Populāciju struktūra un īpašības. Iedzīvotāju un populācijas struktūras jēdziens - tests

entropijas proteīnu sintēzes populācija

Populācija (populus — no latīņu tautas. populācija) ir viens no centrālajiem jēdzieniem bioloģijā un apzīmē vienas sugas indivīdu kopumu, kam ir kopīgs genofonds un kam ir kopējā teritorija. Tā ir pirmā supraorganismu bioloģiskā sistēma. No ekoloģiskā viedokļa skaidra populācijas definīcija vēl nav izstrādāta. Vislielāko atzinību izpelnījusies S.S interpretācija. Švarca, populācija ir indivīdu grupējums, kas ir sugas eksistences forma un spēj patstāvīgi attīstīties bezgalīgi.

Ekoloģiskā populācija ir elementāru populāciju, starpsugu grupu kopums, kas ierobežots ar noteiktām biocenozēm. Vienas sugas augus cenozē sauc par cenopopulāciju. Ģenētiskās informācijas apmaiņa starp tām notiek diezgan bieži.

PIEMĒRI. Vienas sugas zivis visās kopējā ūdenskrātuves baros; koku audzes monodominantos mežos, kas pārstāv vienu meža tipu grupu: zāle, ķērpji vai sfagnu lapegle (Magadanas reģions, ziemeļi Habarovskas apgabals); mežaudzes grīšļu (sausos) un forbu (slapjos) ozolu mežos (Primorskas apgabals, Amūras apgabals); vāveru populācijas priežu, egļu-egļu un lapu koku meži viens rajons.

Ģeogrāfiskā populācija - ekoloģisko populāciju kopums, kas apdzīvo ģeogrāfiski līdzīgas teritorijas. Ģeogrāfiskās populācijas pastāv autonomi, to biotopi ir samērā izolēti, gēnu apmaiņa notiek reti - dzīvniekiem un putniem - migrācijas laikā, augos - ziedputekšņu, sēklu un augļu izplatīšanās laikā. Šajā līmenī notiek ģeogrāfisko rasu un šķirņu veidošanās, tiek izdalītas pasugas.

PIEMĒRI. Dahurijas lapegles (Larix dahurica) ģeogrāfiskās rases ir zināmas: rietumu (uz rietumiem no Lēnas (L. dahurica ssp. dahurica) un austrumu (uz austrumiem no Ļenas, izceļas L. dahurica ssp. cajanderi), ziemeļu un dienvidu rases Līdzīgi M. A. Šembergs (1986) identificēja divas akmens bērza pasugas: ērmaņa bērzu (Betula ermanii) un vilnas bērzu (B. lanata) zoologi izšķir tundras un stepes populācijas šaurgalvas pīle (Microtis gregalis) Sugai "parastā vāvere" ir aptuveni 20 ģeogrāfiskas populācijas jeb pasugas.

Jebkurai populācijai ir stingri noteikta struktūra: ģenētiskā, vecuma dzimuma, telpiskā utt., bet tajā nevar būt mazāk indivīdu, nekā nepieciešams populācijas stabilai attīstībai un izturībai pret faktoriem. ārējā vide. Tas ir minimālā iedzīvotāju skaita princips. Jebkuras populācijas parametru novirzes no optimālajiem ir nevēlamas, bet pārmērīgas augstas vērtības tie nerada tiešus draudus sugas pastāvēšanai, tad samazināšanās līdz minimālam līmenim, īpaši populācijas lielumā, apdraud sugu.

Zināšanas par iedzīvotāju struktūru ļauj pētniekam izdarīt secinājumus par tās labklājību vai trūkumu. Piemēram, ja populācijā nav ģeneratīvu (tas ir, spējīgu radīt pēcnācējus) īpatņu un ir daudz vecuma (senilu) īpatņu, tad var tikt izteikta nelabvēlīga prognoze. Šādai populācijai var nebūt nākotnes. Iedzīvotāju struktūru vēlams pētīt dinamikā: zinot tās izmaiņas vairāku gadu garumā, par atsevišķām tendencēm var runāt daudz pārliecinošāk.

Iedzīvotāju vecuma struktūra. Šāda veida struktūra ir saistīta ar dažāda vecuma indivīdu attiecību populācijā. Viena vecuma personas parasti tiek grupētas kohortās, tas ir, vecuma grupās.

Ļoti detalizēti aprakstīta augu populāciju vecuma struktūra. Tas izšķir (pēc T. A. Robotnova) šādus vecumus (organismu vecuma grupas):

· latentais periods - sēklas stāvoklis;

· preģeneratīvais periods (ietver stāda, jauna auga, nenobrieduša auga un jaunavas augu stāvokļus);

· ģeneratīvais periods (parasti iedalīts trīs apakšperiodos – jauni, nobrieduši un veci ģeneratīvie indivīdi);

· pēcģenerācijas periods (ietver subsenila auga, senila auga un nāves fāzes stāvokļus).

Protams, tas rada problēmu par attiecību starp kalendāru un bioloģisko vecumu. Piederību noteiktam vecuma stāvoklim nosaka noteiktu morfoloģisko (piemēram, sarežģītas lapas sadalīšanās pakāpe) un fizioloģisko (piemēram, spēja dzemdēt) īpašību izpausmes pakāpe. Tādā veidā, pirmkārt, tiek fiksēts indivīda bioloģiskais vecums. Bioloģiskais vecums ir ekologam augstāka vērtība, jo tieši viņš nosaka indivīda lomu populācijas procesos. Tajā pašā laikā, kā likums, pastāv saistība starp bioloģisko un kalendāro vecumu.

Dzīvnieku populācijas var iedalīt arī dažādos vecuma posmos. Piemēram, kukaiņi, kas attīstās ar pilnīgu metamorfozi, iziet cauri olu, kāpuru, zīlīšu un imago (pieaugušu kukaiņu) stadijai. Citiem dzīvniekiem (kas attīstās bez metamorfozes) var izdalīt arī dažādus ar vecumu saistītus stāvokļus, lai gan robežas starp tiem var nebūt tik skaidras.

Vecuma struktūras raksturs (vai kā saka, vecuma spektrs) ir atkarīgs no tā sauktās izdzīvošanas līknes, kas raksturīga konkrētai populācijai. Izdzīvošanas līkne parāda mirstības līmeni dažādās vecuma grupās. Tādējādi, ja mirstības rādītājs nav atkarīgs no indivīdu vecuma, tad izdzīvošanas līkne ir dilstoša līnija. Tas ir, indivīdu nāve šāda veida gadījumā notiek vienmērīgi, mirstības līmenis paliek nemainīgs visu mūžu. Šāda izdzīvošanas līkne ir raksturīga sugām, kuru attīstība notiek bez metamorfozes ar pietiekamu piedzimušo pēcnācēju stabilitāti. Šo tipu parasti sauc par hidra tipu – to raksturo izdzīvošanas līkne, kas tuvojas taisnai līnijai.

Sugām, kurām ārējo faktoru loma mirstībā ir neliela, izdzīvošanas līkni raksturo neliels samazinājums līdz noteiktam vecumam, pēc kura vērojams straujš kritums dabiskās (fizioloģiskās) mirstības rezultātā. Šim tipam tuvās izdzīvošanas līknes raksturs ir raksturīgs cilvēkiem (lai gan cilvēka izdzīvošanas līkne ir nedaudz plakanāka un tādējādi ir kaut kas starp I un II tipu). Šo veidu sauc par Drosophila tipu: tas ir tas, ko augļu mušas demonstrē laboratorijas apstākļos (plēsēji to neēd).

Daudzām sugām ir raksturīga augsta mirstība ontoģenēzes sākumposmā. Šādām sugām izdzīvošanas līkni raksturo straujš reģiona kritums jaunāki vecumi. Indivīdiem, kas izdzīvo “kritisko” vecumu, ir zema mirstība un viņi dzīvo līdz vecākam vecumam. Veidu sauc par austeru tipu.

Ekologu ļoti interesē izdzīvošanas līkņu izpēte. Tas ļauj mums spriest, kādā vecumā konkrēta suga ir visneaizsargātākā. Ja to cēloņu ietekme, kas var mainīt dzimstību vai mirstību, notiks visneaizsargātākajā stadijā, tad to ietekme uz turpmāko populācijas attīstību būs vislielākā. Šis modelis ir jāņem vērā, organizējot medības vai kaitēkļu apkarošanu.

Iedzīvotāju seksuālā struktūra. Par iedzīvotāju dzimuma struktūru mēs varam runāt, protams, tikai tad, ja mēs runājam par par divmāju (divdzimuma) sugām. Biseksualitātei ir milzīga loma populācijas indivīdu ģenētiskās daudzveidības uzturēšanā. Ģenētikas nozīme populācijas ilgtspējībā tiks detalizēti apspriesta nākamajā nodarbībā. Tagad mēs atzīmējam, ka seksuālā struktūra, tas ir, dzimumu attiecība, ir tieši saistīta ar iedzīvotāju vairošanos un tās stabilitāti.

Ir ierasts atšķirt primāro, sekundāro un terciāro dzimumu attiecības populācijā. Primāro dzimumu attiecību nosaka ģenētiskie mehānismi - dzimuma hromosomu diverģences vienveidība. Piemēram, cilvēkiem XY hromosomas nosaka vīriešu dzimuma attīstību, bet XX hromosomas nosaka sieviešu dzimuma attīstību. Šajā gadījumā primārā dzimuma attiecība ir 1:1, tas ir, vienlīdz iespējama.

Sekundārā dzimumu attiecība ir dzimumu attiecība dzimšanas brīdī (jaundzimušajiem). Tas var būtiski atšķirties no primārā vairāku iemeslu dēļ: olšūnu selektivitāte pret spermu, kas satur X vai Y hromosomu, šādu spermatozoīdu nevienlīdzīgā spēja apaugļoties, atšķirīga ārējie faktori. Piemēram, zoologi ir aprakstījuši temperatūras ietekmi uz sekundāro dzimumu attiecību rāpuļiem. Līdzīgs modelis ir raksturīgs dažiem kukaiņiem. Tādējādi skudrām apaugļošanās tiek nodrošināta temperatūrā virs 20 C un vairāk zemas temperatūras tiek dētas neapaugļotas olas. No pēdējiem izšķiļas tēviņi, bet no apaugļotajiem – pārsvarā mātītes.

Terciārā dzimuma attiecība ir pieaugušu dzīvnieku dzimumu attiecība.

Iedzīvotāju telpiskā struktūra. Populācijas telpiskā struktūra atspoguļo indivīdu izplatības raksturu telpā.

Ir trīs galvenie indivīdu izplatības veidi kosmosā:

· viendabīgs (indivīdi izplatās vienmērīgi telpā, vienādos attālumos viens no otra), tipu sauc arī par vienmērīgu sadalījumu;

· draudzes jeb mozaīkas (tas ir, “plankumaini”, indivīdi atrodas izolētās kopās);

· nejauši vai izkliedēti (indivīdi ir nejauši sadalīti telpā).

