Сезонная динамика численности и возрастно-половой структуры природной популяции Epishura baikalensis Sars
Байкальская эпишура - эндемичный доминантный зоопланктонный вид в экосистеме толщи вод Байкала. Анализ взаимосвязи сезонной динамики возрастно-половой структуры и численности популяции. Суточные миграции зоопланктона, их связь с размерами зоопланктонов.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.06.2015 |
Размер файла | 24,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Научно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университете, г. Иркутск
Сезонная динамика численности и возрастно-половой структуры природной популяции Epishura baikalensis Sars
Русановская О.О.*, Ермаков Е.Л., Левина Н.А.*
e-mail ermakov_eugeny@mail.ru
e-mail live.oly@mail.ru
Байкальская эпишура является эндемичным доминантным зоопланктонным видом в экосистеме толщи вод Байкала. Продукционная динамика популяций этого вида определяет трофические взаимоотношения в пелагиали озера. Одним из важнейших показателей, отражающих продукцию, является численность популяций. В настоящее время детально изучено влияние на численность популяций эпишуры макроусловий среды, прежде всего условий питания (Изместьева и др., 2004) и температуры воды (Пислегина, 2004), а также пространственного распределения (Дж.Джанг и др., 2004) и антропогенного воздействия (Изместьева, 1998). Особенности саморегуляции численности, том числе - обусловленные динамикой возрастно-половой структуры освещены крайне слабо.
Цель нашей работы заключалась в анализе взаимосвязи сезонной динамики возрастно-половой структуры и численности популяции. В рамках поставленной цели мы постарались решить следующие задачи: имеется ли достоверная сезонная динамика возрастно-половой структуры популяции и численности; наблюдается ли взаимосвязь между общей численностью и соотношением особей различных возрастных стадий и полов. Кроме того, мы постарались осветить вопрос взаимосвязи сезонной динамики численности и размеров тела взрослых рачков.
Материалом настоящей работы послужили данные обработки сезонных зоопланктонных проб, взятых в районе пос. Большие Коты (Южный Байкал) в 2001-2004 гг.
Хотя сезонная динамика численности эпишуры различных возрастных стадий отмечена уже давно, статистически корректная оценка этого популяционного показателя не проводилась. С этой целью мы использовали дисперсионный анализ (двухфакторная схема с взаимодействием), в котором фактор “сезон” оценивал сезонную дисперсию общей численности, фактор “стадия” - достоверность различий в соотношении особей науплиальных и копеподитных стадий и взаимодействие, отражающее достоверность изменения количественного соотношения особей науплиальных и копеподитных стадий по сезонам. По всем четырём годам наблюдалось статистически значимое изменение соотношения численности науплиальных и копеподитных стадий рачка. Затем оценивали достоверность сезонной динамики соотношения взрослых самок и самцов. Этот вопрос в популяционной биологии эпишуры практически не изучен (Кожова, 1996). Использовали критерий хи-квадрат, который также показал статистически достоверные изменения половой структуры.
Для установления взаимосвязи между динамикой возрастно-половой структуры и численностью использовали дисперсионный анализ, с помощью которого была проведена редукция выборки за все 4 года. Оказалось, что все сезонные пробы по соотношению численности науплиусов и копеподитов группируются в три класса, соответствующие трём фазам популяционного цикла эпишуры и биологическим сезонам: рост популяции (зима-весна), пик численности (лето) и депрессия (осень-зима). По выделенным таким образом классам оценивали соотношение самцов/самок и численность взрослых особей. Результаты сведены в таблицу 1.
Итак, как видно из таблицы, каждая фаза популяционного цикла характеризуется специфической возрастно-половой структурой, существенными различиями в общей численности неполовозрелых и взрослых рачков. Так, фаза роста характеризуется невысокой численностью неполовозрелых особей, доминированием науплиусов (примерно 90 %). В фазе пика численность неполовозрелых рачков максимальна, соотношение науплиусов и копеподитов близко 1:1. В течение этой фазы происходит второй, летний период размножение эпишуры. Однако уже включаются механизмы, препятствующие дальнейшему росту численности популяции, поэтому интенсивность репродукции эпишуры в летние месяцы, как правило, уступает таковой в зимне-весенний период. Наконец, третья фаза - депрессия так же, как и фаза роста, характеризуется невысокой численностью, однако в популяции доминируют особи копеподитных стадий (60-70 %). В течение этой фазы эпишура зимует, поэтому размножение её прекращается. Сезонная динамика половой структуры характеризуется последовательным возрастанием доли самок по мере прохождения популяцией последовательных фаз: роста, пика и депрессии, а доля самцов при этом снижается. Так, во время активного размножения популяции соотношение полов примерно соответствует 1:1, в период пика численности самок значительно больше, а при депрессии самки составляют от 2/3 до ѕ от общего количества взрослых особей. Важно также отметить, что численность науплиусов последовательно убывает по мере прохождения популяцией фаз роста, пика и депрессии, т.е. изменяется в той же последовательности, что численность взрослых особей.
