TEORIJSKI DIO
Pojam populacije i njene glavne grupne karakteristike.
Populacija- skup organizama iste vrste koji zajedno nastanjuju zajedničku teritoriju, međusobno komuniciraju i slobodno se križaju. Populacija je osnovni oblik postojanja vrste u prirodi. Jedna vrsta organizma može uključivati nekoliko, ponekad i mnogo, populacija, manje ili više izoliranih jedna od druge. U populacijama se u različitom stepenu manifestuju svi oblici povezanosti karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najizraženiji mutualizam i konkurencija. Postoje i specifični intraspecifični odnosi: a) između pojedinaca različitog pola; b) između generacije roditelja i kćeri. Najvažnije svojstvo populacije je njena sposobnost reprodukcije.
Populacija kao grupno udruženje pojedinaca ima sljedeće glavne karakteristike:
1) broj- ukupan broj pojedinaca na dodijeljenoj teritoriji; broj nije konstantan, jer zavisi od mnogih faktora (stopa reprodukcije, smrt jedinki usled starosti, bolesti, uništenje od strane grabežljivaca, migracija); ako je iz nekog razloga nemoguće odrediti veličinu populacije, tada se određuje njena gustoća;
2) gustoća naseljenosti - prosječan broj (biomasa) jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija;
3) natalitet - broj novih jedinki (jaja, sjemenke) koje su se pojavile u populaciji u jedinici vremena, po određenom broju njenih članova (npr. broj potomaka koje proizvodi jedna ženka godišnje; kod ljudi je natalitet obično izraženo kao broj rođenih na 1000 ljudi godišnje); razlikovati apsolutno I specifična stopa nataliteta; prvi karakterizira ukupan broj rođenih jedinki (na primjer, ako se u populaciji sobova, koja broji 16 tisuća grla godišnje, godišnje rodi 2 tisuće mladunaca, tada ovaj broj izražava apsolutnu stopu nataliteta); Specifična stopa nataliteta izračunava se kao prosječna promjena broja po osobi u određenom vremenskom intervalu (in u ovom primjeru iznosiće, tj. jedno novorođenče na osam članova stanovništva godišnje);
4) smrtnost - indikator koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu, izražen ili kao procenat ukupnog broja pojedinaca, ili kao prosječan broj umrlih na 1000 osoba godišnje; shodno tome razlikovati apsolutno I specifičan mortalitet; vrijednost specifične stope nataliteta ili specifične stope mortaliteta koristi se za poređenje stope nataliteta ili mortaliteta u različitim populacijama;
5) porast stanovništva - razlika između nataliteta i stope smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;
6) Stopa rasta- prosječan rast stanovništva u jedinici vremena.
Proučavanje populacija ima važnu praktičnu primjenu: na primjer, za suzbijanje broja štetočina, obnavljanje brojnosti divljih životinja, racionalno korištenje bioloških resursa (lov ribe i sl.) i očuvanje rijetkih vrsta.
Struktura stanovništva.
Populaciju karakteriše određena organizacija (struktura). Formira se na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, pod uticajem populacija drugih vrsta i abiotskih faktora sredine.
Struktura stanovništva je adaptivne prirode. Različite populacije iste vrste imaju karakteristične karakteristike, karakterišući specifičnosti uslova životne sredine u njihovim staništima.
Struktura stanovništva može biti prostorna, starosna, polna, genetska i ekološka.
Prostorna struktura određena distribucijom jedinki na teritoriji stanovništva. Svi pojedinci u populaciji imaju individualni i grupni prostor. Postoje određeni radijusi trofičke (hranljive) i reproduktivne aktivnosti. U populaciji se odvijaju dva suprotna procesa – izolacija i agregacija. Faktori izolacije su nadmetanje između pojedinaca za hranu kada je ona oskudna i direktan antagonizam. Ovo vodi do uniforma ili nasumično distribucija pojedinaca. Agregacija – ujedinjenje pojedinaca u grupe – iako povećava konkurenciju među njima, doprinosi opstanku grupe kao cjeline zahvaljujući međusobnoj pomoći. Agregacija vodi do prepuno raspored jedinki u populaciji. Na primjer, organizmi mnogih vrsta radije žive u jatima (ptice) ili krdima (sisari).
Starosna struktura Populacija je određena brojem i omjerom jedinki različite dobi, odražava intenzitet reprodukcije, stopu mortaliteta i stopu promjene generacija. U stabilnoj populaciji grupe različite starosti su u približno istom omjeru, stopa nataliteta je jednaka stopi smrtnosti, a veličina populacije ostaje gotovo nepromijenjena. Rastuću populaciju predstavljaju uglavnom mladi pojedinci, gdje je stopa nataliteta veća od stope smrtnosti. Ako u populaciji prevladavaju senilne osobe, tada se njihov broj smanjuje.
Seksualna struktura- broj i odnos muškaraca i žena u populaciji. Genetsko dvofaktorsko hromozomsko određivanje pola osigurava jednak broj polova. Ali u nekim slučajevima omjer spolova određuju hormonski faktori koji djeluju nakon oplodnje, kao i okolišni faktori. Kao rezultat toga, omjer polova u populaciji varira tokom godina, odstupajući od 1:1.