Vienmērīga izplatība dabā ir reti sastopama, un to visbiežāk izraisa intensīva starpsugu konkurence (kā, piemēram, plēsīgajām zivīm).

Nejaušs izplatījums novērojams tikai viendabīgā vidē un tikai sugās, kurām nav tendences veidot grupas. Kā mācību grāmatas piemērs vienmērīgai izplatībai parasti tiek minēts Tribolium vaboles izplatība miltos.

Sadalījums grupās ir daudz izplatītāks. Tas ir saistīts ar mikrovides īpašībām vai ar dzīvnieku uzvedības īpašībām.

Telpiskajai struktūrai ir svarīga ekoloģiska nozīme. Pirmkārt, noteikta veida teritorijas izmantošana ļauj iedzīvotājiem efektīvi izmantot vides resursus un samazināt iekšējo konkurenci. Efektīva vides izmantošana un samazināta konkurence starp populācijas locekļiem ļauj tai nostiprināt savas pozīcijas attiecībā pret citām sugām, kas apdzīvo konkrēto ekosistēmu.

Vēl viena svarīga populācijas telpiskās struktūras nozīme ir tā, ka tā veicina indivīdu mijiedarbību populācijā. Bez noteikta līmeņa iekšpopulācijas kontaktu populācija nespēs pildīt gan savas sugas funkcijas (vairošanās, apmešanās), gan funkcijas, kas saistītas ar līdzdalību ekosistēmā (dalība vielu ciklos, bioloģisko produktu radīšana utt.), piemēram, spēja ražot darbu. Enerģijas īpašības raksturo termodinamikas likumi.

Pirmais termodinamikas likums (sākums) jeb enerģijas nezūdamības likums

norāda, ka enerģija var mainīties no vienas formas uz otru, bet tā nepazūd vai netiek radīta no jauna.

Otrais termodinamikas likums (likums) jeb entropijas likums nosaka, ka slēgtā sistēmā entropija var tikai pieaugt. Attiecībā uz enerģiju ekosistēmās ir ērts šāds formulējums: procesi, kas saistīti ar enerģijas pārveidi, var notikt spontāni tikai ar nosacījumu, ka enerģija pāriet no koncentrētas formas uz izkliedētu, tas ir, degradējas. Entropija ir enerģijas daudzuma mērs, kas kļūst nepieejams lietošanai, vai citādi enerģijas degradācijas laikā notiekošās kārtības izmaiņu mērs. Jo augstāka ir sistēmas kārtība, jo zemāka ir tās entropija.

Tādējādi jebkura dzīvā sistēma, tostarp ekosistēma, saglabā savu vitālo aktivitāti, pirmkārt, pateicoties brīvās enerģijas (Saules enerģijas) pārpalikuma klātbūtnei vidē; otrkārt, spēja to veidojošo komponentu konstrukcijas dēļ uztvert un koncentrēt šo enerģiju un, kad to izmanto, izkliedēt to vidē.

Tādējādi vispirms enerģijas uztveršana un pēc tam koncentrēšana ar pāreju no viena trofiskā līmeņa uz otru nodrošina dzīvās sistēmas sakārtotības un organizētības pieaugumu, tas ir, tās entropijas samazināšanos. Saskaņā ar mūsdienu jēdzieniem dzīvība ir sarežģītu bioloģisko sistēmu pastāvēšanas process, kas sastāv no lielām organiskām molekulām un spēj pašatvairot un saglabāt savu eksistenci enerģijas un vielu apmaiņas ar vidi rezultātā. Katrs organisms ir sakārtotu mijiedarbīgu struktūru kopums, kas veido vienotu veselumu, tas ir, tā ir sistēma. Dzīviem organismiem ir īpašības, kuru nav lielākajā daļā nedzīvo sistēmu.

Populācijas struktūru parasti saprot kā tās telpisko, vecuma, dzimuma un ģenētisko sastāvu.

Dažreiz viņi runā par populācijas ekoloģisko struktūru, iekļaujot šajā jēdzienā indivīdu sadalījumu populācijā pēc dzimuma un vecuma, kas bieži izteikts tā saukto "dzīves tabulu" formā. IN pēdējā laikā bieži tiek lietots vispārinātais biohoroloģiskā jēdziens iedzīvotāju struktūra(no grieķu choros — telpa).

Populācijas telpisko struktūru, t.i., indivīdu sadalījumu populācijā, raksturo nevienmērība. Šo nevienmērību nosaka bioģeocenotisko apstākļu neviendabīgums un nosaka mazāku telpisku indivīdu grupu eksistenci – apdzīvotās vietas, kas aizņem vienu vai otru tās areāla daļu; starp šādām apdzīvotām vietām paliek neapdzīvotas vai mazapdzīvotas vietas.

Dažādu sugu populāciju telpiskās struktūras atšķirību piemērs ir galveno augu un dzīvnieku fona sugu indivīdu izplatība nelielā salā (100 ha platībā). Skolme pie Anglijas dienvidrietumu krasta. Atsevišķas augu sugas (agrostis bentgrass, Pteridium bracken, Armeria) un tipiskas kopienas (purva veģetācija, kuprazāle) salā veido nevienāda izmēra plankumus. Atsevišķu putnu un zīdītāju sugu grupējumi izceļas vēl skaidrāk: 35 000 pāru pieaugušu putnu mazais putniņš Puffinus puffinus ir apvienoti 8 kolonijās, 900 pāri melnsnuķa putnu Larus fuscus - 10 dažāda lieluma ligzdošanas grupas. Reņģu kaijas L. argentatus un lāceņu Fratercula arctica - attiecīgi aptuveni 500 un 5000 pāru - ligzdošanas vietas gar krastiem robežo salu ar sarežģītas konfigurācijas pārrautu lenti.

Pēc trušu skaita Oryctolagus cuniculus (rudenī līdz 100 īpatņiem uz 1 ha) Skokolma ir visblīvāk apdzīvotā vieta Anglijā, tomēr tās apmetņu (blīvu un retu) sadalījums ir nevienmērīgs un veido sarežģītu plankumu mozaīku. Mājas pelēm, kas dzīvo šeit savvaļā, ir raksturīga “mežģīņu” un “raibuma” izplatības veidu kombinācija vienā teritorijā. Atzīmēšana ļāva noskaidrot, ka, neskatoties uz dažu indivīdu grupu šķietamo izolāciju, vairākiem indivīdiem ir raksturīgas kustības, kas aptver visu pētīto teritoriju.

Ne visas aplūkotās sugas veido patiesas populācijas salā. Nav šaubu, ka salu apdzīvo melnie vaļi un siļķu kaijas. Skokolmi ir tikai daļa no dažām šo lielo putnu populācijām. Populācijas neatkarības jautājums nav līdz galam skaidrs lācēnu un zīdaiņu kolonijām – to apmetnes salā var būt reālas populācijas vai tikai daļa no populācijas. To pašu var teikt par augu sugu populāciju, ja to ziedputekšņi ir efektīvi izplatīti desmitiem vai simtiem kilometru. Bet trušu un mājas peļu populāciju uz salas var pamatoti saukt par populācijām.

Lēmums par to, vai pētāmo indivīdu grupu uzskatīt par populāciju vai uzskatīt to tikai par telpiski izolētu populācijas daļu, ir atkarīgs no tā, cik liela ir indivīdu apmaiņa starp blakus esošajām grupām. Pētot populāciju snapping ķirzaka Lacerta agilis Rietumaltaja daļā tika atrastas grupas, sākot no vairākiem indivīdiem līdz simtiem tūkstošu īpatņu.

Populāciju šeit var pamatoti saukt par IV līmeņa indivīdu grupu, kurā apmainās aptuveni 0,01% katras paaudzes indivīdu un kuras pastāvēšanas ilgums ir simtiem paaudžu. Pirms tam - populācijas līmeņa - smilšu ķirzakas sugu populācijā skaidri izceļas divu zemāku integrācijas līmeņu (I un II) īpatņu grupas. Tie pastāv salīdzinoši īsu laiku (vairākas paaudzes) un plaši apmainās ar indivīdiem, kuru dēļ to ģenētiskais sastāvs krasi un ātri mainās, ir nestabils. Turklāt pats šādu asociāciju trauslums nosaka to īslaicīgo raksturu. Trešo integrācijas līmeni vairākos gadījumos droši vien var atzīt par reālu iedzīvotāju līmeni. Tas lielā mērā ir atkarīgs no tā, cik spēcīgs būs vietējās atlases spiediens: ar spēcīgu atlasi, kas vērsta pret jaunpienācējiem, viņi nespēs būtiski mainīt grupas ģenētisko struktūru; ar vāju jau pēc dažām paaudzēm tik plašā mērogā (apmēram 3-4% katrā paaudzē) apmaiņu grupām ģenētiskā struktūra izlīdzinās un veido vienotu ģenētisku kopumu.

No iepriekš minētā ir skaidrs, ka būtisks punkts konkrētas indivīdu grupas neatkarības noteikšanā ir tās pietiekams skaits un izolācija no blakus esošajām līdzīgām populācijām. Izolācijas mērs teorētiski var būt alēļu pārneses līmenis no viena gēnu kopuma uz citu vai praktiski indivīdu apmaiņas līmenis. Savukārt šis līmenis ir atkarīgs no individuālās aktivitātes rādiusa, t.i., attāluma, ko vidusmēra indivīds reāli veic savas dzīves laikā pasīvās vai aktīvās kustības laikā. Piemēram, augos to var noteikt pēc ziedputekšņu izplatības attāluma, attāluma no to veģetatīvo pēcnācēju vecākiem (spraudeņi, pumpuri, dzinumi, kūdras formas utt.), sēklu izplatība (ar vēju, ūdeni, pārnēsājot). dzīvnieki utt.) .lpp). Konstatēts, ka grauzēju, rāpuļu un abinieku populācijas lielums ir salīdzinoši neliels, savukārt putnu un plaši migrējošo zīdītāju populācijas lielums ir ievērojams. Par galveno iemeslu tiek uzskatītas minēto dzīvnieku grupu indivīdu mobilitātes atšķirības.

Individuālās darbības rādiusa lielums ir cieši saistīts ar teritorijas izmantošanas raksturu. Uz sugām, kas ved mazkustīgs attēls dzīvei raksturīgs intensīvs telpas izmantošanas veids (I. A. Šilovs, 1977), kurā atsevišķi indivīdi vai to grupas (augstākiem mugurkaulniekiem, galvenokārt ģimenes) ilgstoši izmanto salīdzinoši ierobežotas teritorijas resursus. Individuālās aktivitātes rādiuss un iekšpopulācijas grupu teritorijas šādām sugām parasti ir mazas, lai gan tās atšķiras atkarībā no summēšanas līmeņa. Sugām, kurām raksturīgs klejojošs dzīvesveids vai citi migrācijas veidi, raksturīgs ekstensīvs telpas izmantošanas veids, kurā apvidus pārtikas resursi tiek attīstīti īpatņu grupu regulāras kustības laikā. Individuālās aktivitātes rādiuss un intrapopulācijas grupu teritorijas lielums šādās sugās ir nozīmīgs. Starp intensīvām un ekstensīvām telpas izmantošanas metodēm nav asas robežas, jo ligzdošanas periodā populācijas bieži vien piekopj mazkustīgu dzīvesveidu, intensīvi izmantojot telpu, un pēc tam pāriet uz migrējošu dzīvesveidu ar plašu teritorijas izmantošanas veidu.

