Популяции
Дисциплина «Экология»
Популяции
ПОПУЛЯЦИИ
- « Популюс » по-латыни — « народ », и в точном переводе слово «популяция» означает « население вида на какой-либо территории».
Любой вид — это большая популяция и , в свою очередь, состоит из более мелких популяций, так как вид неоднородно распределён в пространстве.
В пределах занимаемой видом общей территории — ареала — встречаются места как более пригодные, так и малоподходящие для жизни.
Озерный окунь, белки в лесах Белоруссии и Дальнего Востока
Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям . Поэтому любой широко распространённый вид экологически неоднороден.
Взаимоотношения особей внутри популяции
У некоторых видов все особи живут поодиночке , независимо друг от друга, лишь изредка встречаясь для размножения (например, жуки-жужелицы или некоторые пауки).
Другие образуют в неблагоприятные периоды скопления , вместе переживают зиму или засуху в подходящих условиях (божьи коровки).
У третьих создаются временные или постоянные семьи, объединяющие родителей и потомство.
Есть виды, у которых в пределах популяций особи объединяются в крупные группы, — стаи, стада, колонии, где совершают совместные действия (защиту, миграции, добывание пищи).
В популяциях встречаются все типы биотических связей, характерные для разных видов, но наиболее распространены два прямо противоположных: конкурентные и взаимовыгодные (мутуалистические) отношения.
Землеройка с выводком
Колония пингвинов
Численность, плотность и структура популяций
- Численность популяции
- Плотность популяции - это число особей, приходящихся на единицу пространства , которую мы выбираем для учёта
- Структура популяции - соотношение особей разного пола или разного возраста
Популяции характеризуются прежде всего количественными показателями.
Основные процессы, происходящие в популяции
- Рождаемость
- Смертность
- Вселение (иммиграция)
- Выселение (эмиграция)
Рождаемость — это число особей, родившихся в популяции за месяц, год или десятилетие, смертность — число особей, погибших за это же время.
Человек в своей конкретной практике имеет дело не с отдельными особями или целыми видами, а именно с популяциями растений, животных и микроорганизмов .
ПОПУЛЯЦИИ
Среди глубоководных рыб-удильщиков существуют необычайные для позвоночных животных связи между самцами и самками по типу паразит—хозяин. Маленький самец сначала прикрепляется к телу взрослой самки зубами, а затем полностью прирастает к ней. Его челюсти, зубы, глаза и кишечник редуцируются, кровеносные сосуды соединяются с кровеносными сосудами самки, и он превращается в её придаток. Сохраняются лишь собственные жабры и половая система. Карликовые самцы, паразитирующие на самках, встречаются также у некоторых донных беспозвоночных животных.
Глубоководная рыба-удильщик: самка ( А ) и приросший к ней карликовый самец
ПОПУЛЯЦИИ
Зайцы-беляки , обитающие в районе Верхоянска , отличаются от своих собратьев из популяций, населяющих районы Средней Волги , целым рядом особенностей. У них разный состав пищи: южные грызут преимущественно лиственные породы, северные — больше хвойные, ягодные кустарнички и травы. Из-за более грубых кормов у них вдвое больше длина слепой кишки . В северных популяциях сокращён период размножения , самки дают только один приплод за лето, а приволжские зайцы — два-три. Возрастной состав популяций разный.
ПОПУЛЯЦИИ
- Скорость расселения вида можно характеризовать средним расстоянием между местом рождения и местом размножения большинства членов популяции. Для ежа обыкновенного оно составляет в разных условиях от 200 до 1000 м, для крота — 170 м, зайца-беляка — 400 м , зайца-русака — 3 км, белки обыкновенной — 7 км, соболя — 19 км. Некоторые перелётные птицы могут размножаться за 1—1,5 тыс. км от места рождения.
- У растений распространяются семена, пыльца, споры .
- За счёт постоянно протекающего расселения молодых, а у некоторых видов — взрослых особей осуществляется связь различных популяций и освоение новых территорий .