Genetska struktura određen je varijabilnosti i raznovrsnošću genotipova, učestalosti varijacija pojedinih gena, kao i podjelom populacije na grupe genetski sličnih jedinki, između kojih se odvija stalna razmjena. Raznovrsnost genotipova zavisi od veličine populacije i spoljašnjih faktora koji utiču na njenu strukturu. U malim izoliranim i stabilnim populacijama, učestalost inbreedinga se prirodno povećava, što smanjuje genetsku raznolikost i povećava opasnost od izumiranja.
Ekološka struktura- ovo je podjela populacije na grupe pojedinaca koji različito djeluju na okolišne faktore. Grupe se identificiraju prema ishrani (pojedinci različitog spola i dobi imaju različite preferencije u hrani), indikativnom ponašanju i fizičkoj aktivnosti. Raspodjela funkcija se često opaža prilikom lova na plijen i brige o potomstvu. Sve populacije karakterizira i fenološka diferencijacija (različita vremena početka i završetka sezonskih ciklusa razvoja i ponašanja: hibernacija, seksualna aktivnost, linjanje, cvjetanje, plodonošenje, opadanje listova itd.).
Dinamika stanovništva.
Populacija ne može postojati bez stalnih promjena, zbog kojih se prilagođava promjenjivim uvjetima okruženje. Promjene u broju organizama tokom vremena nazivaju se dinamika populacije. Ideje o rastu stanovništva neophodne su da bi se razumela njihova sposobnost da obnove brojeve, kao i da bi se razumela neka svojstva dinamike.
Bilo koja populacija je teoretski sposobna za neograničen brojni rast ako nije ograničena faktorima okoline. U ovom slučaju, stopa rasta populacije ovisit će samo o veličini biotički potencijal (b.p.), karakteristika vrste. B.P odražava teoretski maksimum potomaka od jednog para ili pojedinca po jedinici vremena. B.P se izražava koeficijentom r i izračunava pomoću sljedeće formule:
gdje je ΔN rast stanovništva;
Δt je vremenski period tokom kojeg se uočava povećanje ΔN;
N 0 - početna veličina populacije.
U prirodi, B.P populacije nikada nije u potpunosti ostvaren. Obično je njegova vrijednost razlika između nataliteta i stope smrtnosti u populacijama:
gdje: u - broj rođenih,
d je broj umrlih jedinki u populaciji u istom vremenskom periodu.
Rast stanovništva i krivulje rasta. Ako je stopa nataliteta u populaciji veća od stope smrtnosti, tada će populacija rasti (ako su promjene zbog migracije neznatne). Da bi se razumjeli obrasci rasta populacije, korisno je prvo razmotriti model koji opisuje rast bakterijske populacije nakon inokulacije na svježi medij. U ovom novom i povoljnom okruženju, uslovi za rast populacije su optimalni i primećuje se eksponencijalni rast (u obliku slova J). Ova kriva rasta se zove eksponencijalna, ili logaritamski (slika 1).
Fig.2. Logistička krivulja rasta stanovništva (u obliku slova S)
Na kraju se dolazi do tačke u kojoj, iz nekoliko razloga, uključujući sve manje resursa hrane i akumulaciju toksičnog metaboličkog otpada, eksponencijalni rast postaje nemoguć. Počinje usporavati tako da kriva rasta poprima sigmoidni (S-oblik) oblik i naziva se logistika(Sl. 2).
Sigmoidna i J-kriva su dva obrasca rasta populacije. Pretpostavlja se da su svi organizmi međusobno vrlo slični, da imaju jednaku sposobnost razmnožavanja i jednaku vjerovatnoću umiranja, tako da stopa rasta populacije u eksponencijalnoj fazi ovisi samo o njenoj veličini i nije ograničena uvjetima okoline, koje ostaju konstantne.
U prirodi, nakon eksponencijalne faze, dalji razvoj populacije slijedi logistički model, pri čemu se stopa rasta populacije linearno smanjuje kako broj stanovnika raste, sve do nule pri određenoj vrijednosti K. Vrijednost K se naziva biološki kapacitet životne sredine(stepen sposobnosti prirodnog ili prirodno-antropogenog okruženja da osigura normalnu životnu aktivnost određenom broju organizama bez primjetnog narušavanja same sredine).
Krivulja preživljavanja može se dobiti počevši od populacije novorođenčadi, a zatim crtati broj preživjelih kao funkciju vremena. Na okomitoj osi obično se prikazuje ili apsolutni broj preživjelih jedinki ili njihov postotak u izvornoj populaciji:
Svaka vrsta ima karakterističnu krivulju preživljavanja, čiji oblik dijelom ovisi o smrtnosti nezrelih jedinki. Tipični primjeri prikazani su na slici 3.
100
Fig.3. Tri vrste krivulja preživljavanja
Većina životinja i biljaka podliježe starenju, što se manifestira smanjenjem vitalnosti s godinama nakon perioda zrelosti. Kada počne starenje, povećava se vjerovatnoća smrti u određenom vremenskom periodu. Neposredni uzroci smrti mogu biti različiti, ali se zasnivaju na smanjenju otpornosti organizma na štetne faktore (na primjer, bolesti). Kriva A na slici 2 je vrlo blizu idealnoj krivulji preživljavanja za populaciju u kojoj je starenje glavni faktor koji utiče na smrtnost. Primjer bi bila ljudska populacija u moderno razvijenoj zemlji sa visokim nivoom medicinske njege i racionalne prehrane, gdje većina ljudi doživi starost. Krivulja slična krivulji A također je karakteristična za jednogodišnje kultivisane biljke kada istovremeno stare na datom polju.