Rezultātā populāciju telpiskā struktūra dažādās sugās atšķirsies. Lauvu lepnumi, ausaino roņu harēmi, vilku un šakāļu bari, zobenvaļu pākstis — tie ir tikai daži no daudzajiem telpiski ģenētiskajiem grupējumiem, kas zināmi zīdītājiem.

Tika piedāvāti vairāki termini, lai apzīmētu šādas nelielas, relatīvi neatkarīgas, bet īslaicīgas īpatņu grupas, kas sastāv no intensīvi krustojošiem indivīdiem un to pēcnācējiem. IN pēdējos gados zooloģiskajā literatūrā šādu grupu apzīmēšanai tiek lietots termins dem (no grieķu vārda demos people). Augiem un sēnēm jautājums par populācijas telpisko struktūru nav tik detalizēti izstrādāts kā mugurkaulniekiem, kas saistīts ar to uzbūves un dzīvesveida specifiku. Var pieņemt, ka katrai populācijai ir sava telpiskā struktūra, kas tiek uzturēta noteiktai vietai un laikam adaptīvā formā. Tajā pašā laikā indivīdu izvietojums telpā reprezentē populācijas telpiskās struktūras “morfoloģisko” aspektu, un attiecību sistēma starp tiem ir tās funkcionālais aspekts, kas sīkāk aplūkots turpmāk.

Viena no izplatītākajām kļūdām populācijas pētījumos ir nevis populācijas raksturlielumu iegūšana, bet gan atsevišķu dēmu vai citu indivīdu īslaicīgu populāciju raksturojuma iegūšana, t.i., nereprezentatīvas izlases iegūšana. Piemēram, pētot smilšu ķirzaku Lacerta agilis Kalbinskas grēdā, mēs pirmo reizi sastapāmies ar 7 indivīdu grupu, no kurām divi (29%) bija melāniski. Tomēr būtu nepareizi uzskatīt tik augstu melanistu biežumu par populācijas īpašību: starp desmitiem citu pēc tam noķerto īpatņu melanistu nebija.

Populācijas vecuma struktūra, t.i., dažāda vecuma indivīdu grupu attiecība, ir viena no svarīgākajām populācijas pazīmēm.

Jebkura organisma vecumu var izteikt astronomiskā laika vienībās – minūtēs, stundās, mēnešos, gados. Par vecumu var spriest arī pēc organisma attīstības pakāpes vai tā fizioloģiskā brieduma, t.i., noteikt fizioloģisko vecumu. Diemžēl dabiskās populācijās indivīdu astronomiskā (kalendārā) vecuma noteikšanas iespējas ir visai ierobežotas. Tie ir saistīti ar reģistrēšanas struktūru izpēti (M.V. Mina, G.A. Klevezal, 1976): koku stumbru, kaulu un zobu noslāņošanās mugurkaulniekiem, gredzeni vai zari uz dažu nagaiņu ragiem, ar vecumu saistītas krāsas izmaiņas, spalvu struktūra. vai kažokādas utt.

Fizioloģiskā vecuma noteikšana tiek veikta pēc ķermeņa lieluma un formas izmaiņām, krāsas, ģeneratīvās sistēmas stāvokļa, skeleta sistēmas nobriešanas, dziedzeru (piemēram, aizkrūts dziedzera) involucijas, zobu košļājamās virsmas nobrāzuma u.c. zīmes.

Indivīda pēcdzemdību attīstības procesā attiecīgi mainās tā morfofizioloģiskās un citas īpašības un īpašības, vecuma grupas un populācijas atšķiras pēc vienādu pazīmju specifikas.

Populāciju vecuma struktūru galvenokārt var izteikt ar pirmsreproduktīvo, reproduktīvo un pēcreproduktīvo posmu vidējo ilgumu attiecību. individuālā attīstība, kas raksturīgs konkrētai populācijai. Sīkāk iedzīvotāju vecuma struktūru var attēlot vecuma piramīdu veidā, kurās ņemts vērā katras vecuma grupas relatīvais lielums.

Iedzīvotāju vecuma struktūra atspoguļo tādus svarīgus procesus kā vairošanās intensitāte, mirstības līmenis un populācijas atjaunošanās ātrums. Tas ir cieši saistīts ar populāciju veidojošo paaudžu ģenētiskajām īpašībām un atsevišķu paaudžu specifisko attīstības apstākļu īpatnībām.

Lai precīzi raksturotu iedzīvotāju vecuma struktūru, sniegsim dažu terminu definīcijas.

Paaudze (paaudze) ietver visas iepriekšējās paaudzes indivīdu (bērnu - vecāku) pēcnācējus. Šis jēdziens ir ģenētisks. Iedzimtā materiāla pārnešana notiek paaudzēs. Paaudžu skaita un attiecības ņemšana vērā ir viens no svarīgiem nosacījumiem populāciju struktūras izpētei. Paaudzes ilgums atbilst vidējam reproduktīvajam vecumam noteiktā noteiktas sugas indivīdu populācijā un var kalpot par pamatu populācijas pastāvēšanas ilguma un ranga noteikšanai (atgādinām, ka populācija pastāv daudziem - simtiem un tūkstošiem paaudžu).

Pēcnācēji- vienlaicīgi dzimuši indivīdi no noteikta vecāku kopuma (kas var piederēt vienai vai vairākām paaudzēm). Tas nodrošina iedzīvotāju skaita pieaugumu noteiktā laika posmā. Tas ir ekoloģisks jēdziens, kas saistīts ar populācijas demogrāfisko īpašību izpēti: blīvums, lielums, dzimstība.

Vecuma grupa- viena vecuma indivīdu grupa. Vecuma grupu klasifikācija bieži ir patvaļīga (piemēram, “jauni”, “pieaugušie”, “veci”), taču tas ļauj identificēt salīdzināmas indivīdu grupas pētītajos izlasēs no dažādām populācijām. Vecuma struktūra ir atkarīga no dažādu paaudžu indivīdu, pēcnācēju un vecuma grupu atšķirīgās kombinācijas populācijā. Sugām, kas vairojas reizi mūžā (lasis un dažas citas zivis, daudzi kukaiņi, viengadīgie augi), populāciju vecuma struktūra ir ļoti vienkārša, jo paaudze ir gan pēcnācējs, gan vecuma grupa. Tad populācijā ir ne vairāk kā divas paaudzes, divas pēcnācējas un divas vecuma grupas (ja vecāku paaudze neizmirst pirms bērnu paaudzes izveidošanās).

Vienā paaudzē var būt vairāk nekā viens pēcnācējs un viena vecuma grupa. Visvienkāršāko šādas kombinācijas piemēru var novērot ķirbja Sorex araneus populācijā. Ķirbju vecāku paaudze pavasara-vasaras periodā dod vienu vai divus pēcnācējus un līdz rudenim pilnībā izmirst. Meitu paaudzi, kurā ietilpst divi pēcnācēji, rudenī veido vēl nenobrieduši īpatņi, kas briedumu sasniedz pavasarī.

Biežāk paaudzi veido indivīdi no vairākiem pēcnācējiem un vecuma grupām (atkārtoti vairojas dzīvnieki un daudzgadīgie augi). Populācijas vecuma struktūra šajā gadījumā ir ļoti sarežģīta, jo īpaši tāpēc, ka tad viena pēcnācēja veidošanās notiek no indivīdiem, kas pieder pie dažādām paaudzēm. Šī parādība ir novērojama, piemēram, daudziem pelēžiem, kas sezonā dod divus vai trīs metienus: ja jauni īpatņi no pirmā metiena ātri iesaistās reprodukcijā, tad pirmsrudens metienus var veidot divu paaudžu indivīdi.

Ilgdzīvotāju sugu un īpaši augu vecuma struktūra ir vēl sarežģītāka. Grūti iedomāties paaudžu un pēcnācēju kombināciju meža stādījumos, kur vairāku secīgu paaudžu pārstāvji nes augļus desmitiem (dažreiz simtiem) gadu, kopā katru sezonu radot pa vienam pēcnācējam. Turklāt atsevišķas sēklas var uzglabāt bez dīgšanas desmitiem vai simtiem paaudžu un, nonākot labvēlīgos apstākļos, tās var viegli integrēt pēcnācēju populāciju genofondā. Šāda reālā situācija izrādās līdzīga tai: zīle, kas nokritusi no 1000 gadus veca ozola, var uzdīgt 20-30 gadu laikā no šī jaunā ozola ziedputekšņi var apputeksnēt vecā ozola ziedus, kas ir par 50 paaudzēm vecāks par savu šķērsošanas partneri. Šajos un citos līdzīgos gadījumos vienā vecuma grupā var būt vairāk nekā viens pēcnācējs un paaudze.

Iedzīvotāju vecuma struktūras izpētes metodes nosaka pētījuma mērķis. Ekologi pēta dažādu vecuma grupu morfofizioloģiskās īpašības, vecuma struktūru kā rādītājus pašreizējais stāvoklis populācijas, noteikt populācijas izmaiņu tendences utt. Kad evolucionāra pieeja Galvenā pētnieka uzmanība tiek pievērsta paaudžu pazīmju identificēšanai, caur kurām tiek veikta populācijas genotipisko un fenotipisko struktūru transformācija.

Ciešā vienotībā ar vecuma struktūru jāskata populācijas dzimumstruktūra, kas nosaka arī vairošanās intensitāti, populācijas dinamiku un populācijas geno- un fenotipiskā sastāva īpatnības.

Iedzīvotāju dzimuma struktūra, t.i. skaitliskā attiecība dzimumi, ļoti atšķiras dažādām dzīvnieku un augu sugām, vienas un tās pašas sugas dažādās populācijās dažādi laiki un dažādās vecuma grupās vienā un tajā pašā populācijā.

Ģenētiskais mehānisms nodrošina noteiktu primāro dzimumu attiecību zigotu veidošanās laikā, parasti attiecībā 1:1. Iespējamas arī citas attiecības. Piemēram, koka lemmingā Myopus schisticolor pastāvīgi dominē sievietes, jo tajā ir XXY mātītes.

Vīriešu un sieviešu organismu atšķirīgās dzīvotspējas dēļ primārā dzimumu attiecība ievērojami atšķiras no jaundzimušajiem raksturīgās sekundārās dzimumu attiecības (neatkarīgi no “dzimšanas veida”) un vēl vairāk no terciārā dzimuma attiecības (pubertātes sākumā). ). Piemēram, cilvēkiem sekundārā dzimuma attiecība (vidēji daudzās populācijās) ir 100 meitenes uz 106 zēniem līdz 16-18 gadu vecumam, pieaugot vīriešu mirstībai, un līdz 50 gadu vecumam tā ir izlīdzināta; 85 vīrieši uz 100 sievietēm.

