Индекс численности популяции

Численность и плотность популяции. Рост численности плотности популяции

Индекс численности популяции

Популяция – это группа организмов одного вида, которые длительное время занимают одну и ту же территорию, то есть ареал обитания. Этот термин используется в биологии, экологии, медицине и в других науках.

Плотность популяции

Под этим понятием подразумевается число организмов, будь то животные, рыбы или растения в расчете на какую-либо взятую единицу объема или площади территории, где проживает данная популяция.

Под “объемом” может подразумеваться объем воды, воздуха или же почвы, под “площадью территории” – площадь водоема или поверхности земли. Плотность населения зависит от многих факторов: благоприятен ли климат, широк ли ареал распространения, а так же есть ли на данной территории представители иных популяций и насколько тесные контакты происходят между видами двух и более общностей.

Самый банальный пример: плотность популяции зайцев зависит от размера лесной зоны, где удобно добывать пищу.

Если в этой местности появляется стая волков, то зайцы, спасаясь от них, стараются расширить ареал своего обитания – уйти туда, где контакта с враждебной им популяцией можно будет избежать.

Значит, чем шире ареал обитания, то есть – заселяемая территория, тем меньше плотность сообщества. Опять же, это не работает, если вместе с местом обитания увеличивается и численность населения.

Не зря как пример была взята именно плотность популяции животных. Они, пожалуй, самые мобильные особи.

За счет постоянного поиска добычи, удобных мест для кормежки, или же наоборот, бегства от хищников, животные считаются самыми мигрирующими на Земле.

Безусловно, для каждой популяции нужен свой подходящий климат и ареал обитания, именно поэтому слоны не приходят в Сибирь, а пингвины не заходят в гости в Азию. Но внутри своего ареала обитания животные находятся в постоянном движении.

Численность популяции

Это понятие обозначает общее количество особей того или иного вида, популяции на земле, в воде и в воздухе. То есть в данном случае за ареал обитания принимают не ограниченный участок, например, суши или водоема, но всю Землю, весь Мировой океан в целом.

Численность популяции зависит от разницы между смертностью и рождаемостью тех или иных особей одного вида. Если за определенный период времени рождаемость выше, чем смертность, численность конкретно рассматриваемой популяции растет, если рождаемость ниже – падает.

Пожалуй, именно в этом и заключается главное различие между численностью популяции и плотностью популяции.

Если первое зависит от многих внешних факторов, будь то климат, чрезвычайные ситуации и природные катаклизмы, или даже вмешательство человека, то плотность зависит во многом от численности, а потом уже от всего остального.

Видовая популяция

Вид – это основная и самая первая структурная единица в системе живых организмов. Здесь особи способны к взаимному скрещиванию, которое дает плодовитое потомство. Распространен вид в определенном ареале обитания и подвержен влиянию внешней среды.

Сейчас число описанных различных живых организмов, обитающих на земле, в воде и в воздухе, насчитывает почти два миллиона. Общее же число проживающих видов – около девяти миллионов.

Число вымерших за все время существования планеты по подсчетам ученых – почти полмиллиона.

Видовую популяцию образуют отдельные индивидуумы. Они способны к взаимоотношениям, скрещиванию, совместному обитанию в определенном ареале.

Жизнеспособность видов зависит от многих факторов, среди которых можно выделить такие как климат и наличие конкурентов, то есть еще как минимум одного вида, проживающего на той же территории и способного бороться за пищу с соседями.

Плотность видовых популяций на территории Земли весьма неоднородна, особенно это касается животных.

Если у птиц весьма распространена миграция, например, на холодный сезон, а рыбам легче сменить ареал обитания, дрейфуя по Мировому океану, то животные очень зависимы от климата и рельефа территории, где они проживают. “Удобные” участки земной поверхности заселены весьма плотно, а вот в полосе вечной мерзлоты могут выжить только отдельные виды животных.

Особь

Особь – это организм или индивид, имеющий свойства, отличающие его от неживой материи: обмен веществ, способность к размножению, сохранение наследственности и передача ее потомкам. Из особей формируется вид, соответственно, и видовая популяция.

Иногда особи различных видов могут скрещиваться между собой. Например, тигрицы могут спариваться как с самцами-тиграми, так и с самцами-львами, при этом производить потомство.

Еще один пример, но уже при вмешательстве человека – это скрещивание различных видов растений, фруктов, даже животных для получения чего-то нового, например, в качестве попытки приспособить какой-либо вид для жизни в иных условиях.

Плотность популяции особей такого вида, то есть смеси, невелика, так как это скорее исключение, чем правило.

Естественный и “неестественный” отборы

Если раньше существовал лишь естественный отбор, то сейчас в связи с развитием таких наук, как генетика и селекция, ученые занимаются выведением различных видов в очень больших масштабах.

