Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>> Біологія: Популяція. Структура популяції

Популяція. Структура популяції.

Пригадайте:

Що таке вид і популяція?

Що таке екологічна характеристика виду?

Кожен вид організмів у процесі свого історичного розвитку пристосовується до певних умов існування, що визначає його ареал. Взаємодія популяцій виду з усім комплексом екологічних факторів певного середовища існування, в тому числі з популяціями інших видів, визначає місце його популяцій у системі біогеоценозу - екологічну нішу.

Екологічна ніша - це просторове і трофічне положення популяції певного виду в біогеоценозі, комплекс його взаємозв'язків з іншими видами і вимог до умов довкілля. Екологічна ніша популяції певного виду в даному біогеоценозі визначається як абіотичними факторами, так і біотичними (взаємодіями з популяціями інших видів). Від біотичних факторів залежить, наскільки екологічні можливості певного виду будуть реалізовані в умовах конкретного біогеоценозу. Чим ближчі екологічні ніші популяцій різних видів в одному біогеоценозі, тим гостріша між ними конкуренція за ресурси. Внаслідок такої конкуренції або один вид витискує інший з даного біогеоценозу, або їхні вимоги до умов довкілля (характеру їжі, просторового розміщення, часу розмноження тощо) змінюються (мал. 127).

Наприклад, ярусне розташування різних видів рослин у біогеоценозі знижує їхню конкуренцію за світло.

Популяції видів із широкими екологічними можливостями в різних біогеоценозах можуть займати різні екологічні ніші. Сукупність екологічних ніш, які займають різні популяції певного виду в різних біогеоценозах, становить екологічну характеристику виду.

Поняття екологічна ніша не слід плутати з місце-існуванням виду. Місцеіснування виду - це частина простору в біогеоценозах, заселена популяціями даного виду, яка забезпечує їх потрібними ресурсами.

Що таке життєві форми організмів?

Пристосування еукаріотичних організмів до певних умов середовища неодмінно позначається на їхній будові та процесах життєдіяльності. Так виникають морфофізіологічні адаптації, які сприяють успішному здійсненню життєвих функцій і виживанню організмів кожного виду.

Якщо організми віддалених систематичних груп мешкають у подібних умовах, у них можуть формуватися і подібні адаптації. Наприклад, ласти китоподібних і ластоногих (ссавців, які пристосувалися до життя у водному середовищі) зовні нагадують плавці акул (хрящові риби). Тип морфофізіологічних пристосувань організмів до умов середовища і певного способу життя називають життєвою формою. Життєва форма свідчить про спосіб життя виду і є одиницею екологічної класифікації організмів.

У тварин класифікація життєвих форм залежить від того, який критерій покладено в її основу (тип живлення, характер місцеіснування тощо).

Наприклад, серед ссавців можна виділити такі життєві форми: наземні (коні, зебри, вовки), підземні, або землериї (кріт, сліпак), деревні (білки), повітряні (кажани), водяні (китоподібні, ластоногі).

У рослин життєва форма - це насамперед їхній зовнішній вигляд, який відображає характер пристосованості до умов середовища. Так, у вищих рослин, виділяють такі життєві форми: дерева, кущі, напівкущі, трави (мал. 128).

Серед цих життєвих форм незалежно один від одного можуть виникати ліаноподібні форми, сукуленти (багаторічні рослини із соковитим стеблом або листками), сланкі форми та ін.

Яка структура виду?

На території, яку займає вид, окремі особини зібрані в більш-менш відмежовані одна від одної групи - популяції. Популяція (від лат. популюс - народ, населення) - сукупність особин одного виду, які тривалий час мешкають у певній частині його ареалу частково чи повністю ізольовано від інших подібних угруповань.

Існування виду в формі популяцій пов'язане з нерівномірністю розподілу сприятливих умов існування по його ареалу. Наприклад, білка звичайна поширена в Євразії, але мешкає лише в лісах певних типів, які розділені іншими рослинними угрупованнями, річками, горами. Тому кожен із таких лісів має одну або кілька популяцій білки. Отже, чим різноманітніші умови існування на території поширення виду, тим більшою буде кількість популяцій, з яких він складається.

Ступінь відокремленості популяцій може бути різним. За значних географічних перешкод популяції одного виду можуть бути повністю відокремлені одна від одної (наприклад, популяції риб з різних озер). Якщо ж умови існування на території поширення виду відносно однорідні, то окремі популяції можуть бути відокремлені нечітко (популяції гризунів, які мешкають у степах і пустелях).

Популяція як структурна одиниця виду характеризується певними показниками. Так, кожна популяція має певну чисельність, тобто кількість особин, які її складають. Кожна популяція в біогеоценозі займає певну площу або об'єм (популяції мешканців водойм). Густота популяції визначається середньою кількістю особин, що припадає на одиницю площі або об'єму. Біомаса - це маса особин у перерахунку на одиницю площі або об'єму. Народжуваність - кількість особин популяції, які народилися за певний час, а смертність - кількість особин, яка гине за цей самий час. Різниця між народжуваністю і смертністю становить приріст популяції. За певних умов він може бути або позитивним, або негативним.

