Екологічне обґрунтування етологічної структури популяцій наземних екосистем

Ієрархія в групових відносинах адаптивна насамперед тому, що вона динамічна. У житті стада йде безперервна перевірка відповідності його структури мінливих умов. Склад групи також не залишається постійним: дорослішає молодняк, з'являються нові прибульці, старі тварини втрачають сили, частина особин гине. Ці зміни супроводжуються перебудовою рангів. Переходу особини в новий ранг зазвичай передують прямі або ритуальні сутички і демонстрації, «перегляд сил», після чого закріплюється нове положення. На роль ватажка-домінанта завжди претендують більше молоді, що набирають силу і досвід тварини. Вони займають його місце після першого ж прояву ватажком нездатності відстояти свої права.

Рисунок 3.11 - Індивідуальні дистанції і напрямку оглядання у архарів під час відпочинку (по Л. М. Баскіну, 1976)

Ієрархія найбільш яскраво виражена в стадах, але вона характерна і для багатьох груп осілих тварин - сімей, колоній. Ієрархія може виявлятися також в розподілі територіальних ділянок у одиночних форм. Серед ховрахів, що охороняють свої індивідуальні території, домінуючі особини займають найбільш сприятливі місця в поселеннях. Серед колоніальних птахів (чайок, гусей, чапель та ін.) найбільш великі та досвідчені гніздяться в центрі колонії, тоді як периферію займають фізіологічно менш повноцінні особини, що проявляють реакцію підпорядкування по відношенню до домінантів.

Система домінування-підпорядкування виявлена і у ряду безхребетних: комах (цвіркунів, жуків-чорнишів та ін.), деяких ракоподібних і т.д.

Встановлення ієрархії супроводжується змінами в гормональній системі організмів. У ссавців, наприклад, виникає гіпертрофія кори наднирників. Ці зміни виявляються найбільшими у тварин, що знаходяться в самому низу ієрархічної драбини, і не проявляються у домінантів. Стероїдні гормони, що виділяються корою надниркових залоз, мають великий вплив на процеси обміну речовин, які, в свою чергу, лежать в основі зміни поведінки.

3.3 Ефект групи

Життя в групі через нервову і гормональну системи відбивається на протіканні багатьох фізіологічних процесів в організмі тварини. У ізольованих особин помітно змінюється рівень метаболізму, швидше витрачаються резервні речовини, не проявляється цілий ряд інстинктів і погіршується загальна життєздатність.

Оптимізація фізіологічних процесів, що веде до підвищення життєздатності при спільному існуванні, отримала назву ефект групи. Він проявляється як психофізіологічна реакція окремої особини на присутність інших особин свого виду. У овець поза стадом частішають пульс і дихання, а при вигляді наближення стада ці процеси нормалізуються. Поодиноко зимуючі кажани відрізняються більш високим рівнем обміну речовин, ніж у колонії. Це веде до підвищеної витрати енергії, виснаження і часто закінчується загибеллю тварин.

Витрати організмом енергії на основну життєдіяльність враховують, вимірюючи швидкість споживання кисню тваринами в спокої. Ці показники зростають у всіх тварин, пристосованих до групового життя і опинилися поза стада, сім'ї або колонії. Навпаки, навіть просте скупчення скорочує газообмін деколи до 50%. Можливо, що це явище лежить в основі агрегації на зимівлю риб, жаб, молюсків, комах, у яких також виявлена економія енергетичних витрат у скупченнях.

Ефект групи проявляється в прискоренні темпів зростання тварин, підвищення плодючості, більш швидкому утворенні умовних рефлексів, підвищенні середньої тривалості життя індивідуума і т.д. У групі тварини часто здатні підтримувати оптимальну температуру (при скупчені, в гніздах, у вуликах). У багатьох тварин поза групою не реалізується плодючість. Голуби деяких порід не відкладають яйця, якщо не бачать інших птахів. Досить поставити перед самкою дзеркало, щоб вона приступила до яйцекладки. Кайри при невеликій чисельності пар в колонії починають розмноження тільки тоді, коли колонія збільшиться по периферії за рахунок інших видів: чистиків, тупиків.