Это способствует тому, что происходит рост численности, плотности популяции, например, каких-то животных или же редких растений, которые помещают в иную среду обитания для облегчения условий жизни и размножения.

К сожалению, получается это не везде и не всегда, примером тому может служить “Красная книга”, объем которой не уменьшается, как можно было бы ожидать, а увеличивается. Еще один минус такого вмешательства человека в жизнь природы – это то, что особи, выращенные в неестественных условиях, могут жить только под опекой – в зоосадах, лабораториях.

Популяции животных

Прежде чем говорить о той или иной популяции животных, надо уточнить, какой образ жизни ведут ее представители. Какие-то виды компонуются в группы лишь случайно или же для размножения, другие ведут стадный, групповой образ жизни, перемещаясь по всему ареалу обитания только вместе.

Образ жизни, прежде всего, зависит от двух факторов. Первый – это климатические условия. В пустынях, где мало воды и жаркий климат, жить одному легче, нет необходимости делить воду с представителями своего вида.

В холодных климатических поясах, например, на полюсе, лучше находиться в группе.

Вспомните пингвинов, которые выживают в холодном климате не только за счет “теплой шубы”, но и за счет взаимодействия, обогревая друг друга.

Второй фактор – это наличие хищных соседей других видов, которые могут посягнуть на территорию, пищу и воду и даже на саму жизнь особи. Конечно, группой в таких условиях жить легче – проще отбиваться, заранее узнавать об опасности.

Есть даже виды, которые ведут “дружелюбное соседство” с целью защиты от более хищных соседей. Например, соседство антилоп, зебр и жирафов. Последние за счет роста, видя притаившихся львов, поднимают тревогу, предупреждая об опасности всех остальных.

Плотность популяции животных зависит именно от этих двух факторов – климата и наличия “соседей”.

Изменение плотности и численности популяции

Выше мы выяснили, что популяция – это особи одного вида, которые связаны между собой не принадлежностью к одной стае, стаду, прайду и так далее, а общими признаками, выделяющими этот вид из всех остальных. Именно они, так или иначе, влияют на колебания численности и плотности проживания.

Обычно выделяют три типа зависимости численности популяции от ее плотности.

Первый: рост численности иногда начинает снижаться с увеличением плотности. При этом ареал обитания данной общности должен оставаться неизменным. Это процесс “саморегулирования”.

Чтобы не случилось перенаселения определенной местности, вид сам отслеживает нужное ему количество особей.

“Излишек” иногда уничтожается весьма жестоким способом, например, взрослые окуни питаются своим потомством, если его рождается слишком много.

Второй тип обычно наблюдается у видов, живущих группами. При средней плотности заселения своего ареала у популяции достигается пик роста численности. Неудивительно, всем хватает места, воды и пищи.

А вот третий тип “вытекает” из первого. Это более резкая его форма. Когда достигается пик численности популяции, перенаселение ареала обитания, начинается смена самого ареала. Иными словами – миграция, а значит, попытка приспособиться под новые условия жизни, необратимая гибель многих представителей данного вида и, соответственно, резкое снижение численности популяции.

Влияние “извне”

Все, что было названо выше – это естественное влияние на численность и плотность популяции. Сейчас мы поговорим о неестественном влиянии, которое невозможно предугадать или остановить. Это воздействие на определенный вид каких-либо внешних факторов.

Помните из школьного курса, от чего умерли динозавры? Правильно, падение метеорита и наступивший Ледниковый период. Или, например, сильнейшее наводнение в начале XXI века Индийского океана, пострадали не только люди и города, но и животные. Сюда же мы отнесем вирусы и болезни, вмешательство человека в природу и тому подобное.

Вот это и есть неестественное влияние на динамику численности и плотности популяции.

Проблемы популяций

Как ни странно будет звучать, но проблема у человечества и любого вида на Земле одна – перенаселение. Конечно, прежде всего, вопрос перенаселения Земли касается людей.

При плохом варианте развития событий человечество сможет “вытеснить” животных с планеты, а вот они заставить подвинуться нас – нет. Ресурсы, будь то вода, лес или минералы, почти исчерпаны.

С каждом годом темп потребления их растет, а значит, меньше остается тем, кто не обладает возможностями человечества, то есть животным, рыбам и птицам.

https://www.youtube.com/watch?v=zyYf6go-qJE

Отслеживать и регулировать плотность населения популяции человека можно, но хотелось бы, чтобы происходило это не насильственным, а вполне естественным путем. Но вот как? На этот вопрос искать ответ ученым.

