Структура популяций

Анализ любой популяции показывает, что особи размещаются по-разному. В растительных группировках пространственная структура популяций проявляется через характерное размещение особей данного вида: они могут выступать поодиночке, парами, группами или скоплениями их размещение зависит от биологических особенностей вида, стадии развития популяции, условий произрастания. О животных, то здесь важным фактором является время года (куколка зимует в лесной подстилке, гусеница живет в кроне дерева). Во многих случаях бывает скопления особей одного вида в биогруппы или парцеллы. В грабово-буковом лесу такую горизонтальную структуру творят береза, граб, липа, крушина, а из травяных растений - сныть, печеночница, копытень, плющ, осока волосистая. Такое скопление особей позволяет им выдержать воздействие неблагоприятных условий среды, а также межвидовую конкуренцию.

Распределение особей популяции может быть - равномерным, групповым, случайны. Случайное распределение в природе встречается очень редко - только в тех случаях, когда среда однородна, а организмы не пытаются объединиться в группы. Равномерное распределение может встречаться там, где между особями слишком сильна конкуренция или имеющийся антагонизм, который способствует равномерному распределению в пространстве. Групповой распределение - если особи в популяции пытаются образовать группы определенного размера. Порой такая структура напоминает случайное распределение. Такое распределение встречается довольно часто при образовании пар, скоплений. Такие скопления возникают: как следствие изменений условий среды (передмиграцийни скопления, миграционные скопления) как реакция на суточные и сезонные изменения погоды; в связи с процессом размножения. Любое из таких скоплений имеет большое биологическое значение.

У особей, которые объединяются в определенную группу, по сравнению с одинокими особями, наблюдается снижение смертности благодаря способности группы противодействовать (определенным образом) неблагоприятным условиям среды. Важным признаком территориальной структуры популяции есть способность особи занимать определенный участок, который является индивидуальным признаком и для каждого вида различна. Поддержание границ участка достигается благодаря территориальности. Считается (Ю. Одум), что территориальность - это любой метод поддержания границ участка, которая необходима для полноценного функционирования особи. Существуют различные механизмы поддержания территориальных границ. У низших растений и животных это преимущественно аллелопатия, у высших животных - защита территории. Ярким примером территориальности является пение птиц, мечения территории млекопитающими и т.п.

Явление территориальности способствует регуляции численности популяции на уровне, который является ниже уровня насыщения. При увеличении плотности включаются регулирующие механизмы - снижение репродуктивной активности, агрессивность, бесплодие и т.п.. Интересным фактом является то, что даже искусственное поддержание пищевого ресурса (в лабораторных условиях это возможно) не может компенсировать явление территориальности. Возрастная структура - закономерное соотношение различных возрастных групп популяции. При анализе возрастных категорий оказывается, что это явление имеет определенную закономерность и касается преимущественно организмов, которым свойственно половое размножение. Вместе реально существующими является и одновозрастных популяции искусственных систем - агроэкосистем, когда человек, высевая определенные культуры, создает одновозрастных популяции. В природе (учитывая возраст семян) такого не существует.

Наглядно возрастная структура популяций разных видов определенного участка видим на табл. 3.1 (Кудрявый, 2000). Нарушение структуры ведет к снижению репродуктивных свойств популяции как следствие снижения численности. Пренебрежение возрастной структурой популяции приводит к деструктивным изменениям системы (ветровалы, эрозии, оползни, миграции и т.п.). Половая структура - закономерный распределение особей определенной группе по полу. Теоретически соотношение пола одинаковое (1:1), но в природе редко встречается такое соотношение. В общем, возраст особи популяции можно разделить на три периода: дорепродуктивний, репродуктивный, пострепродуктивний. Показатели соотношения пола является индивидуальной характеристикой популяций различных видов. Замечено, что половая структура взаимосвязана с возрастной структурой. То есть, если мы разграничим популяцию по возрасту, то разные возрастные группы будут представлены различным соотношением пола. Итак, на этом примере видно, что при общей численности 1526 особей разные возрастные группы представлены различным соотношением полов.

В дорепродуктивний и пострепродуктивний периоды оно близко к соотношению 1:1, но в репродуктивный период оно приближается к 1:3. Основная функция поддержания численности особей ложится на особей репродуктивного периода. Благодаря этому обеспечивается относительное постоянство численности популяции. Численность популяции может расти при увеличении количества особей репродуктивного возраста, но впоследствии в такой популяции, в определенный период ее существования, будут наблюдаться задержка увеличения численности, рост смертности, и только с установлением оптимального соотношения пола численность особей данной популяции будет колебаться в определенных пределах. Иерархическая структура. Она проявляется в степени доминантности особи и функциональных обязанностях, которые выполняет эта особь. Вообще вопрос иерархической структуры многими исследователями отвергается. Однако, вместе с тем, любую популяцию можно разграничить по иерархическому признаку, поскольку каждая особь в популяции выполняет свою, только ей присущую, функцию. Иерархия популяции проявляется в форме организации популяции: одиночный образ жизни, семейный образ жизни, стая, стадо, колония, прайд.

