Характеристики, ознаки та структура популяції

Населення - Сукупність особин одного виду, які мають загальний генофонд і займають певну, відносно обмежену територію.

Популяція як біологічна одиниця має певні структури та функції.

Структура популяції характеризується складовими її особинами та їх розподілом у просторі.

Функції популяції аналогічні функцій інших біологічних систем. Їм властивий зростання, розвиток, здатність підтримувати існування постійно змінних умовах, тобто. популяції мають конкретні генетичні та екологічні характеристики.

Ознаки та характеристики

Кожна популяція займає певний ареалмає відносно постійний кількісний склад або щільність. Населення характеризуються певним генетичним, віковим та статевим складом особин.

Обов'язковою ознакою популяції вважається її здатність до самостійного існування на цій території протягом невизначено тривалого часу за рахунок розмноження, а не припливу особин ззовні.

Чисельність - загальна кількість особин виду, що присутня на певній території.

Щільність - Число особин, що мешкають на одиниці площі або зосереджених в одиниці обсягу.

Народжуваність - Число нових особин, що з'явилися в популяції в результаті розмноження за одиницю часу.

Смертність - Число особин, які загинули в популяції за певний період часу.

Структура

Основні показники структури популяцій - чисельність, розподіл організмів у просторі та співвідношення різноякісних особин.

Просторова - Особливості розміщення особин на території.Залежно від розмірів території можна виділити три типи популяцій: елементарні, екологічні та географічні.

Екологічна - Особливості взаємодії організмів з навколишнім середовищем.

Вікова - Співвідношення в популяції особин різного віку.

Статева - Співвідношення в популяції особин різної статі.

• Мутації будь-якого типу.
• Географічна та екологічна ізоляція.
• хвилі популяції.
• Дрейф генів.
• Природний вибір.
• Наявність чи відсутність партнерів для схрещування (зменшення чи підвищення гомозиготності членів популяції).

Населення

Найпростішою формою існування виду у природі є населення.

Структура популяції

У біології популяція – це цілісність всіх наявних особин одного виду, які мешкають на одній території і мають спільний генофонд з можливістю вільно схрещуватися.Один вид живих організмів може включати відразу кілька екосистем, які найчастіше ізольовані один від одного.

У разі розміщення в однакових умовах особин одного виду, взятих з різних екосистем, можна спостерігати збереження їх відмінностей.

Популяції забезпечують процес мікроеволюції та поділяються на:

• статеву;
• вікову;
• екологічну;
• генетичну;
• просторову структуру

Статева структура

Має на увазі відсоткове співвідношення особин різної статі. Визначається воно різницею хромосомних наборів. Однак часто трапляється так, що деякі самки народжують тільки особин жіночої або чоловічої статі. У разі співвідношення статей відхиляється від показників 1:1. Причиною цього можуть стати не лише генетичні порушення, а й екологічні умови.

Вікова структура популяції

Включає співвідношення особин різного віку, які є приплодами одного або різних поколінь. Покоління може містити представників одного або декількох приплодів. Вік впливає інтенсивність процесу розмноження, швидкість зміни покоління, рівень смертності.

які читають разом з цією

Генетична структура

Визначається різноманітністю та мінливістю генотипів. Властивістю екосистем є наявність певного рівня різноманітності ознак, які залежать від екології та генетичного нахилу. Інакше кажучи, один генотип здатний дати безліч варіацій фенотипів. Різноманітність залежить від чисельності особин та екологічної ситуації. Зміна частоти генів може спричинити вимирання виду.

Просторова структура

Визначається щільністю розміщення та розподілу на певній місцевості членів екосистеми. Усі особи мають як індивідуальний, так і груповий простір. У такий спосіб утворюються зграї, колонії, стада. Залежно від способу розміщення групи розрізняють випадковий, рівномірний і скупчений розподіл.

Кожна особина грає роль у групі, у своїй формується соціальна ієрархія.
Вона може бути:

• лінійної (підпорядкування за рангами, коли наступний панує над попереднім);
• паралельної (у самців та самок окремі ватажки).

Така система взаємовідносин дозволяє узгоджувати поведінку, яка буде вигідна всім членів групи.

Екологічна складова

Екологічною одиницею є вид. Ця структура має на увазі розподіл членів на групи залежно від взаємодії з навколишніми факторами природи.

Екологічна ніша включає живлення, місця розмноження і укриття, а також інші фактори навколишнього середовища, які необхідні для існування виду. Характеризуючи екологічну нішу, використовують два показники: ширина та ступінь перекриття іншими нішами.

Динаміка популяцій

Динаміка та зростання чисельності екосистем залежить від зовнішніх та внутрішніх факторів, таких як наявність їжі, вороги, клімат.

Засновником популяційної генетики С.С. Четвериков, який назвав зростання чисельності "хвилями життя".

Точнісінько визначити середнє число особин можна за умови штучної повної ізоляції групи. У природі таке можливе щодо острівних екосистем. Визначити чисельність можна співвідношенням народжуваності та смертності.

"Хвилі життя" допомагають іноді висувати вперед рідкісні генотипи, перевіряючи їх природним відбором. Так, наприклад, після холодної зими живими залишаються сильніші, холодостійкі організми.

Мал. 3. Приклад динаміки популяцій.

Значення

З допомогою функціонування популяцій створюються умови необхідні підтримки життя нашій планеті. Своєю життєдіяльністю живі організми впливають на довкілля ареалу. Саме від екосистем залежить кругообіг речовин у природі, створюються певні умови, відбувається взаємообмін між живою та неживою природою. Спільна робота популяцій визначає характеристику біотичних конгломерацій та екологічних умов.

Що ми дізналися?

Поняття “населення” у біології передбачає кількість всіх особин одного виду, що у одному ареалі і здатних вільно схрещуватися. Складовими цього поняття є статева, вікова, екологічна, генетична та просторова структури. Всі вони тісно пов'язані між собою, впливають на навколишнє середовище та забезпечують кругообіг речовин у природі.

Населення в екології

У природі кожен вид має власний ареал (зону поширення) – територію, де він зустрічається. Так шимпанзе живуть переважно в Африці, білі ведмеді – у приполярних областях, бамбук росте у вологих та теплих регіонах Азії.

Ареал поширення атлантичного оселедця

Однак у межах ареалу найчастіше представники виду мешкають не скрізь. Вигляд поділяється на популяції - Скупчення особин, відокремлені від інших подібних, і в межах свого відокремлення частіше взаємодіють між собою.

Поділ на популяції пов'язані з тим, що у зоні поширення виду може бути місця, несприятливі життя особин даного виду. Іншими словами, поняття популяції виникає через те, що вид вимушено неоднорідно розподілено у просторі.

Різні варіанти розподілу популяцій у межах свого ареалу (рівномірне, випадкове та групове поширення). Кружочки позначають популяції, а не окремих особин

Хоча особини в межах однієї популяції частіше контактують між собою, ніж із представниками інших популяцій, повністю популяції не ізольовані одна від одної. Інакше через якийсь час порушується генетична єдність виду та утворюються два різні. У зв'язку з погляду еволюційної теорії саме населення є одиницею еволюції.

Структура кожної популяції (вікові та статеві властивості) багато в чому залежить від особливостей виду. При цьому різні популяції одного виду можуть відрізнятися один від одного через існування в різних умовах. Для однієї популяції умови проживання можуть бути сприятливішими, ніж для іншої.

Чим ширше вигляд поширений у природі, тим паче відмінними друг від друга можуть бути представники різних популяцій, оскільки кожна згодом адаптується до своїх екологічним умовам, які від тих, які є інших місцях.

Саме в популяціях реалізуються внутрішньовидові взаємодії між особинами, переважно це конкурентні та взаємовигідні біотичні зв'язки. Що саме вони являють собою, залежить від виду. Так у стадах важлива роль лідера, тварини проживають у них протягом усього життя. Зграї менш постійні об'єднання, проте їм характерна складніша скоординованість поведінки особин. У соціальних ссавців (мавпи, слони, вовки) у групах створюються складні міжособистісні стосунки.

Зверніть увагу, що група тварин (стадо, зграя, прайд, сімейне об'єднання) - це часто не популяція, а складова її частина, тобто популяція даної місцевості може складатися з кількох або безлічі подібних груп.

Багатьом видів характерно територіальне поведінка особин. Залежно з його особливостей розподіл особин у просторі визначається специфікою виду.

Основними характеристиками популяції є чисельність, щільність, структура.

Якщо щільність заселення місцевості в одній популяції більша, ніж в іншій, це означає, що перша популяція проживає в кращих умовах порівняно з другою.Інакше кажучи, чисельність і щільність популяції відбивають пристосованість виду до умов певної території.

Щільність відрізняється від кількості тим, що передбачає кількість особин на одиниці простору. Наприклад, кількість особин на 1 квадратному кілометрі площі. Щільність дозволяє порівнювати різні по площі популяції.

Структура популяції – це співвідношення у ній особин різної статі та різного віку (вікова структура та статева структура популяції).

Основні процеси, що відбуваються у популяціях, – це народжуваність і смертність (кількість особин, що народилися або померли за певний період часу), імміграція та еміграція (вселення та виселення за період). Оскільки оцінка цих показників відбувається у часі, це тимчасові характеристики, а чи не кількісні як щільність, чисельність і структура. Наприклад, кількість особин, що народилися за рік або покинули територію за сезон.

У цьому чисельність популяції залежить від співвідношення процесів народжуваності, смертності, вселення та виселення.

Демографія популяції – це опис її статевого та вікового складу. Оцінка демографічних характеристик дозволяє визначати стійкість популяції та можливості її зростання.

Вікова структура популяції насамперед є наслідком особливостей життєвого циклу особин виду. І це розбіжності у популяціях однієї виду є реакція виду різні зовнішні умови, тобто визначаються ними.

Є види, чиї популяції складаються з представників одного віку (однолітні рослини; ряд членистоногих, коли вид перезимовує у вигляді яєць нового покоління). У таких популяціях може спостерігатися сильне коливання чисельності залежно від зовнішніх умов.

Для видів, у популяціях яких живуть представники різного віку та поколінь, особини розмножуються по багато разів протягом досить тривалого життя, йдеться про складну вікову структуру. Такі популяції не схильні до різких коливань чисельності.

Співвідношення вікових груп виражають через піраміду вікових груп.

Різні типи вікових пірамід

Якщо піраміда має найширшу частину у своїй основі (багато молодих), отже маємо зростаюча популяція. Згодом молоді особини стануть статевозрілими і дадуть багато потомства. Внаслідок цього чисельність популяції зросте.

У разі стаціонарної популяції кількість особин, що входять у вікову групу, що розмножується, приблизно дорівнює кількості, що виходять з неї. Отже, чисельність популяції залишається одному рівні.

У популяції, чисельність якої очікувано зменшуватиметься, молодняк не встигає заміщати собою особин, що старіють. Однак для видів зі складною віковою структурою та великою тривалістю життя особин піраміда може бути схожим на регресивний тип, але не бути такою.

Тому для кожного виду за сталої чисельності буде своя піраміда. У видів із турботою про потомство і тривалим життям широким може бути середня частина.

У природі чисельність популяції неспроможна зростати нескінченно, оскільки є обмеження за ресурсами, тобто середовище має межі своєї ємності. Для занадто великої кількості особин стає недостатньо місця та їжі.

Коли населення оселяється на новому для неї місці, то після проходження критичного періоду спостерігається швидке зростання чисельності. Через якийсь час народжуваність і смертність починають врівноважувати один одного і крива зростання популяції переходить у пряму, паралельну до осі часу і перпендикулярну до осі чисельності.

Це не означає, що коливань чисельності взагалі немає. Адже населення постійно зазнає впливу абіотичних і біотичних факторів, які можуть у певні періоди ставати як сприятливими, так і несприятливими. В результаті чисельність може збільшуватись або зменшуватись. Однак у самих популяціях є вироблені у процесі еволюції внутрішні механізми, що призводять до стабілізації чисельності. Також регулювальну функцію може виконувати біоценоз. І чим він багатший видами, тим краще стабілізуватиме.

Якими методами контролюється чисельність популяції? Серед обмежувачів чисельності є як зовнішні чинники, і внутрішні. До перших належать несприятливі умови, хижаки та паразити, конкуренти.

До внутрішніх обмежувачів чисельності ставляться зміни у самих популяціях, які у відповідь зростання щільності особин певної території. Ці зміни забезпечуються з допомогою внутрішньовидових відносин, які формувалися у процесі еволюції, зокрема щоб забезпечити саморегуляцію чисельності популяції.

Наприклад, у представників виду може бути еволюційно закріплена поведінка, коли молоді особини залишають територію батьків і шукають нову. Інакше кажучи, територіальне поведінка також є обмежувачем зростання чисельності певної території. У осілих тварин може зростати агресія стосовно один одному. І це агресія знижує фертильність самок.