Источник: https://FB.ru/article/336088/chislennost-i-plotnost-populyatsii-rost-chislennosti-plotnosti-populyatsii

Экология популяций – ЕГЭ для VIP

Индекс численности популяции

6 января, 2020| Админ|

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
Раздел 8. Экология и учение о биосфере. Глава 8.2. Экология популяций.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

8.2.1. Понятие популяции

Вид — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, приспособленных к определённым условиям жизни и занимающих в природе определённую область (ареал). Виды часто занимают большой ареал, в пределах которого особи распределены неравномерно, группами — популяциями. Целостность вида поддерживается связями между популяциями.

Популяция — совокупность особей одного вида, которая длительно существует в определённой части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида.

Контакты между особями одной популяции чаще, чем между особями разных популяций. Например, уровень панмиксии (свободного скрещивания) внутри популяции выше, чем между особями разных популяций.

Таким образом, популяция является структурной единицей вида.

Пространство, на котором популяция (или вид в целом) встречается в течение всей своей жизнедеятельности, называется ареалом — областью распространения.

Ареал может быть сплошным или разорванным (дизъюнктивным), если между его частями возникают различные преграды (водные, орографические и др.), пространства, не заселённые представителями данного вида.

Выделяют различные центры ареалов: геометрический центр; центр возникновения вида и пределах ареала; центр обилия — часть ареала, на которой сосредоточено наибольшее количество особей.

В зависимости от величины ареала и характера распространения различают космополитов, убиквистов, эндемиков (табл. 8.11).

Таблица 8.11. Классификация организмов
по величине ареала и характеру распространения

В отношении животных также различают трофический и репродуктивный ареалы, между которыми существует связь в виде путей пролёта для птиц или путей миграции для некоторых млекопитающих и рыб.

8.2.2. Статические и динамические показатели популяции

Популяции, будучи групповыми объединениями, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи: численность, плотность, рождаемость, смертность, скорость роста и др. Кроме того, популяции свойственна определённая организация: половая, возрастная, генетическая, пространственно-этологическая и другие структуры.

Количественные показатели (характеристики) популяции можно разделить на статические и динамические. Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени.

Основные из них: численность, плотность, а также показатели структуры. Динамические показатели популяции отражают процессы, протекающие в популяции за определённый промежуток времени.

Основные из них: рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

   Статические показатели популяции

Численность — число особей в популяции. Численность популяции может значительно изменяться во времени. Она зависит от биологического потенциала вида и внешних условий.

Плотность — число особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объёма.

Структурная организация популяции — соотношение групп особей по полу, возрасту, размеру, генотипу, распределение особей по территории и т.д.

Выделяют различные структуры популяции: половую, возрастную, размерную, генетическую, пространственно-этологическую и др.

Структура популяции формируется, с одной стороны, ни основе общих биологических свойств вида, с другой — под влиянием факторов среды, то есть имеет приспособительный характер.

Половая структура (половой состав) — соотношение особей мужского и женского пола в популяции. Половая структура свойственна только популяциям раздельнополых организмов.

Теоретически соотношение полов должно быть одинаковым: 50 % от обшей численности должны составлять мужские особи, а 50% — женские особи.

Фактическое соотношение полов зависит от действия различных факторов среды, генетических и физиологических особенностей пища.

Различают первичное, вторичное и третичное соотношения. Первичное соотношение — соотношение, наблюдаемое при формировании половых клеток (гамет). Обычно оно равно 1:1. Такое соотношение обусловлено генетическим механизмом определения пола. Вторичное соотношение — соотношение, наблюдаемое при рождении. Третичное соотношение — соотношение, наблюдаемое у взрослых половозрелых особей.

У человека во вторичном соотношении преобладают мальчики, в третичном — женщины: на 100 девочек рождается 106 мальчиков, к 16-18 годам из-за повышенной мужской смертности это соотношение выравнивается и к 50 годам составляет 85 мужчин на 100 женщин, а к 80 годам — 50 мужчин на 100 женщин.

У некоторых рыб (р. Пецилия) различают три типа половых хромосом: Y, X и W. Из них Y-хромосома несёт гены мужского пола, Х- и W-хромосомы — гены женского пола, но разной степени мощности». Если генотип особи имеет вид YY, то развиваются самцы, если XY — самки, если же WY, то в зависимости от условий среды развиваются половые признаки самца или самки.

В популяциях меченосцев соотношение полов зависит от значения pH среды. При рН=6,2 количество самцов в потомстве составляет 87-100%, а при рН=7,8 — от 0 до 15%.

Возрастная структура (возрастной состав) — соотношение в популяции особей разных возрастных групп. Возрастной состав определяется рядом свойств и особенностей вида: время достижения половой зрелости, продолжительность жизни, длительность периода размножения, смертность и др.

