Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Понятие популяционная  экология……………………………………………4

2. Критические  значения численности популяции……………………………..5

3. Возрастная  структура популяций……………………………………………..6

4. Половая структура  популяций………………………………………………...7

5. Пространственная  структура популяций……………………………………..7

6. Динамика популяций.  Типы роста……………………………………………8

7. Модифицирующие  и регулирующие факторы……………………………...10

8. Конкуренция  и гомеостаз…………………………………………………….11

Заключение……………………………………………………………………….15

Список литературы………………………………………………………………17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     ЭКОЛОГИЯ, наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между  собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем.

     Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С сер. 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл. С 70-х гг. 20 в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (напр., экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порожденные современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зеленые» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и др. отрицательных последствий научно-технического прогресса.

       
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие  популяционная экология.

 

      Определение - популяционная экология изучает  динамику популяционных процессов (скорости рождаемости и смертности; возрастную и половую структуры; динамику численности и пр.). Все  популяционные изменения изучаются  в тесной связи с действием  совокупности биотических и абиотических факторов среды.

      Элемент — это то, что принимается далее  неделимым в данной системе. Рассматривая аутэкологическую систему, мы ее элементом  считали особь. В популяционной  экологии таким элементом будет  популяция. Это не означает, что особь или популяцию далее разделить невозможно.

      В системе физиологических исследований особь распадается на отдельные  органы и процессы, происходящие в  них и между ними. В аутэкологии  популяции и виды распадаются  на особи.

      Виды  организмов входят в  биоценоз не отдельными особями, а популяциями или их частями.

      Популяция – это часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая относительно однородное пространство и способная  к саморегулированию и поддержанию  определенной численности. Каждый вид  в пределах занимаемой территории распадается на популяции.

      Если  рассматривать воздействие факторов среды обитания на отдельно взятый организм, то при определенном уровне фактора (например, температуры) исследуемая  особь либо выживет, либо погибнет. Картина меняется при изучении воздействия того же фактора на группу организмов одного вида. Одни особи погибнут или снизят жизненную активность при одной конкретной температуре, другие – при более низкой, третьи – при более высокой.

      Поэтому можно дать еще одно определение популяции: все живые организмы, для того чтобы выжить и дать потомство, должны в условиях динамичных режимов экологических факторов существовать в виде группировок, или популяций, т.е. совокупности совместно обитающих особей, обладающих сходной наследственностью.

      Важнейшим признаком популяции является занимаемая ею общая территория. Но в пределах популяции могут быть более или  менее изолированные по разным причинам группировки. Поэтому дать исчерпывающее  определение популяции затруднительно из-за размытости границ между отдельными группами особей.

      Каждый  вид состоит из одной или нескольких популяций, и популяция, таким образом, - это форма существования вида, его наименьшая эволюционирующая единица. 

      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.

      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: ювенильная группа (детская) сенильная группа (старческая, не участвующая в воспроизводстве) 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. Половая структура популяций 

      Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причем соотношение самцов и самок не равно 1:1. Известны случаи резкого преобладания того или иного пола, чередование поколений с отсутствием самцов.  

      5. Пространственная структура популяций 

      Каждая  популяция может иметь и сложную пространственную структуру (рис.2), подразделяясь на более или менее крупные иерархические группы - от географической до элементарной (микропопуляции).

       

 

      Рис.3. Пространственные подразделения популяций.

      1- ареал вида; 2- географическая популяция; 3- экологическая, или местная популяция;4 - микропопуляция (элементарная) 

      6. 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). 
 

 
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. 

      7. Модифицирующие и регулирующие  факторы 

      Выделяется  динамика популяций независимая  от плотности (численности) ее особей (экспоненциальная кривая роста) и зависимая от плотности (логистическая кривая). Соответственно различаются и механизмы (факторы), влияющие на плотность (численность) особей. При независимом от плотности типе изменения численности обусловливаются в основном абиотическими модифицирующими факторами (погодные явления, наличие пищи, различного рода катастрофы), способными обеспечивать условия как для неограниченного (пусть кратковременного) роста популяций, так и для снижения их численности до нулевой. Зависимая от плотности динамика популяций обеспечивается биотическими регулирующими факторами, работающими по принципу обратной отрицательной связи: чем значительнее численность, тем сильнее работа механизмов по ее снижению, и наоборот – при низкой численности сила этих механизмов ослабевает и создаются условия для более полной реализации биотического потенциала. Факторы такого типа лежат в основе популяционного гомеостаза, обеспечивающего поддержание численности в определенных границах значений.