Популяционный уровень и динамика развития

Министерство  образования и науки Украины

Восточноукраинский национальный университет

имени В. Даля 
 
 
 
 
 
 

Реферат на тему:

«Популяционный  уровень и динамика развития» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:                                                           Студент группы КТ-291

                                                                              Беликова Ю.П. 

Проверил:                                                             Ушакова Н. Д. 
 
 
 

Луганск 2011

     ПЛАН 

Введение

1. Понятие о популяции в экологии
2. Динамика популяций.
3.      Динамика численности популяций и ее регуляция

Заключение

Литература 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Основополагающим  объектом изучения экологии является взаимодействие пяти уровней организации  материи: живые организмы, популяции, сообщества, экосистемы и экосфера.

 Популя́ция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и психометрике.

Популяции входят в состав экосистем и являются одним из элементов их структуры. Экосистему можно рассматривать как сумму популяций (или их частей) разных видов, взаимосвязанных между собой и находящихся в тесном единстве с окружающей средой.

Несмотря на абстрактность вычленения популяций  из общих систем (биоценозов, экосистем), им свойственен ряд специфических  закономерностей функционирования, важных для существования вида и  в целом экосистем различного ранга. На уровне популяций происходят основные адаптации, естественный отбор  и эволюционные процессы. Разнообразие популяций внутри вида резко увеличивает  его приспособительные способности, освоение среды и, в конечном счете, возможности выживания.

Проявляя заботу о сохранении вида, человек должен прежде всего думать о сохранении популяций. Для популяций различных  видов существуют допустимые пределы  снижения численности особей, за которыми существование популяции становится невозможным.  

1. Понятие о популяции  в экологии

Популяцией  в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.

 Слово «популяция»  происходит от латинского «популюс» – народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.

Типы  популяций. Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций : элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

Географическая  популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

Основные  характеристики популяций:

 1) численность – общее количество особей на выделяемой территории;

 2) плотность популяции – среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;

 3) рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения;

4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;

 5) прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;

 6) темп роста – средний прирост за единицу времени.

 Популяции  свойственна определенная организация.  Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим,  поведенческим и генетическим  особенностям отражают структуру  популяции.  Она формируется, с  одной стороны, на основе общих  биологических свойств вида, а  с другой – под влиянием  абиотических факторов среды  и популяций других видов. Структура  популяций имеет, следовательно,  приспособительный характер. Разные  популяции одного вида обладают  как сходными особенностями структуры,  так и отличительными, характеризующими  специфику экологических условий  в местах их обитания.

  
2)Динамика популяций.

К числу важнейших  свойств популяций относится  динамика свойственной им численности  особей и механизмы ее регулирования. Всякое значительное отклонение численности  особей в популяциях от оптимальной  связано с отрицательными последствиями  для ее существования. В связи  с этим популяции обычно имеют  адаптационные механизмы, способствующие как снижению численности, если она  значительно превышает оптимальную, так и ее восстановлению, если она  уменьшается ниже оптимальных значений. Каждой популяции свойствен так  называемый биотический потенциал, под которым понимают 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.

Резкие изменения  численности относительно средних  значений имеют обычно отрицательные  следствия для жизни популяций: при высокой численности –  из-за ослабления всех особей в результате недостатка пищи, самоотравления среды, возможных массовых заболеваний  и т.п.; при низкой численности – из-за превышения порога ее минимальных значений. В целом можно выделить динамику популяций независимую от плотности (численности) ее особей и зависимую от плотности. Для первого типа характерна отмеченная выше экспоненциальная кривая роста. Для второго – логистическая кривая. Соответственно различаются и механизмы (факторы), оказывающие влияние на плотность (численность) особей. При независимом от плотности типе изменения численности обусловливаются в основном абиотическими факторами (погодные явления, наличие пищи, различного рода катастрофы и т.п.). Эти факторы могут обеспечивать условия как для неограниченного, хотя и кратковременного, роста популяций, так и для снижения их численности до нулевой. Группы этих факторов обычно называют модифицирующими.  

Зависимая от плотности  динамика популяций обеспечивается биотическими факторами. Их называют регулирующими. Они "работают" по принципу обратной отрицательной связи: чем значительнее численность, тем сильнее срабатывают  механизмы, обусловливающие ее снижение, 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. К числу регулирующих факторов относится, в частности, взаимоотношение  организмов типа хищник – жертва. Высокая  численность жертвы создает условия (пищевые) для размножения хищника. Последний, в свою очередь, увеличив численность, снижает количество жертвы. Численность обоих видов в  результате этого носит синхронно-колебательный  характер. Регулирующие факторы, в отличие  от модифицирующих, никогда не доводят  численность популяций до нулевых  значений вследствие того, что сила их действия уменьшается по мере уменьшения численности популяций.

3)Динамика  численности популяций  и ее регуляция

 Численность  популяций не остается постоянной, так как меняются условия их  существования. Возникающие изменения  численности популяций во времени  называются динамикой численности.  Ее изучение важно для прогноза  перспектив дальнейшего существования  популяций и оценки их роли  в природных сообществах. 

 Диапазон  колебаний численности популяций  зависит от степени изменчивости  абиотических и биотических факторов, а также от биологических особенностей  конкретного вида (плодовитости, скорости  смены поколений, возраста достижения  половой зрелости особей и  др.). Самые большие диапазоны  колебаний численности характерны  для мелких быстро размножающихся  организмов — бактерий, инфузорий,  насекомых, грызунов. 

  Типы динамики  численности.  Выделяют сезонный, многолетний, периодический и устойчивый типы динамики численности.

 Сезонный  тип  динамики численности  характерен для видов с резко  возрастающей плотностью популяций  в течение одного сезона. Он  свойствен небольшим по размеру  организмам, которые дают многочисленное  и быстро созревающее потомство  и способны поэтому в короткий  срок резко увеличить свою  численность. К таким организмам  относятся представители планктона  — дафнии, циклопы, коловратки, а  среди наземных — многие виды  насекомых, грызунов и однолетних  травянистых растений. Например, домашние  мухи появляются весной после  зимовки в небольшом количестве, однако потомство одной их  пары при средней плодовитости  самки около 100 яиц за 5—6 поколений  может быть очень многочисленным. В действительности этого не  происходит из-за гибели значительной  части отложенных яиц, личинок и куколок. И тем не менее численность мух от поколения к поколению сильно увеличивается.

 Многолетний  тип  динамики численности  охватывает период в несколько  лет и характеризуется фазой  минимума, или депрессии, фазой  подъема, или нарастания, и фазой  максимума, или массовой вспышки,  после которой численность снижается,  и многолетний цикл повторяется  вновь (рис. 1.6). У разных видов  продолжительность полного цикла  различна и охватывает период  от 2 до 10 лет. Такой тип динамики  численности имеют саранча, колорадский  жук, обитатели тундры — лемминги. Знание циклов динамики численности  видов-вредителей позволяет прогнозировать  их массовое появление и рассчитывать  время для борьбы с ними.

 Устойчивый  тип  динамики численности  характерен для видов с более  или менее постоянной численностью  в течение длительного периода  времени. Этот тип динамики  свойствен, как правило, крупным  животным с большой продолжительностью  жизни, поздним наступлением половой зрелости, дающим малочисленное с высокой выживаемостью потомство. Примером могут служить копытные млекопитающие, китообразные, крупные орлы, некоторые пресмыкающиеся.

 Изменение  численности сопровождается перестройкой  возрастной структуры. Когда численность  увеличивается, что происходит  при наличии достаточного количества  необходимых ресурсов (пищи, пространства), отмечается возрастание доли  молодых особей (т.е. значительно  возрастает рождаемость как абсолютная, так и относительная). Рост численности  популяции в конечном счете  приводит к уменьшению ресурсов, необходимых особям. Спад численности  сопровождается уменьшением доли  особей младших возрастов и  повышением смертности и продолжается  вплоть до наступления следующего  благоприятного периода, обусловливающего  очередное увеличение численности.

 

Причины динамики численности.  Факторы, вызывающие изменение численности, разнообразны. Их подразделяют на две группы: не зависимые и зависимые от плотности популяции.

 К не зависимым  от плотности популяции относят  преимущественно абиотические факторы.  Они действуют на популяцию  при любой ее численности. Например, особо суровые зимы вызывают  гибель зимующих особей капустной  белянки вне зависимости от  того, большое или малое количество  особей составляет эту популяцию  в данный зимний период. Или  наоборот, благоприятные условия  зимовки могут способствовать  повышению численности особей  как в малочисленных популяциях, так и в больших. Следовательно,  разнообразные абиотические факторы  среды могут вызвать значительные  колебания численности популяции.