В зависимости от способности особей к размножению различают три группы: предрепродуктивную (особи, ещё не способные размножаться), репродуктивную (особи, способные размножаться) и пострепродуктивную (особи, уже не способные размножаться).

Возрастную структуру популяции иллюстрируют при помощи возрастных пирамид (рис. 8.7). В зависимости от соотношения в популяции количества особей разных возрастных групп различают три основных типа популяций: растущие, стабильные и сокращающиеся популяции.

Рис. 8.7. Типы популяций в зависимости от соотношения в них количества особей разных возрастных групп: 1 — растущая; 2 — стабильная; 3 — сокращающаяся (различная штриховка — разные возрастные группы)

Пространственно-этологическая структура — характер распределения особей в пределах ареала. Она зависит от особенностей окружающей среды и этологии (особенностей поведения) вида.

Различают три основных типа распределения особей в пространстве: равномерное, неравномерное и случайное (табл. 8.12, рис. 8.8).

Таблица 8.12. Типы распределения особей в пространстве

Рис. 8.8. Основные типы распределения особей в пространстве: а — равномерное; б — групповое; в — случайное

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых. Оседлый образ жизни имеет ряд биологических преимуществ, таких как свободная ориентация на знакомой территории при поиске пищи или укрытия, возможность создать запасы пищи (белка, полевая мышь). К его недостаткам относится истощение пищевых ресурсов при излишне высокой плотности популяции.

По форме совместного существования животных выделяют одиночный образ жизни, семейный, колониями, стаями, стадами.

   Динамические показатели популяции

Рождаемость (скорость рождаемости) — число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени в результате размножения.

Смертность (скорость смертности) — число особей, погибших в популяции за единицу времени (от хищников, болезней, старости и других причин). Смертность — величина, обратная рождаемости.

Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Скорость роста популяции может быть положительной, нулевой и отрицательной.

Она зависит от показателей рождаемости, смертности и миграции (вселения — иммиграции и выселения — эмиграции).

Увеличение (прибыль) численности происходит в результате рождаемости и иммиграции особей, а уменьшение (убыль) численности — в результате смертности и эмиграции особей.

Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции (рис. 8.9). Существуют две основные модели роста популяции: J-образная и S-образная (табл. 8.13).

Рис. 8.9. Кривые роста численности популяций: 1 — J-образная кривая; 2 — S-образная (логистическая) кривая; К — ёмкость среды

Таблица 8.13. Характерные особенности
J- и S-образных моделей роста популяции

8.2.3. Экологические стратегии

Выживаемость — абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей), сохранившихся в популяции за определённый промежуток времени:

Z = n/N- 100%,

где Z — выживаемость, %; n — число выживших; N — исходная численность популяции.

Выживаемость зависит от возрастного и полового состава популяции, действия тех или иных факторов среды и др. Выживаемость можно выразить в виде кривых выживания. Кривые выживания отражают, как по мере старения снижается численность (побей одного возраста в популяции. Различают три основных типа кривых выживания (табл. 8.14; рис. 8.10).

Рис. 8.10. Кривые выживания: I — кривая дрозофилы; II — кривая гидры; III — кривая устрицы

Таблица 8.14. Типы кривых выживания

Комплекс свойств популяции, направленных на повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется экологической стратегией выживания. Выделяют два типа экологических стратегий: r-стратегия и К-стратегия (табл. 8.15).

Таблица 8.15. Характерные особенности r- и К-видов

8.2.4. Регуляция численности популяции

Гомеостаз популяции — поддержание определённой численности (плотности). Изменение численности зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных. Однако всегда можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию особей и т.д.

На рисунке 8.11 показано, как поддерживается гомеостаз популяции, регулируемый доступностью пищевых ресурсов.

Рис. 8.11. Гомеостаз в популяции животных, регулируемый доступностью пищевых ресурсов

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности, к ним относятся биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с изменением плотности, это абиотические факторы.

Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности. Выделяют три механизма торможения роста численности популяций:

  • при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;
  • при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается;
  • при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для реализации возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности популяций многих видов.

Причины этого — в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращении ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они необходимы для её нормального развития.

В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям.

Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издаёт «Красную книгу», где регистрирует следующие виды: исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределённые. Также там содержится «чёрный список» безвозвратно исчезнувших видов.

В целях сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяции: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты п отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки леса и др.

В то же время деятельность человека создаёт условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т. д.

ВСЕ РАЗДЕЛЫ СПРАВОЧНИКА

Материалы для подготовки к ЕГЭ. Онлайн-Справочник по биологии.
8.2. Экология популяций

Источник: https://egevip.ru/jekologija-populjacij/

Ваш лекарь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: