Egy faj helyi populációja diagram. Népesség fogalma

A populáció (populus - latin népszóból. populáció) a biológia egyik központi fogalma, és azonos fajhoz tartozó egyedek gyűjteményét jelöli, amelynek közös génállománya és közös területe van. Ez az első szupraorganizmus biológiai rendszer. Ökológiai szempontból a populáció egyértelmű meghatározása még nem alakult ki. A legnagyobb elismerést az S.S. értelmezése kapta. Schwartz, a populáció egyedek csoportosulása, amely egy faj létformája, és korlátlan ideig képes önállóan fejlődni.

A népesség fogalma. Népességtípusok

Populációk

10. sz. előadás

(Ph.D., V. Yu. Aleksandrov docens)

Népesség- többé-kevésbé stabil önszaporodásra képes egyedek csoportja, amelyek viszonylag elszigeteltek (általában földrajzilag) más csoportoktól, ahol a genetikai csere potenciálisan lehetséges. Populációgenetikai szempontból a populáció olyan egyedcsoport, amelyen belül a keresztezés valószínűsége sokszorosa, mint a más hasonló csoportok képviselőivel való keresztezés valószínűsége. A populációkról általában egy fajon vagy alfajon belüli csoportokként beszélnek.

A modern evolúciós elméletekben (például a szintetikus evolúcióelméletben) a populációt az evolúciós folyamat elemi egységének tekintik.

A populációk fő tulajdonsága, más biológiai rendszerekhez hasonlóan, hogy folyamatos mozgásban vannak és folyamatosan változnak. Ez minden paraméterben megmutatkozik: termelékenység, stabilitás, szerkezet, térbeli eloszlás. A populációkat sajátos genetikai és környezeti jellemzők jellemzik, amelyek tükrözik a rendszerek azon képességét, hogy folyamatosan változó körülmények között is képesek létezni: növekedés, fejlődés, fenntarthatóság. A populációk tanulmányozásának genetikai, ökológiai és evolúciós megközelítését egyesítő tudományt populációbiológiának nevezik.

PÉLDÁK. Egy a tóban található több azonos fajhoz tartozó halraj közül;

Ökológiai populáció – elemi populációk halmaza, specifikus biocenózisokra korlátozódó intraspecifikus csoportok

PÉLDÁK. Ugyanazon fajhoz tartozó halak egy közös tározó minden rajában

Földrajzi népesség– földrajzilag hasonló területeken élő ökológiai populációk összessége. A földrajzi populációk autonóm módon léteznek, élőhelyeik viszonylag elszigeteltek, géncsere ritkán történik - állatokban és madarakban - a vándorlás során, növényekben - a pollen, magvak és gyümölcsök terjedésekor. Ezen a szinten megtörténik a földrajzi fajok és fajták kialakulása, alfajok megkülönböztetése.

A szám és a sűrűség a populáció fő paraméterei. Szám– az egyedek összlétszáma egy adott területen vagy térfogatban. Sűrűség– az egyedek száma vagy biomasszája egységnyi területre vagy térfogatra vonatkoztatva. A természetben a számok és a sűrűség állandó ingadozásai vannak.

Népességdinamika a sűrűséget pedig főként a termékenység, a mortalitás és a migrációs folyamatok határozzák meg. Ezek olyan mutatók, amelyek a népesség változásait jellemzik egy bizonyos időszak alatt: hónap, évszak, év stb. E folyamatok és az azokat meghatározó okok vizsgálata nagyon fontos a populációk állapotának előrejelzése szempontjából.

A termékenységet abszolút és specifikus között különböztetjük meg. Abszolút termékenység az időegység alatt megjelenő új egyedek száma, és különleges- azonos mennyiség, de meghatározott számú egyedhez hozzárendelve. Például egy személy termékenységének mutatója az év során 1000 főre jutó gyermekek száma. A termékenységet számos tényező határozza meg: a környezeti feltételek, a táplálék elérhetősége, a faj biológiája (az ivarérés üteme, a nemzedékek száma a szezonban, a hímek és a nőstények aránya a populációban).

A maximális termékenység (szaporodás) szabálya szerint ideális körülmények között a populációkban a lehető legnagyobb számú új egyed jelenik meg; A termékenységet a faj élettani sajátosságai korlátozzák.

PÉLDA. A pitypang 10 év alatt beboríthatja az egész földkerekséget, feltéve, hogy minden magja kicsírázik. A fűz, nyár, nyír, nyárfa és a legtöbb gyomnövény kivételesen bőséges magot hoz. A baktériumok 20 percenként osztódnak, és 36 órán belül egy összefüggő rétegben beboríthatják az egész bolygót. A legtöbb rovarfaj termékenysége nagyon magas, a ragadozók és a nagy emlősök esetében alacsony.

Halálozás, Csakúgy, mint a születési arány, ez is lehet abszolút (egy adott idő alatt elhunyt egyedek száma) vagy specifikus. Jellemzi a betegségek, időskor, ragadozók, táplálékhiány miatti halálozásból eredő népességfogyás ütemét, és nagy szerepet játszik a népességdinamikában.

A halálozásnak három típusa van:

Ugyanaz a fejlődés minden szakaszában; ritka, optimális körülmények között;

Megnövekedett mortalitás korai életkorban; a legtöbb növény- és állatfajra jellemző (fákban a palánták kevesebb mint 1%-a éli túl érettségét, halakban - az ivadékok 1-2%-a, rovaroknál - a lárvák kevesebb, mint 0,5%-a);

Magas halálozás idős korban; általában olyan állatoknál figyelhető meg, amelyek lárvaállapota kedvező, alig változó körülmények között megy végbe: talaj, fa, élő szervezetek.