Krivulja tipa B karakteristična je za populacije organizama s visokom stopom smrtnosti u ranom životu, kao što su planinske ovce ili ljudska populacija u zemlji u kojoj su glad i bolesti široko rasprostranjene. Glatka kriva tipa B može se dobiti ako je smrtnost konstantna tokom života organizama (50% za određenu jedinicu vremena). To se može dogoditi kada slučajnost postane glavni faktor koji određuje smrtnost, a pojedinci umiru prije nego što počne primjetno starenje. Slična krivulja je tipična za populacije nekih životinja (na primjer, hidra), koje nisu posebno ugrožene u ranoj dobi. Većina beskičmenjaka i biljaka također pokazuje ovu vrstu krivulje, ali visoka smrtnost među mladim jedinkama uzrokuje da se početni dio krivulje još strmije spušta.
Postoje male intraspecifične razlike u krivuljama preživljavanja. Oni mogu biti uzrokovani različitim razlozima i često su povezani sa spolom. Kod ljudi, na primjer, žene žive nešto duže od muškaraca, iako su tačni razlozi za to nepoznati.
Iscrtavanjem krivulja preživljavanja za različite vrste moguće je odrediti smrtnost jedinki različite dobi i tako saznati u kojoj dobi ovaj tip najranjiviji. Nakon utvrđivanja uzroka smrti u ovoj dobi, može se razumjeti kako je regulirana veličina populacije.
Povezane informacije.
Osnovne ekološke karakteristike stanovništva
1. Šta je populacija?
2. Može li se vrsta sastojati od jedne populacije?
3. Koja je uloga populacije u evoluciji?
Ekolozi proučavaju funkcionisanje ekološki sistemi, koji se sastoji od dnevnih i nežive prirode, posmatraju populacije kao osnovne elemente svakog ekosistema. Funkcionisanjem populacija stvaraju se uslovi koji podržavaju život. U biotičkim zajednicama svaka populacija igra svoju ulogu, formirajući, zajedno sa populacijama drugih vrsta, svojevrsno prirodno jedinstvo koje se razvija i djeluje po vlastitim zakonima.
Da bi se razumjelo funkcioniranje ovog složenog sistema, vrlo je važno poznavati ne samo posebnosti biologije pojedinih vrsta organizama, nego što je najvažnije - njihove populacione karakteristike, posebno gustinu naseljenosti, opće broj jedinke, stopa rasta, očekivani životni vijek, broj proizvedenih potomaka. Ove karakteristike, koje se nazivaju populaciona demografija, kritične su za predviđanje mogućih promjena koje se dešavaju kako u pojedinačnim populacijama tako iu cijeloj zajednici ili ekosistemu.
Demografske karakteristike, kao što su fertilitet, mortalitet, starosni sastav (struktura) i broj jedinki (brojnost), karakterišu populaciju u celini, odražavajući brzinu procesa koji se u njoj odvijaju. Odvojeni organizam rodi se, stari i umire. U odnosu na pojedinca ne može se govoriti o plodnosti, mortalitetu, starosnoj strukturi, brojnosti – karakteristikama koje imaju smisla samo na nivou grupe.
Populaciju kao grupu organizama najbolje karakterizira obilje. Mjerilo brojnosti može biti ukupna veličina populacije ili njena ukupna biomasa. Međutim, mjerenje ovih parametara u odnosu na mnoge životinje povezano je s velikim poteškoćama.
Stoga se gustina često koristi kao pokazatelj obilja.
Gustoća naseljenosti je broj jedinki, odnosno njihova biomasa, po jedinici površine ili zapremini životnog prostora. Primjeri gustine naseljenosti mogu biti: 500 stabala na 1 hektar šume, 5 miliona jedinki Chlorella na 1 m 3 vode ili 200 kg ribe na 1 hektar vodene površine. Mjerenja gustoće se koriste u slučajevima kada je važnije znati ne specifičnu veličinu populacije u jednom ili onom trenutku, već njenu dinamiku, odnosno tok promjena brojnosti tokom vremena;
Plodnost je broj novih jedinki (također jaja, sjemena) rođenih (izleženih, položenih) u populaciji tokom određenog vremenskog perioda. Plodnost karakterizira sposobnost populacije da se poveća usljed reprodukcije jedinki.
Postoje maksimalna plodnost (ponekad se naziva fiziološka, ili apsolutna) i ekološka, ili jednostavno plodnost. Maksimalna plodnost je teoretska maksimalna stopa obrazovanje nove osobe u idealnim uslovima kada ne postoje vanjski faktori koji inhibiraju procese reprodukcije. Očigledno, maksimalna plodnost je u velikoj mjeri određena sposobnošću ženki da istovremeno proizvedu bilo koji broj potomaka, odnosno fiziološkom plodnošću.
Ekološka plodnost daje predstavu o stopi povećanja veličine populacije u stvarnim životnim uslovima grupe jedinki koja se razmatra.
Ekološka plodnost nije konstantna i varira u zavisnosti od fizičkih uslova sredine i sastava stanovništva.
Općenito, vrste koje ne brinu o potomstvu imaju visok potencijal i nisku plodnost okoliša. Na primjer, odrasla ženka bakalara polaže milione jaja, od kojih u prosjeku samo 2 jedinke prežive do odrasle dobi.
Ako se prati sudbina određene grupe pojedinaca rođenih u isto vrijeme, lako je otkriti da se njihov broj kontinuirano smanjuje tokom vremena kao rezultat smrti nekih pojedinaca. Stopa umiranja organizama naziva se mortalitetom i može karakterizirati pojedinačne podgrupe populacije ili populaciju u cjelini.
