1. Conceptul de mărime a populației
2. Fluctuația populației
Populația (din latină - populus - populație, populație) este unul din conceptele centrale ale ecologiei și denotă o colecție de indivizi dintr-o specie care are o piscină genetică comună și are un teritoriu comun. Este primul sistem biologic superorganismic. Proprietatea principală a populațiilor, precum și a altor sisteme biologice este că acestea sunt în mișcare continuă, în continuă schimbare. Acest lucru se reflectă în toți parametrii: productivitatea, durabilitatea, structura, distribuția în spațiu.
Printre cele mai importante proprietăți ale populațiilor se numără dinamica numărului de indivizi care le caracterizează și mecanismele de reglementare a acestora. Orice abatere semnificativă a numărului de indivizi din populație de la cea optimă este asociată cu consecințe negative pentru existența acesteia. În această privință, populațiile au, de obicei, mecanisme adaptive care contribuie atât la scăderea numărului, cât și la redresarea valorilor optime, dacă este mult mai mare decât cel optim.
Schimbarea numărului este însoțită de o restructurare a structurii de vârstă. Atunci când numărul crește, ceea ce se întâmplă atunci când există resurse suficiente (alimente, spațiu), crește proporția tinerilor. Creșterea populației duce, în cele din urmă, la o scădere a resurselor necesare persoanelor fizice. Scăderea numărului este însoțită de o scădere a proporției indivizilor de vârste mai tinere și de o creștere a mortalității și continuă până în următoarea perioadă favorabilă, ceea ce determină creșterea ulterioară a numărului. Relevanța acestui subiect constă în faptul că este necesar să se studieze cuprinzător astfel de indicatori grave de mediu ca fluctuațiile numărului de populații, deoarece deviațiile grave ale acestora pot duce la dispariția întregii specii.
1. Conceptul de mărime a populației
Dimensiunea populației este numărul total de indivizi din aceeași specie care sunt prezenți pe un anumit teritoriu. De exemplu, populația tigrului Ussuri are aproximativ 300 de persoane, sigiliul Ladoga - aproximativ 10 mii leu asiatic - aproximativ 70 de persoane, bizon - circa 2 mii.
Dimensiunea populației este o caracteristică ecologică importantă a populației. Numărul de indivizi din populație are o semnificație evolutivă imensă. Dar nu numărul total al indivizilor din populație este important, ci numărul efectiv - populația reproductivă - acea parte a populației care formează piscina genelor următoare (o valoare eficientă din punct de vedere genetic).
Pentru dimensiune efectivă umană este egală cu 45, pentru mouse casa - 10 pentru țânțar și aodes Drosophila - 500 scoica tsepeya nemoralis - 230, pentru păduchilor (cancer teren) - 19 exemplare.
După atingerea fazei de creștere finală a continuat dimensiunea populației variază de la o generație la alta în jurul o constantă mai mult sau mai puțin. În acest caz, numărul unor specii variază în mod neregulat cu fluctuații mari de amplitudine (dăunători, buruieni), fluctuațiile numărului altor (de exemplu, mamifere mici) au o perioadă relativ constantă, iar în populațiile treia abundență de specii variază de la an la an ușor (vertebrate lungă durată mare și plante lemnoase).
În natură, există în principal trei tipuri de curbe de schimbare a populației: relativ stabile, spasmodice și ciclice. Speciile, a căror abundență se situează la nivelul capacității de susținere a mediului de la an la an, au populații destul de stabile. Această constanță este caracteristică pentru multe specii de animale sălbatice și se găsește, de exemplu, în păduri umede tropicale umede, unde precipitațiile medii anuale și temperatura variază de la o zi la alta și de la un an la altul foarte puțin.
La alte specii, fluctuațiile numărului de populații au un caracter ciclic regulat.
Un număr de specii, cum ar fi raton, au, în general, relativ stabila populatie, dar din când în când numărul acestora crește brusc (sare) la cea mai mare valoare, iar apoi scade brusc la un nivel scăzut, dar nivel relativ stabil. Aceste specii aparțin populațiilor cu o creștere bruscă a numărului de creștere bruscă apare a numărului mediu de creștere a capacității temporară pentru o anumită populație și poate fi asociată cu condiții îmbunătățite meteorologice (factori), precum și o scădere bruscă a puterii sau numărul de animale de pradă (inclusiv vânători). După depășirea noii capacități superioare a mediului, mortalitatea în populație crește și dimensiunea sa este redusă drastic.
De-a lungul istoriei, cazuri de prăbușire a populațiilor umane au fost observate de mai multe ori în diferite țări, de exemplu în Irlanda, în 1845, când întreaga plantă de cartofi a fost pierdută ca urmare a infectării cu ciuperca. Din moment ce dieta irlandeză era foarte dependentă de cartofi, până în 1900, jumătate din opt milioane de oameni din Irlanda au murit de foame sau au emigrat în alte țări.
Conceptul modern de reglare automată a populațiilor se bazează pe o combinație de două modificări fundamental diferite fenomene sau număr aleatoriu de oscilații, și reglementări, care funcționează pe principiul oscilațiilor de feedback și nivelare cybernetic. modificarea în consecință izolat (independent de densitatea populației) și controlul (în funcție de densitatea populației) factorii de mediu, primul dintre ele afectează organismele, fie direct, fie prin modificări biocenozei alte componente. În esență, factorii de modificare sunt factori abiotici diferiți. Factorii de reglementare sunt asociați cu existența și activitatea organismelor vii (factori biotici), deoarece numai ființele vii pot răspunde la densitatea populațiilor și a populațiilor altor specii prin principiul feedback-ului negativ. În cazul în care factorii de impact modificarea conduce doar la transformare (modificare) a numărului de oscilații fără a le elimina, factorii de reglementare, alinierea abaterilor aleatoare stabilizează (ajustați) numărul la un anumit nivel. Cu toate acestea, la niveluri diferite ale populației, factorii de reglementare sunt în mod fundamental diferiți. La atingerea populația pradă are un număr mai mare de condiții pentru răspândirea bolii și, în cele din urmă, final regulamentul factorului - competiția intraspecifică, ceea ce duce la epuizarea resurselor disponibile și dezvoltarea răspunsului de stres în rândul populației pradă.
Deci, pentru a obține informații detaliate despre factorii care cauzează fluctuații ale numărului de date solicitate teoretic privind condițiile fizice și chimice, resursele naturale, ciclul de viață al acestor organisme și impactul concurenților, prădători, paraziți, etc. și trebuie să știți cum toți acești factori afectează fertilitatea, mortalitatea și migrația.
Schimbarea totală a numărului populației naturale este determinată de procese precum fertilitatea, mortalitatea și migrația indivizilor.
Fertilitatea distinge între absolută și specifică. Fertilitatea absolută este numărul de indivizi noi care au apărut într-o unitate de timp, iar numărul specific este același număr, dar atribuit unui anumit număr de indivizi. De exemplu, indicatorul ratei natalității unei persoane este numărul de copii născuți la 1000 de persoane în cursul anului. Fertilitatea este determinată de mulți factori: condițiile de mediu, prezența alimentelor, biologia speciei (rata pubertății, numărul generațiilor în timpul sezonului, raportul dintre bărbați și femei în populație). Conform regulii de fertilitate maximă (reproducere) în condiții ideale, numărul maxim posibil de noi indivizi apare în populații; rata natalității este limitată de caracteristicile fiziologice ale speciei.
Mortalitatea, ca și fertilitatea, este absolută (numărul de persoane ucise într-un anumit moment) și specific. Caracterizează rata scăderii populației de la moarte din cauza bolilor, bătrâneții, prădătorilor, lipsa alimentelor și joacă un rol major în dinamica populației.
Există trei tipuri de mortalitate: aceleași în toate etapele dezvoltării - sunt rare, în condiții optime; mortalitate crescută la o vârstă fragedă - este tipic pentru majoritatea speciilor de plante și animale (copacii cu vârsta maturității supraviețuiește mai puțin de 1% din lăstari, peștele - RFI 1-2%, in insecte - mai puțin de 0,5% din larve); moartea ridicată la vârste înaintate - se observă de obicei la animale ale căror faze larvare trec în condiții favorabile puțin schimbătoare: sol, lemn, organisme vii.
2. Fluctuația populației
În condiții favorabile, creșterea populației este observată și poate fi atât de rapidă încât duce la o explozie a populației. Agregatul tuturor factorilor care contribuie la creșterea numărului se numește potențialul biotic. Este suficient de mare pentru diferite specii, dar probabilitatea de a atinge o limită a populației în condiții naturale este scăzută, deoarece factorii limitatori (limitatori) rezistă acestui lucru. Setul de factori care limitează creșterea populației se numește rezistență la mediu. Starea de echilibru între potențialul biotic al speciei și rezistența mediului, menținând constanța dimensiunii populației, a devenit cunoscută sub numele de homeostază sau echilibru dinamic. Dacă este deranjată, mărimea populației fluctuează, adică schimbările sale.
Există fluctuații periodice și neperiodice în numărul populațiilor. Au loc în primul rând în timpul sezonului sau mai mulți ani (4 ani - ciclu periodic de cedru fructifere, creșterea numărului de lemingii, vulpe arctic, bufniță zăpadă, un an pomi fructifere meri în grădină), al doilea - un flash de reproducere în masă a unor dăunători ai plantelor utile, în încălcarea condițiilor de mediu habitat (secetă, neobișnuit de iarna rece sau cald, prea sezonul ploios în creștere), migrația neprevăzute la noi habitate. fluctuații periodice și neperiodice ale numărului populației sub influența factorilor biotici și abiotici de mediu inerente în toate populațiile, denumite în continuare valuri de populație.
Orice populație are o structură strict definită :. genetice, vârstă și sex, spațială etc. dar poate consta din mai puține animale decât este necesar pentru o dezvoltare stabilă și stabilitate a populației la factorii de mediu. Acesta este principiul dimensiunii minime a populațiilor. Indezirabili orice abateri de la parametrii optimi de populație, dar în cazul în care acestea sunt excesiv de valori mari nu reprezintă un pericol direct pentru existența speciei, reducerea la minimum, în special în populație, reprezintă o amenințare la adresa speciei.
Cu toate acestea, pe lângă principiul dimensiunii minime a populațiilor, există și un principiu (regula) al populației maxim. Consta in faptul ca populatia nu poate creste infinit. Numai teoretic este capabil de creștere nelimitată a numărului.
Conform teoriei lui H.G. Andrewarts - L.K. Birch (1954) - Teoria limitelor de mărime a populației, - numărul de populații naturale epuizarea resurselor alimentare și a condițiilor de creștere, indisponibilitatea acestor resurse, o perioadă prea scurtă de creștere accelerată a populației cu acces restricționat. Teoria „limite“ este completată de regulament al teoriei numărului populației cenotic K. Fredericks (1927): creșterea populației este limitată de mărimea influenței complexe a factorilor abiotici și biotici ai mediului.
Factori sau cauze ale fluctuațiilor în cifre:
suficiente provizii de hrană și lipsa acesteia;
concurența mai multor populații datorită unei nișă ecologice;
relația dintre populațiile de prădător și pradă, gazdă și parazit;
condițiile de mediu externe (abiotice): regimul hidrotermic, iluminarea, aciditatea, aerarea, etc.
Fluctuațiile (abaterile) ale numerelor sunt cauzate de o varietate de motive. Și nu sunt întotdeauna aceleași pentru specii diferite. Fluctuațiile periodice ale numărului de populații cu o perioadă de 10-11 ani se explică prin periodicitatea activității Soarelui: numărul de pete solare de pe Soare se modifică cu o perioadă de 11 ani. Cantitatea de alimente este cauza fluctuațiilor viermilor de mătase din Siberia: dă o bliț după o vară caldă uscată. Poate provoca un izbucnire de numere și o confluență a multor circumstanțe. De exemplu, în largul coastei din Florida, există "valuri roșii". Ei aperiodice și afișează lor sunt necesare astfel de evenimente: dusuri grele, spălați-off de oligoelemente teren (fier, zinc, cobalt, - concentrația trebuie să fie egală cu zece mii de unu la sută), păstăi cu o salinitate scăzută temperatură definită și fără vânt țărm. În aceste condiții, dinoflagellatele din alge încep să fie împărțite intensiv. Teoretic, dinoflagellates unicelulare rezultate 25 diviziuni consecutive pot să apară 33 Mill. Indivizii. Apa din ele devine roșie. Dinoflagellates emit o otravă mortală în apă, provocând paralizie și apoi moartea peștilor și a altor forme de viață marină.
O persoană poate provoca o izbucnire a unor populații prin activitatea sa. Rezultatul influenței antropice este creșterea numărului de insecte care suge (afide, păianjeni etc.) după ce au tratat câmpurile cu insecticide care le distrug inamicii. iepuri mulțumim om și cactus pere înțepător în Australia, vrăbiile casa si molie tigan din America de Nord, gândacul de Colorado și filoxerei în Europa, waterweed canadian, nurca americană și bizamul în Eurasia a dat izbucnire incredibil de după contactul cu cei noi la aceste zone, care nu a existat dușmanii lor.
Se pot produce fluctuații abundente fluctuante, neperiodice datorate dezastrelor naturale. De exemplu, în flăcări, izbucnirea abundenței de ceai ivan și comunitatea de insecte asociate sunt comune. O secetă pe termen lung transformă o mlaștină într-o pajiște și provoacă o creștere a numărului de membri ai biocenozei luncii.
"Valurile vieții" dispar datorită apariției unui număr mare de prădători, paraziți, apariția epizootiilor, schimbări în condițiile abiotice.
Semnificația evolutivă a undelor populației este aceea că:
schimbați frecvențele alelelor (mic la vârful valului se poate manifesta fenotipic, iar în recesiune - dispare din fondul de gene);
la vârful valului, populațiile izolate se îmbină, migrația și panmixia cresc, eterogenitatea grupului genetic crește;
valurile populației schimbă intensitatea selecției naturale și direcția acesteia.
Astfel, populațiile sunt afectate de un complex de factori abiotici și biotici care activează mecanismele de reglare a abundenței lor. Prin urmare, în comunitățile naturale care nu sunt perturbate, există rareori o creștere incontrolabilă a numărului, epuizarea resurselor și pierderea populației.
Numărul populațiilor naturale nu rămâne constant, deoarece condițiile mediului lor sunt variabile. Gama de variabilitate a abundenței este diferită pentru diferite specii. Aceasta se datorează gradului de variabilitate a condițiilor de habitat, precum și a caracteristicilor biologice ale unei anumite specii.
Numărul de indivizi ai unei specii are o mare importanță pentru supraviețuirea sa. Multe specii se pot reproduce în mod normal numai atunci când trăiesc într-un grup destul de mare. Deci, cormoranul trăiește și se înmulțește în mod normal, dacă există cel puțin 10 mii de indivizi în colonie. Principiul unei dimensiuni minime a populației explică de ce speciile rare sunt greu de salvat de la dispariție. Viața comună facilitează căutarea hranei și lupta împotriva dușmanilor. Deci, doar o turmă de lupi poate prinde prada de dimensiuni mari, iar o turmă de cai și bivoli se poate apăra cu succes împotriva pradătoarelor.
În același timp, o creștere excesivă a numărului de indivizi dintr-o specie duce la suprapopularea comunității, agravarea concurenței pentru teritoriu, alimente, conducerea în grup.
apă, temperatură, nutrienți. Factorii limitativi ai ecosistemelor acvatice sunt salinitatea, iluminarea, temperatura și prezența oxigenului. 2. Impactul factorilor de mediu asupra dinamicii abundenței 2.1 Conceptul de dinamică a populației În natură, nu sa observat o populație care să rămână stabilă chiar și pentru o perioadă scurtă de timp. În funcție de.
Bering Sea, pe insula Tyuleniya din Marea Okhotsk, pe insulele Kuril de la Capcane și în Orientul Mijlociu și pe Insula Saint-Miguel din apropiere de California. Biologia speciei În specia genului seminaluri de blană nordică (Callorhinus), specia este sigiliul nordic de blană (Callorhinus ursinus) - singurul. Dimorfismul sexual este exprimat brusc: lungimea corpului bărbatului este de până la 2,1 m, greutatea este de până la 300 kg, femelele au o înălțime de până la 1,5 m și, respectiv, 65 kg. Build.
chiar și în condiții constante de viață. Urmări ale manifestărilor diferitelor acțiuni ale factorilor de reglementare se regăsesc adesea în dinamica acelor populații pentru care fluctuațiile ciclice ale numărului sunt caracteristice. INTERRELAȚII BIOTICE A ORGANISMELOR În natură, fiecare organism nu trăiește izolat. El este înconjurat de mulți alți reprezentanți ai faunei sălbatice. Și toți interacționează între ei.