ЭКОЛОГИЯ популяций

Содержание

Слайд 2

1.Популяция как форма существования вида Термин популяция введен в 1903 г.

1.Популяция как форма существования вида

Термин популяция введен в 1903 г. датским

ученым В.Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении», в отличии от чистой линии
В дальнейшем значение термина несколько изменилось
Слайд 3

Популяция (от лат. «популюс» - народ) – часть вида, изолированно проживающая

Популяция (от лат. «популюс» - народ) – часть вида, изолированно проживающая

на одной территории в течение ряда поколений

(стая голубей, зайцы одного леса,
стадо оленей,
тараканы одного
общежития)

Слайд 4

Типы популяций Элементарные или микропопуляции (1) – занимают небольшой однородный участок,

Типы популяций

Элементарные или микропопуляции (1) – занимают небольшой однородный участок, характерна

полная панмиксия (свободное скрещивание)
Экологические популяции (2) – совокупности смежных элементарных популяций, проживающие в экологически сходных условиях (белки сосновые, еловые …), изолированы слабо
Географические популяции (3) – занимают большую территорию, хорошо изолированы
Ареал вида (4) = область распространения вида

1

2

3

4

Слайд 5

2. Характеристики популяции К статическим характеристикам относятся: численность (общее число особей

2. Характеристики популяции

К статическим характеристикам относятся:
численность (общее число особей в

популяции),
плотность (число особей вида, приходящееся на единицу площади или объема),
пространственная структура,
возрастная структура,
половая структура (соотношение полов - ♂ : ♀ ),
экологическая структура (экотипы - генетические варианты, различающиеся по требованиям к условиям среды или по срокам развития ).
Слайд 6

Пространственная структура (распределение особей в пространстве) Регулярное (равномерное) – вследствие конкуренции

Пространственная структура (распределение особей в пространстве)

Регулярное (равномерное) – вследствие конкуренции особи

удалены друг от друга на максимально возможное расстояние
Случайное –встречается на однородных участках, когда конкуренция слаба и особи не стремятся к объединению
Групповое – встречается, если животные живут стаями или стадами, растения вегетативно размножаются или среда очень неоднородна

1

1

2

3

Слайд 7

Экологические возраста Пострепродуктивный (уже не размножающийся) Репродуктивный (размножающийся) Предрепродуктивный (еще не размножающийся)

Экологические возраста

Пострепродуктивный
(уже не размножающийся)
Репродуктивный
(размножающийся)
Предрепродуктивный
(еще не размножающийся)

Слайд 8

Возрастная структура популяций (возрастные пирамиды) Растущая популяция (пирамида с широким основанием

Возрастная структура популяций (возрастные пирамиды)

Растущая популяция
(пирамида с широким основанием -

много молодых особей)

Стабильная популяция
(пирамида в форме столба – всех возрастов почти поровну)

Сокращающаяся популяция (узкое основание, широкая вершина - преобладают старые особи)

Слайд 9

Возрастная структура популяций человека

Возрастная структура популяций человека

Слайд 10

К динамическим характеристикам относятся: выживаемость рождаемость смертность биотический потенциал среднее время генерации чистая скорость воспроизводства

К динамическим характеристикам относятся:
выживаемость
рождаемость
смертность
биотический потенциал
среднее время генерации
чистая скорость воспроизводства

Слайд 11

Выживаемость - доля особей, доживающих до определенного возраста I - выпуклая

Выживаемость - доля особей, доживающих до определенного возраста

I - выпуклая (кривая

дрозофилы и человека) - смертность в большинстве возрастов мала, а к старости резко возрастает, и все особи погибают за короткий срок (крупные копытные, насекомые, гибнущие после откладки яиц)
II – диагональная (кривая гидры) - смертность одинакова во всех возрастах (пресмыкающихся, птицы, многолетние травы)
III – вогнутая (кривая устрицы) - у видов, не заботящихся о потомстве и выживающих за счет огромного количества икринок, семян и т. д.
IV - ступенчатая кривая –у видов, выживаемость которых неоднократно меняется в разные периоды жизни

Кривые выживания

Слайд 12

Рождаемость (= общая рождаемость) – скорость появления в популяции молодых особей

Рождаемость (= общая рождаемость) – скорость появления в популяции молодых особей

(ΔNd/Δt) (семян, яиц, детенышей /ед. врем.)