ПОПУЛЯЦИИ
Шимпанзе живут в тропических лесах Африки группами до 28 особей и связаны сложными родственными отношениями. Один из самцов , обычно наиболее сильный и опытный, является вожаком, его слушаются все остальные . Положение особи в группе обычно определяется её полом и возрастом. Устанавливается сложная система отношений соподчинения. Она проявляется в основном в распределении пищи . Шимпанзе — очень шумные, но мирные обезьяны. Проявления агрессии у них сравнительно редки. Мать долго заботится о детёныше, ей помогают его старшие братья и сёстры. Шимпанзе стремится к обществу других. Он может покинуть свою группу и присоединиться к соседней. Иногда шимпанзе охотятся поодиночке на животных среднего размера: мартышек, молодых антилоп и других. На делёж добычи собираются все, и практически каждый получает свою часть по эстафете от старших к младшим в соответствии со своим положением в группе.
ПОПУЛЯЦИИ
- Наземные улитки из рода цепея всю жизнь проводят на участке в несколько десятков квадратных метров . Для них труднопреодолимы сухие пространства даже небольшой протяжённости. Вид распадается на множество мелких популяций, которые развиваются только в достаточно влажных местообитаниях .
- Волки, лоси, северные олени — подвижные крупные животные, активно передвигающиеся по территории с разнородными условиями . В пределах таких видов вычленяется меньшее число популяций , каждая из которых обычно связана с обширным пространством между какими-либо географическими границами.
- У перелётных птиц и других мигрирующих животных популяции выделяются по местам их размножения . На зимовках могут скапливаться
представители различных популяций.
З А Д А Н И Я
1. Рассчитайте смертность во время спячки в двух популяциях малого суслика . В первой из них плотность популяции перед впадением в спячку составляла 160 зверьков на 1 га, выжило 80, во второй — соответственно 90 и 56.
На каком участке смертность оказалась выше и чем можно это объяснить, если принять во внимание, что запас кормов, приходящихся на гектар, на обоих участках был одинаков?
Смертность 50% и 62,2%
З А Д А Н И Я
2. В пахотной почве число дождевых червей , обнаруженных на восьми учётных площадках размером 50 x 50 см каждая, составляло 80 экземпляров. После применения гербицида — химического средства борьбы с сорняками — сделали учёты на десяти таких же площадках и обнаружили в сумме 25 червей. Какова плотность популяции в расчёте на квадратный метр до и после использования гербицида?
На 1 квадратный метр - 5 и 1,56
Описание полового и возрастного состава популяций называют демографией (« демос» — народ, население , «графо» — пишу, описываю).
Возрастные пирамиды растущей и сокращающейся популяции медоносной пчелы
Возрастные пирамиды у чаек и полёвок (разные популяции)
Анализ возрастного и полового состава популяций — необходимое условие для прогноза численности тех видов , которые мы используем в дикой природе, разводим или с которыми боремся, планирования строительства школ, детских садов, поликлиник.
Демография
В популяциях мышевидных грызунов сложность возрастной структуры закономерно возрастает от весны к осени . Весной обычно представлены перезимовавшие , ещё не размножавшиеся особи. Они дают два-три приплода за лето и к осени отмирают . Особи первого приплода размножаются этим же летом и также отмирают к зиме, а их потомство и потомство от второго-третьего приплода родителей перезимовывают и размножаются только на второй год. Таким образом, популяция гораздо более разнородна в конце лета, чем весной или поздней осенью.
Рост численности и плотность популяций
ёмкостью среды – это р есурсы, за счёт которых существуют виды (пища, убежища, подходящие места для размножения и т. п.)
Еловый лес — более ёмкая среда для белок , чем смешанный, с берёзами.
Рост численности одного из видов амбарных жуков в пшенице
Рост численности и плотность популяций
Теоретически возможная (I) и реальная (II) кривая роста популяции при освоении нового местообитания
Безграничный рост численности гибелен для любого вида, так как приводит к подрыву его жизнеобеспечения.
