Экология Лекция 3 из 9 Модуль: Базовый

Скачать презентацию Экология Лекция 3 из 9  Модуль: Базовый Скачать презентацию Экология Лекция 3 из 9 Модуль: Базовый

ekologiya_lek_3-4_moduly_1_ekol_populyaciy.ppt

  • Размер: 5.1 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 34

Описание презентации Экология Лекция 3 из 9 Модуль: Базовый по слайдам

Экология Лекция 3 из 9 Экология Лекция 3 из

Модуль: Базовый 1 Организмы и окружающая среда Лекция 3.  Экология популяций Модуль: Базовый 1 Организмы и окружающая среда Лекция 3. Экология популяций

План лекции 1. Динамика популяций 2. Кривые выживания и роста 3. Стратегии популяций 4.План лекции 1. Динамика популяций 2. Кривые выживания и роста 3. Стратегии популяций 4. Колебания и регуляция численности популяций

Вопрос 1. Вопрос 1.

Популяционная экология ( population ecology ) изучает внутривидовую организацию (структуру и динамику) популяций •Популяционная экология ( population ecology ) изучает внутривидовую организацию (структуру и динамику) популяций • Популяция – совокупность организмов одного вида, занимающих определённый биотоп; • население некоторой местности Популяционная экология Экологическая физиология аутэкология

Динамика популяций – раздел популяционной экологии • Численность • Изменения численности во времени (динамика)Динамика популяций – раздел популяционной экологии • Численность • Изменения численности во времени (динамика) • Изменения численности в зависимости от факторов среды. Предмет изучения: Объект изучения: • Фитопланктон • Животные • Микроорганизмы Дикорастущие и культурные растения у них учитывают не численность, а биомассу

Динамика популяций растений сильно влияет на динамику популяций животных Динамика популяций растений. Динамика популяцийДинамика популяций растений сильно влияет на динамику популяций животных Динамика популяций растений. Динамика популяций животных Демография (динамика популяций человека) Продовольственные ресурсы

Рождаемость и смертность Плодовитость -  главный показатель скорости размножения:  среднее количество потомковРождаемость и смертность Плодовитость — главный показатель скорости размножения: среднее количество потомков одной женской особи за определённый промежуток времени. Рождаемость — плодовитость млекопитающих. Рождаемость человека = число рождений на 1000 чел/год Рождаемость не очень высока в экономически развитых странах и примерно вдвое выше в развивающихся странах с недостаточным уровнем контроля за рождаемостью. • Смертность (вероятность смерти) – среднее число смертей в популяции в год • (%) либо на 1000 особей. • Человеческая смертность минимальна в развитых странах с высоким уровнем медицинского обслуживания.

Смертность в человеческих популяциях поддаётся регулированию Введение гуманитарно-экономических программ (Индия после II Мировой войны)Смертность в человеческих популяциях поддаётся регулированию Введение гуманитарно-экономических программ (Индия после II Мировой войны) снизило смертность Очень низкая смертность в Японии, Китае обусловлена высокой долей молодёжи в населении

Эмиграция и иммиграция Размеры человеческой популяции могут уменьшаться в результате эмиграции и увеличиваться вЭмиграция и иммиграция Размеры человеческой популяции могут уменьшаться в результате эмиграции и увеличиваться в результате иммиграции

Миграции саранчи и грызунов • Миграция - расселение  большой части популяции за пределыМиграции саранчи и грызунов • Миграция — расселение большой части популяции за пределы местообитания в одном направлении. • Широко известны миграции леммингов, саранчи и др.

Условие стабильности популяции:  до половой зрелости доживают два потомка от каждой пары. ОдинУсловие стабильности популяции: до половой зрелости доживают два потомка от каждой пары. Один из основных факторов, влияющих на размеры популяции – доля особей, погибающих до наступления половой зрелости.