Sekundārā un terciārā dzimuma attiecība ievērojami atšķiras gan starp dažādām dzīvnieku un augu sugām, gan sugu robežās, taču precīzu datu ir maz. Pēdējos gados pētnieku uzmanība ir pievērsta terciārā dzimuma attiecības mainīgumam sugas diapazonā un šī rādītāja izmaiņām vienas populācijas ietvaros laika gaitā.

Populācijas ģenētiskā struktūra, t.i., alēļu un genotipu frekvences, - vissvarīgākā īpašība populācijas.

Lai izprastu populācijā notiekošos ģenētiskos pamatprocesus, ir jāatceras, ka paaudzēs tiek pārnestas nevis pazīmes kā tādas, bet gan noteiktas iedzimtas struktūras. Turklāt katrs genotips atkarībā no vides apstākļiem nosaka noteiktas pazīmes attīstības iespēju diapazonu. Citiem vārdiem sakot, katram genotipam ir raksturīga noteikta reakcijas norma. Jebkuras pazīmes ieviešanu indivīda ontoģenēzē parasti nosaka daudzi gēni; no otras puses, gēns parasti ietekmē nevis vienu, bet daudzas pazīmes. Katra genotipa reakcijas normas robežas izsaka fenotipu kopums, kas var attīstīties no šī genotipa visos vides apstākļos, kas neizraisa nāvi.

Tā rezultātā rodas neskaidra atbilstība starp genotipu un fenotipu un līdz ar to nav iespējams viennozīmīgi spriest par populācijas ģenētisko struktūru, pamatojoties uz fenotipiem.

S. S. Četverikovs un viņa skolēni parādīja dabisko populāciju milzīgo ģenētisko neviendabīgumu; Reti ir sastopami ģenētiski identiski indivīdi populācijā.

Populāciju ģenētiskā neviendabība tos uztur gan jaunizveidotās mutācijas dažādi veidi, un sakarā ar populācijā jau esošās ģenētiskās daudzveidības rekombinācijas procesiem evolūcijas faktoru ietekmē - dabiskā atlase, migrācija, nejauši procesi, noteikta krustojumu sistēma.

Ģenētiskā neviendabīgums ļauj populācijai un sugai kopumā izmantot, pielāgoties pastāvīgi mainīgiem eksistences apstākļiem, ne tikai no jauna radušām iedzimtām izmaiņām, bet arī tām, kas radušās jau sen un pastāv populācijā ilgu laiku. slēptā forma(mainīguma “mobilizācijas rezerve”).

Ģenētiskās neviendabības izpausme un viena no svarīgas funkcijas dabisko populāciju ģenētiskā struktūra ir intrapopulācijas polimorfisms, t.i., ilgstoša līdzāspastāvēšana divu vai vairāku ģenētiski populāciju populācijās. dažādas formas(tādās attiecībās, ka pat visretākās formas biežums nav izskaidrojams tikai ar atkārtotām mutācijām).

Ir heterozigoti un adaptācijas polimorfismi. Pirmais tiek konstatēts heterozigotu lielākas piemērotības rezultātā, otrais - populācijas ģenētiski atšķirīgu formu selekcijas rezultātā dažādos vides apstākļos. Klasisks pēdējais piemērs ir sezonālās izmaiņas sarkanās un melnās formas frekvenču attiecībās mārīte Adalia bipunctata pirmās labāk pacieš aukstumu ziemā, otrās intensīvāk vairojas vasarā.

Neskatoties uz neviendabīgumu, jebkura populācija ir vienota un pārstāv sarežģītu ģenētisko sistēmu, kas atrodas dinamiskā līdzsvarā. No ģenētiski evolūcijas viedokļa populācija ir minimāla sistēma, kas var pastāvēt teorētiski neierobežotu paaudžu skaitu. Dažreiz tiek teikts, ka populācija ir mazākā sistēma, kurai ir savs evolūcijas liktenis, kāda nav mazākām indivīdu grupām. Tāpēc populācija ir elementāra evolūcijas vienība.

Dabā visi esošo izskatu ir sarežģīts komplekss vai pat intraspecifisku grupu sistēma, kas ietver indivīdus ar īpašām struktūras iezīmēm, fizioloģiju un uzvedību. Šī intraspecifiskā indivīdu asociācija ir iedzīvotāju.

Vārds “iedzīvotāji” cēlies no latīņu “populus” — cilvēki, iedzīvotāji. Tāpēc iedzīvotāju- dzīvojošo kopums noteikta teritorija vienas sugas indivīdi, t.i. tās, kas tikai krustojas savā starpā. Jēdziens “populācija” pašlaik tiek lietots šī vārda šaurā nozīmē, runājot par konkrētu intrasugu grupu, kas apdzīvo noteiktu biogeocenozi, un plašā nozīmē, vispārīgā nozīmē- apzīmēt izolētas sugas grupas neatkarīgi no tā, kādu teritoriju un ko tā aizņem ģenētiskā informācija nes.

Vienas populācijas locekļi vienam uz otru atstāj ne mazāku ietekmi kā fiziski vides faktori vai citas kopā dzīvojošas organismu sugas. Populācijās vienā vai otrā pakāpē izpaužas visas starpsugu attiecībām raksturīgās savienojumu formas, bet visskaidrāk izpaužas savstarpēja(abpusēji izdevīgi) un konkurētspējīgu. Populācijas var būt monolītas vai sastāvēt no apakšpopulācijas līmeņa grupām - ģimenes, klani, ganāmpulki, bari utt. Vienas sugas organismu apvienošanās populācijā rada kvalitatīvi jaunas īpašības. Salīdzinot ar atsevišķa organisma dzīves ilgumu, populācija var pastāvēt ļoti ilgu laiku.

Tajā pašā laikā populācija ir līdzīga organismam kā biosistēmai, jo tai ir noteikta struktūra, integritāte, ģenētiska pašreprodukcijas programma un spēja vairoties un pielāgoties. Cilvēku mijiedarbība ar organismu sugām, kas sastopamas vidē, dabiskajā vidē vai cilvēka ekonomiskajā kontrolē, parasti notiek caur populācijām. Ir svarīgi, lai daudzi modeļi iedzīvotāju ekoloģija attiecas arī uz cilvēku populācijām.

Iedzīvotāju skaits ir sugas ģenētiskā vienība, kuras izmaiņas veic sugas evolūcija. Kā vienas sugas kopdzīves indivīdu grupa, populācija darbojas kā pirmā supraorganismu bioloģiskā makrosistēma. Populācijas adaptācijas spējas ir ievērojami augstākas nekā tās veidojošo indivīdu spējas. Populācijai kā bioloģiskai vienībai ir noteikta struktūra un funkcijas.

Iedzīvotāju struktūra ko raksturo tās veidojošie indivīdi un to izplatība telpā.

Iedzīvotāju funkcijas līdzīgi kā citu bioloģisko sistēmu funkcijām. Viņiem ir raksturīga izaugsme, attīstība, spēja saglabāt eksistenci pastāvīgi mainīgos apstākļos, t.i. populācijām ir specifiskas ģenētiskas un vides īpašības.

Populācijām ir likumi, kas ļauj ierobežotos vides resursus šādi izmantot, lai nodrošinātu pēcnācēju saglabāšanos. Daudzu sugu populācijām ir īpašības, kas ļauj regulēt savu skaitu. Tiek saukta optimālo skaitļu saglabāšana dotajos apstākļos iedzīvotāju homeostāze.

Tādējādi populācijām kā grupu asociācijām ir vairākas specifiskas īpašības, kas nav raksturīgas katram atsevišķam indivīdam. Populāciju galvenie raksturlielumi: skaits, blīvums, dzimstība, mirstība, pieauguma temps.

Iedzīvotāju raksturojums konkrēta organizācija. Indivīdu sadalījums pa teritoriju, grupu attiecība pēc dzimuma, vecuma, morfoloģiskajām, fizioloģiskajām, uzvedības un ģenētiskajām īpašībām atspoguļo iedzīvotāju struktūra. Tas veidojas, no vienas puses, pamatojoties uz sugas vispārējām bioloģiskajām īpašībām, un, no otras puses, ietekmē biotiskie faktori vide un citu sugu populācijas. Tāpēc populāciju struktūrai ir adaptīvs raksturs.

Sugas kā populāciju sistēmas adaptācijas spējas kopumā ir daudz plašākas nekā katra atsevišķa indivīda adaptīvās īpašības.

Sugas populācijas struktūra

Populācijas aizņemtā telpa vai biotops var atšķirties starp sugām un vienas sugas ietvaros. Populācijas areāla lielumu lielā mērā nosaka indivīdu mobilitāte vai individuālās aktivitātes rādiuss. Ja individuālās aktivitātes rādiuss ir mazs, parasti arī populācijas diapazona lielums ir mazs. Atkarībā no aizņemtās teritorijas lieluma mēs varam atšķirt trīs veidu populācijas: elementārais, vides un ģeogrāfiskais (1. att.).

Rīsi. 1. Populāciju telpiskais iedalījums: 1 - sugu areāls; 2-4 - attiecīgi ģeogrāfiskās, ekoloģiskās un elementārās populācijas

Pastāv populāciju dzimums, vecums, ģenētiskā, telpiskā un ekoloģiskā struktūra.

Iedzīvotāju dzimuma struktūra atspoguļo dažādu dzimumu indivīdu attiecību tajā.

Iedzīvotāju vecuma struktūra— dažāda vecuma indivīdu īpatsvars populācijā, kas pārstāv vienu vai dažādus vienas vai vairāku paaudžu pēcnācējus.

Populācijas ģenētiskā struktūra nosaka genotipu mainība un daudzveidība, atsevišķu gēnu - alēļu variāciju biežumi, kā arī populācijas sadalījums ģenētiski līdzīgu indivīdu grupās, starp kurām, krustojot, notiek pastāvīga alēļu apmaiņa.

Iedzīvotāju telpiskā struktūra - atsevišķu iedzīvotāju un viņu grupu izvietojuma un izplatības raksturs apgabalā. Populāciju telpiskā struktūra ievērojami atšķiras starp mazkustīgiem un nomadiem vai migrējošiem dzīvniekiem.

Ekoloģiskā populācijas struktūra atspoguļo jebkuras populācijas sadalījumu indivīdu grupās, kas atšķirīgi mijiedarbojas ar vides faktoriem.

Katra suga, kas aizņem noteiktu teritoriju ( diapazons), ko tajā attēlo populāciju sistēma. Jo sarežģītāka ir sugas aizņemtā teritorija, jo lielākas ir atsevišķu populāciju izolācijas iespējas. Taču mazākā mērā sugas populācijas struktūru nosaka tās bioloģiskās īpašības, piemēram, to veidojošo indivīdu mobilitāte, to piesaistes pakāpe teritorijai un spēja pārvarēt dabiskās barjeras.