Smrtnost određuje ne samo veličinu populacije, već i prosječan životni vijek njenih organizama. Što je veća stopa mortaliteta, to je kraći prosječni životni vijek, i obrnuto.
Starosna struktura populacije karakterizira omjer broja ili biomase jedinki različite dobi. Ovaj omjer se naziva starosna distribucija stanovništva, odnosno raspodjela brojeva po starosnim grupama. Starosni sastav stanovništva zavisi od intenziteta mortaliteta organizama i od veličine nataliteta.
Čak i unutar iste populacije, tokom vremena mogu doći do značajnih promjena u starosnoj strukturi. Takve promjene, međutim, automatski uključuju mehanizme koji vraćaju populaciju na neku normalnu starosnu distribuciju karakterističnu za datu populaciju.
Analiza starosne strukture omogućava predviđanje veličine populacija za niz narednih generacija i godina, što se koristi, na primjer, za procjenu mogućnosti ribolova, lova i nekih zooloških istraživanja.
Osobine starosne strukture određuju mnoga svojstva stanovništva kao sistema. Populacija koja uključuje više starosnih grupa manje je podložna uticaju faktora koji određuju reproduktivni uspeh u određenoj godini. Uostalom, čak i izuzetno nepovoljnim uslovima reprodukcije koje mogu dovesti do potpune smrti potomstva u datoj godini nisu katastrofalne za populaciju složene strukture, jer isti roditeljski parovi više puta sudjeluju u reprodukciji.
Demografske karakteristike: brojnost, gustina, natalitet, mortalitet. Starosna struktura.
1. U istom jezeru žive smuđ, ruf, karas, štuka i plotica. U susjednom akumulaciji, izoliranom od prve, žive smuđ, štuka, smuđ, deverika i plotica. Koliko vrsta i koliko populacija naseljava oba vodena tijela?
2. Šta su demografski pokazatelji stanovništva? Kako ih koristiti u poslovanju?
3. 3.Šta je to? praktični značaj proučavanje populacija Navedite primjere.?
4. Koja svojstva populacije određuju karakteristike njenog starosnog sastava?
5. 5. Zašto su populacije različite starosti manje osjetljive na nagle kratkoročne promjene reproduktivnih uslova?
Na početku sezone označeno je 1000 riba. Prilikom naknadnog ribolova pronađeno je 350 markiranih riba u ukupnom ulovu od 5.000 riba. Kolika je bila veličina populacije prije početka ribolova?
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologija 10. razred
Poslali čitatelji sa web stranice
DEMEKOLOGIJA - proučava odnos populacija sa okolinom, demografiju i niz drugih karakteristika populacija u svjetlu njihovog odnosa sa okolinom
Prema definiciji Nikolaja Fedoroviča Reimersa:
POPULACIJA - elementarna grupa jedinki iste vrste, koja zauzima određenu teritoriju i ima sve potrebne uslove za održavanje svoje stabilnosti dugo vrijeme u promenljivim uslovima životne sredine.
S.S. Schwartz definira populaciju sa evolucijsko-ekoloških pozicija. POPULACIJA je skup jedinki iste vrste, koji imaju zajednički genofond i nastanjuju određeni prostor, sa relativno homogenim životnim uslovima.
Karakteristike populacije:
Vjerovatnoća čestih prelazaka
Specifičnosti staništa
mogućnost prenošenja nasljednih informacija
Stanovništvo je otvoreni sistem, je od velike važnosti, jer na nivou stanovništva postoje
adaptacija
prirodna selekcija
evolucijske promjene
Svaka populacija se odlikuje nizom karakteristika i ima određenu strukturu i organizaciju. Treba napomenuti da posebna svojstva svojstvena populaciji odražavaju njeno stanje kao grupe organizama u cjelini, a ne kao pojedinaca, tj. svojstvo populacije kao grupe organizama nije mehanički zbir svojstava svakog pojedinca koji je čini
Populacija ima prostorne (statičke) i vremenske (dinamičke) karakteristike.
Prostorne uključuju
ukupan broj
gustina
prostorna distribucija (varijansa)
struktura (dobni i polni sastav)
Okarakterizirati stanje stanovništva u određenom trenutku t
Privremene karakteristike uključuju
natalitet
mortalitet
kriva rasta.
Okarakterizirati procese koji se dešavaju u populaciji tokom određenog vremenskog perioda ∆t
PROSTORNE ili statičke karakteristike.
BROJ POJEDINACA U POPULACIJI – ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu.
Posebno je važno kada mi pričamo o tome o rijetkim i ugroženim vrstama
Metode za određivanje brojeva:
jednostavno brojanje (nije pogodno za sve, samo za sjedeće životinje ili biljke);
označavanje i banding (nasumični uzorak se označava i pušta, nakon nekog vremena se ponovo hvata i utvrđuje udio označenih jedinki od ukupnog broja uhvaćenih)
uzorkovanje (prebrojavanje mikroorganizama) PRIMJER o fluktuacijama u broju skakavaca u Africi 1962. godine na jugu Maroka uništeno 7 hiljada tona narandži godišnje potrošnje Francuske
GUSTOĆA POPULACIJE - broj jedinki neke vrste po jedinici površine ili jedinici zapremine. Na primjer, 200 kg ribe na 1 hektar akumulacije, ili 5 miliona dijatomeja na 1 m3 vode, 500 stabala na 1 hektaru itd. Ponekad je važno napraviti razliku između prosjeka (broj/biomasa po jedinici ukupnog prostora) i ekološke gustine (broj/biomasa po jedinici nastanjivog prostora, odnosno po jedinici površine ili zapremine koju stvarno može zauzeti određena populacija) .
