Скачать презентацию Учение о популяции Понятие о популяции Скачать презентацию Учение о популяции Понятие о популяции

14. Популяция.ppt

  • Количество слайдов: 125

Учение о популяции Учение о популяции

Понятие о популяции • Популяция (populus –народ, население) – население вида на определенной территории. Понятие о популяции • Популяция (populus –народ, население) – население вида на определенной территории. • Э. Пианка (1968): «Популяция – группа особей одного вида, живущих на определенной территории и способных обмениваться генетической информацией» .

Критерии популяции 1. Минимальный размер – численность, достаточная для выживания при резких колебаниях численности. Критерии популяции 1. Минимальный размер – численность, достаточная для выживания при резких колебаниях численности.

Критерии популяции 2. Наличие занимаемой территории определяется радиусом репродуктивной активности : расстоянием между местом Критерии популяции 2. Наличие занимаемой территории определяется радиусом репродуктивной активности : расстоянием между местом рождения и местом размножения.

Радиус репродуктивной активности атласского кедра Радиус репродуктивной активности атласского кедра

Ареалы различных популяций шилохвости Ареалы различных популяций шилохвости

Размеры пространства, занимаемого популяциями разных видов • Несколько десятков квадратных метров – наземные Размеры пространства, занимаемого популяциями разных видов • Несколько десятков квадратных метров – наземные моллюски, мелкие насекомые. • Сотни квадратных метров – некоторые древесные растения, большинство бабочек, многие рептилии.

Размеры пространства, занимаемого популяциями разных видов • От нескольких квадратных километров до десятков квадратных Размеры пространства, занимаемого популяциями разных видов • От нескольких квадратных километров до десятков квадратных километров –многие птицы, мелкие хищники. • Сотни квадратных километров – крупные хищники.

Критерии популяции 3. Свободное скрещивание внутри популяции и относительная изоляция от других популяций. Критерии популяции 3. Свободное скрещивание внутри популяции и относительная изоляция от других популяций.

Характеристики популяции • Пространственное распределение. • Возрастной и половой состав. • Численность и плотность. Характеристики популяции • Пространственное распределение. • Возрастной и половой состав. • Численность и плотность.

Характеристики популяции • Рождаемость. • Смертность. • Скорость роста. Характеристики популяции • Рождаемость. • Смертность. • Скорость роста.

Пространственная структура популяции Это распределение особей в физическом пространстве и по отношению друг к Пространственная структура популяции Это распределение особей в физическом пространстве и по отношению друг к другу.

Решается дилемма: 1. Разойтись в пространстве, чтобы максимально снизить уровень конкуренции. 2. Поддерживать Решается дилемма: 1. Разойтись в пространстве, чтобы максимально снизить уровень конкуренции. 2. Поддерживать необходимый уровень внутрипопуляционных контактов.

Типы пространственного распределения особей в популяции • А – равномерное (регулярное) • Б – Типы пространственного распределения особей в популяции • А – равномерное (регулярное) • Б – диффузное (случайное) • В – мозаичное (пятнистое)

Равномерное распределение • Обусловлено антагонистическими отношения между особями • Расстояние между особями определяется порогом, Равномерное распределение • Обусловлено антагонистическими отношения между особями • Расстояние между особями определяется порогом, за которым начинается взаимное угнетение. Примеры: - индивидуальные территории у животных; - взаимное затенение у растений.

Диффузное распределение У животных со слабыми социальными связями или низким уровнем антагонизма (личинки мучного Диффузное распределение У животных со слабыми социальными связями или низким уровнем антагонизма (личинки мучного хруща, пауки-волки).

Мозаичное (пятнистое) распределение Причины: 1. Неравномерное распределение абиотических факторов (влажность, биогенные элементы) и пищи. Мозаичное (пятнистое) распределение Причины: 1. Неравномерное распределение абиотических факторов (влажность, биогенные элементы) и пищи. 2. Особенности поведения (колониальный образ жизни).

Колонии у птиц Колонии у птиц

Морские желуди Морские желуди

Принцип агрегации особей Олли (1931) Скопление особей усиливает конкуренцию, но способствует выживанию группы в Принцип агрегации особей Олли (1931) Скопление особей усиливает конкуренцию, но способствует выживанию группы в целом. У.

Взаимодействие между особями одного вида (гомотипические реакции) Взаимодействие между особями одного вида (гомотипические реакции)

Гомотипические реакции Групповой эффект – полезные изменения, связанные с объединением организмов в группы. Гомотипические реакции Групповой эффект – полезные изменения, связанные с объединением организмов в группы.

Рыбы в стае менее доступны для хищника Рыбы в стае менее доступны для хищника

Маневр стаи верховки при броске щуки (рыбы обтекают хищника, который, бросившись в середину стаи, Маневр стаи верховки при броске щуки (рыбы обтекают хищника, который, бросившись в середину стаи, оказывается в пустоте)

Винтовое движение стаи рыб Винтовое движение стаи рыб

Стая волков способна убить более крупную добычу, чем одиночная особь Стая волков способна убить более крупную добычу, чем одиночная особь

Гиеновые собаки всегда охотятся стаей Гиеновые собаки всегда охотятся стаей

Круговая оборона у овцебыков Круговая оборона у овцебыков

Пингвины в группе экономят до 25% энергии Пингвины в группе экономят до 25% энергии

Гомотипические реакции Массовый эффект – отрицательные последствия, вызванные перенаселением среды. Гомотипические реакции Массовый эффект – отрицательные последствия, вызванные перенаселением среды.

Массовый эффект Массовый эффект

Гомотипические реакции • Внутривидовая конкуренция – приводит к снижению потребления ресурса (если он ограничен!), Гомотипические реакции • Внутривидовая конкуренция – приводит к снижению потребления ресурса (если он ограничен!), что снижает выживаемость и (или) уменьшает плодовитость.

Территориальное поведение снижает отрицательные последствия внутривидовой конкуренции. Территориальное поведение снижает отрицательные последствия внутривидовой конкуренции.

Самец колюшки защищает гнездо и прилегающей к нему участок от других самцов Самец колюшки защищает гнездо и прилегающей к нему участок от других самцов

По типу использования пространства подвижные животные делятся на две группы: оседлых и кочевых. По типу использования пространства подвижные животные делятся на две группы: оседлых и кочевых.

Преимущества оседлого образа жизни - знание территории (снижает время на поиски корма и позволяет Преимущества оседлого образа жизни - знание территории (снижает время на поиски корма и позволяет быстрее укрыться от хищника). - обустройство участка (запасы, тропинки, норы).

Ушастая сова ловила хомячков знакомых с обстановкой в вольере в пять раз реже, чем Ушастая сова ловила хомячков знакомых с обстановкой в вольере в пять раз реже, чем тех, которые попадали в него впервые

• При оседлом образе жизни существует угроза истощения ресурсов, если плотность популяции окажется • При оседлом образе жизни существует угроза истощения ресурсов, если плотность популяции окажется слишком высокой. • Поэтому у оседлых видов выработались поведенческие механизмы, которые обеспечивают разграничение мест обитания.

Индивидуальные участки малых сусликов 1– границы индивидуальных участков у самок; 2 – то же Индивидуальные участки малых сусликов 1– границы индивидуальных участков у самок; 2 – то же у самцов; 3 – гнездовые норы самцов; 4 – выводковые норы самок.

Способы защиты участка 1. Прямая агрессия Поведение стрекозы -коромысла на индивидуальном участке. Способы защиты участка 1. Прямая агрессия Поведение стрекозы -коромысла на индивидуальном участке.

Встреча двух самцов газели Гранта А-Д –ритуал противостояния; Е – самец, повернувший голову, – Встреча двух самцов газели Гранта А-Д –ритуал противостояния; Е – самец, повернувший голову, – победитель

Способы защиты участка 2. Мечение - запаховое - визуальное - вокализация Способы защиты участка 2. Мечение - запаховое - визуальное - вокализация

Вокализация у птиц Вокализация у птиц

Ревун Ревун

Кочевой образ жизни Преимущества: - животные не зависят от запасов корма на конкретной территории. Кочевой образ жизни Преимущества: - животные не зависят от запасов корма на конкретной территории. - совместная защита от хищников.

Стадо антилоп-гну Стадо антилоп-гну

Стадо северных оленей Стадо северных оленей

Структура стаи пелагических рыб 1– ходовая; 2 - оборонительная; 3 – кругового обзора; 4 Структура стаи пелагических рыб 1– ходовая; 2 - оборонительная; 3 – кругового обзора; 4 – при питании рыбпланктонофагов; 5 – при питании пелагических хищников

Походный порядок стада павианов Походный порядок стада павианов

То же стадо при встрече с леопардом То же стадо при встрече с леопардом

В стаде сохраняются индивидуальные дистанции В стаде сохраняются индивидуальные дистанции

Возрастная структура Соотношение в популяции разных возрастных групп, то есть особей одинакового возраста. Возрастная структура Соотношение в популяции разных возрастных групп, то есть особей одинакового возраста.

Возрастные группы у животных • • новорожденные; молодые неполовозрелые; взрослые; старые. Возрастные группы у животных • • новорожденные; молодые неполовозрелые; взрослые; старые.

Половая структура популяций (соотношение полов) 1. Наиболее четко выражена у членистоногих и позвоночных животных. Половая структура популяций (соотношение полов) 1. Наиболее четко выражена у членистоногих и позвоночных животных. 2. Раздельнополые цветковые растения составляют не более 5%.

«Этапы» соотношения полов у животных Первичное – при возникновении зигот (оплодотворение) Вторичное – «Этапы» соотношения полов у животных Первичное – при возникновении зигот (оплодотворение) Вторичное – к моменту рождения Третичное – к моменту полового созревания. Пример: у человека на 100 девочек рождается 106 мальчиков, а к 16 годам это соотношение выравнивается.

Возрастные пирамиды в России Возрастные пирамиды в России

Репродуктивные системы (типы брачных отношений) Полиандрия Полигиния Репродуктивные системы (типы брачных отношений) Полиандрия Полигиния

Типы брачных отношений у раздельнополых организмов • Моногамия – самец за сезон размножения спаривается Типы брачных отношений у раздельнополых организмов • Моногамия – самец за сезон размножения спаривается с одной самкой (как правило, самец участвует в воспитании потомства) (волки, лебеди, аисты, орлы). • Полигамия – одна особь за сезон размножения спаривается более чем с одним представителем противоположного пола.

Полиандрия - 1 ♀ за сезон размножения спаривается с несколькими ♂ (морские звёзды, Полиандрия - 1 ♀ за сезон размножения спаривается с несколькими ♂ (морские звёзды, ракообразные, нанду, некоторые рыбы) Полигиния - ♂ за сезон спаривается с несколькими ♀

Численность и плотность популяции • Численность – общее количество особей на данной территории или Численность и плотность популяции • Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Определяется соотношением рождаемости и смертности. • Плотность – число особей, приходящихся на единицу площади.

Рождаемость и смертность • Рождаемость – количество особей, родившихся за единицу времени. • Смертность Рождаемость и смертность • Рождаемость – количество особей, родившихся за единицу времени. • Смертность – количество особей, погибших за единицу времени.

Выживаемость– разница между числом родившихся особей в популяции и числом погибших Пример: 25♀ отложили Выживаемость– разница между числом родившихся особей в популяции и числом погибших Пример: 25♀ отложили 250 яиц (т. е. 10 яиц на 1 ♀) Из этих яиц встало на крыло 125 птенцов (т. е. по 5 птенцов на 1♀). Таким образом, выживаемость потомства составила 50%.

Садовая камышевка (Acrocephalus dumetorum) Садовая камышевка (Acrocephalus dumetorum)

Гибель яиц и птенцов у садовой камышевки (по 188 гнездам) Причины гибели яиц, % Гибель яиц и птенцов у садовой камышевки (по 188 гнездам) Причины гибели яиц, % Причины гибели птенцов, %: Эмбриональная гибель - 4. 2 Хищник - 2. 3 Брошено - 2. 1 Обрушено - 1, 9 Человек - 3. 5 Хищник - 12. 5 Обрушено - 2. 9 Отставание в развитии- 2. 2 Человек - 1. 4 Успех размножения = 70. 0%

Кривые выживаемости 1 тип (дрозофила, крупные позвоночные): сравнительно небольшая смертность в младших возрастных группах Кривые выживаемости 1 тип (дрозофила, крупные позвоночные): сравнительно небольшая смертность в младших возрастных группах и массовое отмирание особей, достигших старческого возраста.

Кривые выживаемости Кривые выживаемости

Кривые выживаемости 2 тип (гидра): равномерное распределение смертности по возрастам. 3 тип (большинство видов): Кривые выживаемости 2 тип (гидра): равномерное распределение смертности по возрастам. 3 тип (большинство видов): повышенная смертность в младших возрастных группах и относительно равномерная смертность особей, переживших «критический возраст» .

Таблица выживания куропатки Таблица выживания куропатки

Кривые выживаемости человека в разных условиях Кривые выживаемости человека в разных условиях

Типы роста популяций 1 - Экспоненциальный – неограниченный рост численности 2 – Логистический – Типы роста популяций 1 - Экспоненциальный – неограниченный рост численности 2 – Логистический – рост численности с выходом на плато

Два варианта динамики численности популяции Два варианта динамики численности популяции

• Факторы, регулирующие численность популяции, принято делить на две большие группы: • не • Факторы, регулирующие численность популяции, принято делить на две большие группы: • не зависящие от плотности популяции; • зависящие от плотности популяции.

Факторы, не зависящие от плотности популяции Комплекс абиотических факторов, (температура, влажность, ветер, освещённость и Факторы, не зависящие от плотности популяции Комплекс абиотических факторов, (температура, влажность, ветер, освещённость и др. )

Факторы, зависящие от плотности популяции Пища, хищники, болезни, конкуренция и другие биотические отношения. Факторы, зависящие от плотности популяции Пища, хищники, болезни, конкуренция и другие биотические отношения.

Авторегуляция плотности популяции с участием реакции стресса Авторегуляция плотности популяции с участием реакции стресса

Характеристика популяции, вида Экологическая стратегия. Среди приспособлений для выживания выделяется комплекс признаков, называемых экологической Характеристика популяции, вида Экологическая стратегия. Среди приспособлений для выживания выделяется комплекс признаков, называемых экологической стратегией – общая характеристика роста и размножения данного вида. Два крайних типа получили название r- и К-стратегии.

Экологические стратегии r –отбор, или r – стратегия: большая плодовитость, раннее половое созревание, небольшая Экологические стратегии r –отбор, или r – стратегия: большая плодовитость, раннее половое созревание, небольшая продолжительность жизни (беспозвоночные, большинство рыб, мелкие птицы и млекопитающие)

r – стратегия • Для большинства рыб характерна высокая плодовитость (треска: до 10 млн. r – стратегия • Для большинства рыб характерна высокая плодовитость (треска: до 10 млн. икринок) и отсутствие заботы о потомстве. • Высокий уровень смертности потомства (у леща доживает до половозрелости 0. 01%, кеты – 0. 13%).

Треска Треска

Лещ Лещ

r – стратегия: большая синица r – стратегия: большая синица

Забота о потомстве у костистых рыб А. Самец пинагора охраняет икру. Б. Самец трехиглой Забота о потомстве у костистых рыб А. Самец пинагора охраняет икру. Б. Самец трехиглой колюшки охраняет гнездо с икрой. В. Самец морской иглы вынашивает икру в сумке. Г. Самка горчака откладывает икру в беззубку. Д. Самка сома носит икринки на себе. Е. Самец Apogon вынашивает икру во рту.

Макропод Макропод

У некоторых рыб имеется внутреннее оплодотворение У некоторых рыб имеется внутреннее оплодотворение

Зародыш куньей акулы с желточной «плацентой» Зародыш куньей акулы с желточной «плацентой»

Забота о потомстве Самка цейлонского рыбозмея охраняет кладку икры в норе Забота о потомстве Самка цейлонского рыбозмея охраняет кладку икры в норе

Забота о потомстве Самец жабыповитухи носит икру на ногах Забота о потомстве Самец жабыповитухи носит икру на ногах

Живорождение Самка африканской живородящей жабы вынашивает головастиков в яйцеводе Живорождение Самка африканской живородящей жабы вынашивает головастиков в яйцеводе

Живорождение Австралийская лягушка вынашивает головастиков в собственном желудке Живорождение Австралийская лягушка вынашивает головастиков в собственном желудке

Забота о потомстве Забота о потомстве

Забота о потомстве Забота о потомстве

При повышенной плотности, при перенаселении, происходит уменьшение рождаемости, например, у большой синицы в случае При повышенной плотности, при перенаселении, происходит уменьшение рождаемости, например, у большой синицы в случае плотности одной пары на гектар в выводке около 14 птенцов, если плотность 18 пар — в выводке не бывает свыше 8 птенцов. У мышевидных грызунов при перенаселении, из-за стрессов, происходит гибель эмбрионов, что так же приводит к уменьшению рождаемости.

Экологические стратегии • К – отбор, или К-стратегия: небольшая плодовитость, забота о потомстве, позднее Экологические стратегии • К – отбор, или К-стратегия: небольшая плодовитость, забота о потомстве, позднее половое созревание, большая продолжительность жизни (крупные птицы и млекопитающие)

К-стратегия: белый аист и степной орел К-стратегия: белый аист и степной орел

Бурый медведь • Продолжи тельность жизни до 30 лет Бурый медведь • Продолжи тельность жизни до 30 лет

Отряд Парнокопытные Жираф Продолжи тельность жизни до 30 лет Отряд Парнокопытные Жираф Продолжи тельность жизни до 30 лет

Отряд Приматы • • Орангутан Живут до 45 лет Отряд Приматы • • Орангутан Живут до 45 лет

Семейство орангутанов. Мать ухаживает за детенышем до 7 лет Семейство орангутанов. Мать ухаживает за детенышем до 7 лет

Отряд Приматы • Горилла Живут до 50 лет Отряд Приматы • Горилла Живут до 50 лет

Горилла с детенышем. Самка приносит потомство 3 -6 раз за жизнь Горилла с детенышем. Самка приносит потомство 3 -6 раз за жизнь

Характеристика популяции, вида К-стратеги медленно развиваются, имеют более крупные размеры и большую продолжительность жизни, Характеристика популяции, вида К-стратеги медленно развиваются, имеют более крупные размеры и большую продолжительность жизни, образуют небольшое число более крупных, хорошо защищенных потомков. Обитают они в средах со стабильными или закономерно изменяющимися условиями.