Populāciju izolācija

Ja sugas pārstāvji pastāvīgi sajaucas un sajaucas lielās platībās, sugai raksturīgs neliels lielu populāciju skaits. Ar vāji attīstītu pārvietošanās spēju sugas ietvaros veidojas daudzas nelielas populācijas, kas atspoguļo ainavas mozaīkas raksturu. Augos un mazkustīgos dzīvniekos populāciju skaits ir tieši atkarīgs no vides neviendabīguma pakāpes.

Sugas blakus esošo populāciju izolācijas pakāpe ir atšķirīga. Atsevišķos gadījumos tos krasi atdala apdzīvošanai nepiemērota teritorija un ir skaidri lokalizētas telpā, piemēram, asaru un līņu populācijas ezeros, kas izolēti viens no otra.

Pretējs variants ir plašo teritoriju pilnīga apmešanās ar sugām. Vienas sugas ietvaros var būt populācijas gan ar skaidri nošķirtām, gan izplūdušām robežām, un sugas ietvaros populācijas var attēlot ar dažāda lieluma grupām.

Savienojumi starp populācijām atbalsta sugu kopumā. Pārāk ilga un pilnīga populāciju izolācija var izraisīt jaunu sugu veidošanos.

Atšķirības starp atsevišķām populācijām ir izteiktas dažādās pakāpēs. Tie var ietekmēt ne tikai to grupu īpašības, bet arī atsevišķu indivīdu fizioloģijas, morfoloģijas un uzvedības kvalitatīvās iezīmes. Šīs atšķirības veidojas galvenokārt dabiskās atlases ietekmē, kas katru populāciju pielāgo tās eksistences specifiskajiem apstākļiem.

Populāciju klasifikācija un struktūra

Populācijas obligāta iezīme ir tās spēja pastāvēt patstāvīgi noteiktā teritorijā neierobežoti ilgu laiku vairošanās dēļ, nevis indivīdu pieplūdums no ārpuses. Dažāda mēroga pagaidu apmetnes neietilpst populāciju kategorijā, bet tiek uzskatītas par iekšpopulācijas vienībām. No šīm pozīcijām suga tiek pārstāvēta nevis ar hierarhisku subordināciju, bet gan ar dažāda mēroga kaimiņu populāciju telpisku sistēmu. dažādās pakāpēs savienojumi un izolācija starp tiem.

Populācijas var klasificēt pēc to telpiskās un vecuma struktūras, blīvuma, kinētikas, dzīvotņu noturības vai maiņas un citiem vides kritērijiem.

Dažādu sugu populāciju teritoriālās robežas nesakrīt. Dabisko populāciju daudzveidība izpaužas arī to iekšējās struktūras veidu daudzveidībā.

Galvenie populācijas struktūras rādītāji ir organismu skaits, izplatība telpā un dažādu īpašību indivīdu attiecība.

Katra organisma individuālās īpašības ir atkarīgas no tā iedzimtības programmas (genotipa) īpašībām un no tā, kā šī programma tiek īstenota ontoģenēzes laikā. Katram indivīdam ir noteikts izmērs, dzimums, atšķirīgās iezīmes morfoloģija, uzvedības īpašības, to izturības robežas un spēja pielāgoties vides izmaiņām. Šo pazīmju sadalījums populācijā raksturo arī tās struktūru.

Iedzīvotāju struktūra nav stabila. Organismu augšana un attīstība, jaunu dzimšana, nāve no dažādu iemeslu dēļ, vides apstākļu izmaiņas, ienaidnieku skaita palielināšanās vai samazināšanās - tas viss noved pie dažādu attiecību izmaiņām iedzīvotāju vidū. Tā turpmāko izmaiņu virziens lielā mērā ir atkarīgs no iedzīvotāju struktūras noteiktā laika periodā.

Populāciju seksuālā struktūra

Dzimuma noteikšanas ģenētiskais mehānisms nodrošina, ka pēcnācēji tiek atdalīti pēc dzimuma attiecībā 1:1, tā sauktā dzimuma attiecība. Bet no tā neizriet, ka tāda pati attiecība būtu raksturīga visiem iedzīvotājiem. Ar dzimumu saistītas iezīmes bieži nosaka būtiskas atšķirības sieviešu un vīriešu fizioloģijā, ekoloģijā un uzvedībā. Vīriešu un sieviešu organismu atšķirīgās dzīvotspējas dēļ šī primārā attiecība bieži atšķiras no sekundārās un it īpaši no terciārās – pieaugušiem indivīdiem raksturīgās. Tādējādi cilvēkiem sekundārā dzimuma attiecība ir 100 meitenes pret 106 zēniem vecumā no 16 līdz 18 gadiem šī attiecība izlīdzinās, palielinoties vīriešu mirstībai, un līdz 50 gadu vecumam tā ir 85 vīrieši uz 100 sievietēm un vecumā; no 80 tas ir 50 vīrieši uz 100 sievietēm.

Dzimumu attiecība populācijā tiek noteikta ne tikai pēc ģenētiskiem likumiem, bet arī zināmā mērā vides ietekmē.

Populāciju vecuma struktūra

Dzimstība un mirstība, populācijas dinamika ir tieši saistīta ar iedzīvotāju vecuma struktūru. Populācija sastāv no dažāda vecuma un dzimuma indivīdiem. Katrai sugai un dažreiz katrai sugas populācijai ir savas vecuma grupu attiecības. Attiecībā uz iedzīvotāju skaitu to parasti izšķir trīs vides vecums : pirmsreproduktīvā, reproduktīvā un pēcreproduktīvā.

Ar vecumu dabiski un ļoti būtiski mainās indivīda prasības pret vidi un pretestība tās individuālajiem faktoriem. Dažādos ontoģenēzes posmos var notikt biotopu izmaiņas, barības veida izmaiņas, kustību raksturs, organismu vispārējā aktivitāte.

Vecuma atšķirības populācijā būtiski palielina tās ekoloģisko neviendabīgumu un līdz ar to arī izturību pret apkārtējo vidi. Palielinās iespējamība, ka gadījumā, ja apstākļi stipri novirzīsies no normas, populācijā paliks vismaz daži dzīvotspējīgi indivīdi, kas varēs turpināt savu pastāvēšanu.

Populāciju vecuma struktūrai ir adaptīvs raksturs. Tas veidojas, pamatojoties uz sugas bioloģiskajām īpašībām, bet vienmēr atspoguļo arī vides faktoru ietekmes spēku.

Augu populāciju vecuma struktūra

Augos cenopopulācijas vecuma struktūra, t.i. konkrētas fitocenozes populāciju nosaka vecuma grupu attiecība. Auga absolūtais jeb kalendārais vecums un tā vecuma stāvoklis nav identiski jēdzieni. Viena vecuma augi var būt dažādos vecuma stāvokļos. Indivīda ar vecumu saistītais jeb ontoģenētiskais stāvoklis ir tā ontoģenēzes stadija, kurā to raksturo noteiktas attiecības ar vidi.

Cenopopulācijas vecuma struktūru lielā mērā nosaka sugas bioloģiskās īpašības: augļu biežums, saražoto sēklu un veģetatīvo rudimentu skaits, veģetatīvo rudimentu spēja atjaunoties, indivīdu pārejas ātrums no viena vecuma stāvokļa uz cita, spēja veidot klonus utt. To visu izpausme bioloģiskās īpašības, savukārt, ir atkarīgs no vides apstākļiem. Mainās arī ontoģenēzes gaita, kas vienā sugā var notikt dažādos veidos.

Dažādi augu izmēri atspoguļo dažādus vitalitāte indivīdi katrā vecuma grupā. Indivīda vitalitāte izpaužas tā veģetatīvo un ģeneratīvo orgānu spēkā, kas atbilst uzkrātās enerģijas daudzumam, un noturībā pret nelabvēlīgām ietekmēm, ko nosaka spēja atjaunoties. Katra indivīda vitalitāte ontoģenēzē mainās pa viena pīķa līkni, palielinoties ontoģenēzes augšupejošajam zaram un samazinoties lejupejošajam zaram.

Daudzas pļavu, mežu, stepju sugas, audzējot kokaudzētavās vai kultūrā, t.i. uz labākā agrotehniskā fona tie saīsina savu ontoģenēzi.

Spēja mainīt ontoģenēzes ceļu nodrošina pielāgošanos mainīgajiem vides apstākļiem un paplašina sugas ekoloģisko nišu.

Dzīvnieku populāciju vecuma struktūra

Atkarībā no vairošanās pazīmēm populācijas locekļi var piederēt vienai paaudzei vai dažādām. Pirmajā gadījumā visi indivīdi ir tuvu vecumam un aptuveni vienlaikus iziet nākamos dzīves cikla posmus. Reprodukcijas laiks un atsevišķu vecuma posmu pāreja parasti ir ierobežota ar noteiktu gada sezonu. Šādu populāciju lielums parasti ir nestabils: spēcīgas apstākļu novirzes no optimālā jebkurā dzīves cikla posmā nekavējoties ietekmē visu populāciju, izraisot ievērojamu mirstību.

Sugām ar vienu vairošanos un īsiem dzīves cikliem visu gadu rodas vairākas paaudzes.

Kad cilvēki izmanto dabiskās dzīvnieku populācijas, ir ārkārtīgi svarīgi ņemt vērā to vecuma struktūru. Sugām ar lielu ikgadējo jaunveidojumu, lielākas populācijas daļas var tikt izņemtas, nedraudot to skaita samazināšanās. Piemēram, rozā lašiem, kas nobriest otrajā dzīves gadā, ir iespējams noķert līdz 50–60% nārstojošo īpatņu, nedraudot turpmākai populācijas lieluma samazinājumam. Gataviem lašiem, kas nogatavojas vēlāk un kuriem ir sarežģītāka vecuma struktūra, izņemšanas rādītājiem no nobriedušiem krājumiem jābūt mazākiem.

Vecuma struktūras analīze palīdz prognozēt iedzīvotāju skaitu vairāku nākamo paaudžu dzīves laikā.

Iedzīvotāju aizņemtā telpa nodrošina to ar iztikas līdzekļiem. Katra teritorija var uzturēt tikai noteiktu skaitu personu. Dabiski, ka pieejamo resursu pilnīga izmantošana ir atkarīga ne tikai no kopējā populācijas lieluma, bet arī no indivīdu izplatības telpā. Tas skaidri izpaužas augos, kuru barošanas laukums nevar būt mazāks par noteiktu robežvērtību.

Dabā reti sastopams gandrīz vienmērīgs, sakārtots indivīdu sadalījums okupētajā teritorijā. Tomēr visbiežāk populācijas pārstāvji telpā ir sadalīti nevienmērīgi.

Katrā konkrētajā gadījumā sadalījuma veids aizņemtajā telpā izrādās adaptīvs, t.i. ļauj optimāli izmantot pieejamos resursus. Augi cenopopulācijā visbiežāk tiek izplatīti ārkārtīgi nevienmērīgi. Bieži vien blīvāko agregācijas centru ieskauj mazāk blīvi izvietoti indivīdi.

Cenopopulācijas telpiskā neviendabība ir saistīta ar klasteru attīstības raksturu laika gaitā.

