Популяция как экологическая единица
Критические значения численности популяции. Проведение исследования половой, возрастной и территориальной структуры. Реализация биотического потенциала организмами со значительной степенью полноты. Существенные причины колебаний популяционных волн.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.03.2018 |
| Размер файла | 67,2 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/
Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования ФГБОУ ВПО
Казанский национальный исследовательский технический университет
Им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ)
Зеленодольский институт машиностроения и информационных технологий (филиал) КНИТУ-КАИ
Среднее профессиональное образование
Реферат
на тему «Популяция как экологическая единица»
Выполнили:
Гиниятуллин С.
Федотов И.
Содержание
Введение
1. Понятие популяции
2. Критические значения численности популяции
3. Возрастная структура популяций
4. Динамика популяций. Типы роста
Заключение
Использованная литература
Введение
Любой вид животного, растения, микроорганизма представляет собой сложную биологическую систему, важнейшими элементами которой являются внутривидовые группировки - популяции.
Вид - это таксономическая и экологическая единица, а популяция рассматривается в качестве структурной единицы вида и единицы эволюции.
Каждый вид (совокупность всех особей этого вида) занимает определенную территорию - ареал, а в различных частях которого наблюдаются разные условия. Часто группировки особей, располагающихся в разных частях ареала вида, настолько изолированы друг от друга, что не могут контактировать, и не скрещиваются. Число этих группировок зависит от численности и исторического (филогенетического) возраста вида, от размера ареала и от других причин. Группировка особей с общим генофондом, сходной морфологией, единым жизненным циклом и представляют собой популяции.
Термин «популяция» происходит от латинского слова populus (народ) и в дословном переводе означает «население». Понятие о популяции появилось в начале ХХ века в связи с развитием эволюционно-генетического направления в биологии. Этот термин впервые использовал датский ученый В.Л.Иогансен (1857-1927), рассматривавший популяцию как совокупность генетически неоднородных гетерозиготных особей, противопоставляя ее генетически чистым линиям. В дальнейшем этот подход приобрел генетико-эволюционный смысл, и в современном представлении популяция рассматривается как элементарная единица эволюционного процесса - микроэволюции. Понятие «популяция» является одним из центральных в биологии, а генетические, эволюционные и экологические подходы к изучению популяции объединяются в особое направление - популяционную биологию, разделом которой является популяционная экология, или демэкология.
1. Понятие популяции
Популяция -- это совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.
Популяция обладает только ей присущими особенностями: численностью, плотностью, пространственным распределением особей. Различают возрастную, половую, размерную структуру популяции. Соотношение разных по возрасту и полу групп в популяции определяют ее основные функции. Соотношение разных возрастных групп зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий.
Состав. Условно в популяции можно выделить три экологические возрастные группы: пререпродуктивная -- группа особей, возраст которых не достиг способности воспроизведения; репродуктивная -- группа, воспроизводящая новые особи; пострепродуктивная -- особи, утратившие способность участвовать в воспроизведении новых поколений. Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов.
Выделяют виды с простой возрастной структурой, когда популяция представлена организмами одного возраста, и виды со сложной возрастной структурой, когда в популяции представлены все возрастные группы или одновременно живут несколько поколений.
Численность и плотность выражают количественные характеристики популяции как целого. Численность популяции выражается числом особей данного вида, обитающих на единице занимаемой ею площади. Динамика численности популяций во времени определяется соотношением показателей рождаемости, смертности, выживаемости, которые в свою очередь определяются условиями жизни.
Плотность популяции -- это величина популяции, отнесенная к единице пространства: число особей, или биомасса, популяции на единицу площади или объема. Плотность зависит от трофического уровня, на котором находится популяция. Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность.
У многих видов в тех или иных условиях рождаются преимущественно самцы или самки, а иногда особи, неспособные к воспроизведению. У тлей, например, летом сменяют друг друга поколения, состоящие из одних самок. При неблагоприятных условиях появляются самцы. У некоторых брюхоногих моллюсков, многощетинковых червей, рыб, ракообразных происходит изменение пола особи с возрастом.
2. Критические значения численности популяции
Для популяций различных видов существуют допустимые пределы снижения численности особей, за которыми существование популяции становится невозможным. Точных данных о критических значениях численности популяций в литературе нет. Приводимые значения разноречивы.
Остается, однако, несомненным факт, что чем мельче особи, тем выше критические значения их численности. Для микроорганизмов это миллионы особей, для насекомых - десятки и сотни тысяч, а для крупных млекопитающих - несколько десятков.
Численность не должна уменьшаться ниже пределов, за которыми резко снижается вероятность встречи половых партнеров. Критическая численность также зависит от других факторов. Например, для некоторых организмов специфичен групповой образ жизни (колонии, стаи, стада).