PROSTORNA DISTRIBUCIJA Postoje tri tipa distribucije jedinki u populacijama: grupna, nasumična i uniformna.
Ujednačena distribucija se dešava tamo gde postoji veoma jaka konkurencija između pojedinaca ili postoji antagonizam (nepomirljivo neprijateljstvo). PRIMJER: Drveće u šumi ima vrlo veliku konkurenciju za svjetlost, tako da postoji tendencija da se međusobno razmaknu na približno istoj udaljenosti. U haosu ptičjih kolonija, gnijezda se nalaze na takvim udaljenostima jedna od druge da jedinke koje sjede na gnijezdu ne mogu kljucati jedna drugu. Ova vrsta distribucije nalazi se kod grabežljivaca sa jasnom teritorijalnošću - grabežljivci „označuju“ teritoriju radi zaštite od konkurenata. Rijetka u prirodi, ali može biti umjetno stvorena od strane čovjeka (voćnjaci, sjetva usjeva).
Grupna distribucija je najčešći tip u prirodnim ekosistemima i svojevrsni je faktor prilagođavanja u funkcionisanju populacija. Postoji ogroman broj PRIMJERA. Ogromna jata riba, jata ptica selica i kolonije ptica gnezdarica sele se s mesta na mesto. Zbog činjenice da su uslovi staništa različiti na različitim mjestima, jedinke se obično akumuliraju tamo gdje im je okruženje najpovoljnije. Na primjer, daždevnjaci su rasprostranjeni u šumi prepunoj pod oborenim drvećem, gdje je visoka vlažnost.
PRIVREMENE ili dinamičke karakteristike
PLODNOST je sposobnost populacije da se povećava (razmnožavanje). Obično se stopa nataliteta izražava kao stopa određena dijeljenjem ukupnog broja rođenih pojedinaca sa određenim vremenskim periodom - sat, dan, godina (ukupna stopa nataliteta). Postoji razlika između maksimalnog (apsolutnog) fertiliteta - teorijske maksimalne stope formiranja novih jedinki u idealnim uslovima, i ekološkog (realizovanog) fertiliteta - povećanja veličine populacije u stvarnim uslovima životne sredine.
SMRTNOST odražava smrt pojedinaca u populaciji. Može se izraziti brojem osoba koje su umrle tokom određenog perioda. Ekološka smrtnost je smrt jedinki u datim uslovima životne sredine. Vrijednost nije konstantna, varira u zavisnosti od uslova sredine i stanja stanovništva. Teoretska minimalna stopa mortaliteta je konstantna vrijednost za datu populaciju. Čak i pod najidealnijim uslovima, pojedinci će umrijeti od starosti. Ovu dob određuje fiziološki očekivani životni vijek, koji, naravno, često premašuje očekivani ekološki životni vijek.
RAST STANOVNIŠTVA je razlika između nataliteta i stope smrtnosti.
Populacije reguliraju svoj broj ažuriranjem ili zamjenom jedinki. Pojedinci se pojavljuju u populaciji kroz rođenje i useljavanje i nestaju kroz smrtnost i emigraciju.
Sa uravnoteženim intenzitetom nataliteta i mortaliteta formira se stabilna populacija.
Često postoji višak nataliteta nad umrlim, a stanovništvo raste do te mjere da može doći do izbijanja masovne reprodukcije. Takve populacije se nazivaju rastućim. (Koloradska buba, muskrat od 5 jedinki 1905. u okolini Praga).
Međutim, prekomjernim razvojem populacije pogoršavaju se uvjeti postojanja stanovništva, što uzrokuje njegovu prekomjernu gustoću, dovodi do naglog porasta mortaliteta i broj počinje opadati. Ako mortalitet premašuje natalitet, stanovništvo se smanjuje. (populacije samulja, dabrova, bizona, vrabaca u Pragu).
Pojam populacije u ekologiji
Stepen izolacije populacija
Ako se pripadnici neke vrste stalno kreću i miješaju na velikim površinama, vrstu karakterizira mali broj velikih populacija. Veće migracijske sposobnosti odlikuju se npr. irvasi i arktičke lisice. Rezultati označavanja pokazuju da se arktičke lisice tokom sezone kreću stotinama, a ponekad i više od hiljadu kilometara od mjesta za razmnožavanje. Irvasi vrše redovne sezonske migracije također u razmjerima od stotina kilometara. Granice između populacija takvih vrsta obično prolaze duž velikih geografskih barijera: širokih rijeka, tjesnaca, planinskih lanaca itd. U nekim slučajevima, pokretna vrsta s relativno malim rasponom može biti predstavljena jednom populacijom, na primjer, kavkaski tur , čija stada neprestano lutaju kroz dva glavna grebena ovog planinskog lanca.
Sa slabo razvijenom sposobnošću kretanja, unutar vrste se formiraju mnoge male populacije, što odražava mozaičnu prirodu krajolika. Kod biljaka i sjedećih životinja broj populacija direktno ovisi o stupnju heterogenosti okoliša. Na primjer, u planinskim područjima, teritorijalna diferencijacija takvih vrsta je uvijek složenija nego u ravnim otvorenim prostorima. Primjer vrste u kojoj je višestrukost populacija određena ne toliko diferencijacijom okoline koliko karakteristikama ponašanja je Mrki medvjed. Medvjedi se odlikuju velikom privrženošću svojim staništima, pa su u okviru svog širokog raspona predstavljeni mnogim relativno malim skupinama koje se međusobno razlikuju po nizu svojstava.