Dzīvniekiem to mobilitātes dēļ teritoriālo attiecību regulēšanas veidi ir daudzveidīgāki, salīdzinot ar augiem.

Augstākiem dzīvniekiem intrapopulācijas sadalījumu regulē instinktu sistēma. Viņiem ir raksturīga īpaša teritoriāla uzvedība - reakcija uz citu iedzīvotāju atrašanās vietu. Tomēr mazkustīgs dzīvesveids rada straujas resursu izsīkšanas risku, ja iedzīvotāju blīvums kļūst pārāk augsts. Kopējā platība iedzīvotāju aizņemtā teritorija tiek sadalīta atsevišķās individuālās vai grupu teritorijās, tādējādi panākot sakārtotu pārtikas krājumu izmantošanu, dabiskās patversmes, vairošanās vietas u.c.

Neskatoties uz iedzīvotāju teritoriālo izolāciju, saziņa starp viņiem tiek uzturēta, izmantojot dažādu signālu sistēmu un tiešus kontaktus uz viņu īpašumu robežām.

“Vietnes konsolidācija” ir sasniegta dažādos veidos: 1) aizņemtās telpas robežu aizsardzība un tieša agresija pret svešinieku; 2) īpaša rituāla uzvedība, kas demonstrē draudus; 3) speciālo signālu un zīmju sistēma, kas norāda teritorijas aizņemtību.

Parastā reakcija uz teritoriālajām iezīmēm - izvairīšanās - ir iedzimta dzīvniekiem. Šāda veida uzvedības bioloģiskais ieguvums ir acīmredzams. Ja teritorijas pārvaldīšanu izšķirtu tikai fiziskas cīņas iznākums, katra spēcīgāka citplanētiešu parādīšanās īpašniekam draudētu ar vietas zaudēšanu un izslēgšanu no vairošanās.

Atsevišķu teritoriju daļēja pārklāšanās kalpo kā veids, kā uzturēt kontaktus starp iedzīvotāju locekļiem. Kaimiņu indivīdi bieži uztur stabilu, abpusēji izdevīgu savienojumu sistēmu: savstarpēju brīdinājumu par briesmām, kopīgu aizsardzību no ienaidniekiem. Normāla dzīvnieku uzvedība ietver aktīva meklēšana kontakti ar savas sugas pārstāvjiem, kas bieži vien pastiprinās populācijas samazināšanās periodos.

Dažas sugas veido plaši klaiņojošas grupas, kas nav piesaistītas noteiktai teritorijai. Tā ir daudzu zivju sugu uzvedība barošanās migrāciju laikā.

Nav absolūtas atšķirības starp dažādiem teritorijas izmantošanas veidiem. Iedzīvotāju telpiskā struktūra ir ļoti dinamiska. Tas ir pakļauts sezonālām un citām adaptīvām izmaiņām atkarībā no vietas un laika.

Dzīvnieku uzvedības modeļi ir īpašas zinātnes priekšmets - etoloģija. Tāpēc attiecību sistēmu starp vienas populācijas locekļiem sauc par populācijas etoloģisko jeb uzvedības struktūru.

Dzīvnieku uzvedība attiecībā pret citiem populācijas pārstāvjiem, pirmkārt, ir atkarīga no tā, vai sugai raksturīgs savrups vai grupu dzīvesveids.

Vientuļš dzīvesveids, kurā populācijas indivīdi ir neatkarīgi un izolēti viens no otra, ir raksturīgs daudzām sugām, taču tikai noteiktos dzīves cikla posmos. Pilnīgi vientuļa organismu eksistence dabā nenotiek, jo šajā gadījumā nebūtu iespējams veikt to galveno dzīvības funkciju - vairošanos.

Pie ģimenes dzīvesveida stiprinās arī saiknes starp vecākiem un viņu atvasēm. Vienkāršākā formašāds savienojums ir viena no vecākiem rūpes par izdētajām olām: sajūga aizsardzība, inkubācija, papildu aerācija utt. Pie ģimenes dzīvesveida dzīvnieku teritoriālā uzvedība ir visizteiktākā: dažādi signāli, marķējumi, apdraudējuma rituālās formas un tieša agresija nodrošina īpašumtiesības uz platību, kas ir pietiekama pēcnācēju barošanai.

Lielākas dzīvnieku asociācijas - ganāmpulki, ganāmpulki Un kolonijas. To veidošanās pamatā ir uzvedības savienojumu turpmāka komplikācija populācijās.

Dzīve grupā caur nervu un hormonālo sistēmu ietekmē daudzu fizioloģisko procesu norisi dzīvnieka organismā. Izolētiem indivīdiem jūtami mainās vielmaiņas līmenis, ātrāk tiek patērētas rezerves vielas, neizpaužas virkne instinktu, pasliktinās kopējā vitalitāte.

Pozitīvs grupas efekts parādās tikai līdz noteiktam brīdim optimālais līmenis iedzīvotāju blīvums. Ja dzīvnieku ir pārāk daudz, tas visiem apdraud vides resursu trūkumu. Tad stājas spēkā citi mehānismi, kas izraisa indivīdu skaita samazināšanos grupā, sadaloties, izkliedējoties vai samazinot dzimstību.

Jebkurai populācijai ir raksturīga noteikta organizācija. Indivīdu sadalījums pa teritoriju, indivīdu grupu attiecība pēc dzimuma, vecuma, morfoloģiskajām, fizioloģiskajām, uzvedības un ģenētiskajām īpašībām atspoguļo atbilstošo iedzīvotāju struktūra: telpiskais, dzimums, vecums utt. Struktūra veidojas, no vienas puses, pamatojoties uz sugas vispārīgajām bioloģiskajām īpašībām, un, no otras puses, abiotisko vides faktoru un citu sugu populāciju ietekmē. Tāpēc ir svarīgi uzsvērt iedzīvotāju struktūras atklāti adaptīvo raksturu.

Iedzīvotāju vecuma struktūra, t.i. dažādu vecuma grupu attiecību tajā nosaka sugas dzīves cikla īpatnības un ārējie apstākļi.

Jebkurā populācijā aptuveni var izšķirt trīs ekoloģiskās grupas: pirmsreproduktīvā, reproduktīvā, pēcreproduktīvā. Uz pirmsreproduktīvo attiecas uz indivīdu grupu, kuru vecums nav sasniedzis vairošanās spēju; reproduktīvs- grupa, kas spēj reproducēt jaunus indivīdus; beidzot, pēcreproduktīvs- indivīdi, kuri vairāku iemeslu dēļ ir zaudējuši spēju piedalīties jauno paaudžu atražošanā.

Ir sugas ar ļoti vienkārša vecuma struktūra populācijas, kas sastāv no praktiski viena vecuma. Tādējādi visi viengadīgie augi pavasarī atrodas stādos, tad gandrīz vienlaikus zied, ražo sēklas un līdz rudenim iet bojā. Šādu populāciju neaizsargātība ir ārkārtīgi augsta: ja, piemēram, attīstības periodā rodas salnas, notiek masveida indivīdu nāve. Gluži pretēji, labvēlīgā situācijā šāda populācija var izraisīt skaita eksploziju (siseņi, grauzēji).

Populācijā ar sarežģīta vecuma struktūra Pārstāvētas visas vecuma grupas, un vienlaikus dzīvo vairākas paaudzes. Tātad, piemēram, ziloņu ganāmpulkos ir jaundzimušie, pusaudži, jauni augoši dzīvnieki, vairoties spējīgi tēviņi un mātītes, kā arī veci indivīdi. Šādas populācijas nav pakļautas krasām skaita svārstībām. Ekstrēmi ārējiem apstākļiem var mainīt savu vecuma sastāvu vājāko nāves dēļ, bet stabilākās vecuma grupas izdzīvo un pēc tam atjauno iedzīvotāju struktūru.

Ir acīmredzams, ka persona, ko uzskata par bioloģiskās sugas, ir sarežģīta iedzīvotāju struktūra.

Dzimumorgānu Grupas populācijās veidojas, pamatojoties uz dažādu dzimumu atšķirīgu morfoloģiju (ķermeņa formu un uzbūvi) un ekoloģiju. Atšķirība starp tēviņiem un mātītēm ietekmē ne tikai reproduktīvās sistēmas struktūru un funkcijas, bet arī morfoloģiju kopumā (tēviņu ragi un to neesamība mātītēm; spārnoti tēviņi un bezspārnu mātītes dažiem kukaiņiem; spilgts tēviņu apspalvojums un pieticīgs mātīšu apspalvojums utt.). Bieži vien starp tēviņiem un mātītēm ir atšķirības ēdiena būtībā un veidā. Tādējādi daudzos odos tēviņi barojas ar nektāru vai augu sulu, bet mātītes – ar upuru asinīm. Daudziem zīdītājiem, putniem un zivīm ir atšķirīgs tēviņu un mātīšu uzturs.

Populāciju telpiskā struktūra. Iedzīvotāju aizņemtā telpa nodrošina tai dzīvībai nepieciešamos apstākļus. Tomēr katra konkrētā teritorija spēj pabarot tikai noteiktu skaitu īpatņu. Acīmredzami, ka pieejamo dabas resursu izmantošanas pakāpi ietekmē ne tikai kopējais populācijas lielums, bet arī indivīdu izplatība telpā.

Reizēm dabā gandrīz vienmērīgs, sakārtots indivīdu izvietojums notiek okupētajā teritorijā, piemēram, dažu augu tīros biezokņos. Tomēr aizņemtās telpas neviendabīguma, kā arī dažu sugas bioloģijas iezīmju dēļ visbiežāk populācijas pārstāvji telpā ir sadalīti nevienmērīgi. Ir divi galēji varianti iedzīvotāju nevienmērīgam sadalījumam: 1) skaidri definēts mozaīka neaizņemta telpa starp atsevišķiem īpatņu kopām (piemēram, iekņu ligzdošanas vietas birzīs vai parkos); 2) nejaušs sadalījums, izkliedēts tips, kad populācijas locekļi ir vairāk vai mazāk neatkarīgi viens no otra un dzīvo viņiem relatīvi viendabīgā vidē.

Augi visbiežāk izplatās ārkārtīgi nevienmērīgi, veidojot vairāk vai mazāk izolētas grupas, kopas, kuras t.s. apakšpopulācijas. Tās atšķiras pēc īpatņu skaita, blīvuma, vecuma struktūras un apjoma. Gluži pretēji, dzīvniekiem to mobilitātes dēļ teritoriālo attiecību organizēšanas veidi ir daudzveidīgāki, salīdzinot ar augiem. Tajā pašā laikā augstāko dzīvnieku intrapopulācijas sadalījumu regulē instinktu sistēma. Šādi instinkti, kas palīdz uzturēt indivīdu vai grupu izplatību populācijās visā teritorijā, ir raksturīgi putniem, zīdītājiem, rāpuļiem un zivīm.

Pēc telpas izmantošanas veida visi kustīgie dzīvnieki ir sadalīti mazkustīgajos un nomados .

Mazkustīgs dzīvnieki izceļas ar pieķeršanās instinktiem savai teritorijai, vēlmi atgriezties labi zināmā teritorijā (ja notikusi piespiedu pārvietošana). Šo “mājas sajūtu” sauc « homing" (no angļu valodas home - house). Spilgts piemērs izmitināšana - vienu un to pašu strazdu pāris vairākus gadus aizņem "savu" putnu māju.

Mazkustīgam dzīvesveidam ir ievērojamas bioloģiskas priekšrocības. Jo īpaši pazīstamā teritorijā tiek atvieglota brīvā orientēšanās, dzīvnieks mazāk laika pavada barības meklējumos, ātrāk atrod patvērumu no ienaidnieka, kā arī vajadzības gadījumā var izveidot barības rezerves (vāvere, murkšķis, lauka pele). Tajā pašā laikā mazkustīgs dzīvesveids draud ar strauju pārtikas resursu izsīkšanu, ja, piemēram, iedzīvotāju blīvums kļūst pārmērīgi augsts.

Sēdošām dzīvnieku sugām visas populāciju vispārējās telpiskās struktūras iespējas parasti tiek samazinātas līdz četriem galvenajiem veidiem: difūzā, mozaīka (apspriests iepriekš), pulsējoša un cikliska.

Populācijas, kurām raksturīgas krasas skaita svārstības, raksturo pulsējošs tips telpiskā struktūra. Ir zināms, ka straujas skaita samazināšanās periodos daži dzīvnieki pulcējas dzīvībai vislabvēlīgākajos apgabalos. Piemēram, sakņu spieķi mežstepēs sausos gados galvenokārt kolonizē purvainos ezeru krastus.

Cikliskais tips Mazkustīgu dzīvnieku populāciju telpisko struktūru raksturo dabiska mainīga teritorijas izmantošana visa gada garumā, piemēram, vasarā un ziemā. Izmantojot šāda veida telpu, tiek saglabāts līdzsvars starp barības patēriņu un tās ikgadējo atjaunošanu.

Nomadu dzīvesveids ir noteiktas priekšrocības salīdzinājumā ar mazkustīgiem cilvēkiem. Nomadu dzīvnieki nav atkarīgi no pārtikas piegādēm noteiktā teritorijā. Tomēr pastāvīga kustība atsevišķi indivīdi veicina plēsēju izraisītu mirstības palielināšanos. Tāpēc nomadu dzīvesveids, kā likums, ir raksturīgs ganāmpulkiem un ganāmpulkiem. Tajā pašā laikā daudzu sugu pārvietošanās zonas var būt diezgan lielas. Tādējādi zebru ganāmpulki sausajā sezonā klīst 400–600 km 2 platībā.

Tiek saukta attiecību sistēma starp vienas un tās pašas populācijas locekļiem etoloģiskā, vai iedzīvotāju uzvedības struktūra.

Indivīdu līdzāspastāvēšanas formas populācijā ir dažādas.

Vientuļš dzīvesveids raksturīga daudzām sugām (piemēram, ežiem, samiem, līdakām utt.), bet tikai noteiktos dzīves cikla posmos. Tāpēc absolūti vientuļa organismu eksistence dabā nenotiek, pretējā gadījumā attiecīgās populācijas izmirtu.

Sugām, kuru dzīvesveids pārsvarā ir savrups, bieži notiek īslaicīga agregācija - ziemošanas vietās, kā arī periodā pirms vairošanās.

Dzīvošana savā grupā ietekmē daudzu fizioloģisko procesu norisi dzīvnieka organismā. Mākslīgi izolētiem indivīdiem jūtami mainās vielmaiņas (vielmaiņas) līmenis, rezerves vielas tiek patērētas ātrāk, neizpaužas virkne instinktu, pasliktinās kopējā vitalitāte. Zem grupas efekts izprast fizioloģisko procesu optimizāciju, kas palielina indivīdu dzīvotspēju, kad tie pastāv līdzās.

Grupas efekts izpaužas kā indivīda reakcija uz citu savas sugas indivīdu klātbūtni. Tātad aitām ārpus ganāmpulka strauji palielinās pulss un elpošana, un, redzot tuvojošos ganāmpulku, šie procesi tiek normalizēti, un aita nomierinās. Grupas ietekme izpaužas arī dzīvnieku augšanas ātruma paātrināšanā, auglības palielināšanā, ātrākā nosacīto refleksu veidošanā un indivīda vidējā dzīves ilguma palielināšanā. Grupas efekts neparādās vientuļās sugās. Ja šādus dzīvniekus mākslīgi piespiež dzīvot kopā, palielinās to aizkaitināmība, biežākas kļūst sadursmes un palielinās enerģijas izmaksas dzīvības funkciju uzturēšanai.

Iepriekš teiktais ļauj saprast, kāpēc tiek izvirzītas paaugstinātas prasības, veidojot kosmonautu grupas, vienības īpašs mērķis, ekipāžas, kurām ilgstoši jāpaliek slēgtā telpā vai ilgstoši jāsazinās savā starpā. Ar veiksmīgu atlasi šādā komandā skaidri izpaužas “grupas efekts” un tas veiksmīgi tiek galā ar uzdevumu.

Ģimenes dzīvesveids dramatiski nostiprina saiknes starp vecākiem un viņu pēcnācējiem. Zināma tā izpausme ir viena no vecākiem rūpes par izdētajām olām vai mātītes barošana ar tēviņu. Tajā pašā laikā cāļu kopšana turpinās, līdz tie tiek izaugti uz spārna, un dažos lielie zīdītāji(lāči, tīģeri) tiek audzēti mazuļi ģimenes grupas vairākus gadus, līdz tie sasniedz pubertāti. Atkarībā no tā, kurš vecāks rūpējas par atvasi, ģimenes tiek izšķirtas tēva, mātes un jaukts tips. Ņemiet vērā, ka ģimenēs ar stabilu pāru veidošanos mazuļu aizsardzībā un barošanā parasti piedalās abi vecāki.

Kolonija. Tā kā tā ir mazkustīgu dzīvnieku grupu apmetne, tā var pastāvēt vai nu ilgu laiku, vai rasties tikai vairošanās sezonai (rooki, kaijas, zīlītes utt.).

Daži sociālie kukaiņi - bites, skudras, termīti - veido ļoti sarežģītas kolonijas - ģimene.Šeit kukaiņi kopīgi veic daudzas pamatfunkcijas: aizsardzība, pavairošana, barības nodrošināšana sev un saviem pēcnācējiem, celtniecība utt., kam tie veic obligātu darba dalīšanu un atsevišķu indivīdu specializāciju, tai skaitā dažādu vecuma grupu. Tajā pašā laikā kolonijas dalībnieki pastāvīgi apmainās ar informāciju savā starpā.

Iepakojums.Šī ir vienas sugas dzīvnieku (kukaiņu, putnu, zivju, retāk zīdītāju u.c.) īslaicīga apvienība, kas saistīta ar kopīgu dzīvotni vai vairošanās vietu. Izglītība atvieglo jebkuru funkciju veikšanu sugas dzīvē, piemēram, aizsardzību no ienaidniekiem, barības ieguvi, migrāciju.

Pamatojoties uz darbību koordinēšanas metodi, barus iedala divos veidos: 1) bez izteikta līdera (parasti zivīs); 2) ar vadītājiem, uz kuriem tiek vadīti citi indivīdi (lielo putnu un zīdītāju bari, piemēram, vilki).

Ganāmpulks ir vienas sugas savvaļas vai mājdzīvnieku grupa, kas dzīvo noteiktā teritorijā (piemēram, briežu ganāmpulks) vai akvatorijā. Barā tiek veiktas visas dzīvības pamatfunkcijas: barības iegūšana, aizsardzība no plēsējiem, migrācija, vairošanās, mazuļu audzēšana utt. Tajā pašā laikā dzīvnieku grupas uzvedības pamatā ganāmpulkos ir dominējošās (galvenības) attiecības - subordinācija, ko nosaka individuālās atšķirības starp indivīdiem.

Hierarhiski organizētam ganāmpulkam raksturīga dabiska pārvietošanās kārtība, noteikta organizācija aizsardzībā, izvietojums atpūtas vietās utt. Tātad, kad paviānu bars pārvietojas centrā, iekšā vislielākā drošība, ir mātītes ar mazuļiem vai grūsnas, gar malām līderes, jauni tēviņi un nevaislas mātītes. Lielie tēviņi atrodas ganāmpulka priekšā un aizmugurē, gatavi atvairīt plēsoņa uzbrukumu.

Starpsugu konkurence.Šajā gadījumā tiek saglabāta solidaritāte starp indivīdiem, lai tie spētu vairoties un tādējādi nodrošinātu populācijai raksturīgo īpašību pārnesi. iedzimtas īpašības. Ir acīmredzams, ka starpsugu konkurence būtiski atšķiras no starpsugu konkurences.

Intrasugas konkurence izpaužas, piemēram, teritoriālā uzvedībā, kad dzīvnieks aizstāv savu ligzdošanas vietu un zināms laukums savā rajonā.

Vēl viena intraspecifiskas konkurences izpausme ir sociālās hierarhijas pastāvēšana, ko raksturo dominējošo un pakārtoto indivīdu klātbūtne. Augos konkurence galvenokārt attiecas uz gaismu un ūdeni. Pirmajā gadījumā pārāk blīvi augi aizēno viens otru, kas izraisa ievērojama augu skaita nāvi. Koki attīstās dažāda veida atkarībā no tā, vai tie aug mežā vai atsevišķi no citiem kokiem.

Tās pašas dzīvnieku sugas pārstāvjiem ir arī tāda reta parādība kā kanibālisms, tie. ēd savējos. Visvairāk tas ir attīstīts plēsīgajās zivīs - līdakas, asari, mencas, navagas u.c.

Iedzīvotāju skaita dinamika

Iedzīvotāju skaita dinamika - tie ir tā bioloģisko pamatrādītāju izmaiņu procesi laika gaitā. Šajā gadījumā īpaša nozīme populācijas dinamikas izpētē tiek piešķirta īpatņu skaita, biomasas un populācijas struktūras izmaiņām. Populācijas dinamika ir viena no nozīmīgākajām bioloģiskajām un vides parādībām. Tēlaini izsakoties, iedzīvotāju dzīve izpaužas tās dinamikā.

Šo dinamiku apraksta A. Lotkas vienādojums:

dN / dt = rN ,

Kur N - personu skaits, t - laiks, r - biotiskais potenciāls.

Biotiskā potenciāla nozīme dažādās sugās ir ļoti atšķirīga. Tādējādi stirnu mātīte dzīves laikā spēj radīt 10–15 kazlēnus, un sauleszivs dēj līdz 3 miljardiem olu.

Tomēr dabā jebkuras sugas populāciju pieaugums nekad nav bezgalīgs, jo resursiem, uz kuriem sugas pastāv, ir ierobežojumi jebkurā teritorijā. Šīs robežas tiek sauktas vidēja ietilpība konkrētām populācijām. Piemēram, egļu mežs- ietilpīgāka vide vāverēm nekā jaukta ar bērziem, jo ​​šo dzīvnieku galvenā barība ir čiekuru sēklas.