Stabil, növekvő és csökkenő populációk. A populáció az egyedek frissítésével és helyettesítésével alkalmazkodik a változó környezeti feltételekhez, azaz. születési (megújulási) és hanyatlási (halálozási) folyamatok, kiegészülve a migrációs folyamatokkal. Stabil populációban a születési és halálozási arány közel van és kiegyensúlyozott. Változóak lehetnek, de a népsűrűség némileg eltér valamely átlagos értéktől. A fajok elterjedési területe nem növekszik és nem is csökken.

A növekvő népességben a születési ráta meghaladja a halálozási arányt. A növekvő populációt tömeges szaporodási kitörések jellemzik, különösen a kisállatoknál (sáska, 28 pettyes burgonyabogár, Colorado burgonyabogár, rágcsálók, varjak, verebek; növények közül - parlagfű, Szosznovszkij disznófű a Komi Köztársaság északi részén, pitypang, himalájai bogár , részben tölgy mongol). A nagyméretű állatok populációi gyakran természetvédelmi körülmények között nőnek (szarvas a Magadan Természetvédelmi Területen, Alaszkában, szikaszarvas az Ussuri Természetvédelmi Területen, elefántok a Kenya Nemzeti Parkban) vagy betelepítés (szarvas a Leningrádi régióban, pézsmapocok Kelet-Európában, háziasszony macskák az egyes családokban). Amikor a növényekben túlsűrűsödik (általában egybeesik a lombkorona záródásának kezdetével), az egyedek differenciálódása kezdődik méretben és életállapotban, a populációk önritkulása és az állatok esetében (általában egybeesik a fiatal állatok ivarérettségének elérésével). ) megkezdődik a migráció a szomszédos szabad területekre.

Ha a halálozási arány meghaladja a születési arányt, akkor az ilyen népesség csökkenőnek minősül. A természeti környezetben ez egy bizonyos határig csökken, majd a születési ráta (termékenység) ismét növekszik és a népesség fogyásból növekszik. Leggyakrabban a nemkívánatos fajok populációi fékezhetetlenül növekednek, miközben a ritka, reliktum és értékes fajok populációi csökkennek, mind gazdaságilag, mind esztétikailag.

Népesség fogalma

Népesség azonos fajhoz tartozó egyedek csoportjának nevezzük, amelyek kölcsönhatásba lépnek egymással és közösen laknak egy bizonyos területen. S.S. Schwartz definíciója szerint a populáció egy bizonyos fajhoz tartozó organizmusok olyan elemi csoportosulása, amely minden szükséges feltétellel rendelkezik ahhoz, hogy számukat folyamatosan változó környezeti feltételek mellett hosszú ideig fenntartsák.

A "népesség" szó a latin populus - nép, népesség - szóból származik. A populációkat a növekedés, a fejlődés, a folyamatosan változó körülmények közötti létfenntartás képessége jellemzi, vagyis a populációk bizonyos genetikai és környezeti jellemzőkkel rendelkeznek.

A kárász populációk

A népesség alapvető jellemzői

Az egyedek térbeli megoszlása.

A populációt alkotó egyedek különböző típusú térbeli eloszlással rendelkezhetnek, kifejezve a kedvező és kedvezőtlen fizikai feltételekre vagy versenykapcsolatokra adott válaszaikat. Az élőlények elterjedési típusának ismerete nagyon fontos a népsűrűség mintavételes becslésénél.

Egy populáció állapota és működése függ a teljes populáció méretétől és az egyedek területi eloszlásától. Vannak véletlenszerű, egységes és csoportos az egyének és csoportjaik megoszlása. Tekintsünk egy példát, amelyben a kísérleti eredmények matematikai feldolgozásával meg lehet határozni az egyedek populációban való eloszlásának jellegét.
A mintavétel alatt a népsűrűség becslésére irányuló kísérletsorozatot értjük. Jelöljük a minták számát n-nel. Ha m az egyes minták átlagos egyedszámát jelöli, akkor az s2 variancia, amelynek segítségével meg lehet ítélni az egyedek térbeli eloszlásának természetét, a képlet határozza meg

,

ahol s2 az x értékek szórásának vagy eltérésének mértéke az átlagos m-től (szórás); x az egyedek száma az egyes kísérletekben.

Tegyük fel, hogy 3 kísérletsorozatot végeztünk (n = 3), ezeknek a kísérleteknek az adatait a táblázat tartalmazza.

				(m-x)2

Egyenletes eloszlás esetén s2 egyenlő nullával, mivel az egyes szelekciókban az egyedek száma állandó és egyenlő az átlaggal. Véletlenszerű eloszlás esetén az m átlag és az s2 variancia egyenlő (megfelelő számú n mintával). Csoportos eloszlás esetén az s2 diszperzió nagyobb az átlagosnál, és minél nagyobb a különbség köztük, annál erősebb az élőlények klaszterképződési hajlama.

Esetünkben s2>m, ami azt jelenti, hogy van csoport az egyének megoszlása.

Egyenruha az egyedek eloszlása ​​rendkívül ritka a természetben. Gyakran összefügg a különböző egyének közötti intenzív versengéssel. Ez a fajta elterjedés jellemző például a ragadozóhalakra és a botcsinálókra területi ösztönükkel. Az egyenletes eloszlásra példa a La Manche csatorna partjai mentén fekvő homokos tengerpartokon élő elasmobranch puhatestű is.

Véletlen elterjedése csak homogén környezetben és olyan fajokban fordul elő, amelyek nem mutatnak aggregálódási hajlamot. Kezdetben a lisztkukacok eloszlása ​​a lisztben teljesen véletlenszerű.

Csoportonkénti megoszlás - sokkal gyakoribb. A csoportok pedig véletlenszerűen oszthatók szét, vagy klasztereket alkothatnak. Különösen jól tanulmányozták a fák területi eloszlását az erdőben. Ha egy erdőben a fák egy fajból állnak, akkor eleinte általában fürtökben oszlanak el, és csak idővel válik egyenletesebbé eloszlásuk, és a fajon belüli versengés következtében a sűrűség csökken. Ilyen egységes térbeli eloszlás jellemzi például a fenyő- és bükkerdőket. A vegyes növénytársulásokban az elnyomott fajok általában "csokrot" alkotnak (csoportos eloszlás), míg a domináns fajok egyenletes eloszlásúak.

Népesség -
ez az egyedek teljes száma egy adott területen vagy kötetben. Soha nem állandó, és a szaporodási intenzitás (termékenység) és a mortalitás arányától függ. A szaporodási folyamat során a népesség növekszik, míg a halálozás számának csökkenéséhez vezet.

Nép sűrűség a populáció által elfoglalt területegységenként vagy térfogategységenkénti egyedszám (vagy biomassza) határozza meg. Például 1 hektáronként 150 fenyőnövény vagy 1 m3 vízben 0,5 g küklopsz jellemzi e fajok populációsűrűségét.

Halálozás egy bizonyos időszak alatt elpusztult egyedek száma. A halálozásnak három típusa van.
Az első típust minden életkorban azonos halandóság jellemzi;
a második típust az egyének megnövekedett mortalitása jellemzi a fejlődés korai szakaszában;
a harmadik típust a felnőtt (idős) egyedek megnövekedett mortalitása jellemzi.

Túlélési (halandósági) görbék (E. Macfadyen szerint)

Népesség növekedés - a termékenység és a halálozás közötti különbség; a növekedés lehet pozitív vagy negatív. Szentpétervár népességnövekedése 1990-ben -1,4 (születési arány 10,8; halálozási arány 12,2 fő 1000 főre), 1993-ban -10,8 (születési arány 6,6; halálozási arány 17,4), 1996-ban pedig -10,8 7,5 (a születési arány 6,6 maradt; a halálozási arány 14,2-re csökkent).

Növekedési üteme- időegységenkénti átlagos növekedés.
Ha R0-val jelöljük a szaporodási kort elért utódok átlagos számát egy adott faj egy egyedének teljes élete során (nettó szaporodási ráta), akkor

R0>1 a népesség növekszik;
R0=1 a populáció stabil;
R0<1 népessége csökken.

A lakosság nemi és korösszetétele.
A nemi struktúra a populáció nemi arányát tükrözi; ez a mutató különösen fontos az ivaros szaporodást meghatározó fajok esetében. A hímek és a nőstények életkora és az ivarérettség kezdetének körülményei jelentős hatással vannak a populáció méretének megőrzésére.

A férfiak és a nők gyakran eltérően fejezik ki magukat a közösségben étkezési mintáik, életritmusuk és viselkedésük révén. Például sok szúnyog nőstényei, egyes kullancsok és szúnyogok vérszívók, míg a hímek nektárral táplálkoznak. Viszonylag kis mérete miatt a nőstény nyest mindenevőbbnek bizonyul, mint a hím, akinek étrendjét a mókusok és a nagytestű madarak uralják.

A korszerkezet nem csak azt tükrözi, hogy a népességen belül milyen arányban vannak a különböző korcsoportok, hanem azt is, hogy ez az arány hogyan változik az év különböző évszakaiban, mikor változnak a biogeocenózisok, milyen a népességmegújulás üteme és milyen a korcsoportok kölcsönhatása környezet.

Az élő szervezetek életkor szerint számos osztályozása létezik. Például G. A. Novikov az állatok öt korcsoportját azonosítja:

újszülöttek- a látás pillanatáig;

fiatal- növekvő egyedek, akik még nem érték el a szexuális érettséget;

félig felnőttek- közel a pubertás korhoz;

felnőttek- szaporodó, vagy erre fiziológiailag képes ivarérett állatok;

régi- szaporodásukat abbahagyott egyedek.

Jellemzően minden korosztály jelen van a lakosságban, fokozatos átmenetek figyelhetők meg közöttük, a rendszeres megújulás biztosítja az optimális létszámszint fenntartását. Néha ez az arány sérülhet: egy bizonyos korosztály létszámának csökkenése a népesség leépüléséhez, vagy éppen ellenkezőleg, túlzott növekedéséhez vezethet. A korcsoportok mennyiségi aránya a populáció állapotának és jövőjének indikátora lehet a biogeocenózisban. A korpiramisok fő típusaira az ábrán láthatók példák.

Az emberi populáció életkori és nemi szerkezetével is jellemezhető. Az orosz lakosság ilyen szerkezetére a 85. oldalon található példa.

Minél összetettebb a kor-nemi struktúra, annál magasabbak a népesség adaptációs képességei.

A korpiramisok fő típusai

Néhány szó egy olyan fontos népességmutatóról, mint az átlagos várható élettartam. Nézzük meg az emberi populáció példáján. A tudósok úgy vélik, hogy az ember maximális faji élettartama 110-120 év. A valóságban azonban a különféle környezeti és társadalmi-gazdasági tényezők hatására jelentős
de alacsonyabb, bár hajlamos emelkedni. Bizonyítékok vannak arra, hogy az ókori Rómában és az ókori Görögországban az átlagos várható élettartam mindössze 25 év volt. A középkorban 30 évre emelkedett. Oroszországban a 19. és 20. század fordulóján. - 32 éves korig. Manapság, ahogy a civilizáció fejlődikA világon a várható átlagos élettartam növekszik, elsősorban a csecsemő- és gyermekhalandóság csökkenése miatt. 1950-ben a világ egészére nézve 50 év volt, 1990-ben pedig 63 év.

Jelenleg Oroszországban a férfiak átlagos várható élettartama 54-56 év, a nőké 68-69 év.

