Лекция-6 Гомеостаз популяции Возрастная и половая структура популяции

Лекция-6. Гомеостаз популяции. Возрастная и половая структура популяции 1. 2. 3. 4. Регуляция плотности населения. Поддержание генетической структуры популяции. Возрастная структура популяции. Половая структура популяции. 1

1. Регуляция плотности населения. l В основе способности популяций к гомеостазу лежат изменения физиологических особенностей, роста, поведения каждой особи в ответ на увеличение или уменьшение числа членов популяции, к которой она принадлежит. Регуляция плотности в жесткой форме в смягченной форме 2

Жесткие формы внутривидовой конкуренции 1. Явление самоизреживания у растений. 2. Гибель от недостатка пищи более низкоранговых особей, не подпускаемых к еде высокоранговыми. (Цейлонские макаки) 3. Каннибализм. 3

Смягченные формы внутривидовой конкуренции, задерживающие рост популяции 1. У растений это осуществляется путем изменения вегетативной мощности каждого растения в популяции. 4

2. У микроорганизмов и животных наиболее древним механизмом, задерживающим рост популяции, является химическое взаимодействие особей. 3. Проявление инстинктов массововой миграции. В результате происходит выселение большей части популяции за пределы территории, занимаемой в оседлый период. 5

l У тлей увеличение плотности населения вызывает появление крылатой фазы и разлет насекомых с образованием новых поколений. l У ряда амеб химические изменения состава водной среды, вызванные переуплотнением популяции, стимулируют переход в подвижную жгутиковую стадию. 6

4. Повышение плотности популяции может сопровождаться такими изменениями в физиологии особей, которые ведут к снижению рождаемости и увеличению смертности. У многих животных к таким реакциям относится в первую очередь стресс. 7

l Из за стресса перенаселения у самок в популяции учащаются нарушения овуляции, рано прекращается лактация, угасают инстинкты заботы о потомстве, уменьшается число выводков и количество в них молодых. 8

Реакция напряжения свойственна в большей степени подчиненным животным; у них также тормозится воспроизводительная функция. Доминирующие особи до какого-то порогового значения плотности населения стресс-реакции не проявляют и участвуют в размножении. 9

Степень развития механизмов популяционного гомеостаза находится также в тесной связи с тем, насколько влияют на популяцию другие виды: - конкуренты, - хищники, - паразиты. Общая регуляция численности популяций в природных сообществах происходит в результате сложных межвидовых и внутривидовых взаимоотношений. l 10

2. Поддержание генетической структуры популяции Генетическая структура популяции определяется: 1 – богатством популяционного фонда, включающего: - общие видовые свойства, - особенности, возникшие в порядке приспособления популяции к конкретным условиям ее существования, - степень индивидуальной изменчивости по комплексу признаков; 2 – сложностью генома каждой отдельной особи 11

При изменении условий среды более адаптированными оказываются особи с признаками, отклоняющимися от средней нормы в сторону, адекватную измененным условиям. l Если изменения условий устойчивы, неустойчивы, вступает в действие популяции направленный «выгоднее» отбор, ведущий к сохранить исходный перестройке нормы реакции и морфобиологический всего тип морфобиологическ ого типа. 12

Механизмы поддержания генетической гетерогенности. Поддержание высокого уровня гетерозиготности – система специфических внутрипопуляционных отношений, направленных на снижение уровня инбридинга в размножающейся популяции. Панмиксия - свободное скрещивание особей в пределах популяции или какойлибо другой внутривидовой группы. 13

В популяциях высших животных не существует абсолютной панмиксии. Достаточный уровень гетерозиготности поддерживается комплексом специфических взаимоотношений, основанных на этологической структуре популяции: 1. В популяциях с выраженными отношениями «доминирование-подчинение» в поддержании гетерогенности важнейшую роль играет иерархическая структура. l 14

2. Панмиксии способствует расселение особей за пределы мест рождения (кроме миграций, напрямую связанных с плотностью населения). 3. У стадных животных кроме того существуют спонтанные перестройки внутренней структуры группы, являющиеся эквивалентом расселения: l - смена вожаков, l - расщепление стад, l - выселение из стад молодых самцов, которые могут переходить в другие группы, иногда в составе «холостяцких стад» . 15

4. На степень панмиксии влияют особенности половой избирательности, нарушающие случайный характер спариваний у высших животных. Функции половой избирательности: l 1 – предотвращает слишком отдаленные (между видами и подвидами) скрещивания (напр. у птиц выявлено половое предпочтение птиц, окрашенных по образцу родителей); l 2 – закрепляет адаптивные свойства в пределах данной популяции; l 3 – снижает частоту близкородственных скрещиваний. 16

5. Возрастной кросс в популяциях. Разные возрастные категории животных отличаются по своим генетическим особенностям. Поэтому спаривание особей, принадлежащих к разным возрастным группам ( «возрастной кросс» ), способны существенно разнообразить общий генофонд популяции. 17

3. Возрастная структура популяций С возрастом требования особи к среде и устойчивость к отдельным ее факторам изменяются. На разных стадиях онтогенеза могут происходить - смена сред обитания, - изменение типа питания, - характера передвижения, - общей активности организмов. l Нередко возрастные экологические различия в пределах вида выражены в значительно большей степени, чем различия между видами. l 18

l Возрастные различия в образе жизни часто приводят к тому, что отдельные функции целиком выполняются на определенной стадии развития. 19

l l Если все члены популяции принадлежат одной генерации, все особи близки по возрасту и примерно одновременно проходят очередные этапы жизненного цикла Сроки размножения и прохождения отдельных возрастных стадий обычно приурочены к определенному сезону года. 20

l 1. 2. l Виды с одновременным существованием различных генераций можно разделить на две группы: размножающиеся один раз в жизни и размножающиеся многократно. У видов с однократным размножением и короткими жизненными циклами в течение года сменяется несколько поколений. Одновременно встречаются представители двух и даже трех смежных поколений, но одно из них, всегда преобладает. (свекловичная моль). 21

У видов с повторным размножением возможны две крайние ситуации: 1 – продолжительность жизни во взрослом состоянии невелика 2 – взрослые живут долго и размножаются многократно. l 22

4. Половая структура популяций. l Соотношение особей по полу и особенно доля размножающихся самок в популяции имеют большое значение для дальнейшего роста ее численности. 23

l Из-за различий в физиологии, экологии и поведении самцов и самок существует разница в вероятности гибели представителей какого-либо пола и изменение соотношения полов в популяции. 24

l l У ондатр во многих районах среди новорожденных в полтора раза больше самок, чем самцов. В популяциях пингвинов к десятилетнему возрасту на каждых двух самцов остается лишь одна самка. У некоторых летучих мышей доля самок в популяции после зимней спячки снижается порой до 20 %. Многие другие виды отличаются, наоборот, более высокой смертностью самцов (фазаны, утки-кряквы, большие синицы, многие грызуны). 25

l Соотношение полов в популяции может устанавливаться не только по генетическим законам, но и под влиянием среды. l Дафнии при оптимальной температуре размножаются партеногенетически, но при повышенной или пониженной температуре в популяциях появляются самцы. На появление обоеполого поколения у тлей могут влиять изменения длины светового дня, температуры, увеличение плотности населения и другие факторы. l 26

Вопросы к семинару 1. 2. 3. 4. 5. 6. Жесткие формы внутривидовой конкуренции Смягченные формы внутривидовой конкуренции, задерживающие рост популяции Механизмы поддержания генетической гетерогенности. Возрастная структура популяций у растений. Возрастная структура популяции у животных. Половая структура популяций. 27

Литература l l l Ручин А. Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А. Б. Ручин. – М. : Издательский центр «Академия» , 2006. – С. 32 -53. Шилов И. А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – 2 -е изд. , испр. – М. : Высшая школа 2000. – С. 300 -312. Чернова Н. М. , Былова А. М. Экология: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. спец. – М. : Просвещение, 1980. – С. 137 -147. Николайкин Н. И. Экология: учеб. для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелехова. – 2 -е изд. , перераб. и доп. – М. : Дрофа, 2003. – С. 98 -99. Степановских А. С. Экология: Учебник для вузов. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – С. 260 -266. 28