Таблица1 Сезонная динамика возрастно-половой структуры и численности южнобайкальской природной популяции эпишуры за 2001-2004 гг.
Год |
Фаза попул. цикла |
Неполовозрелые особи |
Взрослые особи |
|||||
Соотношение, в % |
Всего, в тыс. экз./м-2 |
Соотношение, в % |
Всего, в тыс. экз./м-2 |
|||||
науплиусов |
копеподитов |
самцов |
самок |
|||||
2001 |
Рост |
96.11 ±0.59 |
3.89 ±0.59 |
354.90 ±39.69 |
47.36 ±7.29 |
52.64 ±7.29 |
25.50 ±4.34 |
|
Пик |
58.76 ±6.83 |
41.24 ±6.83 |
1051.85 ±266.63 |
34.02 ±10.97 |
65.98 ±10.97 |
13.59 ±3.86 |
||
Депрессия |
38.43 ±6.25 |
61.57 ±6.25 |
341.29 ±88.05 |
30.18 ±7.50 |
69.82 ±7.50 |
10.95 ±4.21 |
||
2002 |
Рост |
93.16 ±1.69 |
6.84 ±1.69 |
673.09 ±104.75 |
- |
- |
- |
|
Пик |
69.17 ±7.51 |
30.83 ±7.51 |
1135.19 ±199.01 |
- |
- |
- |
||
Депрессия |
32.42 ±7.48 |
67.58 ±7.48 |
219.38 ±30.97 |
- |
- |
- |
||
2003 |
Рост |
88.54 ±2.61 |
11.46 ±2.61 |
108.97 ±23.57 |
48.66 ±2.89 |
51.34 ±2.89 |
20.77 ±5.65 |
|
Пик |
45.52 ±12.36 |
54.48 ±12.36 |
899.47 ±233.61 |
39.92 ±14.36 |
60.08 ±14.36 |
9.45 ±2.83 |
||
Депрессия |
38.77 ±5.26 |
61.23 ±5.26 |
275.77 ±40.88 |
23.93 ±5.31 |
76.07 ±5.31 |
9.42 ±2.17 |
||
2004 |
Рост |
79.85 ±3.22 |
20.15 ±3.22 |
282.57 ±46.16 |
44.66 ±2.21 |
55.34± 2.21 |
38.15 ±11.60 |
|
Пик |
60.01±4.43 |
39.99 ±4.43 |
713.48 ±134.77 |
39.12 ±6.33 |
60.88± 6.33 |
22.43 ±12.58 |
||
Депрессия |
21,52±3,05 |
78.48 ±3.05 |
347.28±85.88 |
36.34 ±6.03 |
63.66± 6.03 |
9.35 ±1.44 |
Таким образом, в период интенсивного размножения эпишуры в популяции: во-первых, наблюдается максимальное количество взрослых и, во-вторых, соотношение полов близко к нормальному. Снижение численности взрослых особей в большей степени отражается на самцах и, по-видимому, приводит к снижению количества науплиусов. Для проверки этого предположения мы оценили коэффициент корреляции Пирсона между процентом науплиальных стадий и численностью взрослых особей разного пола. Оказалось, что эта зависимость между науплиусами и в самцами достоверно положительна во всех случаях: 0.46, 0.35 и 0.44 в 2001, 2003 и 2003 соответственно. Между науплиусами и самками этот показатель оказался достоверным лишь в 2004 г. (0.43). Эти результаты говорят о том, что самцы эпишуры характеризуются меньшей выживаемостью, чем самки, поэтому именно их численность является регулирующим фактором. Самки, вследствие большей выживаемости характеризуются более стабильной численностью и в отмеченные годы их всегда больше самцов. В литературе отмечены случаи, когда самцов эпишуры больше самок, однако эти наблюдения относятся к антропогенной зоне (Кожова, 1996). Низкая выживаемость самцов, по сравнению с самками - факт широко известный у видов с большой продолжительностью жизни (Пианка, 1981). Эпишура среди организмов с мелкими размерами обладает очень большой продолжительность жизни - до года и более (Афанасьева, 1977), тогда как у большинства мелких членистоногих этот показатель не превышает 1-2 месяцев. байкальская эпишура сезонный популяция
Низкая конкурентоспособность самцов заставляет ставить вопрос о механизмах этого явления. По мнению ряда авторов (Пианка, 1981) важным фактором, обеспечивающим конкурентоспособность, является большие размеры тела. У эпишуры, как известно, максимальными размерами всегда обладают самки, что обеспечивает им и высокую конкурентоспособность и выживаемость по сравнению с самцами. Самцы же, вероятно, вступают в конкуренцию с особями 5-й копеподитной стадии, если их размеры сопоставимы. Для проверки этого предположения мы провели измерения длины головогруди самцов и самок взрослых, а также особей 5-й и 4-й копеподитных стадий, соответствующих каждому полу и 3-й стадии. Размеры приведены далее в единицах шкалы окуляр-микрометра. Оказалось, что достоверные различия между взрослыми самцами (3.22±0.067) и самками 5-й копеподитной стадии (3.29±0.065), самцами 5-й (2.74±0.078) и самками 4-й (2.83±0.039) копеподитными стадиями отсутствовали. Взрослые самки (3.42±0.069) были достоверно больше, а рачки 3-й копеподитной стадии (2.23±0.024) меньше всех остальных групп соответственно. Эти результаты не противоречат литературным данным (Афанасьева, 1977) и подтверждают, что формирование половой структуры популяции, возможно, регулируется конкурентными отношениями самок старших копеподитных стадий и взрослых самцов. При этом взрослые самки оказываются в более предпочтительных, по сравнению с взрослыми самцами условиях. С другой стороны, половая структура оказывает регулирующее воздействие на возрастную структуру, поскольку, как указывалось выше, для интенсивного размножения необходимо соотношение полов нормальное, или близкое к нему. Таким образом, большое количество особей копеподитных стадий тормозит интенсивность размножения и последующий рост численности науплиусов, приводя популяцию к депрессии. Низкое количество рачков копеподитных стадий ослабляет конкурентный пресс на взрослых и приводит к бурному размножению, появлению большого количества науплиусов и последующему росту популяции. Внутривидовая конкуренция в популяциях эпишуры может осложняться сезонной динамикой пищевых предпочтений различных возрастных стадий и полов в течение сезонной смены условий жизни. Как известно, количество и видовая структура байкальского фитопланктона обнаруживает существенную сезонную динамику.
Работа выполнена при финансовой поддержке Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)», проект № 2.1.1/1359.
Литература
1. Афанасьева Э.Л. Биология байкальской эпишуры. Новосибирск: Наука. 1977. 144 с.
2. Дж.Джанг и др. Суточные вертикальные миграции байкальского зоопланктона и их связь с размерами зоопнактонтов // Мат-лы 1-го междунар. симп. “Байкал. Современное состояние поверхностной и подземной гидросферы горных стран”. Новосибирск. 2004. С.131-140.
3. Изместьева Л.Р. Зоопланктон пелагиали Южного Байкала в районе антропогенного воздействия // Мат-лы конф. “Проблемы экологии”, чтения памяти проф. М.М. Кожова. Новосибирск. 1998. С.58-60.
4. Изместьева Л.Р., Пешкова Е.В., Павлов Б.К. Роль эпишуры (Epishura baikalensis Sars) в круговороте фосфора в озере Байкал // Мат-лы 1-го междунар. симп. “Байкал. Современное состояние поверхностной и подземной гидросферы горных стран”. Новосибирск. 2004. С.128-130
5. Кожова О.М. Бейм А.М. Экологический мониторинг озера Байкал. Новосибирск: Наука. 1996. 350 с.
6. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Мир. 1981. 399 с.
7. Пислегина Е.В. Сезонная динамика доминирующих видов зоопланктона озера Байкал 1982-2002 гг. (по данным ГИС НИИ биологии) // Мат-лы междунар. науч.-техн. конф. “Наука и образование” Мурманск. 2004. С.218-241.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение особенностей эндемичного байкальского зоопланктонта. Рассмотрение общей популяционной морфологии рачка эпишуры. Исследование сезонных изменений средних значений разных признаков у самцов и самок эпишуры. Качественная перегруппировка классов.
доклад [24,9 K], добавлен 02.06.2015Изучение пространственного распределения, сезонной численности и развития бабочки мнемозины на территории национального парка "Русский Север". Характеристика половой структуры популяции и морфологической изменчивости имаго по метрическим признакам.
дипломная работа [9,4 M], добавлен 15.02.2017Рассмотрение популяции как элементарной единицы эволюционного процесса, изучение ее демографической структуры. Особенности возрастной, половой и пространственной популяции. Исследование роли социальных контактов в индивидуализированных сообществах.