Группы внутри популяции относительно обособлены. Могут иметь место такие случаи, когда численность популяции в целом еще достаточно велика, а численность отдельных групп уменьшена ниже критических пределов. Например, колония (группа) перуанского баклана должна иметь численность не менее 10 тыс. особей, а стадо северных оленей - 300 - 400 голов.
3. Возрастная структура популяций
Для понимания механизмов функционирования и решения вопросов использования популяций большое значение имеют сведения об их структуре. популяция возрастной биотический организм
Различают половую, возрастную, территориальную и другие виды структуры. В теоретическом и прикладном планах наиболее важны данные о возрастной структуре - соотношение особей (часто объединенных в группы) различных возрастов.
У животных выделяют следующие возрастные группы:
1.ювенильная группа (детская)
2.сенильная группа (старческая, не участвующая в воспроизводстве)
3.взрослая группа (особи, осуществляющие репродукцию)
Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются нормальные популяции, в которых все возраста представлены относительно равномерно. В регрессивной (вымирающей) популяции преобладают старческие особи, что свидетельствует о наличии отрицательных факторов, нарушающих воспроизводительные функции. Требуются срочные меры по выявлению и устранению причин такого состояния. Внедряющиеся (инвазионные) популяции представлены в основном молодыми особями. Жизненность их обычно не вызывает опасений, но велика вероятность вспышек чрезмерно высокой численности особей, поскольку в таких популяциях не сформировались трофические и другие связи. Особенно опасно, если это популяция видов, ранее отсутствовавших на данной территории. В таком случае популяции обычно находят и занимают свободную экологическую нишу и реализуют свой потенциал размножения, интенсивно увеличивая численность.
Если популяция находится в нормальном или близком к нормальному состоянии, человек может изымать из нее количество особей (у животных) или биомассу (у растений), которая прирастает за промежуток времени между изъятиями. Изыматься должны прежде всего особи послепродуктивного возраста (окончившие размножение). Если преследуется цель получения определенного продукта, то возраст, пол и другие характеристики популяций корректируются с учетом поставленной задачи.
Эксплуатация популяций растительных сообществ (напр., для получения древесины), обычно приурочивается к периоду возрастного замедления прироста (накопления продукции). Этот период обычно совпадает с максимальным накоплением древесной массы на единице площади.
4. Динамика популяций. Типы роста
Важнейшее свойство популяций - динамика свойственной им численности особей и механизмы ее регулирования. Любое значительное отклонение численности особей в популяциях от оптимальной приводит к отрицательным последствиям для ее существования. Популяции обычно имеют адаптационные механизмы, способствующие снижению численности (если она значительно превышает оптимальную) или ее восстановлению (при уменьшении ниже оптимальных значений).
Каждой популяции свойствен биотический потенциал (теоретически возможное потомство от одной пары особей при реализации способности организмов увеличивать численность в геометрической прогрессии). Обычно биотический потенциал тем выше, чем ниже уровень организации организмов. Так, дрожжевые клетки, размножающиеся простым делением, при наличии условий для реализации биотического потенциала могли бы освоить все пространство земного шара за несколько часов; гриб дождевик, приносящий до 7,5 млрд. спор, уже во втором поколении освоил бы весь земной шар. Крупным организмам с низким потенциалом размножения потребовалось бы для этого несколько десятилетий или столетий.
Однако биотический потенциал реализуется организмами со значительной степенью полноты только в отдельных случаях и в течение коротких промежутков времени. Например, если быстроразмножающиеся организмы осваивают какой-либо субстрат или среду, где нет конкурентов (при освоении экскрементов крупных животных насекомыми, размножение микроорганизмов в богатых нутриентами средах, например в эвтрофированных водоемах).
В этом случае увеличение численности идет по J-образной экспоненциальной кривой. Близкий к экспоненциальному тип роста характерен в настоящее время для популяции человека. Он обусловлен прежде всего резким снижением смертности в детском возрасте. Для человека характерна кривая выживаемости потомства первого типа (рис. 3).
Экспоненциальная (А) и логистическая (Б) кривые роста популяций.
Для большинства популяций и видов выживаемость характеризуется кривой второго типа, которая отражает высокую смертность молодых особей или их зачатков (яйца, икринки, споры, семена). При таком типе выживаемости (смертности) численность популяции обычно выражается S-образной логистической кривой (см. рис. 3). Но и в этом случае существуют значительные периодические колебания численности: сезонные (у многих насекомых), взрывные (у некоторых грызунов - леммингов, белок) или постепенные (у крупных млекопитающих). Численность при этом существенно отклоняется: у насекомых в 107 - 108 раз, у позвоночных животных (напр., грызунов) - в 105 - 106 раз.