максимальная рождаемость достигается в идеальных условиях
экологическая или реализованная рождаемость, наблюдается в фактических условиях среды
удельная рождаемость (b) – число рождений за единицу времени, приходящихся на одну особь родительского поколения (N), чтобы сравнить по рождаемости популяции разного размера

Слайд 13

Общая смертность – число особей, погибших в популяции за единицу времени

Общая смертность – число особей, погибших в популяции за единицу времени

( ΔNb/Δt )

Теоретическая (= минимальная) смертность наблюдается в идеальных условиях
Экологическая наблюдается в реальных условиях среды
Удельная смертность (d) – число смертей за единицу времени, деленное на численность (N), чтобы сравнить по смертности популяции разного размера

Слайд 14

Основные уравнения динамики численности популяций Биотический (репродуктивный) потенциал r - скорость

Основные уравнения динамики численности популяций

Биотический (репродуктивный) потенциал r - скорость роста

численности, характерная для каждого вида;
Nt – численность популяции в момент времени t
Nо – численность популяции в нулевой момент времени
е – основание натуральных логарифмов
Слайд 15

Т – время генерации (поколения) - средний возраст, в котором родители

Т – время генерации (поколения) - средний возраст, в котором родители

производят на свет свое потомство (для насекомых - время от яйца до яйца)
Ro- чистая скорость воспроизводства –показывает, во сколько раз увеличится численность популяции за одно поколение
r – биотический потенциал растет при увеличении плодовитости и уменьшении времени генерации
Слайд 16

Пара слонов (1 слоненок в 4 года) 19 млн. слонов Бактерии

Пара слонов
(1 слоненок
в 4 года)

19 млн.
слонов

Бактерии
(делятся
каждые 20 мин.)

25 сев. оленей
на пустынном

острове

8
оленей

2 тыс.
оленей

30 см слой бактерий
по всей планете

за 750 лет

за 36 часов

через 27 лет

через 12 лет

3. Рост численности популяций

Теоретический рост (зависит только от биотического потенциала)

Реальный рост (влияет и биотический потенциал и среда)

Слайд 17

К – предельная емкость среды, т.е. максимальное число особей вида, которое

К – предельная емкость среды, т.е. максимальное число особей вида, которое

может стабильно жить в данной среде

(теоретическая)

(реальная)

Теоретическая и реальная
кривые роста численности популяции

Слайд 18

Рост численности популяций в природе Преобразование J-образной кривой роста численности в

Рост численности популяций в природе

Преобразование J-образной кривой роста численности в S-образную

под действием лимитирующих факторов
Отсутствие стабилизации (вспышки размножения сменяются резкими снижениями численности)
Слайд 19

Равновесные популяции находятся в равновесии со своим окружением и ресурсами (численность

Равновесные популяции находятся в равновесии со своим окружением и ресурсами (численность

колеблется слабо)
Оппортунистические популяции живут в нестабильной среде и регулярно погибают, а затем снова восстанавливают численность

Типы колебаний численности популяций

Число особей

Слайд 20

Типы экологических стратегий (Р.Макартур, Э.Уилсон, 1967)

Типы экологических стратегий (Р.Макартур, Э.Уилсон, 1967)

Слайд 21

4. Факторы динамики численности популяций Модифицирующие факторы действуют на одну и

4. Факторы динамики численности популяций

Модифицирующие факторы действуют на одну и ту

же долю особей в популяции, независимо от ее плотности (погодные и космические явления, разного рода катастрофы, обработки ядохимикатами)

Регулирующие - это биотические факторы, действующие по принципу отрицательной обратной связи: чем выше плотность популяции, тем сильнее работает снижающий ее механизм, и наоборот (конкуренция, хищники, паразиты, болезни, биометод борьбы с вредителями)

Слайд 22

Диапазоны плотности популяций, в пределах которых ее регулируют разные факторы (Г.А.Викторов,

Диапазоны плотности популяций, в пределах которых ее регулируют разные факторы (Г.А.Викторов,

1967)

Такая многоуровневая регуляция нужна фитофагам и хищникам (чтобы не подорвать кормовую базу)
Растения и детритофаги не могут подорвать кормовую базу
основной фактор один – конкуренция

Слайд 23

Гомеостаз – способность системы к самоподдержанию и саморегулированию на основе обратной

Гомеостаз – способность системы к самоподдержанию и саморегулированию на основе обратной

связи

Рождаемость
Способность к расселению
Защитные механизмы
Способность выдерживать неблагоприятные условия

Нехватка ресурсов
Неблагоприятные погодные условия
Хищники, паразиты
Болезни

Слайд 24

Слайд 25

Периодические колебания численности («волны жизни») Перелетная саранча в Азии Заяц и рысь в Северной Америке

Периодические колебания численности («волны жизни»)
Перелетная саранча в Азии
Заяц и рысь

в Северной Америке
Слайд 26

Возможные причины регулярных колебаний численности (единой для всех причины нет) 11-летний

Возможные причины регулярных колебаний численности (единой для всех причины нет)

11-летний цикл изменений

солнечной активности;
Колебания в системе "хищник-жертва" могут самоподдерживаться тем, что реакция хищника запаздывает;
Стресс (возникает из-за скученности грызунов, повышает у них агрессивность, снижает размножение, вызывает гибель от «шоковой болезни»);
Снижение питательности растительных пищевых ресурсов от сильного выедания и др.
Генетический контроль: на разных фазах вспышки массового размножения отбор благоприятствует генотипам с разной плодовитостью и выживаемостью