Вопросы для самостоятельной работы Численность населения в текущем году составляла 500 000 человек. Вопросы для самостоятельной работы Численность населения в текущем году составляла 500 000 человек. За год родилось 10 000. Какова была рождаемость? Вопрос 1.

Вопрос 2. Вопрос 2.

Типичные кривые выживания • А - главным фактором смертности является естественное старение особей •Типичные кривые выживания • А — главным фактором смертности является естественное старение особей • Б — в популяции высока ранняя смертность • В — смертность постоянна в течение всей жизни организмов. Ордината – абсолютное число выживших особей или доля (%) от исходной популяции. Кривые выживания получают, если фиксируют в некоторой популяции количество новорожденных и число выживших в зависимости от времени (возраста). Динамику смертности популяции в зависимости от возраста отображают на графиках – кривых выживания.

Реальные кривые выживания (Deevey, 1950) • Кривая I (на протяжении всей жизни смертность ничтожноРеальные кривые выживания (Deevey, 1950) • Кривая I (на протяжении всей жизни смертность ничтожно мала, но резко возрастает в конце её) характерна для насекомых, которые обычно гибнут после кладки яиц ( « кривая дрозофилы » ) • Кривая человека приближается к ней, эта динамика характерна для развитых стран, а в дикой природе – для некоторых крупных млекопитающих. • Кривая III — массовая гибель особей в начальный период жизни. Организмы, не заботящиеся о потомстве, выживают за счет огромного числа личинок, икринок, семян и т. п. Моллюски, прежде чем закрепиться на дне, проходят личиночную стадию в планктоне, где личинки гибнут в огромных количествах, поэтому кривую III называют « кривой устрицы » . • Кривая II — диагональная характерна для видов, у которых смертность постоянна в течение всей жизни. Это распространённое явление (встречается у рыб, пресмыкающихся, птиц, многолетних травянистых растений). • У млекопитающих (и у людей в отсталых странах) кривая I вначале круто падает за счет повышенной смертности сразу после рождения. Кривые выживания конкретных видов могут занимать промежуточные положения между этими крайними формами.

Два типа кривых роста популяции Бесконтрольный рост численности, поначалу та же экспонента, затем катастрофическийДва типа кривых роста популяции Бесконтрольный рост численности, поначалу та же экспонента, затем катастрофический «обвал» численности, связанный с истощением ресурсов ( J -образная форма). В отличие от первого типа, где популяция заблаговременно регулировала свой рост, здесь регуляция не связана с плотностью вплоть до момента катастрофы. Если рождаемость в изолированной популяции превышает смертность, то популяция растёт. Начало роста — это экспонента. Однако когда питательные запасы в среде заканчиваются, кривая роста приобретает S -образную (сигмоидную) форму. При нулевом росте популяция стабильна (плато). Фитопанктон, насекомые, клещи 1. Рост, зависимый от плотности 2. «Бум и крах»

Вопросы для самостоятельной работы В какой популяции (А или Б) нужна более высокая скоростьВопросы для самостоятельной работы В какой популяции (А или Б) нужна более высокая скорость размножения для поддержания стабильной численности? Вопрос 2.

Вопрос 3. Вопрос 3.

Что такое стратегия?  • От др. -греч. στρατηγία  •  «искусство полководца»Что такое стратегия? • От др. -греч. στρατηγία • «искусство полководца» • общий план какой-либо деятельности за длительный период времени • способ достижения сложной цели

Лимитирующие факторы • Поддерживающая ёмкость (кормовая продуктивность) среды определяет максимальный размер популяции для данногоЛимитирующие факторы • Поддерживающая ёмкость (кормовая продуктивность) среды определяет максимальный размер популяции для данного местообитания. • Дальнейшему росту популяции будут препятствовать лимитирующие факторы: • Климатические изменения; • Доступность ресурсов; • Сезонность размножения Схема «бочка Либиха» Ю. Либих

Две основные стратегии популяции: Это общая характеристика роста и размножения:  • темпы ростаДве основные стратегии популяции: Это общая характеристика роста и размножения: • темпы роста ее особей, время достижения половозрелости, • плодовитость, периодичность размножения и т. д. r- c тратегия K -c тратегия r — врождённая скорость роста численности К – поддерживающая ёмкость среды

r-стратеги • Виды, которые быстро размножаются со скоростью, не зависящей  от плотности вида,r-стратеги • Виды, которые быстро размножаются со скоростью, не зависящей от плотности вида, называют r-стратегами ( J -образная кривая). • Размеры r-популяций • не стабилизируются • и в течение некоторого времени могут превышать поддерживающую ёмкость среды. • Как правило, r-стратеги имеют небольшие размеры и малую продолжительность жизни. Среди них много микроорганизмов, мелких насекомых и однолетних растений. • Обычно r-стратеги быстрее заселяют новые местообитания, • однако через некоторое время их вытесняют более конкурентноспособные • K-стратеги. Лазоревка Способна увеличить численность более чем вдвое за сезон Фитопланктон Волнистый попугайчик Очень малое время генерации

K-стратеги  • K-стратеги ( S -образная кривая) размножаются относительно медленно.  Скорость ихK-стратеги • K-стратеги ( S -образная кривая) размножаются относительно медленно. Скорость их размножения зависит от плотности популяции. • Численность популяций K-стратегов через некоторое время стабилизируется на определенном значении. • Среди K-стратегов обычно встречаются крупные и долгоживущие виды: деревья, крупные птицы и звери, человек. Альбатрос – позднее других птиц достигает половой зрелости Откладывает по одному яйцу раз в два года Личинки падальной мухи – живут в росе саррецении (насекомоядного растения), а не в органических остатках, как другие виды; производит всего 11 личинок, а не 50 -170.

Рост численности населения земного шара Рост численности населения земного шара

Вопросы для самостоятельной работы а) Какие виды тратят на размножение больше биомассы? б) КакиеВопросы для самостоятельной работы а) Какие виды тратят на размножение больше биомассы? б) Какие виды подвержены r- отбору, а какие – K- отбору? Вопрос 3.

Вопрос 4. Вопрос 4.

Регуляция численности К-стратегов • Причиной массовых вспышек рождаемости в популяциях часто бывают погодные факторы.Регуляция численности К-стратегов • Причиной массовых вспышек рождаемости в популяциях часто бывают погодные факторы. • В последнее время к числу причин добавилась деятельность человека. • Часто популяции при помощи механизма обратных связей способны регулировать свою численность, чтобы не превысить предел, за которым наступит катастрофа. • Так, гусеницы некоторых бабочек массово гибнут, если выходят из яиц до окончания холодов (погибают от переохлаждения) • либо после распускания листьев (погибают от голода). • Если гусеницы появляются вовремя, то популяции грозит перенаселение. • Тогда в действие вступает второй лимитирующий фактор — хищники или паразиты. • В таком случае действие регулирующего фактора зависит от плотности популяции. Колебания численности популяции зимней пяденицы и её хищников

Экологическая ниша - место, занимаемое видом в биоценозе,  включающее комплекс его биоценотических связейЭкологическая ниша — место, занимаемое видом в биоценозе, включающее комплекс его биоценотических связей и требований к факторам среды. Термин введен в 1914 г. Джорджем Гриннеллом и в 1927 г. Чарлзом Элтоном )Механизмы уменьшения конкуренции Чёрные курильщики создают экологические ниши с необычными условиями обитания 2. Конкурентное исключение – подавление одного вида другим 1. Принцип Гаузе : каждый вид занимает собственную экологическую нишу а) Аллелопатия. Растения, грибы, бактерии) способны выделять в окружающую среду (например, в почву или в воздух) химические вещества (алкалоиды, терпены), подавляющие развитие конкурентов. Способы подавления различны: от простого растворения клеток до торможения биохимических процессов дыхания или синтеза аминокислот. б) Более интенсивное размножение или преимущественное потребление пищи (др. -греч. λήλων (allelon) — ἀ взаимно и πάθος (pathos) — страдание ) — свойство растений и микроорганизмов выделять органические соединения, которые тормозят развитие других растений или микроорганизмов.

Ключевые факторы,  влияющие на плотность популяции • территориальное поведение (защита территории  отКлючевые факторы, влияющие на плотность популяции • территориальное поведение (защита территории от вторжения особей того же вида) • действие перенаселённости (падение плодовитости и уменьшение степени заботы о потомстве). Влияют на плодовитость

Территориальное поведение • Широко распространено у рыб,  рептилий, птиц, млекопитающих и общественных насекомыхТерриториальное поведение • Широко распространено у рыб, рептилий, птиц, млекопитающих и общественных насекомых • Лучше всего изучено у птиц: • самец и самка закрепляют за собой гнездовую территорию и защищают её от вторжения • Соседние территории особей одного и того же вида практически не перекрываются, обеспечивают достаточное количество ресурсов • С ростом популяции не всем удаётся закрепить за собой территорию, и тогда они не размножаются. • Т. о. , регуляция численности производится пространственными ограничениями Зарянка (малиновка) Утверждает права на территорию с помощью визуальной демонстрации или «ритуальной драки» , в которой соперники не причиняют другу серьёзного вреда

Перенаселённость Эксперименты с крысами и дрозофилами показали: при достижении критической плотности популяции плодовитость сильноПеренаселённость Эксперименты с крысами и дрозофилами показали: при достижении критической плотности популяции плодовитость сильно снижается даже при достаточных ресурсах. Причины: • гормональные сдвиги, изменяющие половое поведение • неспособность к спариванию • бесплодие • у млекопитающих — невынашивание плода, • ослабевание заботы о потомстве, усиление агрессивности

Структура популяции Половой состав (соотношение генеративных и сенильных особей) Возрастной составдемографическая структура пространственная структураСтруктура популяции Половой состав (соотношение генеративных и сенильных особей) Возрастной составдемографическая структура пространственная структура Особенности размещения особей в пространстве Знание структуры популяции позволяет сделать выводы о её благополучии или неблагополучии Типичная структура популяции блох 5% ИМАГО 10% КУКОЛКИ 35% ЛИЧИНКИ 50% ЯЙЦАгенетическая структура

Вопросы для самостоятельной работы • В районе плотины, в 8 км выше по течениюВопросы для самостоятельной работы • В районе плотины, в 8 км выше по течению от места забора воды насосной станцией, в месте самой лучшей рыбалки студенты обнаружили огромное количество погибшей рыбы, которую несло течением и выбрасывало на каменистый берег. • На чрезвычайном заседании мэрии объявили об остановке работы насосной станции и отмене «Праздника рыбаков» , о подвозе воды из ближайшего крупного города и прекращении водозабора из реки по крайней мере на 3 суток, пока инженеры и химики из Санитарной комиссии и Агентства по охране окружающей среды будут пытаться установить причины массовой гибели рыбы. Школы Ривервуда будут закрыты на 3 дня. • Городу грозят огромные финансовые потери доходов от туризма из-за отрицательной рекламы. • Предварительные исследования показали, что образцы воды выглядели совершенно чистыми, в них не было найдено никаких токсических веществ. • Гидробиологи и ветеринары не зафиксировали в этом районе случаев массовой гибели других животных • Медики не наблюдали здесь вспышек инфекций или паразитарных болезней. • Гидроинженеры сообщили, что плотина работала как всегда, разве что лето в этом году выдалось особенно дождливым и воду приходилось сбрасывать чаще обычного. Что могло стать причиной массовой гибели рыбы? Помогите жителям Ривервуда справиться с проблемой. Вопрос 4. Происшествие в Ривервуде

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!
РЕГИСТРАЦИЯ