Stepen izolacije susjednih populacija vrste uvelike varira. U nekim slučajevima, oštro su razdvojeni teritorijom neprikladnim za stanovanje i jasno su lokalizirani u prostoru, na primjer, populacije smuđa i linjaka u jezerima izoliranim jedna od druge ili populacije pločastog štakora, bijelog bradavica, indijskog pevača i druge vrste u oazama i riječnim dolinama među pustinjama.
Suprotna opcija je potpuno naseljavanje ogromnih teritorija od strane vrste. Ovakav obrazac distribucije tipičan je, na primjer, za male vjeverice u suhim stepama i polupustinjama. U ovim pejzažima, njihova gustina naseljenosti je univerzalno visoka. Neka područja koja nisu pogodna za život lako se savladavaju kada se mlade životinje presele, a u povoljnim godinama na njima se pojavljuju privremena naselja. Ovdje se granice između populacija mogu razlikovati samo uslovno, između područja s različitom gustinom naseljenosti.
Još jedan primjer kontinuirane distribucije vrste je bubamara sa sedam pjega. Ove bube se nalaze u velikom broju biotopa i različitih prirodna područja. Vrstu karakterišu i predzimske migracije. Granice između populacija u takvim slučajevima su gotovo nejasne. Međutim, budući da jedinke koje žive u zajedničkom životu češće kontaktiraju jedni s drugima nego s predstavnicima drugih dijelova područja, stanovništvo mjesta koja su međusobno udaljena može se smatrati različitim populacijama.
Unutar iste vrste mogu postojati populacije sa jasno prepoznatljivim i zamagljenim granicama (Sl.
8.1. Pojam populacije u ekologiji
U ekologiji, populacija je grupa jedinki iste vrste koje međusobno djeluju i zajednički naseljavaju zajedničku teritoriju.
Riječ "stanovništvo" dolazi od latinskog "populus" - ljudi, stanovništvo. Ekološka populacija se stoga može definirati kao populacija jedne vrste na određenom području.
Pripadnici iste populacije nemaju ništa manji uticaj jedni na druge od fizičkih faktora sredine ili drugih vrsta organizama koji žive zajedno. U populacijama se u jednom ili drugom stepenu ispoljavaju svi oblici veza karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najizraženiji mutualistički (uzajamno korisni) i kompetitivni. Specifični intraspecifični odnosi su odnosi povezani s reprodukcijom: između jedinki različitih spolova i između generacija roditelja i kćeri.
Tokom seksualne reprodukcije, razmjena gena transformiše populaciju u relativno integralni genetski sistem. Ako unakrsna oplodnja izostaje i prevladavaju vegetativni, partenogenetski ili drugi načini reprodukcije, genetske veze su slabije i populacija je sistem klonova, ili čistih linija, koji dijele okolinu. Takve populacije ujedinjuju uglavnom ekološke veze. U svim slučajevima, stanovništvo ima zakone koji dozvoljavaju korištenje ograničenih ekoloških resursa na ovaj način kako bi se osiguralo očuvanje potomstva. To se postiže uglavnom kvantitativnim promjenama u populaciji. Populacije mnogih vrsta imaju svojstva koja im omogućavaju da reguliraju svoju brojnost.
Održavanje optimalnog broja u datim uslovima naziva se populacijska homeostaza. Homeostatske sposobnosti populacija su različito izražene kod različitih vrsta. One se provode i kroz odnose pojedinaca.
Dakle, populacije, kao grupne asocijacije, imaju niz specifičnih svojstava koja nisu inherentna svakom pojedincu pojedinačno.
Glavne karakteristike populacija:
1) broj – ukupan broj lica na dodeljenoj teritoriji;
2) gustina naseljenosti - prosečan broj jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija; gustina naseljenosti se takođe može izraziti u smislu mase članova populacije po jedinici prostora;
3) natalitet – broj novih jedinki koje se pojavljuju u jedinici vremena kao rezultat reprodukcije;
4) mortalitet – indikator koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu;
5) porast stanovništva – razlika između stopa nataliteta i smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;
6) stopa rasta – prosječan porast u jedinici vremena.
Populaciju karakterizira određena organizacija. Raspodjela jedinki po teritoriji, odnos grupa prema polu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju strukturu populacije. Formira se, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge, pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta. Struktura populacija stoga ima adaptivni karakter. Različite populacije iste vrste imaju i slične strukturne karakteristike i one karakteristične koje karakterišu specifične uslove životne sredine u njihovim staništima.
Dakle, pored adaptivnih sposobnosti pojedinačnih jedinki, populaciju vrste na određenoj teritoriji karakterišu i adaptivne karakteristike grupne organizacije, koje su svojstva populacije kao nadindividualnog sistema. Prilagodljive sposobnosti vrste kao cjeline kao sistema populacija mnogo su šire od adaptivnih karakteristika svake pojedinačne jedinke.
8.2. Populaciona struktura vrste
Svaka vrsta, koja zauzima određenu teritoriju (područje), na njoj je predstavljena sistemom populacija. Što je teritorija koju vrsta zauzima kompleksnija, to su veće mogućnosti za izolaciju pojedinačnih populacija. Međutim, ni u manjoj mjeri populaciona struktura vrste je određena njenim biološke karakteristike, kao što su mobilnost njenih konstitutivnih pojedinaca, stepen njihove vezanosti za teritoriju i sposobnost prevazilaženja prirodnih barijera.
Koncept stanovništva. Tipovi stanovništva
Populacija(populus - od lat. narod. stanovništvo) - jedan od centralni koncepti u biologiji i označava kolekciju jedinki iste vrste koja ima zajednički genski fond i zajedničku teritoriju. To je prvi supraorganizmski biološki sistem. Sa ekološke perspektive, jasna definicija populacije još nije razvijena. Tumačenje S.S. dobilo je najveće priznanje. Schwartz, populacija je grupa jedinki, koja je oblik postojanja vrste i sposobna je da se samostalno razvija u nedogled.
Glavno svojstvo populacija, kao i drugih bioloških sistema, jeste da su u stalnom kretanju i da se stalno mijenjaju. To se ogleda u svim parametrima: produktivnosti, stabilnosti, strukturi, distribuciji u prostoru. Populacije se odlikuju specifičnim genetskim i ekološkim karakteristikama koje odražavaju sposobnost sistema da održavaju egzistenciju u uslovima koji se stalno mijenjaju: rast, razvoj, stabilnost. Nauka koja kombinuje genetske, ekološke i evolucione pristupe proučavanju populacija poznata je kao populaciona biologija.
PRIMJERI. Jedna od nekoliko jata riba iste vrste u jezeru; mikrogrupe đurđevka Keiske u šumama bijele breze, koje rastu u podnožju drveća i na otvorenim površinama; gomile drveća iste vrste (mongolski hrast, ariš, itd.), odvojene livadama, nakupinama drugog drveća ili grmlja, ili močvarama.
Ekološka populacija – skup elementarnih populacija, intraspecifičnih grupa, ograničenih na specifične biocenoze. Biljke iste vrste u cenozi nazivaju se cenopopulacijom. Razmjena genetskih informacija između njih događa se prilično često.
PRIMJERI. Ribe iste vrste u svim jatama zajedničkog rezervoara; sastojine u monodominantnim šumama koje predstavljaju jednu grupu tipova šuma: trava, lišaj ili ariš od sfagnuma (Magadanska oblast, severna Habarovska teritorija); šumske sastojine u šumama šaša (suhe) i vlažne (vlažne) hrastove šume (Primorski teritorij, Amurska oblast); populacije vjeverica u šumama bora, smrče i jele na jednom području.
Geografsko stanovništvo– skup ekoloških populacija koje naseljavaju geografski slična područja. Geografske populacije postoje autonomno, njihova staništa su relativno izolovana, razmjena gena se događa rijetko - kod životinja i ptica - tokom seobe, kod biljaka - tokom širenja polena, sjemena i plodova. Na ovom nivou dolazi do formiranja geografskih rasa i sorti, a razlikuju se podvrste.
PRIMJERI. Poznate su geografske rase dahurskog ariša (Larix dahurica): zapadna (zapadno od Lene (L. dahurica ssp. dahurica) i istočna (istočno od Lene, izdvaja se u L. dahurica ssp. cajanderi), sjeverna i južna rasa Slično je M. A. Shemberg (1986) identificirao dvije podvrste breze ermanske (Betula ermanii) i vunaste breze (B. lanata 1000 km, na sjeveru - 500 km). uskolubasta voluharica (Microtis gregalis) Vrsta "obična vjeverica" ima oko 20 geografskih populacija, odnosno podvrsta.
Glavne karakteristike populacija
Broj i gustina su glavni parametri populacije.
Broj– ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu.
Gustina– broj jedinki ili njihova biomasa po jedinici površine ili zapremine. U prirodi postoje stalne fluktuacije u broju i gustoći.
Dinamika stanovništva a gustina je određena uglavnom plodnošću, mortalitetom i procesima migracije. To su pokazatelji koji karakterišu promjene stanovništva tokom određenog perioda: mjeseca, sezone, godine itd. Proučavanje ovih procesa i uzroka koji ih određuju veoma je važno za prognozu stanja populacija.
Plodnost se razlikuje između apsolutne i specifične.
Apsolutna plodnost je broj novih pojedinaca koji se pojavljuju u jedinici vremena, i specifično- ista količina, ali dodijeljena određenom broju pojedinaca. Na primjer, pokazatelj plodnosti osobe je broj rođene djece na 1000 ljudi tokom godine. Plodnost određuju mnogi faktori: uslovi životne sredine, dostupnost hrane, biologija vrste (brzina polnog sazrevanja, broj generacija tokom sezone, odnos mužjaka i ženki u populaciji).
Prema pravilu maksimalne plodnosti (razmnožavanja), u idealnim uslovima, u populacijama se pojavljuje najveći mogući broj novih jedinki; Plodnost je ograničena fiziološkim karakteristikama vrste.
PRIMJER. Maslačak može za 10 godina pokriti cijelu zemaljsku kuglu, pod uslovom da sve njegove sjemenke klijaju. Vrbe, topole, breze, jasike i većina korova daju izuzetno obilno sjeme. Bakterije se dijele svakih 20 minuta i u roku od 36 sati mogu prekriti cijelu planetu u neprekidnom sloju. Plodnost je vrlo visoka kod većine vrsta insekata, a niska kod predatora i velikih sisara.
smrtnost, Kao i stopa nataliteta, može biti apsolutna (broj osoba koje su umrle u određenom vremenu) ili specifična. Karakterizira stopu pada stanovništva od smrti zbog bolesti, starosti, predatora, nedostatka hrane i igre. glavna uloga u dinamici stanovništva.
