Structura și proprietățile populațiilor
Indicatori ai structurii populațiilor. Ca primul sistem biologic supraorganism, populația are o anumită structură și proprietăți. Structura populației reflectă indicatori precum numărul și distribuția indivizilor în spațiu, raportul dintre grupe pe sexe și vârstă. caracteristicile lor morfologice, comportamentale și altele.
Număr - numărul total al persoanelor din populație. Această valoare se caracterizează printr-o gamă largă de variabilitate. Cu toate acestea, nu poate fi sub niște limite. Reducerea numărului în comparație cu aceste limite poate duce la dispariția populației. Crede „, că în cazul în care numerele de populație mai puțin de câteva sute de persoane, orice cauze accidentale (incendii, inundații, secetă, căderi masive de zăpadă, extrem de frig, și așa mai departe. D.) Poate reduce, astfel încât persoanele rămase nu vor fi în măsură să se întâlnească și să lase urmași. Fertilitatea va înceta să acopere pierderile naturale, iar restul persoanelor vor pierde într-un timp relativ scurt.
Densitate - numărul de persoane pe unitate de suprafață sau volum. În condițiile creșterii densității populației, de regulă, densitatea populației crește; rămân aceleași numai în cazul reinstalării și al extinderii gamei. La unele animale, densitatea populației este reglementată de mecanisme complexe comportamentale și fiziologice.
Structura spațială a populației este caracterizată de particularitățile distribuției persoanelor pe teritoriul ocupat. Este determinată de proprietățile habitatului și de caracteristicile biologice ale speciei. Împreună cu distribuția aleatoare și uniformă în natură, cea mai comună este distribuția în grup. Un grup de animale, făcând eforturi comune, se poate mai ușor să se protejeze de pradă, să caute și să obțină alimente. Viața în familii, cirezi, colonii, haremi conduce, de asemenea, la o distribuție de grup a indivizilor. Structura spațială poate varia în timp; depinde de sezonul anului, de dimensiunea populației, de vârstă și de sex, etc.
Structura sexuală reflectă o anumită proporție a indivizilor masculi și feminini în populație. Mecanismul genetic al determinării sexului oferă o scindare a sex ratio puii de 1: 1. Prin variația viabilității masculine și feminine este raportul intre sexe primar la fertilizarea adesea semnificativ diferit de cel secundar (la naștere - la mamifere) și mai ales de caracteristică terțiară mature persoane fizice. De exemplu, în populațiile umane, raportul de sex secundar este de 100 fete / 106 băieți; la 16-18 ani, raportul este aliniat și devine 1: 1 până la 50 godam- 100 femei / bărbați 85 și 80 de ani, sex ratio devine 2: 1 (100 femei / bărbați 50).
Modificarea structurii sexuale a populației afectează rolul său în ecosistem. deoarece masculi și femele din mai multe specii difera una de alta cu privire la natura puterii, ritmul de viață, comportament și altele. De exemplu, femelele unor specii de țânțari, căpușe și păduchi sunt sânge supt, în timp ce masculii se hrănesc cu suc de plante sau nectar. Preponderența femeilor peste cota de bărbați prevede o creștere mai rapidă a populației.
Structura de vârstă reflectă echilibrul diferitelor grupe de vârstă în populație, în funcție de durata de viață, timpul maturității sexuale, numărul de urmași pe gunoi, numărul de urmași pe sezon, și altele. În cazul în care orice grupă de vârstă este redusă sau crescută, aceasta afectează populația totală. De exemplu, exterminarea în masă a persoanelor fizice mari mature din cauza pescuitului duce la o reducere drastică a populației din cauza Replenish slabe individualități mai tineri. Prin urmare, prezența în populație a unui număr mare de persoane din grupul de vârstă mai tânără atestă bunăstarea sa. În cazul în care, cu toate acestea, populația este dominată de persoane mai in varsta, putem spune cu certitudine că această populație încetează să mai existe.
