Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Популяція- це сукупність особин одного біологічного виду з однаковим генофондом, яка живе на спільній території (ареалі) протягом багатьох поколінь.
Розвиток популяційної екології базувався на формуванні нового підходу аналізу польового та експериментального матеріалу спостереження за сукупностями організмів. Було виявлено, що ці сталі сукупності особин одного біологічного виду володіють рядом специфічних властивостей, які не спостерігають в окремих організмах, тобто мають надорганізменне походження.
Популяції характеризують параметрами:
1. Чисельність - загальна кількість особин в популяції.
2. Запас біомаси популяції.
3. Щільність - кількість особин на одиницю території (або об’єму простору).
4. Народжуваність - кількість нових особин за певний проміжок часу на одну особину.
5. Смертність - кількість померлих особин за певний проміжок часу.
6. Ріст популяції - співвідношення народжуваності та смертності.
Залежно від певних характеристик популяції її структуру підрозділяють за показниками:
1. Генетична структура властива популяціям, які мають дві або більше генетичних форм, що обумовлює генетичний поліморфізм популяції і збільшує її стійкість.
2. Статевої структури популяції - співвідношення особин різної статі. При генетичному контролі це співвідношення дорівнює 50×50. При впливі природного середовища воно змінюється в бік більшої смертності самців.
3. Вікова структура властива природнім угрупованням тварин та рослин, якщо вони не однолітні. В популяціях культурних рослин, в яких завдяки одночасному посіву вік особин однаковий, вікова структура не має значення.
4. Розмірна структура популяцій визначає відмінності особин за розмірами.
5. Просторова структура популяції визначає характер розміщення особин на теріторії ареалу.
Розрізняють три типи просторового розташування:
a. Рівномірний (регулярний) - с/г культури.
b. Дифузний (випадковий) - хрущаки в борошні.
c. Агрегований (мозаїчний) - типовий для природних систем.
Популяція як єдине ціле має низку характерних ознак. По-перше, це схожість генотипів особин популяції унаслідок вільного схрещування. Екологічно популяція характеризується величиною, оцінюваною за займаною територією (ареалом) і чисельності особин з урахуванням вікового і статевого складу популяції. Розміри ареалу залежать від «радіусів індивідуальної активності» організмів даного виду і особливостей природних умов на відповідній території.
Кожна популяція може існувати тільки в певних екологічних умовах: при певній температурі, вологості, складі атмосфери, гідросфери, наявності кормових ресурсів, конкурентів, паразитів тощо. Навіть відсутність паразитів може привести до значного зростання чисельності популяції, унаслідок чого можливе виснаження кормових ресурсів і загибель або значне зниження чисельності популяції.
Щільність популяції виражають числом осіб або біомасою на одиницю площі або об'єму. Чисельність популяції залежить від багатьох чинників навколишнього середовища. Найважливішим чинником, який регулює чисельність популяцій в біогеоценозах, є кормові ресурси. Популяція звичайно налічує стільки осіб, скільки їх може прогодуватися на займаній території. Так, в роки, урожайні для хвойних дерев, спостерігається зростання чисельності білок, що харчуються їх насінням, а в неврожайні роки цей показник значно знижується. Поліпшення умов живлення приводить, як правило, до зниження конкуренції, зростання народжуваності і збільшення чисельності популяції. Навпаки, погіршення кормової бази приводить до загострення конкуренції, зниження плодючості й підвищення смертності в популяції.
Чисельність особин в популяціях варіює залежно від інтенсивності розмноження, загибелі та міграцій (переходу особин з однієї популяції в іншу). Ці показники визначаються абіотичними (кліматичні умови та ін.), біотичними (кількість корму, хижаків, шкідників, паразитів тощо) й антропогенними факторами. У відносно постійних умовах чисельність популяції залишається приблизно на одному рівні. Зміна середовища проживання (холодна зима, посушливе літо тощо) може різко понизити чисельність популяції, але потім звичайно встановлюється новий відносно стабільний рівень. Зміна пір року в помірних широтах приводить до змін в життєдіяльності біогеоценозів і в чисельності їх популяцій. На пойкілотермних тварин кліматичні чинники впливають безпосередньо і більш сильно, ніж на гомойотермних. Останні мають досконаліші фізіологічні механізми регуляції основних функцій, що робить їх менш залежними від змін умов середовища.