A populáció egy adott faj egyedeinek történelmileg kialakult természetes gyűjteménye, amelyeket bizonyos kapcsolatok és egy adott területen az élethez való alkalmazkodás kapcsol össze. Ezt a kifejezést először V. Johansen használta 1903-ban. A populációnak közös génállománya van, és egy bizonyos területet foglal el. Egy populáció legfőbb tulajdonsága a folyamatos változása, mozgása, dinamikája, ez nagyban befolyásolja a rendszer szerkezeti és funkcionális szerveződését, termelékenységét, biológiai sokféleségét és stabilitását.

Népesség(latinul: „populus” - emberek) ugyanazon fajhoz tartozó szabadon keresztező egyedek gyűjteménye, amely hosszú ideig létezik, és az elterjedés egy bizonyos részét viszonylag elkülönülten foglalja el ugyanazon faj többi populációjától. A populáció egy faj elemi szerkezete, abban a formában, ahogyan a faj a természetben létezik.

A populációknak mint egyedcsoportoknak számos specifikus mutatója van, amelyek nem minden egyedre jellemzőek. A populációk mennyiségi és minőségi jellemzőit külső tényezők határozzák meg (tömeg/mérték=sűrűség, tömeg/szórás=szám, elterjedés, ökológiai szerkezet). Ebben az esetben a mennyiségi mutatók két csoportját különböztetjük meg - statikus és dinamikus.

A népesség állapotát egy adott időpontban statikus mutatók jellemzik. Ide tartoznak a számok, a sűrűség és a korösszetétel.

Népesség egy adott területen egy populációban egy adott faj egyedeinek száma. A populáció mérete nem állandó, egy-egy határon belül ingadozik, a szaporodási intenzitás és a mortalitás arányától függ.

Nép sűrűség a népesség mérete egységnyi területre vagy térfogatra vetítve. Az életciklus különböző szakaszaiban a sűrűség jelentősen ingadozhat. Ez közvetlenül kapcsolódik két másik népességmutatóhoz: a termékenységhez és a halálozáshoz.

Dinamikus mutatók populációk közé tartozik a termékenység, a halálozás, a növekedés és a népesség növekedési üteme.

Termékenység egy populáció számának növekedési képessége, függetlenül attól, hogy ez tojásrakással, osztódással, bimbózással, magról való kikeléssel vagy más módon történik. A legindikatívabb a fajlagos születési arányszám, amelyet a populációban egyedenként időegységenként megjelenő egyedek számaként határoznak meg (a demográfiában a számítást reproduktív korú nőre vetítik). A valódi termékenység nagymértékben függ a környezeti tényezőktől, ezért mindig kisebb, mint a maximális termékenység, amely elméletileg a maximális termékenység, amelyet csak az egyed fiziológiája határoz meg az összes környezeti tényező optimális értékei mellett.

A termékenységet általában úgy fejezik ki, hogy az újonnan képződött egyedek számát el kell osztani egy bizonyos idő alatt (d = Nn/dt - abszolút születési arány), vagy a populációegységre jutó új egyedek számával (dNn/Ndt - specifikus, fajlagos születési ráta), ahol N a népesség nagysága vagy csak a szaporodásra képes része. Például magasabb élőlényeknél a születési arányt nőre vetítve, az emberi populációra pedig 1000 emberre vetítik.

A termékenység lehet nulla vagy pozitív, de soha nem negatív.

Halálozás egy populáció egyedeinek pusztulását jellemzi, és az egyedek számával fejezik ki. A mortalitás környezeti tényezőktől is függ, és általában lényegesen magasabb, mint az ideális környezeti feltételek melletti minimális halálozási arány, amelyet az adott szervezet fiziológiája határoz meg, ideális körülmények között is az egyedek idős korukba fognak belehalni.

Különbséget tesznek a fajlagos halandóság között – a halálozások száma a populációt alkotó egyedek számához viszonyítva; ökológiai vagy megvalósítható mortalitás - az egyedek halála meghatározott környezeti körülmények között (az érték nem állandó, a természeti környezet állapotától és a populáció állapotától függően változik).

Van egy bizonyos minimális érték, amely jellemzi az egyedek halálát ideális körülmények között, amikor a populációt nem befolyásolják korlátozó tényezők. Ilyen körülmények között az egyedek maximális élettartama megegyezik fiziológiás élettartamukkal, amely átlagosan meghaladja az ökológiai élettartamot.

Az ökoszisztéma az élő természet alapvető funkcionális egysége, amely magában foglalja mind a szervezeteket, mind az abiotikus környezetet, amelyek mindegyike befolyásolja a másikat, és mindkettő szükséges a földi élet fenntartásához. Ennek a komplexumnak a kettős természetét hangsúlyozta V.N. Sukachev a biogeocenosis tanában.

Az ökoszisztéma biotikus része szükségszerűen két fő komponenst tartalmaz: 1) egy autotróf komponenst, amelyet a fényenergia rögzítése, egyszerű szervetlen anyagok felhasználása és összetett anyagok felépítése jellemez; 2) heterotróf komponens, amelyet összetett szerves anyagok hasznosítása, szerkezetátalakítása és lebontása jellemez. Nagyon gyakran a két komponenst képviselő organizmusok térben elkülönülnek egymástól; rétegekbe vannak rendezve, egymás fölé. Az autotróf anyagcsere a legintenzívebben a felső rétegben - a „zöld övben” - fordul elő, azaz. ahol a leginkább elérhető a fényenergia és a heterotróf anyagcsere dominál alatta, a talajokban és üledékekben, a „barna övben”, amelyben a szerves anyagok felhalmozódnak.

A táplálékláncokban bekövetkező energialeadás következtében, valamint olyan tényezők hatására, mint az anyagcsere egyedmérettől való függése, minden közösség egy bizonyos trofikus szerkezetet kap, amely kifejezhető az egyes trofikus szinteken lévő egyedek számával, vagy az álló termés, vagy az egységnyi területre és időegységre jutó energia mennyisége alapján minden egyes következő trofikus szinten. Grafikusan ez egy gúla formájában ábrázolható, melynek alapja az első trofikus szint, az azt követők pedig a gúla emeleteit és tetejét alkotják (3-as ábra). Az ökológiai piramisoknak három fő típusa van: számok, biomassza és energia piramisai.

Egy ökoszisztéma biotikus szerkezetének vizsgálatakor a populációk állapotának egyik legfontosabb mutatója az élőlények közötti táplálékviszonyok. Egy ökoszisztémában számtalan anyagmozgási utat nyomon követhetsz, amelyben az egyik szervezetet felfalja a másik, a másikat pedig a harmadik stb.

A tápláléklánc az anyag (energiaforrás és építőanyag) mozgásának útja egy ökoszisztémában az egyik szervezetből a másikba. A tápláléklánc olyan organizmusok sorozata, amelyekben minden szervezet megeszi vagy lebontja a másikat. A fotoszintézis során elnyelt, rendkívül hatékony napenergia kis részének egyirányú áramlásának útját ábrázolja, amely élő szervezeteken áthaladva eléri a Földet. Végül ez a lánc hőenergia formájában visszakerül a környező természeti környezetbe. Ezen túlmenően a tápanyagok is eljutnak a termelőktől a fogyasztókhoz, majd a lebontókhoz, majd vissza a termelőkhöz.

Így három fő láncszemből áll: termelőkből, fogyasztókból és lebontókból. A fotoszintetikus organizmusokkal kezdődő táplálékláncokat legeltetési láncoknak, az elhalt növényi maradványokkal, tetemekkel és állati ürülékekkel kezdődő láncokat pedig törmelékláncoknak nevezzük.

A tápláléklánc minden láncszemének helyét ún trofikus szintek, az anyagok és az energia áramlásának eltérő intenzitása jellemzi őket. Az első trofikus szintet mindig a termelők alkotják, a növényevő fogyasztók a második trófeaszintbe, a növényevő formákból élő húsevők a harmadikba, a többi húsevőt fogyasztó a negyedik stb. populáció ökoszisztéma mutató

A detritivorok a második és magasabb trofikus szinten lehetnek.

Általában 3-4 trofikus szint van egy ökoszisztémában. Ez azzal magyarázható, hogy az elfogyasztott élelmiszerek jelentős része (90-99%) energiára megy el, így az egyes trofikus szintek tömege kisebb, mint az előzőé. Viszonylag kevés jut a szervezet testének kialakításába (1-10%).

A természetben a táplálékláncok ritkán különülnek el egymástól. Sokkal gyakrabban egy faj képviselői (növényevők) többféle növényt táplálnak, és maguk is táplálékul szolgálnak többféle ragadozó számára.

Így a táplálékláncok nem különülnek el egymástól, hanem szorosan összefonódnak. Ezek alkotják az ún táplálékhálók. A táplálékháló kialakításának elve a következő. Minden termelőnek nem egy, hanem több fogyasztója van. A fogyasztók viszont, akik között a polifágok dominálnak, nem egy, hanem több táplálékforrást használnak (1-2. ábra).

Az élelmiszer-hálózat élelmiszer-kapcsolatok összetett hálózata.

A táplálékláncok sokfélesége ellenére közös mintázataik vannak: a zöld növényektől az elsődleges fogyasztókig, tőlük a másodlagos fogyasztókig stb., majd a detritivoókig. A detritivorok mindig az utolsó helyen állnak, lezárják a táplálékláncot.

A táplálékláncon keresztül történő anyag- és energiaátvitel minden egyes szakaszában az energia körülbelül 90%-a elvész, és ennek csak körülbelül 1/10-e jut el a következő fogyasztóhoz. Az élőlények táplálékkapcsolataiban az energiaátvitelben meghatározott arányt Lindemann-elvnek nevezzük.

A természetben különböző populációk léteznek. A zoológusok és az általános botanikusok, ezen belül a taxonómusok és a biogeográfusok szempontjából egy fajon belül mindenekelőtt földrajzi populációk léteznek. Ide tartoznak egy adott faj egyedeinek csoportjai, amelyek földrajzilag homogén, de biogeocenológiailag változatos területen élnek. Ezek hatalmas földrajzi terek fajokon belüli csoportosításai. Például az egyik katicafaj, a hétpettyes katicabogár (Coccinella septempunctata) hatalmas elterjedési területtel rendelkezik Európán, Ázsián és Észak-Afrikán, de csak négy földrajzi populációt alkot. Különböznek a hőmérséklettűrő képességükben, az év során keletkezett nemzedékek számában, a szaporodási időben és a nagy aktivitási periódusban. A széncinege (Parus major) kiterjedt elterjedési területén öt földrajzi populációja ismert (46. ábra), amelyek egy része szimpatikus területekkel rendelkezik, de nem fordul elő kereszteződés.

Rizs. 46. ​​A széncinege földrajzi populációinak területei (utóbb: Dazho, 1975).

A földrajzi populációk mellett az ökológiai populációk is ismertek a keretükben. Lokális, lokális vagy cönopopulációknak is nevezik őket. Ezek az ökológiai populációk képezik a következő bemutató tárgyát.

Ha ülő, és még inkább hozzátartozó fajokról beszélünk, akkor az ökológiai populáció alatt egy adott faj összes olyan egyedének összességét kell értenünk, amely egy biocenózisban benne van (innen ered a „cönopopuláció”). Az ökológiai populáció egy bizonyos közös eredeten, megjelenési hasonlóságon (fenotípuson), a külső hatásokra adott ökológiai reakciók egységén alapuló, térben korlátozott, fajon belüli csoportosítás. Ez az utolsó jellemző – a funkcionális egység – fontos kritériuma az ökológiai populációnak. Ennek megfelelően ugyanazon környezeti hatásokra egy populáció minden tagja nem elkülönülten, hanem egységesen és egyidejűleg reagál, és nem csak egy bizonyos örökletes rokonság és genetikailag meghatározott reakciók, hanem (főleg a madarak) fejlett utánzó reflexei miatt is.

Fentebb felhívtuk a figyelmet egy ökológiai populáció tagjainak kölcsönös rokonságára, de ennek nem szabad tulajdonítani a genetikai populációkban hangsúlyozott vezető szerepet. A helyzet az, hogy a madarak és más állatok születés utáni ontogenezisében a fiatal állatok kötelező szétszóródásának szakasza, azaz szétszóródása, valamint az idősebb egyedek térben való szétszóródása is megfigyelhető. Mindez oda vezet, hogy a fajpopuláció minden ponton elkerülhetetlenül genetikailag heterogénné válik. Ugyanezen okokból a családi kötelékek nem korlátozódnak szűk területi és biológiai korlátokra, hanem egymástól meglehetősen távoli egyedcsoportokat fednek le.

Egy népesség nemcsak elfoglal egy bizonyos helyet, de ugyanakkor széles körben kihasználja létfontosságú erőforrásait és képességeit. Különösen az élőhely, ahogy N. P. Naumov kimutatta, állati ugródeszkaként szolgál a kölcsönös információk felhalmozásához és továbbításához, azaz biológiai jelmezejükhöz, amelynek jelenléte nagyban hozzájárul a populáció tagjainak csoportos konszolidációjához. Az állatok élettevékenységük során többé-kevésbé mélyen befolyásolják a környező természetet - menedéket hoznak létre, károsítják a növényeket, utánpótlást készítenek, a földben turkálnak, talajt változtatnak stb. E hatás nyomai az állatok viselkedésének természetére is utalnak. és ezáltal gazdagítják a megfelelő típusú biológiai jelátviteli jelmezőket.

Bár az ökológiai populáció egyetlen egész, mégsem ez a legkisebb, nem a legtöredékesebb biokorológiai egység. Gyakran, különösen a mozaikos tájon, a populáció által elfoglalt terület annyira tarka és heterogén, hogy ez rányomja bélyegét a populáció karakterére - szerkezetére, térfogatára, alkalmazkodási jellemzőire stb. Ilyen esetekben beszélnünk kell kisebb populációk – elemi vagy mikropopulációk – jelenléte az ökológiai populáción belül.

Ez utóbbiak nem önálló létformái a fajnak. A mikropopulációk szükségszerűen összefüggenek egymással. Még a lakosságuk is csak ezeknek a kapcsolatoknak köszönhetően marad fenn. Maguk a mikropopulációk nem képesek korlátlanul, autonóm módon létezni. Ezt az egyedek egyik mikropopulációból a másikba való mozgása biztosítja.

A mikropopulációk példája az erdei egércsoportok (Apodemus sylvaticus) az Urálon túli régió erdőssztyeppén. Ott ezek a rágcsálók háromféle élőhelyen élnek: nyírfaligetekben (47. ábra), szántóföldeken és a tározók partja mentén elterülő bozótosban. Az említett élőhelyekről származó állatok bizonyos morfológiai jellemzőkben különböznek egymástól. Önálló populációkat azonban nem alkotnak, hiszen az egyes állomások egércsoportja a környezeti helyzettől függően csak kölcsönös egyedcserével tartja fenn létét. A vándorlás különösen intenzíven tavasszal és ősszel történik. Általánosságban elmondható, hogy mindhárom csoport olyan szoros kapcsolatban áll egymással, hogy valójában egyetlen, de komplexen szervezett ökológiai populációt képviselnek.

Rizs. 47. Nyírfa karó a nyugat-szibériai erdősztyeppben.

Következésképpen a mikropopulációk egy ökológiai populáció strukturális alegységei. Az élőhely bizonyos sajátosságainak hatásának lenyomatát viselő mikropopulációk leginkább a növényekre és az ülő kisállatokra jellemzőek. Létüket és egységüket úgy tartják fenn, hogy az egyedeket olyan területekről költöztetik, ahol a legkedvezőtlenebb években vagy évszakokban is fennmaradhatnak. Nem ok nélkül nevezik az ilyen jellegű területeket tapasztalati állomásoknak, vagy állomásfoglalásoknak. Nagyon fontos szerepet játszanak az állatok számának helyreállításában a depressziós időszakokban bekövetkezett tömeges elhullásuk után. A tapasztalati szakaszok ismerete nemcsak kognitív célokra, hanem alkalmazott célokra is szükséges, például a káros rovarok és rágcsálók elleni küzdelem tudományos megszervezéséhez. Itt a leghatékonyabb és legolcsóbb az irtásuk.

Gondolj a népességre. Népesség- ez ugyanazon fajhoz tartozó egyedek gyűjteménye, amelyek közös génkészlettel rendelkeznek, egymással kereszteződve, és hosszú ideig egy bizonyos helyen laknak.

A fajok élőhelye időtől és tértől függően változik. Ez számos Ön által ismert környezeti tényezőtől függ. Az éghajlati viszonyokhoz nem alkalmazkodó fajok eltűnnek. Helyüket azok veszik át, akik kitartóbbak és alkalmazkodóbbak. Ugyanazon faj populációi egymástól elkülönülten léteznek, ahogy megjelenik az ökológiai résért folytatott versengés. Ezért ugyanazon faj populációi különböző területeket foglalnak el.

A népesség modern definícióit S. S. Shvarts, A. M. Gilyarov, A. V. Yablokov orosz kutatók munkái fogalmazzák meg. Például S. S. Schwartz (1969) meghatározása szerint a populáció „egy bizonyos faj elemi szervezetcsoportjai, amelyek számukat hosszú ideig fenntartják folyamatosan változó környezeti feltételek mellett”. A. V. Yablokov szerint ezek „egyazon fajhoz tartozó organizmusok csoportjai, amelyek egy bizonyos területen élnek, és közös fejlődési útjuk van”.

A. M. Gilyarov honfitársai elképzeléseit továbbfejlesztve a népesség fogalmának kissé eltérő definícióját adta.

Népesség- ez az azonos fajhoz tartozó, közös génállományú organizmusok gyűjteménye, amelyek hosszú ideig laknak egy bizonyos helyen, és fenntartják a számok fenntartható szaporodását. Egy populáción belül állandó küzdelem folyik a létért, és az azonos fajhoz tartozó egyedek csoportjai elszigetelődnek egymástól. Helyi, ökológiai, földrajzi populációkat alkotnak. A népesség ezen osztályozását a híres orosz tudós, N. P. Naumov vezette be.

A populációnak, mint biológiai egységnek megvan a maga sajátos szerkezete, tulajdonságai és funkciói. A populációszerkezetet az egyedek száma és térbeli eloszlása ​​jellemzi. A populáció funkciói pedig megegyeznek más biológiai rendszerek funkcióival. A populációra jellemző tulajdonságok a növekedés, fejlődés, szaporodás, a folyamatosan változó környezeti feltételekhez való alkalmazkodóképesség és a genetikai jellemzők.

Elemi (helyi) lakosság- azonos fajhoz tartozó egyedek gyűjteménye, amelyek homogén területen kis területeket foglalnak el.

A természetben található elemi populációk száma, a fejlődés alakulása és időtartama a biocenózis körülményeinek összetettségétől és egyszerűségétől, valamint homogenitásától függ.

A természetben a helyi populációk egyedeinek keveredése miatt elmosódnak a határok közöttük.

Ökológiai populáció- helyi populációk halmazaként jön létre. Alapvetően ezek olyan intraspecifikus csoportok, amelyek egy bizonyos biocenózisban léteznek. Például a közönséges mókus széles körben elterjedt különféle erdőtípusokban. Ezért olyan ökológiai populációkat lehet megkülönböztetni, mint a „fenyő” és a „luc”. Gyengén elszigeteltek egymástól, így kevés különbség van köztük.

Földrajzi népesség- ezek olyan ökológiai populációk, amelyek földrajzilag homogén életkörülményekkel rendelkező, nagy területeken élő egyedcsoportot takarnak. A földrajzi populációk viszonylag elszigeteltek egymástól, és termékenységükben, az egyedek méretében, valamint számos ökológiai, fiziológiai, viselkedési és egyéb jellemzőben különböznek. A populáció ilyen hosszú távú elszigeteltsége fokozatosan földrajzi faj kialakulásához vagy a faj új formáihoz vezethet. Az ilyen fajokat általában földrajzi fajnak, fajnak vagy a faj szinonimájaként tekintik. Például a közönséges mókusnak több mint 20 földrajzi populációja ismert. A természetben a populációk határait és méretét nemcsak a lakott terület sajátosságai határozzák meg, hanem magának a populációnak a tulajdonságai is. N. P. Naumov kutatási eredményei azt mutatják, hogy egy faj kis területi csoportokra osztása növeli a fajok diverzitását és gazdagítja génállományát. Következésképpen a természetben nincs abszolút populáció. Ezért az egyes fajok evolúciós fejlődése során a megtelepedés (vándorlás) során folyamatosan keverednek egymással. A növényekben a pollen a szél által nagy távolságra elterjedt. Ennek eredményeként egy fajon belül különböző populációs formák maradnak fenn. Ezért ökológiai szempontból a populációnak még nincs egységes definíciója. S.S. Schwartz meghatározása érdemli meg a legnagyobb elismerést: „A populáció egy fajon belüli csoportosulás, egy faj létezési formája, bizonyos mennyiségi és minőségi paraméterekkel.”

A népességre jellemző főbb mutatók a számok és a sűrűség. A populáció mérete egy adott területen vagy térfogatban található egyedek teljes száma. Az élőlények száma soha nem állandó. Ez az egyének születési és halálozási arányától függ.

Nép sűrűség az egységnyi területre vagy térfogatra jutó egyedszám vagy biomassza határozza meg, például: 150 lucfenyő 1 hektáronként, vagy 0,5 g daphnia 1 m3 vízben.

A népsűrűség a méretétől függően változik. A népsűrűség nem növekszik a végtelenségig, ehhez szükség van a letelepedés lehetőségére vagy a szabad területre. A szétszóródás addig folytatódik, amíg az élőlények akadályba ütköznek. A populációk véletlenszerű, egységes és csoportos eloszlásúak.

VAL VELvéletlenszerű település csak homogén közegre jellemző. Például a kártevők véletlenszerűen terjednek a táblákon, de aztán szaporodva a terjedés csoportossá vagy foltossá válik.

Leggyakoribb csoportos település, és lehet véletlenszerű is. Például egy erdőben a fákat először csoportokban, majd egyenletesen osztják el. A növényekben a terjedés a spórák, magvak és gyümölcsök terjedésével történik, míg az állatokban a terjedés gyors és passzív. Például a rókák, jávorszarvasok és más patás állatok nagyon aktívak. Az ülő állatoknál lassú terjedés következik be.