Как отмечал К. Лоренц, отец этологии (науки о поведении), иерархия популяции построена на принципе доминантности и подчиненности. Все особи популяции подчинены этому принципу, а при убытии особи какого звена идет быстрая перестройка иерархической структуры популяции. В целом принцип иерархии можно представить как расположение особей популяции на разных ступенях иерархической лестницы. Доминирующая особь занимать высшую ступень, ниже будет находиться субдоминанта и т.д. Во многих случаях иерархия касается только определенного пола и особей, находящихся в репродуктивном возрасте. Но случаются и исключения. Многие организмы имеют очень сложную иерархическую структуру (пчелы, муравьи и т.д.). Знание иерархической структуры популяции дает человеку мощный механизм управления популяцией. Знания о структуре популяций является основой для рационального природопользования. Контроль по возрастным, половым, иерархическими показателями популяций в природе позволяет эксплуатировать природный ресурс без существенных изменений численности особей. К сожалению, следует заметить: во многих случаях анализ структуры популяции вида является поверхностным, и, как следствие, идет избыточное использование и последующее подавление популяции и реконструкция системы, составным элементом которой и является популяция.

Комментарии к статье:

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем




Новое на сайте


Леса юга Сибири и современное изменение климата


По данным информационной системы «Биам» построена ординация зональных категорий растительного покрова юга Сибири на осях теплообеспеченности и континентальности. Оценено изменение климата, произошедшее с конца 1960-х по 2007 г. Показано, что оно может вести к трансформации состава потенциальной лесной растительности в ряде регионов. Обсуждаются прогнозируемые и наблюдаемые варианты долговременных сукцессии в разных секторно-зональных классах подтайги и лесостепи.


Каждая популяция существует в определенном месте, где сочетаются те или иные абиотические и биотические факторы. Если она известна, то существует вероятность найти в данном биотопе именно такую популяцию. Но каждая популяция может быть охарактеризована еще и ее экологической нишей. Экологическая ниша характеризует степень биологической специализации данного вида. Термин "экологическая ниша" был впервые употреблен американцем Д. Гриндель в 1917 г.


Экосистемы являются основными структурными единицами, составляющих биосферу. Поэтому понятие о экосистемы чрезвычайно важно для анализа всего многообразия экологических явлений. Изучение экосистем позволило ответить на вопрос о единстве и целостности живого на нашей планете. Выявления энергетических взаимосвязей, которые происходят в экосистеме, позволяющие оценить ее производительность в целом и отдельных компонентов, что особенно актуально при конструировании искусственных систем.


В 1884 г. французский химик А. Ле Шателье сформулировал принцип (впоследствии он получил имя ученого), согласно которому любые внешние воздействия, выводящие систему из состояния равновесия, вызывают в этой системе процессы, пытаются ослабить внешнее воздействие и вернуть систему в исходное равновесное состояние. Сначала считалось, что принцип Ле Шателье можно применять к простым физических и химических систем. Дальнейшие исследования показали возможность применения принципа Ле Шателье и в таких крупных систем, как популяции, экосистемы, а также к биосфере.


Тундры


Экосистемы тундр размещаются главным образом в Северном полушарии, на Евро-Азиатском и Северо-Американском континентах в районах, граничащих с Северным Ледовитым океаном. Общая площадь, занимаемая экосистемы тундр и лесотундры в мире, равно 7 млн ​​км2 (4,7% площади суши). Средняя суточная температура выше 0 ° С наблюдается в течение 55-118 суток в год. Вегетационный период начинается в июне и заканчивается в сентябре.


Тайгой называют булавочные леса, широкой полосой простираются на Евро-Азиатском и Северо-Американской континентах югу от лесотундры. Экосистемы тайги занимают 13400000 км2, что составляет 10% поверхности суши или 1 / 3 всей лесопокрытой территории Земного шара.
Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето достаточно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают до -30 ° -40 °С.


Экосистемы этого вида распространены на юге от зоны тайги. Они охватывают почти всю Европу, простираются более или менее широкой полосой в Евразии, хорошо выраженные в Китае. Есть леса такого типа и в Америке. Климатические условия в зоне лиственных лесов более мягкие, чем в зоне тайги. Зимний период длится не более 4-6 месяцев, лето теплое. В год выпадает 700-1500 мм осадков. Почвы подзолистые. Листовой опад достигает 2-10 тонн / га в год. Он активно вовлекается в гумификации и минерализации.


Тропические дождевые леса - джунгли - формируются в условиях достаточно влажного и жаркого климата. Сезонность здесь не выражена и времени года распознаются по дождливым и относительно сухим периодами. Среднемесячная температура круглогодично держится на уровне 24 ° - 26 ° С и не опускается ниже плюс восемнадцатого С. Осадков выпадает в пределах 1800-2000 мм в год. Относительная влажность воздуха обычно превышает 90%. Тропические дождевые леса занимают площадь, равную 10 млн. кв. км.