Периоды резкого изменения численности носят название "популяционных волн", "волн жизни", "волн численности". Причины таких колебаний до конца неясны. В одних случаях их связывают с пищевым фактором, в других - с погодными (климатическими) явлениями (например, для леммингов - с количеством тепла, приносимого Гольфстримом), в третьих - с солнечной активностью или комплексом взаимосвязанных факторов (что наиболее вероятно).
Резкие колебания численности обычно отрицательно влияют на жизнь популяций: высокая численность приводит к ослаблению всех особей из-за недостатка пищи, самоотравления среды, возможных массовых заболеваний; низкая численность - превышает порог ее минимальных значений.
Заключение
Таким образом, вид состоит из популяций. Каждая популяция занимает определенную территорию (часть ареала вида). В течение многих поколений, за продолжительное время популяция успевает накопить те аллели, которые обеспечивают высокую приспособленность особей к условиям данной местности. Так как из-за разницы условий естественному отбору подвергаются различные комплексы генов (аллелей), популяции одного вида генетически неоднородны. Они отличаются друг от друга частотой встречаемости тех или иных аллелей.
По этой причине в разных популяциях одного вида один и тот же признак может проявляться по-разному. Например, северные популяции млекопитающих обладают более густым мехом, а южные чаще темно-окрашенные. В зонах ареала, где граничат разные популяции одного вида, встречаются как особи контактирующих популяций, так и гибриды. Таким образом, осуществляется обмен генами между популяциями, и реализуются связи, обеспечивающие генетическое единство вида.
Обмен генами между популяциями способствует большей изменчивости организмов, что обеспечивает более высокую приспособленность вида в целом к условиям обитания. Иногда изолированная популяция в силу различных случайных причин (наводнение, пожар, массовое заболевание) и недостаточной численности может полностью погибнуть. Каждая популяция эволюционирует независимо от других популяций того же вида, обладает собственной эволюционной судьбой. Популяция - наименьшее подразделение вида, изменяющееся во времени. Вот почему популяция представляет собой элементарную единицу эволюции. Начальный этап эволюционных преобразований популяции - от возникновения наследственных изменений до формирования адаптаций и возникновения новых видов - называют микро эволюцией.
Использованная литература
1. Гиляров А.М. Популяционная экология. - М., 2000.
2. Киселев В.Н. Основы экологии.- Минск, 2000.
3. Коробкин В.И. Экология. - Ростов н/Д., 2003.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение 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 05.09.2014Выявление 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 18.07.2014Структура 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 18.01.2011Динамические 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 25.03.2015Понятие и значение популяционных волн как присущих всем видам изменений численности особей, возникающих в результате изменения факторов среды. Классификация и типы колебаний. Природные предпосылки и причины распространенности явления дрейфа генов.
презентация [409,4 K], добавлен 18.04.2015Порядок и методика определения максимальной численности, которой может достичь популяция, особенности взаимодействия между отдельными особями при превышении рассчитанного значения. Природные механизмы, регулирующие численность популяции, их действие.
лабораторная работа [52,6 K], добавлен 13.12.2015Исследование 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 22.03.2015Популяция - элементарная единица эволюционного процесса. Случайный и ненаправленный характер мутационного процесса, волн численности, изоляции и естественного отбора. Мутации - главная причина эволюции. Факторы, способствующие возникновению изменчивости.
эссе [19,2 K], добавлен 28.12.2010Популяция 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 25.01.2010Пути 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 23.01.2010Общие 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 20.09.2012Изучение 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 15.02.2017Различия в строении, размножении и поведении особей, обусловленные разными условиями среды обитания популяций. Численность особей в популяциях, ее изменение во времени. Возрастной состав популяции, возможность ее прогнозирования на ближайший ряд лет.
презентация [2,8 M], добавлен 26.02.2015Изучение видового состава, особенностей гнездования некоторых видов сов в Брестской области. Исследование различных видов сов в биотопах с разной степенью антропогенной нагрузки, репродуктивные показатели, динамика роста численности популяции, поведение.
дипломная работа [12,9 M], добавлен 28.05.2010Понятие и сущность популяции; функция системы. Ареал, численность, плотность, рождаемость и смертность как основные популяционные характеристики. Возрастная и половая структура внутри вида. Изучение периодических колебаний популяции зайца-беляка и рыси.
презентация [1008,2 K], добавлен 14.06.2014Учение 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 24.02.2010Определение 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 и специфика уровней организации живой материи, их закономерности и методы исследования. Биологический потенциал вида. Изменение численности популяции. Опустынивание, эрозия и засоление почв как результат хозяйственной деятельности людей.
контрольная работа [22,0 K], добавлен 07.01.2011Пространственная 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 17.07.2012Роль движущей и стабилизирующей форм отбора. Факторы и причины изменения генофонда. Понятие дрейфа генов в малой популяции и его последствия для нее. Эксперимент С. Райта. Популяционные волны (волны жизни) - периодические изменения численности особей.
презентация [2,5 M], добавлен 21.10.2011