- Внутривидовые отношения и есть тот механизм, посредством которого обеспечивается саморегуляция численности популяций у пределов ёмкости среды, а у более высокоорганизованных видов даже иногда задолго до действительного исчерпания ресурсов.
Уменьшение числа стволов деревьев с возрастом древостоя (самоизреживание)
Территориальное поведение
самцов антилопы
Каждый вид реагирует на повышение плотности по-своему. Но результат при этом возникает один и тот же: снижение численности на занимаемой территории в данном или следующих поколениях, если популяции угрожает перенаселение.
Самец колюшки защищает свою гнездовую территорию от другого самца
Жуки-короеды , как, например, большой лиственничный короед , издают запах , привлекающий других особей на ослабленное дерево. Дерево ослабевает и перестаёт выделять губительную для жуков смолу . Однако слишком сильного запаха своего вида жуки не выносят , и, когда плотность популяции оказывается чрезмерно высокой, часть короедов начинает покидать дерево. Этим предотвращается перенаселение, при котором личинкам не хватило бы луба для питания и развития.
В таёжных лесах часты вспышки размножения бабочек сибирского шелкопряда , гусеницы которых оголяют хвойные деревья. В период подъёма численности плодовитость самок более 300 яиц . Число гусениц на одно дерево пихты может достигать 20 тыс . В период наиболее высокой плотности популяции плодовитость самок падает до 100 яиц , выживаемость личинок снижается в 2,5 раза, доля самцов увеличивается до 70 и более процентов и начинается разлёт бабочек на большие расстояния, иногда более чем на 100 км. Среди мигрантов преобладают самки.
Вспышка численности сибирского шелкопряда
Некоторые виды саранчи существуют в двух разных формах: одиночной и стадной . При увеличении плотности популяции одиночная форма через несколько линек превращается в стадную. Они отличаются внешне, а также по поведению настолько, что ранее их принимали за разные виды .
В одиночной форме саранча живёт оседло и питается умеренно. Стадная форма отличается прожорливостью, беспокойством и стремлением к перемене мест. Сначала саранча передвигается большими группами по земле, а после того, как окрылится, поднимается и летит огромными тучами на расстояния в сотни и тысячи километров от мест рождения. Тем самым снимается угроза перенаселённости этих мест.
Размеры стай перелётной саранчи фантастические, некоторые стаи достигали многих миллионов тонн веса.
Одиночная ( 1 ) и стадная ( 2 ) формы перелётной саранчи. В стадной фазе практически отсутствует половой диморфизм
Численность популяций и её регуляция в природе
Выделяют три типа популяционной динамики : стабильный, изменчивый и взрывной.
Стабильным считается ход численности при изменениях всего в несколько раз, изменчивым — при колебаниях в десятки раз, а взрывная динамика характеризуется периодическим превышением обычной численности в сотни и тысячи раз.
Отношений хищник—жертва
Ч. Элтон(1900—1991)
выдающийся английский эколог, основоположник экологии популяций
Виды насекомых, ставшие опасными вредителями сельского хозяйства : 1 — шведская муха; 2 — озимая совка; 3 — гессенский комарик; 4 — луговой мотылёк; 5 — жук-кузька; 6 — клоп вредная черепашка; 7 — хлебный пилильщик; 8 — злаковая тля
Взрывы численности пустынной саранчи в Азии в течение XIX столетия
Английский эколог Чарлз Элтон впервые обобщил наблюдения и описал взрывы численности завезённых видов, которые он назвал «экологическими нашествиями».
Примером такого нашествия является распространение в Северной Америке и Европе колорадского жука . Этот вид родом из Мексики . Впервые его массовое размножение было описано в американском штате Колорадо , откуда он и получил своё название.
В Европе первые особи были замечены в 1922 г. на побережье Франции . С этого времени началось неуклонное продвижение его на восток, вплоть до европейской части нашей страны. Жук стал опасным вредителем картофеля, способным полностью уничтожить его урожай. Основные методы борьбы с ним в настоящее время — химические.
