Основные экологические характеристики популяции. Динамика популяции

23. Основные экологические характеристики популяции.

Динамика популяции

На экране

Текст «Экологические характеристики популяций. Динамика популяций»

На примере отдельной особи невозможно изучить все характеристики вида, поэтому с этой целью рассматривают популяции видов. В экологии под популяцией понимают совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом, способна к самовоспроизводству, обитающая относительно обособленно от других популяций, с представителями которых потенциально возможно скрещивание.

Текст «Популяция - совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом, способна к самовоспроизводству, обитающая относительно обособленно от других популяций, с представителями которых потенциально возможно скрещивание»

Популяции рассматриваются как основные составляющие каждой экосистемы, благодаря функционированию которых создаются условия, способствующие поддержанию жизни. Биотические сообщества включают в себя множество популяций разных видов, каждая из которых выполняет в этом сообществе свои функции, чем обеспечивается гармоничное существование сообщества как единой взаимосвязанной системы.

Текст «Биотические сообщества включают в себя множество популяций разных видов, каждая из которых выполняет в этом сообществе свои функции, чем обеспечивается гармоничное существование сообщества как единой взаимосвязанной системы»

Изучение характеристик популяций, называемых демографическими показателями, крайне важно для понимания функционирования сложных экологических систем. С помощью демографических показателей можно предугадать изменения в популяции и даже в целой экосистеме.

Текст «Демографические показатели – характеристики популяций»

К демографическим показателям популяции относятся: плотность расселения, общая численность особей, скорость роста, продолжительность жизни, рождаемость, смертность и другие. Рассмотрим некоторые из них.

Текст «Демографические показатели:

• плотность расселения,
• общая численность особей,
• скорость роста,
• продолжительность жизни,
• рождаемость,
• смертность»

Обилие популяции отражается в численности особей популяции или в ее общей биомассе. Однако на практике особенно в отношении животных удобнее использовать в качестве показателя обилия плотность.

Текст «Обилие популяции отражается в численности особей популяции или в ее общей биомассе»

Под плотностью популяции понимают число особей, или их биомассу, которое приходится на единицу площади или объема жизненного пространства. Например, 300 кг рыбы на 1 га поверхности водоема, 400 деревьев на 1 га леса. Значение плотности важно при изучении динамики популяций, так как это дает представление об изменении численности во времени.

Текст «Плотность популяции - число особей, или их биомасса, которая приходятся на единицу площади или объема жизненного пространства»

Рождаемость – число новых особей, включая яйца и семена, которые родились, вылупились или были отложены в популяции за конкретный промежуток времени. Рождаемостью определяется способность особей популяции к увеличению численности посредством размножения.

Текст «Рождаемость – число новых особей, включая яйца и семена, которые родились, вылупились или были отложены в популяции за конкретный промежуток времени»

Различают максимальную (абсолютную, физиологическую) рождаемость и экологическую, или просто рождаемость. Абсолютная рождаемость – это теоретический показатель, который соответствует максимуму скорости появления новых особей в идеальных условиях при отсутствии действия внешних факторов, которые сдерживают процесс размножения. Максимальная рождаемость определяется физиологической плодовитостью самок, т.е. количеством потомства, которое они могут произвести одновременно. Экологическая рождаемость – это реальное количество приведенного потомства. По этой рождаемости судят о скорости возрастания численности популяции под действием фактически сложившихся условий.

Схема «Разновидности рождаемости»

Рождаемость
максимальная (абсолютная, физиологическая)	экологическая
теоретический показатель, который соответствует максимуму скорости появления новых особей в идеальных условиях при отсутствии действия внешних факторов, которые сдерживают процесс размножения	реальное количество приведенного потомства

Под действием экологических факторов рождаемость постоянно варьирует. У видов, которые не заботятся о потомстве, отмечается высокая физиологическая и низкая экологическая рождаемость. Это характерно для большинства рыб и земноводных, которые выметывают в толщу воды тысячи и миллионы икринок, а выходят из них всего лишь десятки или даже единицы особей. Чем более ярко выражена забота о потомстве, тем более близки значения абсолютной и экологической рождаемости.

Рисунок «Животные, которые не заботятся о потомстве»

Рисунок «Животные, которые проявляют заботу о потомстве»

Со временем группа особей в популяции, родившаяся в один период, постепенно отмирает. Скорость отмирания характеризуется таким показателем как смертность. По смертности определяют численность популяции, а также продолжительность жизни ее особей: чем меньше смертность, тем больше средняя продолжительность жизни, и наоборот.

Текст «Смертность – количество особей погибших за определенный период времени»

Возрастная структура популяции отражается в соотношении различных возрастных групп особей в популяции, которое называют возрастным распределением популяции. Возрастная структура напрямую зависит от смертности и рождаемости в популяции. Со временем возрастная структура популяции может значительно изменятся, однако в этом случае срабатывают механизмы, которые возвращают популяцию, к свойственному для нее, распределению особей различных возрастных групп. Чем больше разных возрастных групп содержится в популяции, тем меньше она подвержена факторам, от которых зависит размножение в конкретном году. Анализ возрастной структуры популяций имеет широкое практическое значение, так как это позволяет прогнозировать ловлю рыбы, охоту на животных, вырубку деревьев.

Текст «Возрастная структура популяции - соотношение различных возрастных групп особей в популяции»

Популяция не является статичной системой, в ней постоянно происходят изменения, т.е. она является системой динамичной. Динамика популяции – это процессы изменения основных биологических показателей во времени. В основном динамика зависит от смертности, рождаемости и возрастной структуры популяции. Стоит отметить, что динамика не отражается изменением только одного из показателей.

Текст «Динамика популяции – это процессы изменения основных биологических показателей во времени»

Рост численности популяции является значимым процессом динамики, который четко прослеживается, например, при освоении новых местообитаний. В зависимости от возрастной структуры характер роста может быть быстрым, что соответствует популяциям с простой возрастной структурой, или плавным, соответствующим популяциям сложной возрастной структуры. В обоих случаях рост популяции длится до тех пор, пока не начнут действовать факторы, сдерживающие этот рост. В итоге популяция приходит к состоянию равновесия, которое может поддерживаться неопределенно долгое время.

Текст «Рост численности популяции является значимым процессом динамики.

В зависимости от возрастной структуры характер роста может быть быстрым, что соответствует популяциям с простой возрастной структурой, или плавным, соответствующий популяциям сложной возрастной структуры»

В состоянии равновесия происходят некоторые колебания численности в одну или другую сторону. Эти изменения численности зачастую связаны с цикличными изменениями условий жизни. В этом случае у популяций наблюдаются правильные циклические колебания численности. Классическим примером таких колебаний являются периодические вспышки численности саранчи.

Текст «Колебания численности популяций зачастую связаны с цикличными изменениями условий жизни»

Рисунок «Вспышка численности саранчи»

Кроме внешних факторов, влияющих на численность популяции, существуют некие внутренние, которые заключаются во внутренних регуляторах самих организмов. Это проявляется в том, что, например, при высокой численности некоторые животные начинают погибать от непонятных причин, или же при малой численности половое созревание особей может наступать быстрее, чем обычно.

Текст «Кроме внешних факторов, влияющих на численность популяции, существуют некие внутренние, которые заключаются во внутренних регуляторах самих организмов»

В общем, все факторы, влияющие на численность популяции, делят на: не зависящие от плотности популяции и зависящие от плотности популяции (регуляторные или управляющие плотностью).

Текст «Факторы влияющие на численность популяции:

• не зависящие от плотности популяции;
• зависящие от плотности популяции (регуляторные или управляющие плотностью)»

Регуляторные механизмы не обязательно нормализируют численность популяции, иногда они приводят к циклическим колебаниям и в стабильных условиях жизни.

Текст «Регуляторные механизмы не обязательно нормализируют численность популяции, иногда они приводят к циклическим колебаниям и в стабильных условиях жизни»