Популяция как уровень организации жизни Бегство от одиночества

Популяция как уровень организации жизни Бегство от одиночества (Панов, 2014). Серж Домбровский

Правило объединения в популяции (С. С. Четвериков, 1903 г. ): «Индивиды любого вида живого всегда представлены не изолированными отдельностями, а их определенным образом организованными совокупностями» . Термин «популяция» был впервые введен в 1903 г. датским ученым Йогансеном для обозначения «неоднородной в генетическом отношении группы особей одного вида» , в отличие от однородной чистой линии.

Определение популяции: «Популяция - достаточно многочисленная совокупность особей определенного вида, в течение длительного времени (большого числа поколений) населяющих определенное пространство (часть видового ареала), внутри которого практически осуществляется та или иная степень панмиксии и нет устойчивых изоляционных барьеров, и отделенная от соседних, таких же совокупностей особей данного вида той или иной степенью давления тех или иных форм изоляции» . (Яблоков, Ларина, 1985).

Уровни организации жизни Ценотический Надорганизменный Популяционный Организменный Клеточный Суборганизменный Молекулярный

Биологические свойства популяции • Популяция состоит из особей, семей, • колоний, стад

Прайд львов http: //www. wildanimalsphoto. com/images/gallery/2216. jpg - группа львов, живущих совместно на общей территории площадью от 20 до 100 км 2. Его костяк составляют 3 - 12 львиц (родственницы), Один – несколько взрослых самцов. «Сверхнормативные» особи покидают прайд. Обязанности в прайде распределены четко: мощные самцы – пограничники, самки – охотники. Каждый знает свое место во время дележа добычи. Но каждый прайд существует по нескольку десятилетий подряд (Панов, 2014).

Специфические свойства популяционного уровня Характеристики популяции Неспецифические – усреднение характеристик особей (среднестатистическая особь) Специфические – новые характеристики, появляющиеся только на популяционном уровне Численность – общее количество особей в популяции Рождаемость – число новых особей за единицу времени Смертность – число погибших за единицу времени Структура популяции (пространственная, возрастная, половая, экологическая, генетическая)

Кривые выживания I – выпуклая кривая. II – ступенчатая кривая. III – теоретическая кривая. IV – сигмоидная кривая, приближающаяся к III. V – вогнутая кривая (по Ю. Одуму, 1986).

Выделяют несколько типов перемещения животных в пространстве: Крачки незначительные перемещения, кочевки, миграции, расселение Danaus plexippus Зимующие данаиды (Мексика) Клест (Loxia)

§При помощи миниатюрных геолокаторов, прикрепленных к ногам 11 полярных крачек, удалось проследить маршруты ежегодных перелетов этих птиц, проводящих северное лето в Арктике, а южное — в Антарктике. § Они пролетают до 80 000 км в год. § За свою 30 -летнюю жизнь крачки покрывают расстояние, равное трем полетам на Луну и обратно. Полярная крачка

Мигрирующие популяции Пролет североамериканс ких полярных крачек на зимовки – более 10000 км Границы мигрирующих популяций определяются этологическими механизмами

Методы определения численности популяции 1. Подсчет численности всех особей 2. Подсчет численности особей в выборках 3. Метод повторного отлова 4. Использование индексов численности Проективное покрытие

Структура популяции § - любые подразделения популяции как единичного целого на связанные в определенном порядке части

Половая структура – соотношение полов Павлин ♂ 1. Первичная половая структура 2. Вторичная половая структура определяется вторичным (у новорожденных) определяется первичным (при возникновении зигот) ♀ ♀ ♂ Морской черт Linophryne macrodon 3. Третичная половая структура определяется третичным ( к моменту наступления половой зрелости) соотношением полов ♂ ♀ Самки кровососущие Комары родов Aedes, Culex Самцы фитофаги

Глубоководный удильщик – глубоководная рыба из отряда удильщикообразных. Обитают на больших глубинах Мирового океана Для них характерен половой полиморфизм: самки значительно крупнее самцов. Длина взрослой самки может достигать 1 м. , в то время как самцы редко вырастают больше 5 см. Характерная "удочка" так же присутствует только у самок. Это объясняется еще и тем, что только они являются понастоящему хищными рыбами и удочка необходима им для охоты, а самцы предпочитают http: //www. inokean. ru/animal/fish/deep/60 -fishman зоопланктоном, веслоногими рачками и другим мелким кормом.

Структура популяции динамична, формируется под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов, поэтому структура имеет приспособительный характер У ариземы японской (Arisaema japonica) пол зависит от накопления питательных веществ в клубнях: из крупных клубней вырастают женские растения, а из мелких – мужские.

Bonellia viridis относится к типу Echiura или Echiurida беспозвоночных животных, морских червей. Живут в прибрежной части Средиземного моря и восточной Атлантики. Питаются животные, фильтруя детрит с помощью хоботка. Личинки бонеллии могут развиться как в самцов, так и в самок. Личинки, осевшие на субстрат, превращаются в самок; личинки, осевшие на хоботки взрослых самок, превращаются в самцов. Самец у бонеллии не более 1— 3 мм длиной и живёт как паразит на или в теле самки, обычно в специальной камере в выводных протоках половой системы. Порой в них скапливается до 80 самцов, поэтому их длительное время принимали за паразитов. wikipedia. org

Третичное соотношение полов § Внутривидовой отбор в случае важности родительской заботы для выживания потомков ведет к установлению такого третичного соотношения полов, при котором будет преобладать пол, имеющий большее значение для воспитания потомства. § При отсутствии заботы – определяющим выступают экологические факторы, при этом наблюдается тенденция сокращения общей биомассы самцов (как крайность – самцы – паразиты на самочках).

Колюшка § Отцовская забота является обычным явлением в жизни тех Вырыв ямку, самец набирает в животных, у которых яйцеклетки рот мелких травинок, корешков, в момент их оплодотворения выстилает ими дно ямки, находятся не в организме закрепляя их в иле и склеивая слизью. Готовое гнездо имеет матери, а во внешней среде. форму шара или почти шара Такая ситуация складывается у видов с наружным оплодотворением. Характерно для водных обитателей. У костных рыб отцовская забота о потомстве распространена значительно шире, чем забота материнская. (Панов, 2014). aquadomik. ru Колюшка трёхиглая

Возрастная структура отражает интенсивность воспроизведения особей в популяции, зависит от генетических особенностей вида и определяется внешними факторами. § Возрастная структура есть соотношение длительности предрепродукционного, репродукционного и пострепродукционного периодов.

Возрастные стадии растений 1 Проростки смешанное питание (запасные вещества) 5 Генеративный период 2 Ювенильные самостоятельное питание, простые органы 6 3 Имматурные переход во взрослое сост. Начинает ветвиться побег. 7 4 Взрослые полностью сформированные 8 Субсенильные - Сенильные - появление Отмирающие прекращение ювенильных признаков, преобладают плодоношения мертвых тканей мертвые ткани

Обыкнове нная или зелёная игуа на (Iguana iguana) – растительноядная ящерица, ведет дневной образ жизни. Обитает в Центральной и Южной Америке Начинает размножаться в возрасте 9 -10 месяцев в Ю. Каролине и Техасе, но на территории штатов Огайо и Колорадо – в возрасте 20 месяцев. http: //ru. wikipedia. org

Возрастные пирамиды. Три типа возрастных пирамид, характеризующих популяции с высокой (1), умеренной (2) и малой (3) численностью (в %) молодых особей (по Ю. Одуму, 1986). 1 2 3 Если основание пирамиды широкое, это означает, что рождаемость превышает смертность и численность растет. (1). Если же особей младших возрастных групп меньше, чем более старых, то численность будет сокращаться (3).

Возрастные группы Возрастная структура. Типы возрастных структур Растущая Стабильная Сокращается Доля особей данной возрастной группы

Возрастная структура популяции человека, рассчитанная отдельно для мужчин и женщин в Швеции (1965 г. ) и Коста -Рике (1963 г. ), по Одуму, 1986 г.

Пространственная структура характеризует размещение в популяционном ареале отдельных особей и их группировок 1. Характер пространственного распределения особей должен максимально снизить вероятность возникновения внутривидовой конкуренции; 2. Обеспечить поддержку устойчивых информационных и функциональных контактов между особями Равномерная Случайная Групповая (Агрегированная)

Пространственная структура. Три основных типа распределения особей или групп особей в популяции А Б В А. Равномерное распределение. Б. Групповое распределение. В. Случайное распределение (по Ю. Одуму, 1986).

Генетическая структура 1. Обычно характеризуется частотами аллелей и частотами генотипов. § Генотип – совокупность всех генов организма; § Генофонд – совокупность всех генов данной популяции; § Аллель – одно из состояний гена. 2. Наличие нескольких аллелей каждого гена в популяции обеспечивает генетический полиморфизм

Экологическая структура - не только подразделенность по полу, возрасту, но и на группы особей, находящихся в специфических связях с окружающей средой. Речь идет о различиях между особями по экологическим свойствам: 1. Пищевые спектры особей разного пола, возраста; 2. Избегание хищников; 3. Размещение в пространстве; 4. Фенологические особенности и пр.

Отдельные группы поселений – внутрипопуляционные подразделения? Отдельные популяции? Вид Отдельные Популяции ?

Как определить границы популяции? Минимальную величину ареала популяции можно определить, зная РРА и формулу площади круга. РРА – расстояние между местом образования (рождения) и местом размножения для 95% особей данного поколения. Популяции имеют разные формы изоляции между собой

Степень обособленности популяций Четко обособленные Небольшое число крупных популяций Биологическая изоляция Множество мелких популяций За счет географических барьеров – пространственная изоляция Перемешива ющиеся

Lacerta agilis § Пры ткая я щерица семейства настоящих ящериц. Распространена почти на всей территории Европы и европейской территории России, а также к востоку до северо-запада Монголии.

Численность особей Территория, га Уровень обмена особями (на поколение) с соседними такими же группами Длительность существования (число поколений) Несколько Около 0, 1 Около 50% 1 -2 Несколько десятков До нескольких Около 20% Несколько сот До нескольких Около 3 -4% десятков Сотни Несколько тысяч То же Около 0, 01% Сотни Десятки и сотни тысяч Сотни и Неуловимо мал Тысячи тысячи

Изоляция – возникновение любых барьеров, ограничивающих панмиксию (нарушение свободы скрещивания). Формы изоляции: 1. Изоляция барьерами, 2. Изоляция расстоянием § + «Антропогенное давление» , 3. Биологическая изоляция Изоляция создает эволюционную независимость каждой популяции

Биологическая изоляция подразделяется на : a) изоляцию, предотвращающую потерю гамет b) изоляцию, связанную с потерей гамет. Эти формы изоляции обеспечиваются двумя группами механизмов: a) предотвращающих скрещивание и оплодотворение (докопуляционные) - фенологическая полиморфность – различия во времени половой активности и созревания половых продуктов; этологическая и морфофизиологическая изоляция. b) изолирующих после оплодотворения (послекопуляционные) - собственно генетическая изоляция – гибель зигот после оплодотворения, стерильность гибридов, пониженная жизнеспособность гибридов.

Видообразование

Итак: 1. Популяция – целостная система (в эволюционном масштабе времени). 2. Что «цементирует» популяцию в единое целое? – генофонд. 3. Популяция как генетическая система предполагает изоляцию. Изоляция создает эволюционную независимость каждой популяции.

4. Независимость популяции внутри вида определяется, в первую очередь, ее постоянной изоляцией от других популяций, во-вторых, многочисленностью составляющих ее особей. 5. Популяция – не гомогенное образование, а сложноструктурированная система, что определяет одну очень важную особенность – полиморфность.

В чем главная функция популяции? Популяция – есть способ существования вида в конкретных условиях внешней среды.