Ефект групи не проявляється у видів, які ведуть одиночний спосіб життя. Якщо таких тварин штучно змусити жити разом, у них підвищується дратівливість, частішають зіткнення і багато фізіологічних показників сильно ухиляються від оптимуму, про що можна судити, наприклад, по збільшенню енергетичних витрат на основні процесів життєдіяльності. Так, вухаті їжаки в групі підвищують споживання кисню до 134% у порівнянні з тими, які живуть поодинці.

Позитивний ефект групи проявляється лише до деякого оптимального рівня щільності популяції. Якщо тварин стає занадто багато, це загрожує для всіх недоліком ресурсів середовища. Тоді вступають у дію інші механізми, що призводять до зниження чисельності особин у групі шляхом її розподілу, розосередження або падіння народжуваності 10.

4. Розрахункова частина кількісна оцінка видової структури популяцій

4.1 Завдання

Провести кількісну оцінку видової структури популяцій екосистем степу (кількість організмів або біомаса організмів):

1) Розрахувати кількість взаємодій між видами у біоценозі.

2) Розрахувати індекс домінування.

3) Знайти індекс різноманітності Сімпсона.

4) Визначити три показники видової різноманітності популяцій.

5) Розрахувати показник загальної різноманітності організмів - індекс Шеннона.

6) Оцінити показник вирівнюванності Піелу.

7) Визначити індекс видового багатства Маргалефа.

4.2 Розрахунки

1) Кількість взаємодій між видами знаходимо за формулою:

де S - загальна кількість видів.

2) Індекс домінування:

де m_i - кількість особин і-го виду;

N - загальна кількість живих організмів.

3) Розраховуємо індекс різноманітності Сімпсона:

де Pi - частка і-го виду.

Визначаємо три показники видової різноманітності популяцій:

4) Обчислюємо показник загальної різноманітності організмів - індекс Шеннона:

5) Оцінюємо індекс Піелу:

6) Визначаємо індекс видового багатства Маргалефа:

Висновки

В курсовій роботі виконано наступне:

1) в першому розділі описано поняття структури популяцій, характер і розміщення організмів у популяції та методи вивчення розміщення особин;

2) в другому розділі охарактеризовано просторову структуру популяцій, зокрема розглянули особливості просторової структури рослин і тварин, класифікаційні групи тварин за типом використання простору а також особливості «закріплення» ділянки, типи просторової структури і переваги кочового способу життя;

3) в третьому розділі розглянули екологічну структуру популяцій: одиничний та сімейний способи життя;

4) в розрахунковій частині отримано наступні результати:

-кількість взаємодій між видами А=10;

-індекс домінування с=0,3;

-індекс різноманітності Сімпсона D=3,3;

-показники видової різноманітності популяції d₁ = 1,9, d₂ = 0,49, d₃ = 48,07;

-індекс Шеннона H=0,59;

-індекс Піелу е=0,8;

-індекс видового багатства Маргалефа d=0,86.

Перелік посилань

1. Кучерявий В.П. Екологія: навчальний посібник - Львів: Світ, 2001. - 500 с.

2. Г.О. Білявський, Л.І. Бутченко, В. М. Навроцький Основи екології: теорія і практикум - К.: Лібра, 2002. - 352 с.

3. М. Бігон, Дж. Харпер, К. Таундсенд. Екологія - Москва: Мир, 1989. - 667 с.

4. К. В. Корсак, О. В. Плахотнік Основи сучасної екології: навчальний посібник - К.:МАУП, 2004. - 340 с.

5. Чернова Н. М., Білова А. М. Загальна екологія: підручник - Москва: Мир, 1988. - 428 с.

6. Одум Ю. Екологія. Т-1. 1986. - 328 с.

7. Уіттекер Р. Угрупування та екосистеми. 1989. - 487 с.

8. Одум Ю. Екологія. Т-1 - 1986. - 328 с.

9. Вернадський В.І. Вибрані праці. 1969. - 567 с.

10. Небел Б. Наука про навколишнє середовище. Т. 1-2. 1983. - 423 с.

Размещено на Allbest.ru