Structura ecologică indică atitudinea diferitelor grupe de organisme față de condițiile de mediu. De exemplu, populațiile de plante audio individuale diferă într-un număr de caracteristici: .. În dimensiune, numărul de muguri, flori, fructe, semințe, etc. De asemenea, persoane diferite ale aceleiași floare populație asincronă, care promovează mai completeze polenizarea lor (cu insecte înfloresc simultan si intermitent nu poate avea timp sa polenizeze toate florile). Într-o astfel de populație mai puțin riscă să rămână fără semințe, de exemplu, în cazul pe termen scurt congelare (congela doar o porțiune din flori).
Dinamica populațiilor. Teoretic, orice populație este capabilă de o creștere nelimitată a populației, dacă nu este limitată de factorii de mediu (resurse limitate, boli, prădători etc.). Într-un astfel de caz ipotetic, rata de creștere a populației va depinde doar de magnitudinea potențialului biotic inerent fiecărei specii. Potențialul biotic reflectă numărul teoretic posibil de descendenți dintr-o pereche (sau un individ) într-o anumită perioadă de timp, de exemplu, pentru întreg ciclul de viață sau pentru un an.
La diferite specii, magnitudinea potențialului biotic diferă brusc. De exemplu, la mamiferele mari, chiar și în cele mai favorabile condiții, numărul poate crește doar de 1,05-1,1 ori pe an. În multe insecte și crustacee (afide, daphnia), numărul crește de 10 10 10-10 10 ori pe an, iar în bacterii chiar mai mult. Cu toate acestea, în aceste cazuri, în condiții ideale, numărul oricăror populații peste un anumit timp va crește într-o progresie geometrică (Figura 14.2). Creșterea unui număr cu o viteză constantă se numește creștere exponențială. Curba, care reflectă o astfel de creștere a populației, crește rapid abrupța și trece la infinit.
Fig. 14.2 Curbe de creștere exponențială (teoretică) (a) și logistică (reală) (b).
În condiții naturale, creșterea exponențială a populațiilor este extrem de rară. De exemplu, sa remarcat pentru populația unui iepure importat în Australia, unde pentru el existau alimente și resurse spațiale nelimitate, în absența unei influențe restrictive a prădătorilor. Acest tip de creștere se observă și în focarele de salcam, molii țigani și alte insecte. Cu toate acestea, perioadele de creștere exponențială sunt de obicei temporare temporare.
Cu o creștere a densității populației, se observă de obicei o încetinire a creșterii populației, deoarece populația este în condiții cu resurse limitate. De exemplu, animalele cu o densitate mare a populației pot lipsi de hrană, iar plantele încep să se uite între ele sau să nu aibă umiditate. Tipul de creștere a populației cu resurse limitate, caracterizat de o scădere a vitezei cu creșterea densității populației, se numește logistică (vezi figura 14.2).
Modificările generale ale mărimii populației sunt determinate de procese precum fertilitatea, mortalitatea și migrația indivizilor.
Fertilitatea caracterizează frecvența apariției unor noi indivizi în populație. Rata medie a natalității fiecărei specii a fost determinată istoric ca o adaptare pentru a compensa pierderea populației. Distinge fertilitatea absolută și specifică.
Absolut fertilitate - numărul de persoane născute (eclozate, înmugurite etc.) în populație pe unitate de timp. Fertilitatea specifică - numărul de indivizi născuți într-o populație pe unitate de timp per persoană. Indicatorul fertilității specifice vă permite să comparați rata natalității în populațiile cu numere diferite.
Cu cât este mai mare rata natalității, cu atât este mai mare proporția persoanelor care participă la reproducere. cu cât este mai mare fertilitatea, cu atât mai des ciclurile de reproducere urmează reciproc. De obicei, rata natalității în fiecare populație este echilibrată de mortalitatea sa caracteristică.
Mortalitatea caracterizează rata scăderii numărului de populație datorată morții persoanelor de la prădători, boli, paraziți, inferioritate genetică și fiziologică, vârstă înaintată etc.
Numărul populațiilor este, de asemenea, semnificativ afectat de migrația persoanelor.
Migrațiile sunt mișcări naturale ale animalelor între habitatele în mod esențial diferite, spațial deconectate. Asemenea relocări sunt cauzate de schimbările în condițiile de trai în habitate sau de modificările cerințelor animalelor la aceste condiții în diferite stadii de dezvoltare. mișcarea de masă între populațiile de indivizi pot modifica structura și proprietățile de bază (pentru a preveni distrugerea populației pe cale de dispariție, sau invers, să-l aducă la o reducere drastică). De exemplu, expulzarea în masă a animalelor decontate (proteină kedrovok, lemmingi și colab.), La deteriorarea bruscă a condițiilor (secetă, incendii, inundații, și așa mai departe. P.), Suprapopulare ajung adesea pierderea lor masive.
Migrațiile (diurne, sezoniere) permit organismelor să utilizeze condiții optime de mediu în locuri unde reședința lor permanentă este imposibilă. Ele duc la dezvoltarea unor noi biotopuri, extinderea gamei generale a speciilor, schimbul de indivizi între populații, creșterea unității și stabilitatea generală a speciilor, contribuind la succesul luptei pentru existență.
În absența migrației, modificarea dimensiunii populației depinde de raportul dintre fertilitate și mortalitate.
Dacă rata natalității este mai mare decât rata mortalității, atunci populația va crește și, dimpotrivă, va scădea dacă rata mortalității va depăși rata natalității. Astfel, numărul populațiilor în condiții naturale se schimbă în mod constant, deoarece condițiile de mediu se schimbă. Amplitudinea și perioada acestor fluctuații depind de gradul de variabilitate a mediului, precum și de caracteristicile biologice ale unei anumite specii.
Un rol important în reglementarea numărului și densității populației aparține factorilor comportamentali. De exemplu, în populațiile multor rozătoare, o creștere a concentrației sanguine a hormonului adrenalină. observate la o densitate mare a populației, cauzează agresivitate, diverse afecțiuni hormonale (la femei, poate să apară resorbția embrionului). Ca urmare, numărul rozătoarelor scade.
O altă formă de comportament - protejarea unui sit individual (teritorialitate) - are ca scop reglarea dimensiunii. De multe ori, aproape tot teritoriul ocupat de populație, este împărțită în secțiuni individuale, care sunt desemnate în diferite moduri (glande olfactive secrete. Zgârieturile de pe copaci, păsările cântând masculi, urină, și așa mai departe. N.). Marcarea și protejarea parcelelor care nu permit reproducerea pe acestea a persoanelor fizice "străine" conduce la utilizarea rațională a teritoriului. Excesul de populație nu se înmulțește sau este forțat să se mute din spațiul ocupat.
Există o serie de alte mecanisme stabilite istoric care întârzie creșterea populațiilor și, prin urmare, asigură durabilitatea acestora. Acestea includ interacțiunile chimice ale indivizilor (de exemplu, mormolocii secretă în substanțe de apă care întârzie creșterea altor tampoane); schimbări în fiziologie și comportament cu creșterea densității, ceea ce duce la manifestarea instinctelor de migrație în masă; răspândirea bolilor (probabilitatea de transmitere a infecțiilor crește odată cu creșterea densității populației), etc.
Astfel, datorită unei varietăți de mecanisme, domeniul de aplicare al tuturor schimbărilor diurne, sezoniere și anuale ale abundenței și nivelului densității populației, de regulă, este mai puțin posibil decât teoretic, ceea ce corespunde realizării întregului potențial biotic. Suprapopularea este întotdeauna nefavorabilă pentru orice specie, deoarece poate duce la o subminare rapidă a resurselor de mediu, la o lipsă de alimente, la adăposturi, la spațiu, ceea ce duce, în mod inevitabil, la o slăbire generală a populațiilor.
Trimiteți-le prietenilor: