Популяція та її основні характеристики

План

1. Популяція та її основні характеристики.
2. Форми організації популяцій.
3. Особливості структури популяцій людини.
4. Чинники, які впливають на чисельність популяції, динаміка і коливання чисельності популяції.

Популяція та її основні характеристики

Популяція — одне з основних понять екології — означає сукупність особин певного виду, які тривалий час (багато поколінь) живуть на певній території і вільно схрещуються між собою. Водночас певна популяція під впливом якихось чинників відокремлена від територій інших аналогічних популяцій. Популяція сама по собі може підтримувати свою чисельність необмежений час.

З визначення випливає, що можна запропонувати певну ієрархію популяцій:

• елементарна, або локальна — означає найменшу сукупність, яка живе на невеликій однорідній ділянці (у певному лісі, ставку);

• екологічна — складається з елементарних популяцій і займає вже значно більшу територію;

• географічна — охоплює велику сукупність особин одного виду на великій території з приблизно однаковими умовами. У межах такої популяції відмінність особин невелика, але вона помітна, якщо їх порівнювати з представниками іншої географічної популяції.

Як кожна складна система популяція має чимало характеристик, найголовнішими з них є:

• повна чисельність;

• густота розселення;

• генетична структура;

• дані про імовірність виживання;

• тип просторового розподілу особин;

• розподіл особин за віком (демографічна піраміда);

• спосіб розмноження і плодючість;

• соціальна організація.

Порівняно легко підрахувати чисельність популяції великих тварин на відкритих просторах (оленів у тундрі, дельфінів у морі), але складніше це зробити для невеликих чи мікроскопічних істот, які до того ж можуть вести нічне чи підземне (підводне) життя. В цих умовах бажано виміряти середню густоту заселення і визначити тип та величину площі розселення. Розрізняють кілька типів організації розташування особин у популяції:

· випадкове (хаотичне) і впорядковане,

· рівномірне і групове (нерівномірне).

Найчастіше живі істоти, які люблять "своїх", розташовуються групами. Відомо, що те саме стосується й людей. Потяг до компактування у них такий сильний, що є вже чимало міст з населенням понад 10 млн осіб, а населення міст - "рекордсменів" досягає 20 млн.

Популяції характеризують параметрами:

1.Чисельність – загальна кількість особин в популяції.

2.Запас біомаси популяції.

3.Щільність – кількість особин на одиницю території (або об’єму простору).

4.Народжуваність – кількість нових особин за певний проміжок часу на одну особину.

5.Смертність – кількість померлих особин за певний проміжок часу.

6.Ріст популяції – співвідношення народжуваності та смертності.

Залежно від певних характеристик популяції її структуру підрозділяють за показниками:

1. Генетична структура властива популяціям, які мають дві або більше генетичних форм, що обумовлює генетичний поліморфізм популяції і збільшує її стійкість.

2. Статевої структури популяції – співвідношення особин різної статі. При генетичному контролі це співвідношення дорівнює 50×50. При впливі природного середовища воно змінюється в бік більшої смертності самців.

3. Вікова структура властива природнім угрупованням тварин та рослин, якщо вони не однолітні. В популяціях культурних рослин, в яких завдяки одночасному посіву вік особин однаковий, вікова структура не має значення.

4. Розмірна структура популяцій визначає відмінності особин за розмірами.

5. Просторова структура популяції визначає характер розміщення особин на теріторії ареалу.

Розрізняють три типи просторового розташування:

· рівномірний (регулярний) – с/г культури.

· дифузний (випадковий) – хрущаки в борошні.

· агрегований (мозаїчний) – типовий для природних систем.

1. Форми організації популяцій.

Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяції надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяції незалежні й відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу.

Повністю ізольоване існування організмів у природі не зустрічається, оскільки було б неможливим здійснення їхньої основної життєвої функції — розмноження. У видів з ізольованим способом життя часто утворюються тимчасові угруповання особин у місцях зимівлі (сонечка, жужелиці) або в період, який передує розмноженню.

При сімейному способі життя помітно посилюються зв'язки і взаємовідносини між батьками і їхнім потомством: турбота про відкладені яйця, пташенят, їх охорона. Розрізняють сім'ї батьківського, материнського і змішаного типів. При сімейному способі життя помітно виявляється територіальна поведінка тварин, коли різноманітними сигналами, маркуванням тощо забезпечується володіння ділянкою, яка необхідна для вирощування потомства. В основі формування більш-менш великих об'єднань тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а отже, і зв'язків у популяції.

В залежності від способу життя особин розрізняють форми організації популяцій:

1. Поодинокий спосіб життя (особини живуть окремо, утворюючи пари тільки на репродуктивний період – тетеруки).

2. Сімейний спосіб життя (особини утворюють пари на тривалий період – лебеді).

3. Зграйний спосіб життя – тимчасове об'єднання тварин, які виявляють біологічно корисну організованість дій (для захисту від ворогів, добування харчування, міграції), найбільше зграї поширені серед риб, птахів, рідше зустрічаються у ссавців (собачі зграї).

4. Стадо – тривале або постійне об'єднання тварин, в якому здійснюються всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграції, розмноження, виховання молодняка. Основу групової поведінки в стаді складають взаємовідносини домінування — підпорядкування, які базуються на індивідуальних відмінностях між особинами. Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера, який зумовлює поведінку інших особин і часто стада в цілому

5. Колонії – це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (наприклад, чайки, мідії, ластівки, грачі, альбатроси, терміти, бджоли, терміти).

6. Прайди (окремий прайд включає одного самця, 2-3 самок та декілька особин молодняку – леви).

Особини у складі популяції виконують різні функції. Між ними постійно відбувається обмін інформацією. Інформаційні процеси представляють собою специфічний механізм формування та підтримання цілісності популяції у просторі і в часі.

Територія помешкання тварин розділяється на певні ділянки, які мають своє призначення (кормова, гніздова, шлюбна територія).

1. Особливості структури популяцій людини.

За останні 150 років населення Землі росло дуже швидкими темпами. З древніх історичних епох до початку минулого століття чисельність населення світу досягла близько декількох сотень мільйонів осіб. Тільки у 1830 р. популяція людини досягла 1 млрд. осіб, вже через сто років її чисельність сягнула 2 млрд., а в 1960 р., всього через 30 років, – 3 млрд. осіб, через 15 років (1975 р.) – 4 млрд., в 1987 р. – 6 млрд. В 1999 році чисельність населення планети сягнула 6 млрд осіб. За останні роки темпи збільшення населення Землі почали знижуватися. Та, навіть незважаючи на це, якщо не відбудеться ніяких різких змін, такий приріст популяції швидше всього збережеться і в XXI столітті.

Викликають занепокоєння значення коефіцієнтів в Україні:

· народжуваності – 8,5,

· смертності – 16,0,

· скорочення природного приросту населення – 10,5.

Ці значення наведено за 2003 рік на 1000 наявного населення.

Для нормального щодо соціально-економічних умов індустріально розвинутих країн, тобто мінімально розширеного, відтворення популяції людини в Україні потрібно, щоб кожна жінка народила за своє життя в середньому 2,2–2,4 дитини.

Жінки України фактично до 33-річного віку вже припиняють дітонародження. Народжуваність зменшується через:

· безплідність шлюбних пар,

· збільшення гінекологічних захворювань,

· кількості абортів,

· ранньої дитячої смертності за рахунок змін у період внутрішньоутробного розвитку (стан здоров'я матері, несприятливі екологічні умови, генетичні відхилення).

За останнє десятиріччя серед населення України майже втричі зросла кількість хворих цукровим діабетом, майже в сім разів – гіпертонічними хворобами, в чотири рази – стенокардією, у два рази – інфарктом.

Той факт, що смертність в Україні перевищує народжуваність, – це сумне і вельми тривожне явище для нашого народу, це – національне лихо. Саме тому зараз всі соціально-економічні проблеми в нашій самостійній державі повинні вирішуватися лише через призму збереження нації, збереження генофонду України.

1. Чинники, які впливають на чисельність популяції, динаміка і коливання чисельності популяції.

Найбільш істотними ознаками популяцій є:

• динаміка чисельності особин,
• співвідношення статей,
• віковий склад,
• територіальна структура,
• щільність заселення.

Кожна популяція має певний властивий їй темп і ритм обміну речовин в екосистемі. Вона може складатися з дрібніших угруповань, мікропопуляцій, колоній, зграй, але такі угруповання нестійкі в часі й періодично включаються у загальний популяційний ритм. Отже, кожен вид має структуру, яка властива тільки йому.

Вивчення популяційної структури виду має надзвичайно важливе теоретичне і практичне значення при здійсненні заходів з раціонального природокористування. Важливо знати загальнобіологічні властивості виду, а також як впливає зовнішнє середовище на його формування.

Популяція завжди перебуває під впливом багатьох факторів і реакція на конкретний фактор залежить від взаємного розташування або спільної їх дії. Фактори, які впливають на чисельність популяції, загальну кількість особин на даній території або в даному обсязі, котрі належать до однієї популяції. Повінь, пожежа, град, раптові морози, посуха, бурелом, надмірне застосування хімічних препаратів, реконструкція ландшафту, вселення нових видів хижаків, паразитів, епідемії — все це може призвести до повної її загибелі. Загибель або різке скорочення чисельності популяції викликає ланцюгову реакцію в біоценозі та може спричинити коливання чисельності популяцій інших видів. Аналіз причин загибелі окремих видів свідчить про те, що зникнення одного виду рослин викликає загибель від 3-4 до 20-30 і навіть більше видів тварин.

Популяції багатьох видів досить уразливі не лише в місцях розмноження. Несприятливі умови на шляхах міграцій і в місцях зимівлі можуть поставити популяцію на грань загибелі. Отже, створення сприятливих умов у районах розмноження, обмеження факторів смертності ще не забезпечує збільшення чисельності видів, якщо не усунути загрозу масової загибелі особин під час сезонних мандрівок.

Щільність популяцій – це середня кількість особин, що припадає на одиницю простору. При сталій площі ареалу або при обмежених можливостях його розширення щільність популяцій прямо залежить від їхньої чисельності. Щільність і чисельність – поняття не тотожні. Популяції, представлені великою кількістю особин, можуть займати велику площу і мати нижчу щільність, ніж популяції нечисленні, але стиснені певними територіальними межами. Внутрішнім популяційним регулятором чисельності є, головним чином, не кількість особин, а просторове розташування їх. В екології існує поняття оптимальної щільності, при якій популяція має найвищу життєздатність.

При зниженні чисельності зменшуються можливості обміну генетичною інформацією, утворюються окремі замкнені кільця близьких родичів, що призводить до зниження життєздатності молоді.

Зростає тиск конкурентів. У видів, яким притаманний колоніальний або груповий спосіб життя, значно знижуються можливості опору ворогам. Але одночасно зі зниженням щільності звільняється життєвий простір, відтворюється кормова база, увага хижаків переключається на інші об´єкти або кількість їх також різко зменшується.

Ставлення людини до того чи іншого виду визначається його демографічним станом. Тому пізнання закономірностей динаміки чисельності популяцій має першочергове значення. У кожний конкретний момент будь-яка популяція складається з певної кількості особин, але ця величина досить динамічна. Часто вона залежить від народжуваності й смертності у популяції.

Одночасно рухаються два потоки особин: один "наповнює" басейн популяції, другий "витікає" з нього. Потужності цих потоків досить рідко збігаються в часі, тому рівень популяційного басейну весь час коливається. Завдання популяційної екології і полягає саме в складанні прогнозу цих коливань.

Відтворення потомства – головне джерело поповнення популяції. У рослин – це кількість насіння, у риб – ікри нок, у птахів яєць та ін.

Швидкість зростання популяції визначається біотичним потенціалом. Біотичний потенціал – це кількість нащадків, яку здатна дати одна особина або одна пара. У одних видів біотичний потенціал може перевищувати мільярд, у інших – обмежуватись кількома десятками.

Види, що живуть у сприятливих умовах і добре пристосовані до виживання, мають низький біотичний потенціал і, навпаки, висока смертність зумовлює надзвичайну плодючість. Наприклад, риби, які не турбуються про потомство, відкладають тисячі і навіть мільйони ікринок. Місячний біотичний потенціал риби – до 3 млрд., а в акул, які народжують живих малят, він обмежений десятками. Більшість шкідливих комах здатні плодити від кількох сотень до тисячі особин.

Для стабілізації популяцій достатньо, щоб до періоду розмноження доживало стільки потомків, скільки було батьків. Якщо відсоток виживання вищий за відсоток рівноваги, популяція зростає, якщо нижчий – зменшується. Це необхідно враховувати як при боротьбі з шкідниками, так і при охороні зникаючих видів.

Чисельність будь-якої популяції коливається під впливом дії біотичних і абіотичних факторів. Один і той самий фактор може відігравати, залежно від стану популяції, як позитивну, так і негативну роль.

Вікова структура популяцій. У кожній популяції є групи різновікових особин, співвідношення яких характеризує здатність популяції до розмноження. Розрізняють три стадії віку:

· передпродуктивний,

· репродуктивний,

· постпродуктивний.

Тривалість цих стадій у різних організмів дуже відрізняється. У багатьох тварин і рослин особливо тривалим буває передпродуктивний період. При сприятливих умовах у популяції присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності. На віковий склад популяції впливають:

· тривалість життя особин,

· період досягнення статевої зрілості,

· тривалість періоду розмноження, плодючість,

· смертність вікових груп.

Вікову структуру популяцій часто зображають у вигляді вікових пірамід (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Типи вікових пірамід:

А — три типи вікових пірамід, які характеризують популяції з великою, помірною і малою чисельністю (а, б, в, %) молодих особин;

Б — вікові піраміди інтенсивно зростаючої (а) і постійної (б) за чисельним складом популяції миші польової.

Врахування й аналіз вікової структури природних популяцій має велике значення для раціонального мисливського промислу і прогнозування популяційно-екологічної ситуації.

Статева структура популяцій має важливе значення для подальшого зростання її чисельності.

Поиск по сайту: