ТЕМА ЛЕКЦІЇ ПОПУЛЯЦІЯ Демекологія демографічна екологія вивчає

ТЕМА ЛЕКЦІЇ: “ПОПУЛЯЦІЯ”

Демекологія (демографічна екологія) вивчає відносини в надорганізмовій системі – популяціясередовище. Дем - невелике, відносно ізольоване внутрішньовидове угруповання хребетних тварин, що існує протягом одного-двох поколінь, а потім об‘єднується з іншими подібними угрупованнями.

Термін «популяція» походить від латинського «populus» — народ, населення. Популяція – це сукупність особин одного біологічного виду, які протягом тривалого часу населяють певну територію чи акваторію, відокремлені від сусідніх аналогічних сукупностей певним ступенем тиску чи інших форм ізоляції, зв‘язаних тим чи іншим ступенем панміксії. Панміксія – це вільне схрещування в межах популяції.

У генетиці популяції розглядають як структурні одиниці, що утворюють таксономічний вид. Ботаніки виділяють ценопопуляції — сукупність особин даного виду в межах одного фітоценозу. Бувають генетично ідентичними, коли живі організми розмножуються нестатевим шляхом. В екології та зоології популяції виділяють за їхнім розподілом на певній території, або біогеоценозі та достатній відмежованості від популяцій того ж виду. У цьому випадку популяцію називають локальною. Зустрічаються генетично ідентичні популяції.

ТИПИ ПОПУЛЯЦІЙ : За ступенем генетичної цілісності та способом розмноження виділяють : панміктичні (менделівські); клональні; клонально-панміктичні.

ТИПИ ПОПУЛЯЦІЙ : За здатністю до самовідтворення виділяють : Постійні популяції Тимчасові популяції (власний приплід не покриває смертності, тривалість їх існування залежить від мігрантів)

ТИПИ ПОПУЛЯЦІЙ : За розмірами виділяють: карликові; звичайні або локальні; суперпопуляції.

КІЛЬКІСТЬ ПОПУЛЯЦІЙ ВИДУ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД РУХЛИВОСТІ ЙОГО ПРЕДСТАВНИКІВ Рухливі види – лось і зебра Гранті

КІЛЬКІСТЬ ПОПУЛЯЦІЙ ВИДУ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД РУХЛИВОСТІ ЙОГО ПРЕДСТАВНИКІВ Нерухливі види - лінивець, актинія

Кількість популяцій виду залежить також від ступеня різнорідності середовища та інших причин. Механізми ізоляції окремих популяцій виду бувають: а) територіальні; б) репродуктивні.

І ТВАРИН Популяція рослин Популяція тварин Межі особин не чітко визначені Межі особин чітко визначені Елементами популяцій є генети і рамети Елементами популяцій є генети Мають необмежений ріст протягом всього життя (наявність меристем), за рахунок чого наростає фітомаса популяції У більшості випадків завершують ріст у фазі репродуктивної зрілості, що забезпечує порівняну стабільність біомаси в популяціях статевозрілих особин. У певному віці особини можуть відрізнятися одна від одної розмірами Одновікові особини мають практично однакові розміри Заселення популяційного поля в ряді випадків йде за рахунок «насіннєвих банків» , що зберігаються у грунті або розповсюджуються різними способами Територіальне розселення популяції проходить шляхом міграції з метою пошуків корму і уникнення несприятливих умов Відсутня активна турбота про потомство. Є численні форми турботи про потомство. Внутрішньопопуляційні зв‘язки простіші та одноманітніші Внутрішньопопуляційні зв‘язки складні та різноманітні

СТРАТЕГІЇ ЖИТТЯ РОСЛИН ТА ТВАРИН • r-стратеги (у крайніх варіантах) — види з рудеральною стратегією (опортуністи) - це невеликі організми, з коротким періодом індивідуального життя. Спрямовують більшу частину речовин та енергії на формування органів розмноження. Мінімально пристосовані до змін навколишнього середовища, тому часто зазнають катастрофічного вимирання. Волошка Мак-самосійка Хвилястий папуга