реферат [23,0 K], добавлен 05.09.2014Динамические характеристики популяции: рождаемость, смертность, выживаемость. Пространственное распределение особей, составляющих популяции. Рассмотрение колебания численности популяции как авторегулируемого процесса. Число доступных для жизни мест.
презентация [867,8 K], добавлен 25.03.2015Пути миграции селемджинской популяции сибирской косули в Мазановском районе Амурской области, основные места зимовок селемджинской. Динамика численности популяции на территории МУМП "Мазановский охотпромхоз" в зависимости от высоты снежного покрова.
дипломная работа [79,1 K], добавлен 23.01.2010Выявление общего характера распределения и места концентрации кабанов в Северо-Западном Кавказе. Определение численности и плотности, возрастной структуры и половой популяции. Рассмотрение особенностей поведения кабанов на прикормочных площадках.
дипломная работа [6,4 M], добавлен 18.07.2014Свойства популяции – совокупности особей одного вида, населяющих определенную территорию. Типы и закономерности динамики численности популяций. Роль факторов различных категорий в ее регуляции. Плодовитость насекомых и способность их к размножению.
реферат [32,6 K], добавлен 13.08.2015Популяции и их свойства: самовоспроизводимость, генетическая изменчивость, рождаемость, смертность, эмиграция, иммиграция. Закономерности и типы динамики численности популяций. Плодовитость насекомых и способность их к размножению - биотический потенциал.
реферат [32,5 K], добавлен 12.08.2015Пространственная структура популяции байбака. Местообитания и типы поселений байбака. Характер использования территорий сурками. Акклиматизация сурков в Каракулинском районе. Размножение, динамика численности и современное состояние популяции сурков.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 17.07.2012Структура популяции прыткой ящерицы на территории г. Мозырь и окрестностей. Пространственная структура популяции вида Lacerta agilis. Половая структура поселений. Характеристика пространственной структуры, плотности поселений. Возрастной состав популяции.
научная работа [9,1 M], добавлен 18.01.2011Учение В.И. Вернадского о биосфере. Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы. Статические и динамические показатели популяции. Продолжительность жизни, рост численности популяции. Изучение процесса урбанизации. Экологические обязанности граждан.
контрольная работа [43,7 K], добавлен 24.02.2010Исследование эволюции экологической системы при различных условиях. Прогнозирование развития популяции. Определение стационарных значений численности популяций хищников и жертв. Определение начальных условий, при которых возможно вымирание популяции.
лабораторная работа [329,9 K], добавлен 22.03.2015Биология и экология кабана в умеренных широтах: особенности строения; питание; размножение, рост и развитие; причины гибели, враги и болезни. Места обитания, распространение и динамика численности кабана в Брянской области; его значение в биоценозах.
курсовая работа [41,6 K], добавлен 18.04.2011История батрахологических и герпетологических исследований в Беларуси. Биология и экология прыткой ящерицы. Значение рептилий в естественных экосистемах. Анализ численности, суточной активности и фенетической структуры особей исследуемой популяции.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 16.12.2013Определение удельной скорости роста популяции бактерий. Решение дифференциального уравнения первого порядка. Нахождение общего и частного решения, постоянной С. Подставка известных чисел в уравнение. Расчет численности популяции бактерий через 4 часа.
презентация [4,7 M], добавлен 23.03.2014Характеристика птиц отряда гусеобразные (белолобый и серый гусь, гуменник, казарка, пискулька), обитающих в Амурской области, динамика их численности. Способы и технологии добывания гусей. Значение исследуемой территории в период миграции диких гусей.
дипломная работа [510,4 K], добавлен 21.11.2009Популяция как надорганизменная биологическая макросистема. Пространственная, половая, генетическая, возрастная и этологическая структуры популяции. Механизмы гомеостаза и саморегуляции. Статистические и динамические показатели. Типы кривых выживания.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 25.01.2010Морфологическая характеристика тетеревиных. Ареал вида, образ жизни, питание, размножение, рост и развитие. Особенности сезонной смены перьевого покрова. Динамика численности тетеревиных. Сходства и различия в биологии изученных видов тетеревиных.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 12.02.2015Общие сведения о белых медведях: внешний вид, распространение, образ жизни и питание. Особенности их социальной структуры и размножения. Влияние глобального потепления на популяцию белых медведей. Зависимость роста численности популяции от рождаемости.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 20.09.2012Автобиография и рассказы старого охотника Разгалиева Бурхана Ниткалиевича. Изучение биологической характеристики волков и шакалов, их численности в Астраханской области. Постановления о мерах борьбы с волками. Общая динамика их популяции в области.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 01.12.2013