Postoje tri vrste smrtnosti:
Isti u svim fazama razvoja; retko, pod optimalnim uslovima;
Povećana smrtnost u ranoj dobi; karakteristično za većinu vrsta biljaka i životinja (u drveću manje od 1% sadnica preživi do zrelosti, u ribama - 1-2% mlađi, kod insekata - manje od 0,5% ličinki);
Visoka smrtnost u starosti; obično se opaža kod životinja čiji se stadijum larve odvija u povoljnim uslovima koji se malo menjaju: tlo, drvo, živi organizmi.
Termin „populacija“ se danas koristi u različitim oblastima i oblastima nauke. Najveći uticaj Pruža usluge iz biologije, demografije, ekologije, medicine, psihometrije i citologije. Ali šta je populacija i kako se karakteriše?
Uvod. Definicije
Do danas su populacijske studije prvenstveno sprovedene da bi se identifikovale genetske sekvence ili sekvence životne sredine. To nam omogućava da odredimo okruženje za preživljavanje vrsta i njihovo naslijeđe. On ovog trenutka Postoji još jedan koncept - "ćelijska populacija". Ovo je izolirano potomstvo određenog broja grupa stanica. Ovu oblast proučavaju stručnjaci u okviru citologije.
Sa stanovišta genetike, populacija je heterogena nasljedna kolekcija oblika jedne vrste, koja je suprotna takozvanoj čistoj liniji. Činjenica je da svaka porodica jedinki ima specifične karakteristike i predstavlja određeni fenotip i genotip.
Glavne karakteristike
Prije nego što počnete detaljnije razumjeti šta je populacija, morate znati i razumjeti njene glavne komponente. Ukupno ima 5 glavnih karakteristika:
1. Distribucija. Može biti prostorna i kvantitativna. Prvi tip je pak podijeljen na slučajnu i jednoliku distribuciju. Kvantitativni indikator je odgovoran za veličinu populacije ili njene pojedinačne grupe. Distribucija pojedinaca direktno zavisi od klimatskim uslovima, genom, lanac ishrane i stepen adaptacije.
2. Broj. Ovo je posebna karakteristika populacije i ne treba je miješati s podtipom distribucije. Ovdje obilje predstavlja ukupan broj organizama u određenoj jedinici prostora. Najčešće je dinamičan. Zavisi od omjera mortaliteta i plodnosti pojedinaca.
3. Gustina. Određuje se biomasom ili brojem organizama po jedinici površine (volumen).
4. Plodnost. Određuje se brojem jedinki koje su se pojavile kao rezultat reprodukcije u jedinici vremena.
5. Mortalitet. Podijeljeno prema starosnim kriterijima. Predstavlja broj ubijenih oblika života u jedinici vremena.
Strukturna klasifikacija
Trenutno se razlikuju sljedeće vrste populacija: starosna, spolna, genetska, ekološka i prostorna. Svaka od ovih varijacija ima svoju specifičnu strukturu. Dakle, starosna populacija je određena omjerom pojedinaca različitih generacija. Predstavnici iste vrste mogu imati i pretke i potomstvo.
Polna populacija zavisi od vrste reprodukcije porodice i skupa utvrđenih morfofunkcionalnih i anatomskih karakteristika organizama. Genetska struktura određena je varijacijama u alelima i načinom na koji se razmjenjuju. Ekološka populacija je podjela porodice na grupe u odnosu na faktore okoline. Prostorna struktura zavisi od rasprostranjenosti i rasporeda pojedinih jedinki vrste na tom području.
Izolacija populacija
U različitim porodicama ovo svojstvo zavisi od sredine i oblika suživota. Ako se predstavnici jedne vrste kreću na velikim područjima, onda se takva populacija može nazvati velikom. U slučaju slabog razvoja distributivnih sposobnosti, porodica je određena malim agregatima, što može odražavati, na primjer, mozaičnost pejzaža. Populacija sjedećih životinja i biljaka ovisi o heterogenosti okoliša.
Nivo izolacije susjednih porodica iste vrste varira. U tom slučaju populacije mogu biti oštro raspoređene u prostoru ili biti jasno lokalizirane na određenom području. Postoji i potpuna kolonizacija ogromnog područja od strane jedne vrste. Zauzvrat, granice između populacija mogu biti zamagljene i prepoznatljive.
Dinamika populacije može biti 3 tipa:
Većina pojedinaca preživi do maksimalnog praga starosti (ljudi i sisari),
Smrt može nastupiti bilo kada (gmizavci i ptice),
Stopa mortaliteta je visoka već u ranim fazama razvoja (ribe, biljke, beskičmenjaci).
Populacija se sastoji od skupa jedinki koje su međusobno slične po morfofiziološkim osobinama, području, vrsti križanja i porijeklu. Takva grupa organizama naziva se vrsta. To je jedinica strukture stanovništva.
Vrste zavise od sledećih kriterijuma: morfološki, genetski, fiziološki, biohemijski. Prema dodatnoj klasifikaciji, karakteristike uticaja su geografske i ekološke.
Svaka vrsta nastaje, zatim se razvija i prilagođava. At iznenadna promena uslovima životne sredine, može nestati.