• К-стратеги – види з конкурентною стратегією (персистенти), великі організми з тривалим життям. Пізно приступають до розмноження, витрачають на нього малу частку своїх ресурсів. Головна риса їхньої життєвої стратегії — виживання особин та контроль території, якою вони володіють. Кленовий ліс Африканські слони

ПОРІВНЯЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА R- ТА К-ВИДІВ r-види К-види Значення показника г високе Значення показника г низьке. Швидкість розмноження однакова в популяціях різної щільності. Вид займає дану територію тимчасово Швидкість розмноження падає із зростанням щільності. Вид займає дану територію на тривалий час. Смертність часто катастрофічна, некерована Смертність керована, залежна від щільності популяції. Процес розселення швидкий. Процес розселення повільний. На продукцію зачатків розмноження витрачається більша частина біомаси організму На продукцію зачатків розмноження витрачається невелика частина загальної біомаси організму. Особини дрібні. Кожна особина швидко росте і стає статевозрілою Особини великі. Повільно ростуть і розвиваються. Велика кількість народжень при великому приплоді Рідше народжують потомство. Мала кількість особин у приплоді. Переважно недовговічні організми Тривалість життя організмів велика.

• s-стратеги, або види з стрес-толерантною реакцією, мешканці територій із стабільно несприятливими умовами існування. Жовтець їдкий

Структура популяцій: q внутрішня (генетична, статева, вікова); q просторова; q етологічна.

Генетична структура популяцій. Генетичну структуру досліджує наука популяційна генетика. Генетичний поліформізм - наявність у популяції двох або більше генетично різних форм. В клональних популяціях відсутній. В панміктичних - генетичний поліформізм досить високий внаслідок постійного генетичного обміну (дрейфу генів).

Основою популяційної генетики є закон ГардіВайнберга, який пояснює, як в генофонді зберігається генетична рівновага. Бере за основу ідеальну популяцію: постійна частота генів; велика кількість індивідуумів для запобігання випадкової зміни частоти; кожен індивідум повинен мати рівні шанси для спарювання (панміксія); виключення мутації та селекції; відсутня міграція осіб між різними популяціями одного виду.

Статева структура популяцій співвідношення особин різної статі. – кількісне У панміктичних популяціях співвідношення статей у популяції встановлюється в момент запліднення за генетичними законами. У клонально-панміктичних популяціях стать визначається екологічними чинниками (температура, тривалість світлового дня, збільшення щільності особин).

ПРЕДСТАВНИКИ ПАНМІКТИЧНИХ ПОПУЛЯЦІЙ Фазан золотистий Пінгвін королівський

ПРЕДСТАВНИКИ КЛОНАЛЬНО-ПАНМІКТИЧНИХ ПОПУЛЯЦІЙ Дафнії Руді лісові мурахи Попелиця

Вікова структура популяції характерна для більшості популяцій. Відсутня у тих, де покоління нових особин з'являється в популяції одноразово за сезон та перехід з одного вікового стану в інший йде синхронно (посіви пшениці, сарана).

Вікова структура популяцій рослин визначається співвідношенням вікових груп у ценопопуляції. Вік рослини і її віковий стан – різні поняття. Віковий стан особин — це певний етап онтогенетичного розвитку, який характеризується наявністю в особин специфічних властивостей та якостей.

Віковий спектр популяції – це частка в популяції особин різного вікового стану. За віковим спектром виділяють: Інвазійна популяцію - у віковому спектрі переважає насіння, ювенільні та вегетативні особини. Нормальна популяцію - в популяції наявні представники усіх вікових станів. Регресивна популяція - переважають сенільні та старі генеративні рослини.

Буковий ліс з вираженою віковою структурою

Вікова структура популяцій тварин Моноциклічні організми розмножуються один раз в житті. Деякі з них не мають вікової структури (сарана). Інші мають вікову структуру бо одночасно протягом року може існувати кілька генерацій (хрущ). Поліциклічні організми розмножуються багато разів протягом життя – складна вікова структура популяції.

Популяційне поле – територія, що зайнята рослинами для існування. Територія помешкання тварин це: кормова територія; гніздова територія; шлюбна територія (у деяких).

Ємність середовища – міра здатності певного оточення до підтримування функцій індивіда чи групи особин. Включає в себе: наявність ресурсів та умов, необхідних для життя; q відсутність факторів, несприятливих для живих організмів. q

ПРОСТОРОВА СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦІЇ

КОЛОНІЯ ПІНГВІНІВ

Етологічна, або поведінкова, структура популяції система взаємовідносин між членами однієї популяції.

Основними формами організації популяції тварин є : Поодинокий спосіб життя Сім`я Зграя Стадо Колонія Прайд

ПООДИНОКИЙ СПОСІБ ЖИТТЯ Жук-листоїд Сонечко семикрапкове Колорадський жук

СІМЕЙНИЙ СПОСІБ ЖИТТЯ Лебідь-шипун Королівський пінгвін

ЗГРАЯ Вовки Сіро-зелені павіани

СТАДО Африканські слони Чорні буйволи

КОЛОНІЯ Руді мурашки Чорні мурашки Бджоли

ПРАЙД Леви

ПОКАЗНИКИ ПОПУЛЯЦІЇ поділяються на статичні і динамічні. Статичні показники популяції визначаються в конкретній часовій точці. Динамічні визначаються за певний часовий проміжок, тобто в динаміці.

СТАТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ПОПУЛЯЦІЇ Чисельність популяції – загальна кількість особин популяції на даній території або в даному об‘ємі (води, грунту, повітря). Визначається за рівнянням: Nt+1 = Nt + B-D + I-E, де N — чисельність особин в популяції, В — народжуваність, D — смертність, І — імміграція, Е — еміграція, t — час. Щільність популяцій — це середня кількість особин, що припадає на одиницю простору (500 дерев на 1 га, 200 кг риби на 1 га площі).

ДИНАМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ПОПУЛЯЦІЙ Народжуваність — це кількість нових особин, які з'являються у популяції за одиницю часу в розрахунку на певну кількість її членів. Смертність - антитеза народжуваності.

Величина народжуваності залежить від: плодовитості; числа особин, здатних розмножуватися в даний період; співвідношення статей і вікових груп; частоти послідовних генерацій; кількості періодів розмноження протягом життя; співвідношення періоду розмноження й загальної тривалості життя.

ПЛОДОВИТІСТЬ РІЗНИХ ВИДІВ -Оселедець атлантичний -Налим -Тріска атлантична Продукують до 50000 ікринок

ПЛОДОВИТІСТЬ РІЗНИХ ВИДІВ Тиляпія

ПЛОДОВИТІСТЬ РІЗНИХ ВИДІВ Химера європейська – мече до 10 ікринок

ПЛОДОВИТІСТЬ РІЗНИХ ВИДІВ Живородні хрящові риби Катран (морський собака) Морський кіт

Смертність виражаємо через D, а виживання через 1 -D. Виживання описується статистичними таблицями на основі яких будують криві виживання.

КРИВІ ВИЖИВАННЯ

Закони розвитку популяції: зростання колапс стабілізація вивчає розділ “Динаміка популяцій”

d. N/dt =(B - D)N 0=r N 0, де r - біотичний потенціал. Р. Чепмен ввів поняття біотичного потенціалу у 1928 р. r -теоретичний максимум потомків від однієї особини за одиницю часу, наприклад, за рік або за весь життєвий цикл. Практично –це справжня (миттєва) швидкість росту популяції, яка характерна для r – стратегів, визначається як г =B - D