Az aktívan mozgó szervezetek hatalmas tartományokkal rendelkeznek, a populációk közötti éles határok nélkül, míg az ülő organizmusok éppen ellenkezőleg, egyértelműen elhatárolják a populációkat. Ide tartoznak a kétéltűek, hüllők és puhatestűek. A populáció elterjedési területe az élőlények méretétől, viselkedési aktivitásától, táplálékellátásától és egyéb abiotikus tényezőktől függ. Például rovarokban és lágyszárú növényekben az egyedek száma elérheti a százezreket vagy még többet is. Ezzel szemben a nagyméretű állatok és a nagyméretű fás szárú növények száma és sűrűsége változó, és az emberi tevékenységhez kapcsolódik. Emellett a takarmánytényezők is különleges szerepet játszanak.

A táplálékhozam csökkenése a különböző években hozzájárult a mókusok, mezei nyúlok, csukárok és fácánok populációdinamikájának meredek csökkenéséhez. Ezért a természetben a népesség instabilitása természetes. Egyes esetekben azonban a populáció méretét hirtelen csökkenés vagy növekedés váltja fel. Ezek a folyamatok gyakran előfordulnak a természetben. Előfordulásuknak számos oka van. Ezek lehetnek a faj génállománya, környezeti tényezők, növekedési ütem, versengés, túlzott táplálék stb.

Egy populáció a természetben képes a számok önszabályozására. Minden fajnak megvannak a felső és alsó határai a növekvő számban, amelyeket nem léphet túl. Ezért a populáció mérete optimális szinten marad. Az élőlények számában napi és szezonális ingadozások vannak. Például kis állatok, rágcsálók és egyes madarak esetében a számok ingadozása nagyon jelentős lehet. Így ismert, hogy a rágcsálók száma szezonban 300-500-szor, egyes rovarok száma pedig 1300-1500-szor nő. Az ilyen populációs járványok gyakoriak a sáskák, fertőző betegségek kórokozói, vírusok és baktériumok körében, és óriási károkat okoznak a mezőgazdaságban és az emberi életben.

Az éles népességcsökkenés nem tartós. Egyes esetekben a populáció kihalásához vezetnek. Az élőlények teljes élettartama három típusra oszlik, vagyis az élőlények túlélésének három típusa van (6. séma).

6. séma

én- alacsony mortalitás a fejlődés korai szakaszában, és megnövekedett a későbbi szakaszokban (rovarok, nagy emlősök); II - a várható élettartam stabil (egyes halak, madarak, növények stb.); III - maximális mortalitás a fejlődés korai szakaszában és alacsony felnőttkorban (egyes halak, gerinctelen állatok)

A túlélés három típusa.

A túlélés első típusa főként rovaroknál, nagy emlősöknél, fákon és embereknél figyelhető meg. A maximális halálozás az utolsó évben (időskor) következik be, ahol sok egyén azonos várható élettartammal rendelkezik, és természetesen az első típusú görbe génektől, várható élettartamtól és nemi jellemzőktől függően változik.

A második típus azokra az élőlényekre jellemző, ahol a halálozási arány állandó marad az élet során. Ide tartoznak az édesvízi testek coelenterate organizmusai.

A harmadik típus a legtöbb szervezetre jellemző. Jellemzője az élőlények megnövekedett mortalitása a fejlődés korai szakaszában, például: halak, madarak és számos gerinctelen, amelyeket termékenységükkel különböztetnek meg. A növénypusztulás 90-95%.

Az élőlények túlélési mintáiról kapott adatok nagy szerepet játszanak a hasznos és káros populációfajokkal végzett elméleti vizsgálatok és kísérletek elvégzésében.

A születési és halálozási ráta mellett a migráció nagyban befolyásolja a népesség méretét vagy sűrűségét. A lakosság mindig arra törekszik, hogy kínálatát bővítse. Ez elsősorban a fiatalabb generáció méretétől és sűrűségétől függ. A populáció azonban nem tágíthatja korlátlanul elterjedtségét, korlátozó tényezők vagy az új élőhelyek kedvezőtlen adottságai megakadályozzák.

Vannak stabil, növekvő és csökkenő populációk. A születési és halálozási arányok kiegyensúlyozott intenzitása stabil népességet alkot. Ezenkívül a populáció stabilitása függ a genetikai, történelmi és biológiai feltételektől. A természetben a népesség stabilitása függ a születéstől és a bevándorlástól, a halandóságtól és a kivándorlástól is. Az egyének a bevándorlás során jelennek meg a népességben, és a kivándorlás következtében csökkennek.

Csak e tényezők kiegyensúlyozott kombinációjával alakul ki stabil populáció. A népességfejlődés szerkezetének és mintázatainak ismerete nagy gyakorlati jelentőséggel bír.

Népesség. Elemi népesség. Ökológiai populáció. Földrajzi népesség. Népesség. Nép sűrűség. Véletlenszerű elszámolás. Csoportos betelepítés. A túlélés három típusa.

1. A környezettudósok eltérően vélekednek a népesedési problémákról.

2. A populáció főbb tulajdonságai a térbeli eloszlás, a számok, a sűrűség.

3. A népesség számának ingadozása környezeti tényezőktől függ.

4.;Az élőlények túlélésének három típusa van. A természetben vannak nagy szaporodási potenciállal rendelkező szervezetek (sáskák stb.).

1.Mi az a populáció?

2.Hogyan osztályozzák a populációkat?

3.Mennyire elterjedtek a populációk?

1. Mi a lényege az S. Schwartz, A. Yablokov, A. Gilyarov és N. Naumov által adott populációdefinícióknak?

2. Nevezze meg a lakosság tulajdonságait, és mondja el tartalmukat!

1.Milyen tényezők akadályozzák a populációk széles körű elterjedését?

2. A három túlélési típus közül melyikhez tartozik egy személy?

3. Magyarázza el az ábra segítségével a saiga és a ponty túlélési típusait!

1.Hogyan mozognak a saigapopulációk Kazahsztánban télen és tavasszal? Miért?

2. Hogyan jelentek meg a kulán populációk Kazahsztánban, és mit tud a számukról?