namenom proučevanja. Ekologi proučujejo morfofiziološke značilnosti različnih starostnih skupin, starostno strukturo kot indikatorje trenutno stanje populacije, prepoznati trende v številčnem spreminjanju ipd. Z evolucijskim pristopom je glavna pozornost raziskovalca usmerjena v prepoznavanje značilnosti generacij, preko katerih se izvaja transformacija genotipske in fenotipske strukture populacije.
V tesni povezanosti s starostno strukturo je treba upoštevati spolno strukturo prebivalstva, ki določa tudi intenzivnost razmnoževanja, populacijsko dinamiko in značilnosti geno- in fenotipske sestave populacije.
Spolna struktura prebivalstva, tj. številčno razmerje med spoloma, se zelo razlikuje med različnimi živalskimi in rastlinskimi vrstami, v različnih populacijah iste vrste, ob različnih časih in v različnih starostnih skupinah v isti populaciji.
Genetski mehanizem zagotavlja določeno primarno razmerje med spoloma med nastankom zigote, običajno v razmerju 1:1. Možna so tudi druga razmerja. Na primer, pri gozdni leming Myopus schisticolor dosledno prevladujejo samice zaradi prisotnosti XXY samic.
Zaradi različne sposobnosti preživetja moških in ženskih organizmov se primarno razmerje spolov izrazito razlikuje od sekundarnega razmerja spolov, značilnega za novorojenčke (ne glede na »način rojstva«), še bolj pa od terciarnega razmerja spolov (ob nastopu pubertete ). Pri ljudeh je na primer sekundarno razmerje med spoloma (v povprečju za mnoge populacije) 100 deklet na 106 dečkov do starosti 16-18 let se izravna zaradi povečane umrljivosti moških, do starosti 50 let pa je; 85 moških na 100 žensk.
Sekundarno in terciarno razmerje med spoloma se močno razlikuje tako med različnimi vrstami živali in rastlin kot znotraj vrst, vendar je natančnih podatkov malo. V zadnjih letih je pozornost raziskovalcev pritegnila variabilnost terciarnega razmerja med spoloma znotraj vrste in spreminjanje tega kazalnika znotraj ene populacije skozi čas.
Genetska struktura populacije, tj. frekvence alelov in genotipov, je najpomembnejša značilnost populacije.
Da bi razumeli osnovne genetske procese, ki se dogajajo v populaciji, se je treba spomniti, da se skozi generacije ne prenašajo lastnosti kot take, temveč določene dedne strukture. Poleg tega vsak genotip določa določen obseg možnosti za razvoj lastnosti glede na okoljske razmere. Z drugimi besedami, za vsak genotip je značilna določena norma reakcije. Izvajanje katere koli lastnosti v ontogenezi posameznika praviloma določajo številni geni; po drugi strani pa gen običajno ne vpliva na eno, ampak na več lastnosti. Meje reakcijske norme vsakega genotipa so izražene z nizom fenotipov, ki se lahko razvijejo iz tega genotipa v vseh okoljskih pogojih, ki ne vodijo v smrt.
Posledica tega je dvoumno ujemanje med genotipom in fenotipom in posledično nezmožnost nedvoumne presoje genetske strukture populacije na podlagi fenotipov.
S. S. Chetverikov in njegovi učenci so pokazali ogromno genetsko heterogenost naravnih populacij; V populaciji je redko najti genetsko enake posameznike.
Genetska heterogenost populacij vzdržujejo tako z novo nastalimi mutacijami različne vrste, in zaradi procesov rekombinacije genske raznolikosti, ki že obstaja v populaciji pod vplivom evolucijskih dejavnikov - naravna selekcija, selitev, naključni procesi, določen sistem prehodov.
Genetska heterogenost omogoča populaciji in vrsti kot celoti uporabo, prilagajanje nenehno spreminjajočim se pogojem obstoja ne le na novo nastalih dednih sprememb, temveč tudi tistih, ki so nastale že davno in obstajajo v populaciji v latentni obliki (" mobilizacijska rezerva« spremenljivosti).
Manifestacija genetske heterogenosti in ena od pomembnih značilnosti genetske strukture naravnih populacij je intrapopulacijski polimorfizem, tj. ni mogoče razložiti samo s ponavljajočimi se mutacijami).
Obstajajo heterozigotni in prilagoditveni polimorfizmi. Prvi je vzpostavljen kot posledica večje sposobnosti heterozigotov, drugi - kot posledica selekcije v različnih okoljske razmere genetsko različne oblike znotraj populacije. Klasičen primer slednjega so sezonske spremembe v frekvenčnih razmerjih rdeče in črne oblike pikapolonica Adalia bipunctata prve bolje prenašajo mraz pozimi, druge se intenzivneje razmnožujejo poleti.