Які особливості структури популяцій?

Кожна популяція характеризується певною структурою: статевою, віковою, просторовою тощо. Структура популяції має пристосувальне значення, оскільки формується внаслідок взаємодії особин популяції з умовами довкілля. Вона динамічна, тобто зміни умов середовища життя спричинюють і відповідні зміни структури популяції.

Статеву структуру популяції визначає співвідношення особин різних статей, а вікову - розподіл її особин за віковими групами. Цей важливий показник характеризує стан популяції. Так, різке скорочення частки нестатевозрілих особин свідчить про можливе зниження чисельності популяції в майбутньому, коли ці особини стануть статевозрілими і залишать нечисленне потомство. Розподіл особин популяції по території, яку вона займає, визначає її просторову структуру.

Залежно від характеру використання території популяції тварин поділяють на осілі, кочові й мігруючі. Популяції ОСІЛИХ ВИДІВ (бурі ведмеді, кроти, дощові черв'яки тощо), як правило, тривалий час мешкають на одній і тій самій території. Популяції кочових видів у пошуках їжі або оптимальних умов життя здатні пересуватись на відносно незначні відстані (шпаки, песці, сірі ворони). Кочовий спосіб життя дає можливість уникнути швидкого виснаження ресурсів довкілля, а також краще пристосуватись до сезонних змін клімату.

Популяції мігруючих видів закономірно змінюють місця існування, просторово значно віддалені. Міграції, як і кочівлі, часто зумовлені сезонними змінами у навколишньому середовищі й відбуваються, як правило, за певними маршрутами. Міграції бувають періодичними (перелітні птахи, прохідні риби) і неперіодичними.

Останні спричиняються несприятливими змінами умов довкілля, виснаженням кормової бази, масовим розмноженням тощо (наприклад, міграції перелітної сарани, білок, лемінгів). Просторова структура популяції дає змогу найповніше використовувати ресурси середовища життя.

Етологічна структура популяції - це система взаємозв'язків між: особинами, яка проявляється в поведінці. Науку про біологічні основи поведінки тварин називають етологією (від грец. етос - характер, норов і логос). Особинам різних видів властивий поодинокий або груповий спосіб життя. У першому випадку особини популяції більш-менш розділені просторово і збираються разом лише на період розмноження, міграцій тощо (скорпіони, тетеруки, качки-крижні та ін.). Груповий спосіб життя пов'язаний з утворенням постійних родин, колоній, зграй, табунів тощо. Спільне існування організмів у вигляді постійних груп сприяє кращому пристосуванню до умов довкілля (захист від хижаків, ефективне полювання, виживання молоді тощо).

Зазвичай у цих угрупованнях кожна особина займає певне положення (ранг), яке визначає поведінку, черговість доступу до їжі, участі (або неучасті) у розмноженні тощо (мал. 129).

Пригадайте:

Які фактори впливають на чисельність популяцій?

Що таке стрес?

Що таке популяційні хвилі?

Чисельність і густота популяцій, які мешкають навіть у стабільних умовах, можуть періодично або неперіодично змінюватись під впливом різноманітних факторів. Коливання чисельності популяцій дістали назву популяційних хвиль, або хвиль життя (мал. 130).

[[|]]

Це поняття ввів російський біолог С.С. Четвериков.

Популяційні хвилі можуть бути сезонними чи несезонними. Сезонні популяційні хвилі зумовлені особливостями життєвих циклів організмів або сезонними змінами кліматичних факторів. Наприклад, за умов чітко виражених сезонних змін довкілля, розмноження організмів, як правило, припадає на сприятливі періоди року, а в несприятливі, навпаки, спостерігають підвищену смертність, особливо видів із нетривалим терміном життя. Приміром, комахи розмножуються переважно наприкінці весни-влітку, а наприкінці осені та взимку значна частина особин їхніх популяцій гине.

Несезонні популяційні хвилі можуть бути спричинені зміною інтенсивності дії різних екологічних факторів (наприклад, спрямовані протягом тривалого історичного періоду зміни кліматичних факторів, інтенсивний вплив хижаків або паразитів, господарська діяльність людини).

Як регулюється чисельність популяцій?

Ви знаєте, що чисельність популяції залежить від рівня народжуваності й смертності особин, які входять до її складу. Якщо інтенсивність народжуваності перевищуватиме смертність, то приріст популяції буде позитивним, якщо ж навпаки - негативним. Тривалий негативний приріст популяції з часом може спричинити її зникнення.

Рівень народжуваності та смертності особин популяції залежить від багатьох чинників, насамперед від ресурсів, потрібних для її нормального існування (наявність їжі, води, місць гніздування). За низької густоти популяції, коли є надлишкові ресурси, необхідні для її існування, народжуваність перевищуватиме смертність, а за надто високої — навпаки. Надмірне зростання густоти популяції спричинює виснаження ресурсів середовища існування і тому є негативним явищем. Зниження густоти популяції є сигналом для запровадження заходів щодо її охорони.

Теоретично для кожного комплексу умов середовища є певна оптимальна густота популяції того чи іншого виду, за якої народжуваність і смертність врівноважуватимуть одна одну. В цьому випадку не відбувається ні зростання, ні зменшення чисельності популяції. Такий врівноважений стан популяції відповідає поняттю ємності середовища існування - його здатність забезпечити нормальну життєдіяльність певній кількості особин популяції без помітних порушень у довкіллі. При цьому рівень споживання ресурсів має врівноважуватись їхнім відновленням. Як тільки густота популяції стає вищою чи нижчою певного рівня, в ній спрацьовують процеси саморегуляції, що приводять цей показник у відповідність до ємності середовища існування. Зміни чисельності популяції проявляються у вигляді популяційних хвиль.

Густота популяції залежить і від змін інтенсивності дії кліматичних факторів. Популяції рослин і тварин, що мають тривалий період розвитку, як правило, характеризуються відносно повільними темпами розмноження і порівняно слабкою чутливістю до змін кліматичних факторів. Зміни чисельності популяцій таких видів значно розтягнені в часі: періоди зростання чисельності та її зниження спостерігаються раз у декілька років.

Так, дослідження змін чисельності популяцій рисі показали, що її максимум спостерігається приблизно раз на 10 років і пов'язаний зі зростанням чисельності популяцій зайця, який слугує рисі кормовою базою (мал. 131).

Натомість, організми з нетривалими періодами розвитку, як правило, здатні до інтенсивного розмноження. Тому вони чутливіші до змін умов довкілля і їхня чисельність може значно змінюватися за незначний проміжок часу.

На зміни чисельності популяцій впливають взаємозв'язки з популяціями інших видів. Так, чисельність популяцій паразитів залежить від чисельності популяцій їхніх хазяїв, популяцій хижаків - популяцій здобичі.

Густота популяцій тварин регулюється також їхньою територіальною поведінкою. Наприклад, у деяких ссавців (бурих ведмедів, тигрів, зубрів) окремі особини або родини займають певні ділянки, які вони мітять за допомогою пахучих речовин або подряпин на стовбурах дерев і охороняють від інших особин свого виду (мал. 132).

Завдяки цьому густота популяції обмежується кількістю придатних для існування ділянок.

Регуляції чисельності популяцій тварин сприяють і фізіологічні процеси, зокрема стресова поведінка. Коли густота популяції перевищує певний рівень, в її особин спостерігають затримку росту й статевого дозрівання, підвищену агресивність, поїдання особин свого виду (канібалізм).

Уникненню надмірної густоти популяції сприяє розселення (мал. 133), коли частина особин мігрує на незайняті території або до інших популяцій, з низькою густотою.

Особливо інтенсивне розселення відбувається у роки масового розмноження організмів. Наприклад, перелітна сарана утворює численні зграї, здатні долати значні відстані.

Що таке гомеостаз популяцій?

Унаслідок пристосування до умов середовища життя у різних видів виробилися різноманітні механізми, які дають змогу уникнути необмеженого зростання чисельності популяцій і, відповідно, перенаселення і виснаження ресурсів довкілля. Ці механізми сприяють підтриманню густоти популяцій на відносно сталому рівні, особливо у видів з тривалими періодами індивідуального розвитку. Підтримання чисельності популяції на певному, оптимальному для даного середовища життя рівні, дістало назву гомеостаз популяції. На гомеостаз популяції впливають абіотичні фактори, а також міжвидові й внутрішньовидові взаємозв'язки.

Контрольні запитання:

1. Що таке екологічна ніша?
2. Що таке місцеіснування виду?
3. Що таке життєва форма організмів?
4. Що таке популяція?
5. Чому вид існує у вигляді системи популяцій?
6. Які показники характеризують стан популяції?
7. Що таке структура популяції? Чим вона визначається?
8. Чим спричинені популяційні хвилі?
9. Від чого залежить народжуваність і смертність особин популяції?
10. Як регулюється чисельність популяцій?
11. Що таке ємність середовища існування?
12. Яким чином забезпечується гомеостаз популяцій?

Поміркуйте:

Від чого залежить ступінь відокремленості популяцій?

Чому життєву форму вважають одиницею екологічної класифікації організмів?

Яким чином особливості життєвого циклу організмів впливають на характер популяційних хвиль?

М.Є.Кучеренко, Ю.Г.Вервес, П.Г.Балан, В.М.Войціцький, Біологія, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Матеріали з біології, завдання та відповіді по класам, плани конспектів уроків з біології для 11 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.