Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 4 ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ Популяция Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 4 ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ Популяция

4 ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ.ppt

  • Количество слайдов: 53

ЛЕКЦИЯ № 4 ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ ЛЕКЦИЯ № 4 ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ

Популяция • это группа особей одного вида, занимающая определенное пространство и функционирующая как часть Популяция • это группа особей одного вида, занимающая определенное пространство и функционирующая как часть биотического сообщества.

Биотическое сообщество • совокупность популяций, которая функционирует как целостная единица в отведенном ему пространстве Биотическое сообщество • совокупность популяций, которая функционирует как целостная единица в отведенном ему пространстве физической среды обитания.

Популяция характеризуется рядом показателей: • • • плотность популяции рождаемость смертность возрастной состав распределение Популяция характеризуется рядом показателей: • • • плотность популяции рождаемость смертность возрастной состав распределение в пространстве и т. д.

• Эти показатели характеризуют ее как группу в целом, а не отдельных ее • Эти показатели характеризуют ее как группу в целом, а не отдельных ее особей. • Хотя отдельные особи рождаются и умирают, они не характеризуются рождаемостью или смертностью; это характеристики, относящиеся к популяции в целом.

Свойства популяционной группы Свойства популяционной группы

1. Плотность популяции это число особей на единицу площади или объема (например, число людей 1. Плотность популяции это число особей на единицу площади или объема (например, число людей на 1 кв. км, число деревьев на 1 га леса, число миллионов диатомовых водорослей на 1 м 3 морской воды).

• средняя плотность – это численность (или биомасса) на единицу всего пространства • • средняя плотность – это численность (или биомасса) на единицу всего пространства • удельная плотность (экологическая плотность) это численность (или биомасса) на единицу обитаемого пространства (доступной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популяцией).

НАПРИМЕР: • плотность мелких рыб в озере с падением уровня воды в течение сухого НАПРИМЕР: • плотность мелких рыб в озере с падением уровня воды в течение сухого зимнего сезона в целом снижается, но экологическая плотность при этом возрастает, так как по мере сокращения зеркала воды увеличивается число рыб, приходящихся на единицу водной по верхности.

Чтобы оценить динамику популяции, т. е. знать, увеличивается она или уменьшается, имеются понятия: • Чтобы оценить динамику популяции, т. е. знать, увеличивается она или уменьшается, имеются понятия: • относительное обилие – определенные промежутки времени, в которые встречаются особи данного вида (например, число птиц, отмеченных в течение часа) • частота встречаемости процент проб, в которых обнаружен данный вид (например, процент проб воды, в которых обнаружены личинки).

• Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность: • низкая плотность • высокая • Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность: • низкая плотность • высокая плотность

• чем крупнее животное внутри данного уровня, тем больше их биомасса: • чем крупнее животное внутри данного уровня, тем больше их биомасса:

• Если размеры особей в популяции и интенсивность их метаболизма примерно одинаковы, то • Если размеры особей в популяции и интенсивность их метаболизма примерно одинаковы, то плотность удобно выражать числом особей, однако данные по численности приводят к переоценке значения мелких организмов, а данные по биомассе к переоценке роли крупных организмов.

Сравнение численности и биомасс, в случае, когда размеры организма сильно меняются с возрастом: Май Сравнение численности и биомасс, в случае, когда размеры организма сильно меняются с возрастом: Май Октябрь Апрель Число особей в озере, тыс. 4000 500 150 Биомасса, т 1, 0 3, 3 2, 0

2. Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. (характеризует появление на свет новых 2. Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. (характеризует появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деления).

• Максимальная рождаемость — это наибольшее число организмов, которое может появиться на свет • Максимальная рождаемость — это наибольшее число организмов, которое может появиться на свет в единицу времени при идеальных условиях, когда нет никаких ограничивающих факторов. • Эта величина постоянна для данного вида и определяется такими физиологическими факторами, как число производимых яиц, относительное число самок в популяции и т. п.

• Фактическая рождаемость обычно значительно ниже и варьирует в зависимости от величины и • Фактическая рождаемость обычно значительно ниже и варьирует в зависимости от величины и состава популяции и от условий окружающей среды.

• абсолютная (общая) рождаемость общее число вновь появившихся особей в единицу времени • • абсолютная (общая) рождаемость общее число вновь появившихся особей в единицу времени • удельная рождаемость число вновь появившихся особей в единицу времени на одну особь в популяции

Например: • В городе с населением 10 000 человек появилось за год 400 новорожденных. Например: • В городе с населением 10 000 человек появилось за год 400 новорожденных. • абсолютная рождаемость - 400 в год • удельная рождаемость - 0, 04 ( 400 : 10 0000), или 4 %. (Хотя в демографии рождаемость принято рассчитывать на одну женщину репродуктивного возраста, а не на все население).

3. Смертность это число особей, гибнущих в течение определенного промежутка времени. 3. Смертность это число особей, гибнущих в течение определенного промежутка времени.

• Минимальная смертность — это смертность в популяции, находящейся в идеальных условиях, в • Минимальная смертность — это смертность в популяции, находящейся в идеальных условиях, в которой гибнут только те особи, которые достигли старости. Эта величина также постоянна для данной популяции. • Фактическая смертность зависит от физических факторов, от величины и состава популяции.

Кривые выживания график зависимости числа выживших особей в данной популяции от времени Кривые выживания график зависимости числа выживших особей в данной популяции от времени

(По оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжительности жизни, по оси ординат (По оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжительности жизни, по оси ординат – количество выживших особей)

• Сильно выпуклая кривая (I) характерна для таких видов, в популяциях которых смертность • Сильно выпуклая кривая (I) характерна для таких видов, в популяциях которых смертность почти до конца жизненного цикла остается низкой. • Этот тип кривой выживания характерен для многих видов крупных животных и человека.

• Другой крайний вариант, сильно вогнутая кривая (V), характерна для видов, у которых • Другой крайний вариант, сильно вогнутая кривая (V), характерна для видов, у которых смертность высока на ранних стадиях. • устрицы и другие двустворчатые моллюски, а также дубы

• Кривые, приближенные к диагоналям (III, IV) – характерны для тех видов, у • Кривые, приближенные к диагоналям (III, IV) – характерны для тех видов, у которых удельная выживаемость для каждой возрастной группы более или менее одинакова • Вероятно, в природе не существует популяций, у которых выживаемость постоянна на протяжении всего жизненного цикла кривая (III); однако слегка вогнутые или сигмовидные кривые (IV) всегда характерны для многих птиц, мышей и кроликов

• Ступенчатый тип кривой выживания характерен для видов, у которых выживаемость сильно варьирует • Ступенчатый тип кривой выживания характерен для видов, у которых выживаемость сильно варьирует на последовательных стадиях жизненного цикла, как это часто бывает у насекомых с полным превращением (голометаболических), например у бабочек. На изображенной кривой (II) крутые участки соответствуют стадиям яйца, окукливания и короткоживущему имаго; пологие участки соответствуют стадиям личинки и куколки, у которых смертность ниже.

4. Возрастной состав популяции • Возрастная структура популяции является ее важной характеристикой, которая влияет 4. Возрастной состав популяции • Возрастная структура популяции является ее важной характеристикой, которая влияет как на рождаемость, так и на смертность.

• в быстро растущих популяциях значительную долю составляют молодые особи; • в популяции, • в быстро растущих популяциях значительную долю составляют молодые особи; • в популяции, находящейся в стационарном состоянии, возрастное распределение более равномерно; • в популяции, численность которой снижается, содержится большая доля старых особей.

В популяции выделяют три экологические возрастные группы: • пререпродуктивную • пострепродуктивную В популяции выделяют три экологические возрастные группы: • пререпродуктивную • пострепродуктивную

• Длительность этих периодов может сильно варьировать у разных видов • Длительность этих периодов может сильно варьировать у разных видов

Примеры: • У современного человека три этих Примеры: • У современного человека три этих "возраста" приблизительно одинаковы, на каждый из них приходится около трети жизни • У первобытных людей пострепродуктивный период был намного короче • у насекомых пререпродуктивный период очень длинный, репродуктивный период очень короткий, а пострепродуктивный период может отсутствовать совсем

Пространственная структура популяций Пространственная структура популяций

• Пространственная структура популяций выражается характером размещения особей и их группировок по отношению • Пространственная структура популяций выражается характером размещения особей и их группировок по отношению к определенным элементам ландшафта и друг к другу и отражает свойственный виду тип использования территории.

Закономерное распределение особей в пространстве имеет важное биологическое значение: 1. определяет наиболее эффективное использование Закономерное распределение особей в пространстве имеет важное биологическое значение: 1. определяет наиболее эффективное использование ресурсов среды (пищевых, защитных, микроклиматических и др. ), снижая хаотичность их использования и, как следствие, уровень конкурентных отношении особей внутри популяции.

2. служит основой устойчивого поддержания необходимого уровня внутрипопуляционных контактов между особями 2. служит основой устойчивого поддержания необходимого уровня внутрипопуляционных контактов между особями

Типы пространственного распределения: • равномерный (регулярный) • диффузный (случайный) • агрегированный (групповой, мозаичный) Типы пространственного распределения: • равномерный (регулярный) • диффузный (случайный) • агрегированный (групповой, мозаичный)

А – равномерный Б – диффузный В агрегированный А – равномерный Б – диффузный В агрегированный

Равномерный тип распределения • Характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния Равномерный тип распределения • Характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которым начинается взаимное угнетение. Встречается в природе достаточно редко.

Диффузный тип распределения • Встречается в природе значительно чаще, при нем особи распределены в Диффузный тип распределения • Встречается в природе значительно чаще, при нем особи распределены в пространстве неравномерно, случайно. • В этом случае расстояния между особями неодинаковы, что определяется вероятностными процессами и неоднородностью среды.

Агрегированный (мозаичный) тип распределения • Выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно Агрегированный (мозаичный) тип распределения • Выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно большие незаселенные территории • Биологически это связано либо с резкой неоднородностью среды, либо с выраженной социальной структурой

Пространственная дифференциация • ведущее значение в определении характера пространственной структуры популяции имеет степень привязанности Пространственная дифференциация • ведущее значение в определении характера пространственной структуры популяции имеет степень привязанности к территории (у подвижных организмов)

• это свойство выражается либо оседлым, либо номадным (кочевым) образом жизни; между этими • это свойство выражается либо оседлым, либо номадным (кочевым) образом жизни; между этими вариантами имеется ряд промежуточных.

• Видам, для которых характерен оседлый образ жизни, как правило, свойствен интенсивный тип • Видам, для которых характерен оседлый образ жизни, как правило, свойствен интенсивный тип использования территории. • при этом отдельные особи или их группировки в течение длительного времени эксплуатируют ресурсы на относительно ограничен ном пространстве.

• Для видов, отличающихся номадным образом жизни, характерен экстенсивный тип использования территории, при • Для видов, отличающихся номадным образом жизни, характерен экстенсивный тип использования территории, при котором кормовые ресурсы используются обычно группами особей, постоянно перемещающимися в пределах обширной территории.

• Пространственная структура популяций представляет собой не только статическую картину размещения особей по • Пространственная структура популяций представляет собой не только статическую картину размещения особей по территории, но и динамическую систему взаимодействий, выражающуюся в многообразных упорядоченных формах поведения каждого животного в ответ на информацию о местонахождении и поведении других особей.

Флуктуации численности популяций Флуктуации численности популяций

• Плотность любой популяции может колебаться, то есть проявлять тенденции к флуктуациям. • • Плотность любой популяции может колебаться, то есть проявлять тенденции к флуктуациям. • Часто флуктуации бывают обусловлены сезонными или годовыми изменениями доступности ресурсов или же могут быть стохастическими (случайными). Однако у некоторых популяций флуктуации регулярны, что их рассматривают как "циклические".

Для природных популяций различают: 1) сезонные изменения численности, которые регулируются преимущественно адаптациями жизненного цикла, Для природных популяций различают: 1) сезонные изменения численности, которые регулируются преимущественно адаптациями жизненного цикла, сопряженными с сезонными изменениями факторов среды 2) годичные флуктуации.

Различают две группы годичных флуктуаций: • флуктуации, обусловленные годичными различиями внешних факторов (например, такие, Различают две группы годичных флуктуаций: • флуктуации, обусловленные годичными различиями внешних факторов (например, такие, как температура и осадки) • флуктуации, связанные прежде всего с самой динамикой популяции (биотическими факторами, такими, как доступная пища или энергия, болезни и т. п. ).

График колебания численности канадских популяций рыси и зайца в природе График колебания численности канадских популяций рыси и зайца в природе

Теории, объясняющие эти регулярные циклы, подразделяют на: 1) метеорологические теории; 2) теории случайных флуктуаций; Теории, объясняющие эти регулярные циклы, подразделяют на: 1) метеорологические теории; 2) теории случайных флуктуаций; 3) теории взаимодействия популяции; 4) теории взаимодействия трофических уровней.