Kljub heterogenosti je vsaka populacija enotna in predstavlja kompleksen genetski sistem v dinamičnem ravnovesju. Z genetsko-evolucijskega vidika je populacija minimalen sistem, ki lahko obstaja teoretično neomejeno število generacij. Včasih se reče, da je populacija najmanjši sistem, ki ima svojo evolucijsko usodo, ki je manjše skupine posameznikov nimajo. Zato je populacija elementarna evolucijska enota.
Za nadaljnjo rast njenega števila je zelo pomembno razmerje med osebki po spolu in predvsem delež gnezdečih samic v populaciji. Pri večini vrst se spol bodočega posameznika določi v času oploditve kot posledica rekombinacije spolnih kromosomov. Ta mehanizem zagotavlja enako razmerje zigotov po spolu, vendar iz tega ne sledi, da je enako razmerje značilno za celotno populacijo. Spolno povezane lastnosti pogosto določajo pomembne razlike v fiziologiji, ekologiji in vedenju samcev in samic. Posledica tega je več velika verjetnost smrti predstavnikov obeh spolov in spremembe v razmerju spolov v populaciji.
Ekološke in vedenjske razlike med samci in samicami so lahko izrazite. Na primer, moški komarji iz družine Culicidae, za razliko od krvosesnih samic, se v namišljenem obdobju sploh ne hranijo ali so omejeni na lizanje rose ali uživajo rastlinski nektar. A čeprav sta življenjska sloga samcev in samic podobna, se v marsičem razlikujeta fiziološki znaki: stopnje rasti, čas pubertete, odpornost na temperaturne spremembe, stradanje itd.
Razlike v umrljivosti se pojavijo že v embrionalnem obdobju. Na primer, med pižmovkami na mnogih območjih je med novorojenčki en in pol krat več samic kot samcev. V populacijah pingvinov Megadyptes antipodes ni opaziti takšne razlike, ko se piščanci izležejo iz jajčec, vendar do desetega leta starosti na vsaka dva samca ostane samo ena samica. Pri nekaterih netopirjih se delež samic v populaciji po zimskem spanju včasih zmanjša na 20 %. Nasprotno, za številne druge vrste je značilna višja smrtnost samcev (fazani, race mlakarice, velike sinice, številni glodalci).
Tako se razmerje med spoloma v populaciji ne vzpostavlja le po genetskih zakonitostih, temveč v določeni meri tudi pod vplivom okolja.
Pri rdečih gozdnih mravljah (Formica rufa) se iz jajčec, odloženih pri temperaturah pod +20 °C, razvijejo samci, pri višjih temperaturah pa skoraj izključno samice. Mehanizem tega pojava je, da se mišice spermatične posode, kjer se po kopulaciji shranijo sperme, aktivirajo le pri visokih temperaturah, kar zagotavlja oploditev odloženih jajčec. Iz neoplojenih jajčec se pri Hymenoptera razvijejo samo samci.
Posebej jasen je vpliv okoljskih razmer na spolno strukturo populacij pri vrstah z menjavanjem spolnih in partenogenetskih generacij. Daphnia magna pri optimalna temperatura razmnožujejo partenogenetsko, vendar s povečano oz nizka temperatura v populacijah se pojavljajo samci. Na pojav dvospolne generacije pri listnih uših lahko vplivajo spremembe dolžine dneva, temperature, povečana gostota populacije in drugi dejavniki.
Med cvetnicami je veliko dvodomnih vrst, v katerih so moški in ženski osebki: vrste vrbe, topola, belega napolja, male kislice, trajnice, bodike itd. Obstajajo tudi vrste z ženskim dvodomjem, ko imajo nekateri osebki dvospolni cvetovi, drugi pa so ženski, to je z nerazvitim androcejem. Običajno so androsterilni cvetovi manjši od dvospolnih cvetov. Ta pojav se pojavlja v družinah Lamiaceae, Cloveaceae, Teasulaceae, Campanaceae itd. Primeri vrst z ženskim dvodomjem so Marshallov timijan, origano, njivska meta, bršljan, povešeni gumi, gozdna pelargonija itd. Populacije takih vrst so genetsko heterogene. Pri njih je olajšano navzkrižno opraševanje, pogosteje opazimo proteroandrijo - zgodnejše zorenje prašnikov v primerjavi s pestiči. Znotraj vrstnega spektra je spolna struktura rastlinskih populacij bolj ali manj konstantna, vendar spremembe zunanjih pogojev spreminjajo razmerje med spoloma. Tako se je v sušnem letu 1975 v Trans-Uralju število ženskih oblik močno zmanjšalo, na primer v stepskem žajblju za 10-krat, v špargljih za 3-krat.
Prebivalstvo v izolirana oblika ne najdemo nikjer v naravi. So del ekosistemov in so eden od elementov njihove strukture. Populacije so definirane kot razmeroma izolirani deli posamezne vrste, znotraj katerih je večja verjetnost križanja in prenosa informacij, kot je to mogoče med različnimi populacijami določene vrste. Najpomembnejši dejavnik izolacije populacije znotraj vrste so razlike v habitatnih razmerah. Navsezadnje lahko na ekosistem gledamo kot na vsoto populacij različnih vrst, ki so medsebojno povezane in tesno povezane z okoljem. Na ravni populacije se pojavljajo osnovne prilagoditve, naravna selekcija in evolucijski procesi. Raznolikost populacij znotraj ene same vode povečuje njene možnosti preživetja. Za populacije samostalnik. Sprejemljive meje za zmanjšanje števila posameznikov. Onkraj tega postane obstoj populacije nemogoč. Člani iste populacije drug na drugega ne vplivajo nič manj kot fizični okoljski dejavniki ali druge vrste organizmov, ki živijo skupaj. Specifični intraspecifični odnosi- to so odnosi, povezani z razmnoževanjem: med posamezniki različnih spolov ter med generacijami staršev in hčera. Med spolnim razmnoževanjem izmenjava genov spremeni populacijo v relativno celovit genetski sistem. Če navzkrižne oploditve ni in prevladujejo vegetativni, partenogenetski ali drugi načini razmnoževanja, so genetske povezave šibkejše in populacija je sistem klonov oziroma čistih linij, ki si delijo okolje. Takšne populacije združujejo predvsem ekološke povezave. V vseh primerih imajo populacije zakone, ki dovoljujejo uporabo omejenih okoljskih virov na ta način za zagotovitev ohranitve potomcev. To dosežemo predvsem s kvantitativnimi spremembami populacije. Populacije mnogih vrst imajo lastnosti, ki jim omogočajo uravnavanje njihovega števila.
Spolna struktura populacij. Za nadaljnjo rast njenega števila je zelo pomembno razmerje med osebki po spolu in predvsem delež gnezdečih samic v populaciji. Pri večini vrst se spol bodočega posameznika določi v času oploditve kot posledica rekombinacije spolnih kromosomov. Ta mehanizem zagotavlja enako razmerje zigotov po spolu, vendar iz tega ne sledi, da je enako razmerje značilno za celotno populacijo. Spolno povezane lastnosti pogosto določajo pomembne razlike v fiziologiji, ekologiji in vedenju samcev in samic. Posledica tega je večja verjetnost smrti predstavnikov obeh spolov in sprememba razmerja med spoloma v populaciji.
Ekološke in vedenjske razlike med samci in samicami so lahko izrazite. Razlike v umrljivosti se pojavijo že v embrionalnem obdobju. Na primer, med pižmovkami na mnogih območjih je med novorojenčki en in pol krat več samic kot samcev. Pri nekaterih netopirjih se delež samic v populaciji po zimskem spanju včasih zmanjša na 20 %. Pri mnogih drugih vrstah pa je smrtnost samcev višja (fazani, race mlakarice, velike sinice, številni glodalci).
Tako se razmerje med spoloma v populaciji ne vzpostavlja le po genetskih zakonitostih, temveč v določeni meri tudi pod vplivom okolja.
Med cvetnicami je veliko dvodomnih vrst, v katerih so moški in ženski osebki: vrste vrbe, topola, bele kislice, male kislice itd. Obstajajo tudi vrste z ženskim dvodomjem, ko imajo nekateri osebki dvospolne cvetove, drugi pa dvospolne. ženske rože. Primeri vrst z ženskim dvodomjem so Marshallov timijan, origano in meta. Znotraj vrstnega spektra je spolna struktura rastlinskih populacij bolj ali manj konstantna, vendar spremembe zunanjih pogojev spreminjajo razmerje med spoloma.
10. Starostna struktura populacij živali.
Glede na značilnosti razmnoževanja lahko pripadniki populacije pripadajo isti ali različnim generacijam. V prvem primeru so vsi posamezniki blizu starosti in približno istočasno gredo skozi naslednje stopnje življenjskega cikla. Primer je razmnoževanje številnih vrst nečrednih kobilic. Spomladi se iz jajčec, ki so prezimila v jajčnih ovojnicah, odloženih v zemljo, pojavijo ličinke prve stopnje. Izleganje ličink je pod vplivom mikroklimatskih in drugih razmer nekoliko podaljšano, vendar v celoti poteka dokaj gladko. V tem času je populacija sestavljena le iz mladih žuželk. Po 2–3 tednih lahko zaradi neenakomernega razvoja posameznih osebkov v njem hkrati najdemo ličinke sosednjih stopenj, do konca poletja pa je sestavljen le iz odraslih spolno zrelih oblik. Do zime, ko odložijo jajca, umrejo. Čas razmnoževanja in prehajanja posameznih starostnih obdobij je običajno omejen na določen letni čas. Velikost takšnih populacij je praviloma nestabilna: močna odstopanja pogojev od optimalnih na kateri koli stopnji življenjskega cikla takoj prizadenejo celotno populacijo in povzročijo znatno smrtnost.
Vrste s sočasnim obstojem različnih generacij lahko razdelimo v dve skupini: tiste, ki se razmnožujejo enkrat v življenju, in tiste, ki se razmnožujejo večkrat. Pri vrstah z enkratnim razmnoževanjem in kratkimi življenjskimi cikli se skozi leto pojavi več generacij. Hkratni obstoj različnih generacij je posledica dolgotrajne narave jajčec, rasti in spolnega zorenja posameznih osebkov. To se zgodi tako kot posledica dedne heterogenosti pripadnikov populacije kot pod vplivom mikroklimatskih in drugih razmer. Na primer v pesnem molju. Čez poletje se razvije 4–5 generacij. Predstavniki dveh ali celo treh sosednjih generacij se srečujejo hkrati, vendar ena od njih, naslednja po času, vedno prevlada.
Starostna struktura populacij pri vrstah s ponavljajočim se razmnoževanjem je še bolj zapletena. V tem primeru sta možni dve skrajni situaciji: 1) pričakovana življenjska doba v odrasli dobi je kratka in 2) odrasli živijo dolgo in se večkrat razmnožujejo. V prvem primeru se pomemben del populacije zamenja letno. Njena številčnost je nestabilna in se lahko v posameznih letih močno spreminja, ugodno ali neugodno za naslednjo generacijo. Starostna struktura prebivalstva je zelo različna.
V drugem primeru nastane razmeroma stabilna populacijska struktura z dolgotrajnim sobivanjem različnih generacij. Torej, Indijski sloni dosežejo spolno zrelost pri 8-12 letih in živijo do 60-70 let. Samica skoti enega ali redkeje dva slončka približno enkrat na štiri leta. V čredi običajno odrasle živali različnih starosti predstavljajo približno 80%, mlade živali - približno 20%. Pri vrstah z večjo plodnostjo je lahko razmerje med starostnimi skupinami drugačno, vendar celotna struktura populacije vedno ostaja precej zapletena, vključno s predstavniki različnih generacij in njihovimi potomci različnih starosti. Nihanja v številu takih vrst se pojavljajo v majhnih mejah.
Dolgotrajni gnezditveni del populacije se pogosto imenuje na zalogi. Možnosti obnove populacije so odvisne od velikosti staleža populacije. Med človekovim izkoriščanjem naravnih živalskih populacij ob upoštevanju njihove starostne strukture ima vitalnega pomena. Pri vrstah z velikim letnim novačenjem je mogoče odstraniti večje dele populacije brez grožnje zmanjšanja njenega števila. Če uničite veliko odraslih v populaciji s kompleksno starostno strukturo, bo to močno upočasnilo njeno okrevanje. Na primer, pri roza lososu, ki dozori v drugem letu življenja, je mogoče ujeti do 50–60% drstitvenih posameznikov brez grožnje nadaljnjega zmanjšanja velikosti populacije. Analiza starostne strukture pomaga napovedati velikost populacije v življenju številnih naslednjih generacij. Takšne analize se pogosto uporabljajo na primer v ribištvu za napovedovanje dinamike komercialnih staležev. Uporabljajo precej zapletene matematične modele s kvantitativnim izrazom vpliva vseh dejavnikov okolja, ki jih je mogoče upoštevati, na posamezne starostne skupine. Če izbrani kazalniki starostne strukture povsem pravilno odražajo dejanski vpliv okolja na naravno populacijo, dobimo zelo zanesljive napovedi, ki omogočajo načrtovanje ulova za več let vnaprej.
Izraz "prebivalstvo" se danes uporablja v različna področja in področja znanosti. Največji vpliv Ukvarja se s storitvami na področju biologije, demografije, ekologije, medicine, psihometrije in citologije. Toda kaj je populacija in kako je označena?
Uvod. Definicije
Do danes so bile populacijske študije izvedene predvsem za identifikacijo genetskih ali okoljskih zaporedij. Tako je mogoče določiti okolje preživetja vrst in njihovo dednost. Vklopljeno v tem trenutku Obstaja še en koncept - "celična populacija". To je izoliran potomec določenega števila skupin celic. To področje preučujejo strokovnjaki v okviru citologije.
Z vidika genetike je populacija heterogena dedna zbirka oblik ene vrste, ki je v nasprotju s tako imenovano čisto linijo. Dejstvo je, da ima vsaka družina osebkov določene značilnosti in predstavlja določen fenotip in genotip.
Glavne značilnosti
Preden začnete podrobneje razumeti, kaj je populacija, morate poznati in razumeti njene glavne sestavine. Skupaj je 5 glavnih značilnosti:
1. Distribucija. Lahko je prostorsko in kvantitativno. Prva vrsta je razdeljena na naključno in enakomerno porazdelitev. Kvantitativni indikator je odgovoren za velikost populacije oz ločena skupina. Porazdelitev posameznikov je neposredno odvisna od podnebne razmere, genom, prehranjevalna veriga in stopnja prilagoditve.
2. Število. to ločena značilnost populacije, ki je ne smemo zamenjevati s podtipom distribucije. Tu številčnost predstavlja skupno število organizmov v določeni enoti prostora. Najpogosteje je dinamičen. Odvisno od razmerja med smrtnostjo in plodnostjo posameznikov.
3. Gostota. Določeno z biomaso ali številom organizmov na enoto površine (volumen).
4. Plodnost. Določeno je s številom posameznikov, ki so se pojavili kot posledica razmnoževanja na časovno enoto.
5. Smrtnost. Razdeljeni glede na starostna merila. Predstavlja število ubitih življenjskih oblik na časovno enoto.
Strukturna klasifikacija
Trenutno ločimo naslednje vrste populacij: starostne, spolne, genetske, okoljske in prostorske. Vsaka od teh različic ima svojo specifično strukturo. Tako je starostna populacija določena z razmerjem osebkov različnih generacij. Predstavniki iste vrste imajo lahko tako prednike kot potomce.
Spolna populacija je odvisna od načina razmnoževanja družine in sklopa določenih morfofunkcionalnih in anatomskih značilnosti organizmov. Genetska struktura je določena z variacijami alelov in načinom njihove izmenjave. Ekološka populacija predstavlja delitev družine na skupine glede na dejavnike okolja. Prostorska zgradba je odvisna od razširjenosti in umestitve posameznih osebkov vrste na območju.
Izolacija populacij
V različnih družinah je ta lastnost odvisna od okolja in oblike sobivanja. Če se predstavniki ene vrste premikajo po velikih območjih, potem lahko takšno populacijo imenujemo velika. V primeru šibkega razvoja distribucijskih sposobnosti družino določajo majhni agregati, ki lahko odražajo na primer mozaično naravo pokrajine. Populacija živali s na sedeč načinživljenja in rastlin je odvisno od heterogenosti okolja.
Stopnja izolacije sosednjih družin iste vrste je različna. V tem primeru so populacije lahko močno porazdeljene v prostoru ali jasno lokalizirane določeno ozemlje. Obstaja tudi popolna kolonizacija ogromnega območja z eno vrsto. Po drugi strani pa so lahko meje med populacijami zabrisane in razločljive.
Dinamika populacije je lahko treh vrst:
Večina posameznikov preživi do najvišje starostne meje (človek in sesalci),
Smrt lahko nastopi kadarkoli (plazilci in ptice),
Smrtnost je visoka že v zgodnjih fazah razvoja (ribe, rastline, nevretenčarji).
Populacijo sestavlja množica osebkov, ki so si med seboj podobni po morfofizioloških lastnostih, območju, vrsti križanja in izvoru. Takšno skupino organizmov imenujemo vrsta. Je enota strukture prebivalstva.
Vrste so odvisne od naslednjih kriterijev: morfološke, genetske, fiziološke, biokemične. Po dodatni klasifikaciji sta značilnosti vpliva geografski in okoljski.
Vsaka vrsta nastane, se nato razvija in prilagaja. Z ostro spremembo okoljskih razmer lahko izgine.