Великий вплив на співвідношення видів і чисельність популяцій у біогеоценозах має діяльність людини (антропогенний чинник). Людина стала істотно впливати на оточуючу її природу з тих пір, як перейшла від збирання до землеробства і полювання.
Вивчення причин динаміки чисельності популяцій у біогеоценозах дає можливість передбачати і запобігти спалахам масового розповсюдження травоїдних комах (сарани), комах — шкідників, паразитів тощо. Проте втручатися в регуляцію чисельності популяцій біогеоценозів слід обдумано й обережно. Наприклад, винищування горобців у Китаї привело до інтенсивного розмноження їх жертв — комах, які знищували посіви. Використовування отрутохімікатів для захисту рослин призвело до загибелі не тільки комах — шкідників, але й їх паразитів і корисних комах. Крім того, виникли стійкі до отрути шкідники, чисельність яких весь час зростає, а методи боротьби з ними не розроблені.
Неконтрольоване полювання призвело до знищення низки видів великих ссавців (мамонтів, бізонів, морських корів тощо), а інші знаходяться на межі майже повного зникнення (зубри, бобри, соболя та ін.). У зв'язку з цим перед людством стоїть важлива задача раціонального використовування видового складу біогеоценозів і збереження їх різноманітності. Для цього організовуються заповідники, заказники, деякі види розводяться в штучних умовах, обмежуються полювання і збирання.
2..Найбільш істотними ознаками популяцій є динаміка чисельності особин, співвідношення статей, віковий склад, територіальна структура і щільність заселення.
Узагальнюючи ознаки, можна зробити висновок, що кожна популяція має певний властивий їй темп і ритм обміну речовин в екосистемі. Вона може складатися з дрібніших угруповань, мікропопуляцій, колоній, зграй тощо, але такі угруповання нестійкі в часі й періодично включаються у загальний популяційний ритм. Отже, кожен вид має структуру, яка властива тільки йому. Вивчення популяційної структури Виду має надзвичайно важливе теоретичне і практичне значення при здійсненні заходів з раціонального природокористування. Важливо знати загальнобіологічні властивості виду, а також як впливає зовнішнє середовище на його формування. Популяція завжди перебуває під впливом багатьох факторів і реакція на конкретний фактор залежить від взаємного розташування або спільної їх дії. Зокрема, розглянемо, які фактори впливають на чисельність популяції, загальну кількість особин на даній території або в даному обсязі, котрі належать до однієї популяції. Повінь, пожежа, град, раптові морози, посуха, бурелом, надмірне застосування хімічних препаратів, реконструкція ландшафту, вселення нових видів хижаків, паразитів, епідемії — все це може призвести до повної її загибелі. Загибель або різке скорочення чисельності популяції, як правило, викликає ланцюгову реакцію в біоценозі та може спричинити коливання чисельності популяцій інших видів. Аналіз причин загибелі окремих видів свідчить про те, що зникнення одного виду рослин викликає загибель від 3—4 до 20—ЗО і навіть більше видів тварин.
Популяції багатьох видів досить уразливі не лише в місцях розмноження. Несприятливі умови на шляхах міграцій і в місцях зимівлі можуть поставити популяцію на грань загибелі. Отже, створення сприятливих умов у районах розмноження, обмеження факторів смертності ще не забезпечує збільшення чисельності видів, якщо не усунути загрозу масової загибелі особин під час сезонних мандрівок.
Щільність популяцій — це середня кількість особин, що припадає на одиницю простору. При сталій площі ареалу або при обмежених можливостях його розширення щільність популяцій прямо залежить від їхньої чисельності. Щільність і чисельність — поняття не тотожні. Популяції, представлені великою кількістю особин, можуть займати велику площу і мати нижчу щільність, ніж популяції нечисленні, але стиснені певними територіальними межами. Внутрішнім популяційним регулятором чисельності є, головним чином, не кількість особин, а просторове розташування їх. В екології існує поняття оптимальної щільності, при якій популяція має найвищу життєздатність.
При зниженні чисельності зменшуються можливості обміну генетичною інформацією, утворюються окремі замкнені кільця близьких родичів, що призводить до зниження життєздатності молоді.
Зростає тиск конкурентів. У видів, яким притаманний колоніальний або груповий спосіб життя, значно знижуються можливості опору ворогам. Але одночасно зі зниженням щільності звільняється життєвий простір, відтворюється кормова база, увага хижаків переключається на інші об'єкти або кількість їх також різко зменшується.
Ставлення людини до того чи іншого виду визначається його демографічним станом. Тому пізнання закономірностей динаміки чисельності популяцій має першочергове значення. У кожний конкретний момент будь-яка популяція складається з певної кількості особин, але ця величина досить динамічна. Часто вона залежить від народжуваності й смертності у популяції.
Одночасно рухаються два потоки особин: один "наповнює" басейн популяції, другий "витікає" з нього. Потужності цих потоків досить рідко збігаються в часі, тому рівень популяційного басейну весь час коливається. Завдання популяційної екології і полягає саме в складанні прогнозу цих коливань.
Відтворення потомства — головне джерело поповнення популяції. У рослин — це кількість насіння, у риб — ікри нок, у птахів яєць та ін.
Швидкість зростання популяції визначається біотичним потенціалом. Біотичний потенціал — це кількість нащадків, яку здатна дати одна особина або одна пара. У одних видів біотичний потенціал може перевищувати мільярд, у інших — обмежуватись кількома десятками.
Види, що живуть у сприятливих умовах і добре пристосовані до виживання, мають низький біотичний потенціал і, навпаки, висока смертність зумовлює надзвичайну плодючість. Наприклад, риби, які не турбуються про потомство, відкладають тисячі і навіть мільйони ікринок. Місячний біотичний потенціал риби — до 3 млрд, а в акул, які народжують живих малят, він обмежений десятками. Більшість шкідливих комах здатні плодити від кількох сотень до тисячі особин.
Для стабілізації популяцій достатньо, щоб до періоду розмноження доживало стільки потомків, скільки було батьків. Якщо відсоток виживання вищий за відсоток рівноваги, популяція зростає, якщо нижчий — зменшується. Це необхідно враховувати як при боротьбі з шкідниками, так і при охороні зникаючих видів.
Чисельність будь-якої популяції коливається під впливом дії біотичних і абіотичних факторів. Один і той самий фактор може відігравати, залежно від стану популяції, як позитивну, так і негативну роль.
Вікова структура популяцій. У кожній популяції є групи різновікових особин, співвідношення яких характеризує здатність популяції до розмноження. Розрізняють три стадії віку: передпродуктивний, репродуктивний і пости роду ктив-ний. Тривалість цих стадій у різних організмів дуже відрізняється. У багатьох тварин і рослин особливо тривалим буває передпродуктивний період. При сприятливих умовах у популяції присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності. На віковий склад популяції впливають тривалість життя особин, період досягнення статевої зрілості, тривалість періоду розмноження, плодючість і смертність вікових груп. Вікову структуру популяцій часто зображають у вигляді вікових пірамід.
Три типи пірамід:
А — три типи вікових пірамід, які характеризують популяції з великою, помірною і малою чисельністю (в, б, в, %) молодих особин; Б — вікові піраміди інтенсивно зростаючої (а) і постійної (б) за чисельним складом популяції миші польової.
3. Популяції властива певна організація. Розподіл особин за територією, співвідношенням груп за статтю, віком, морфологічним, фізіологічним, поведінковим і генетичним особливостям відображають структуру популяції. Вона формується, з одного боку, на основі загальних біологічних властивостей виду, а з іншого – під впливом абіотичних факторів середовища і популяцій інших видів. Структура популяцій має, відповідно, пристосувальний характер.
Виділяють такі структури популяції:
1) Вікова структура – це співвідношення різних вік4ових груп популяцій. У популяції можна виділити три екологічні віки: перед репродуктивний, репродуктивний та пост репродуктивний. Зазвичай у популяціях, які швидко зростають, значну частку становлять молоді особини, у стабільних популяціях розподіл вікових груп більш рівномірний, а в популяціях, для яких характерне зменшення чисельності, - переважають особини старшого віку.
З віком вимоги особини до середовища і стійкість до окремих її факторів закономірно суттєво змінюються. На різних стадіях онтогенезу можуть відбуватися зміна середовищ існування, зміна типу харчування, характеру пересування, загальної активності організмів. Наприклад: трав’янисті жаби на суходолі і пуголовки у водоймищах, гусениці, які гризуть листя, і метелики, які ссуть нектар, сидячі морські лілії і їх планктонні личинки доліолярії – лише різні онтогенетичні стадії одних і тих же видів.
2) Статева структура – співвідношення особин різної статі. Існування певної статевої структури в популяціях передбачає також встановлення властивої тільки цій популяції структури схрещування, що в свою чергу, характеризує певну систему шлюбних відносин у тій чи іншій популяції.
Моногамія – система шлюбних відносин, при якій один самець та одна самка утворюють шлюбну пару.
Полігамія – це така система шлюбних стосунків, при якій одна особина вступає в шлюбний зв'язок з більш як одним представником протилежної статі. Типи полігамії:
Полігінія (один самець має одночасно шлюбні зв’язки з двома або більшою кількістю самок);
Поліандрія (одна самка має одночасно шлюбні зв’язки з двома або більшою кількістю самців)
3) Просторова структура. Простір, який займає популяція, постачає їй засоби до життя. Кожна територія може прогодувати лише певну кількість особин. Природно, що повнота використання ресурсів залежить не тільки від загальної чисельності популяції, а й від розмірів особин в просторі.
Частіше члени популяції розподіляються в просторі нерівномірно, що обумовлено двома причинами: неоднорідністю простору і деякими особливостями біології видів, які сприяють виникненню скупчень індивідуумів.
Рослини в ценопопуляції частіше всього розподілені дуже нерівномірно, утворюючи більш або менш ізольовані групи, скупчення. У тварин завдяки їх рухливості способи упорядкування територіальних відносин більш різноманітні у порівнянні з рослинами. За типом використання простору всі рухомі тварини поділяються на основні групи: кочові і осілі.
При осілому існуванні тварина протягом всього або більшої частини життя використовує доволі обмежену ділянку середовища. Така тварина відрізняється інстинктами прив’язаності до своєї ділянки («почуття дому» або «хомінг»).Переваги: вільна орієнтація, менша витрата часу на пошук їжі, запас їжі, менше ворогів. Недолік: є загроза швидкого виснаження ресурсів, якщо густота популяції виявиться надто високою.
Перевага кочового образу життя полягає в тому, що тварина не залежить від запасів їжі на конкретній території.
4) Етологічна (поведінкова) структура – система взаємовідносин між членами однієї популяції.
Поведінка тварин по відношенню до інших членів популяції залежить перш за все від образу життя виду.
1) поодинокий спосіб життя (особини популяції незалежні і відокремлені одна від одної, збираються групами лише на період розмноження). Пр.: скорпіони, павуки, тетеруки, качка-крижень.
2) сімейний спосіб життя (посилюється зв’язки між батьками і їх нащадками)
Поведінка: різні сигнали, маркування, ритуальні форми загрози і пряма агресія забезпечують володіння ділянкою, достатньою для вигодовування нащадків.
3) колонії – групові поселення осілих тварин. Вони можуть існувати тривалий час або виникати лише на період розмноження, як, наприклад, у багатьох птахів – чайок, гагар, берегових ластівок, бабаків. Можуть утворюватися внаслідок того, що дочірні особини залишаються сполученими з материнською (губки, поліпи кишковопорожнинних).
Поведінка: захист від ворогів і попереджувальна сигналізація
4) зграї – це тимчасові рухомі об’єднання тварин, які проявляють біологічно корисну організованість дій. Пр.: сарана, горобці, вовки
Поведінка: сильно розвинені подражательні реакції і орієнтація на сусідів.
5) табуни – більш тривалі і постійні об’єднання тварин у порівнянні зі зграями. Пр.: китоподібні, мавпи, копитні тварини. Поведінка: домінування-підкорювання.
4. Характерною особливістю популяцій є система взаємовідносин між її членами. Закономірності поведінки організмів вивчає наука етологія. Залежно від способу життя виду форми спільного існування особин у популяції надзвичайно різноманітні. Розрізняють одинокий спосіб життя, при якому особини популяції незалежні й відокремлені один від одного, але лише тимчасово, на певних стадіях життєвого циклу.
Повністю ізольоване існування організмів у природі не зустрічається, оскільки було б неможливим здійснення їхньої основної життєвої функції — розмноження. У видів з ізольованим способом життя часто утворюються тимчасові угруповання особин у місцях зимівлі (сонечка, жужелиці) або в період, який передує розмноженню.
При сімейному способі життя помітно посилюються зв'язки і взаємовідносини між батьками і їхнім потомством: турбота про відкладені яйця, пташенят, їх охорона. Розрізняють сім'ї батьківського, материнського і змішаного типів. При сімейному способі життя помітно виявляється територіальна поведінка тварин, коли різноманітними сигналами, маркуванням тощо забезпечується володіння ділянкою, яка необхідна для вирощування потомства. В основі формування більш-менш великих об'єднань тварин (зграя, стадо, колонія) лежить ускладнення поведінки, а отже, і зв'язків у популяції.
Зграя —це тимчасове об'єднання тварин, які виявляють біологічно корисну організованість дій (для захисту від ворогів, добування харчування, міграції і т. ін.), Найбільше зграї поширені серед риб, птахів, рідше зустрічаються у ссавців (собачі зграї).
Стадо — тривале або постійне об'єднання тварин, в якому здійснюються всі основні функції життя виду: добування корму, захист від хижаків, міграції, розмноження, виховання молодняка. Основу групової поведінки в стаді складають взаємовідносини домінування — підпорядкування, які базуються на індивідуальних відмінностях між особинами. Для стада характерна наявність тимчасового або постійного лідера, який зумовлює поведінку інших особин і часто стада в цілому.
Колонія — це групове поселення осілих тварин. Колонії можуть існувати довго або виникати на період розмноження (наприклад, чайки, мідії, ластівки, грачі, альбатроси, терміти, бджоли).
1.7.3. Популяційні аспекти розвитку людства
За останні сто п'ятдесят років населення Землі росло дуже швидкими темпами. З древніх історичних епох до початку минулого століття чисельність населення світу досягла близько декількох сотень мільйонів осіб. Тільки у 1830 р. популяція людини досягла 1 млрд осіб, вже через сто років її чисельність сягнула 2 млрд, а в 1960 р., всього через ЗО років, — З млрд осіб, через 15 років (1975 р.) — 4 млрд, в 1987 р. — 6 млрд. В 1999 р. чисельність населення планети сягнула 6 млрд осіб. За останні роки темпи збільшення населення Землі почали знижуватися. Та, навіть незважаючи на це, якщо не відбудеться ніяких різких змін, такий приріст популяції швидше всього збережеться і в XXI столітті.
Викликають занепокоєння значення коефіцієнтів народжуваності — 8,5, смертності — 16,0 та скорочення природного приросту населення — 10,5 в Україні. Ці значення наведено за 2003 рік на 1000 наявного населення.
Для нормального щодо соціально-економічних умов індустріально розвинутих країн, тобто мінімально розширеного, відтворення популяції людини в Україні потрібно, щоб кожна жінка народила за своє життя в середньому 2,2—2,4 дитини.
Жінки України фактично до 33-річного віку вже припиняють дітонародження. Народжуваність зменшується через безплідність шлюбних пар, збільшення гінекологічних захворювань, кількості абортів, ранньої дитячої смертності за рахунок змін у період внутрішньоутробного розвитку (стан здоров'я матері, несприятливі екологічні умови, генетичні відхилення).
За останнє десятиріччя серед населення України майже втричі зросла кількість хворих цукровим діабетом, майже в сім разів — гіпертонічними хворобами, в чотири рази — стенокардією, у два рази — інфарктом.
Той факт, що смертність в Україні перевищує народжуваність, — це сумне і вельми тривожне явище для нашого народу, це — національне лихо. Саме тому зараз всі соціально-економічні проблеми в нашій самостійній державі повинні вирішуватися лише через призму збереження нації, збереження генофонду України.