Iedzīvotāji pielāgojas vides apstākļu izmaiņām, atjaunojot un nomainot indivīdus. Pēdējie parādās iedzīvotāju vidū dzimšanas un imigrācijas (citplanētiešu invāzijas) rezultātā, un izzūd nāves un emigrācijas rezultātā. Ja auglības un mirstības rādītāji ir līdzsvaroti, tad stabils iedzīvotāju skaits, un tā skaits un biotops paliek tajā pašā līmenī. Tomēr dabā nav nevienas populācijas, kas vairāk vai mazāk ilgu laiku paliktu nemainīga.

Daudzos gadījumos dzimstības līmenis pārsniedz mirstības līmeni, dažreiz ievērojami; tad populācija pieaug, dažreiz tik ātri, ka var rasties masveida vairošanās uzliesmojums. Kā piemēru var minēt šo pieaugošais iedzīvotāju skaits var kalpot kā Kolorādo kartupeļu vabole, kas ir salīdzinoši īss periodsšķērsoja Atlantijas okeāns, ātri apmetās uz dzīvi Francijā, sasniedza Ukrainu, Baltkrieviju un ieņēma lielas Krievijas teritorijas.

Taču līdz ar pārmērīgu iedzīvotāju attīstību dzīves apstākļi pasliktinās, ko izraisa tās pārblīvēšanās. Saskaņā ar pārtikas korelācijas noteikums(Winney-Edwards), evolūcijas laikā tiek saglabātas tikai tās populācijas, kuru vairošanās ātrums ir korelēts ar pārtikas resursu daudzumu to dzīvotnē. Atkāpe no šī noteikuma noved pie tā, ka iedzīvotāji paliek bez pārtikas un izmirst vai samazina vairošanās ātrumu, t.i. viņa kļūst

sarūk.

Jāuzsver, ka iedzīvotāju skaits nevar samazināties bezgalīgi. Kad tiek sasniegts noteikts populācijas lielums, mirstība sāk samazināties un auglība sāk palielināties. Noteiktā brīdī mirstības un dzimstības intensitāte izlīdzinās, populācija nonāk stabilā stāvoklī un pēc tam pieaug. Iedzīvotāju homeostāze. Dabiskos apstākļos populācijas skaits pastāvīgi mainās, to amplitūda un periods ir atkarīgs no sugas īpašībām un vides apstākļiem. Tādējādi daudziem lieliem mugurkaulniekiem skaits parasti svārstās vairākas reizes, kukaiņu populācijās - 40-50 reizes, un īpaši labvēlīgi apstākļi

asi skaita uzliesmojumi rodas, kad tas palielinās miljoniem reižu (siseņi). Papildus norādītajiem neregulāra vairākos organismos ir konstatētas svārstības periodiski

iedzīvotāju skaita svārstības ar relatīvi nemainīgu cikla ilgumu, piemēram, kas saistītas ar periodiskām saules aktivitātes svārstībām. N.V. Timofejevs-Resovskis šo terminu ieviesa 1928. gadā"iedzīvotāju viļņi"

Faktori, kas ietekmē iedzīvotāju skaitu, ir sadalīti neatkarīgs Un atkarīgi uz tā blīvuma. Ir konstatēts, ka pirmie galvenokārt ietver abiotiskus faktorus. Ilgstošs sausums barga ziema, viesuļvētra utt. var veicināt strauju dažādu populāciju skaita samazināšanos neatkarīgi no to sākotnējā blīvuma.

Apgādājamajam Lielākā daļa biotisko faktoru (konkurence, plēsēji, pārtikas piegāde, infekcijas utt.) ir atkarīgi no blīvuma. Šeit vairākos gadījumos notiek monotona atkarība: palielinoties iedzīvotāju blīvumam, norādītie faktori ietekmē spēcīgāku ietekmi. Tādējādi, jo lielāks ir augu populācijas blīvums, jo vairāk tie viens otru noēno. Tomēr blīvuma atkarība var būt sarežģītāka.

No blīvuma atkarīgo faktoru īpatnība ir tāda, ka to ietekme parasti izlīdzina skaita svārstības, veicinot atgriešanos vidējā līmenī, pieaugot iedzīvotāju blīvumam. Līdz ar to šie faktori darbojas kā vēl viens skaitļu regulēšanas mehānisms, kas palīdz tos uzturēt noteiktā līmenī.

Tiek saukta populācijas spēja uzturēt noteiktu skaitu savu indivīdu iedzīvotāju homeostāze. Šis vissvarīgākais, evolūcijas ceļā iegūtais īpašums ir balstīts uz izmaiņām fizioloģiskās īpašības, izaugsme, katra indivīda uzvedība, reaģējot uz to populācijas locekļu skaita pieaugumu vai samazināšanos, kurai šis indivīds pieder.

Iedzīvotājiem ir vissvarīgākais īpašums - pašregulācija. To veic divi savstarpēji balansējoši buferspēki, kas darbojas dabā: spēja vairoties un reakcija, kas atkarīga no iedzīvotāju blīvuma, gluži pretēji, ierobežojot vairošanos.

Pēdējā laikā ir konstatēts, ka būtisks iedzīvotāju regulēšanas mehānisms, kas darbojas pārapdzīvotajā populācijā, ir stresa reakcija. Kad populācija ir pakļauta kādam spēcīgam stimulam, tā reaģē uz to ar nespecifisku reakciju, ko sauc par stresu. Dzīvās dabas daudzveidība rada arī daudzus stresa veidus: antropisko (rodas cilvēka ietekmē); neiropsihisks (rodas, ja indivīdi grupā ir nesaderīgi vai populācijas pārmērīgas blīvēšanas rezultātā); termiski; troksnis utt. Tādējādi populācijas pārblīvēšanās rezultātā atsevišķos indivīdos notiek būtiskas fizioloģiskas izmaiņas, kas izraisa strauju dzimstības samazināšanos un mirstības pieaugumu. Zīdītājiem šo parādību sauc stresa sindroms. Stresa apstākļos daži dzīvnieki kļūst tik agresīvi, ka gandrīz pilnībā pārtrauc vairoties.

Drošības jautājumi pašpārbaudei

1. Definējiet populāciju un nosauciet populācijas īpašības.

2. Kāpēc elementārdaļiņa evolūcija ir populācija?

3. Raksturojiet iedzīvotāju stāvokļa statiskos un dinamiskos rādītājus.

4. Kāds ir sugas areāls?

5. Kāds vienādojums raksturo populācijas dinamiku?

6. Nosauciet indivīdu līdzāspastāvēšanas formas populācijā.

7. Kas ir populācijas homeostāze?

8. Formulējiet Vinnija-Edvarda pārtikas korelācijas noteikumu.

Literatūra

11. Korobkins V.I., Peredelskis L.V. - Rostova n/d: Phoenix Publishing House, 2000.

12. Nikolaikins N. I., Nikolaikina N. E., Melekhova O. P. Ekoloģija: mācību grāmata. universitātēm. – M.: Bustards, 2006.

13. Vispārīgā ekoloģija. 2 daļās / Red. N. I. Nikolaikina. - M.: MSTU GA, 2000-2001.

15. Ekoloģija / Red. V. V. Denisova. – M.: ICC “MarT”, Rostova n/a: Izdevniecības centrs “MarT”, 2006.g.

4. tēma. sinekoloģija

Mērķa iestatījums: Pētīt dzīvo organismu populāciju savstarpēji saistītās pastāvēšanas modeļus, to attiecības ar vidi.

Pēc šīs tēmas apguves studenti varēs:

Definēt biocenozi, biotopu, biogeocenozi;

Nosauc biocenozes un biotopa saistību principus;

Runāt par trofiskām, aktuālām, foriskām un rūpnieciskām starpsugu sakarībām, par biocenozes sugu, telpisko un ekoloģisko struktūru;

Noteikt pamatu biocenožu ilgtspējai;

Zināšanas par populācijas seksuālās struktūras īpatnībām ļauj noteikt tās pastāvēšanas stāvokli un perspektīvas konkrētos vides apstākļos, noteikt optimālās dzimumgrupu attiecības iedzīvotāju progresīvai attīstībai.

Pamatjēdzieni un termini: seksuālā struktūra, viendzimuma, biseksuālas populācijas, partenoģenēze, primārā dzimumu attiecība, sekundārā dzimumu attiecība, seksuālais dimorfisms, seksuālā atlase, partnera izvēle.

Seksuālā struktūra nosaka populācijā iekļauto indivīdu rakstu attiecību un ir vērsta uz tās pieaugumu.

Viena dzimuma populācijas sastāv no mātītēm un vairojas partenoģenētiski. Partenēze sauc par olšūnas attīstību bez apaugļošanas. Tas ir raksturīgs bitēm, laputīm, daudziem sporaugiem un dažiem sēklaugiem.

Dabā visizplatītākās biseksuāļu populācijas ir vīrieši un sievietes. Šādas populācijas dominē dzīvnieku pasaulē un retāk sastopamas augos. Divmāju divmāju augi ir papeles, kārkli, apiņi, kaņepes, smiltsērkšķi un citi.

Dažiem bezmugurkaulniekiem un augstākajiem augiem raksturīgs hermafrodītisms, tas ir, vīriešu un sieviešu dzimumorgānu (gonādu) klātbūtne vienā indivīdā.

Daudzos dzīvniekos tēviņu un mātīšu attiecība ir atsevišķa, saskaņā ar ģenētikas likumiem 1:1, t.i. tēviņu un mātīšu skaits ir gandrīz vienāds. Topošā indivīda dzimums tiek noteikts apaugļošanas brīdī kā dzimuma hromosomu kombinācijas sekas. Darvins uzskatīja, ka šāda vienmērīga rakstu attiecība ir iedzīvotājiem labvēlīga, jo tā samazina konkurenci par seksuālo partneri. Pēc citu pētnieku domām, attiecība, kurā dominē mātītes, ir daudzsološāka populācijas pieaugumam, jo ​​tas palīdz palielināt pēcnācēju skaitu. Tādējādi vairumā zīdītāju, tostarp mājas un lauksaimniecības dzīvnieku, viens tēviņš spēj apaugļot vairākas mātītes.

Tāpēc atsevišķu organismu populācijās dzimumu attiecību definē kā vīriešu skaita attiecību pret mātīšu skaitu vai kā vīriešu īpatsvaru populācijā (tas ir, vīriešu skaita attiecību pret mātīšu skaitu). kopējais skaits vīrieši un sievietes).

tomēr rakstu primārā attiecība, kas noteikta apaugļošanās brīdī, nesaglabājas viena vai otra dzimuma pārstāvju lielākas nāves varbūtības dēļ. Atšķirības dažādu dzimumu indivīdu mirstībā parādās pat embrionālajā periodā. Tādējādi ondatra vidū daudzās to izplatības vietās jaundzimušo vidū ir pusotru reizi vairāk mātīšu nekā tēviņu. Dažas sikspārņi sieviešu skaits populācijā pēc hibernācija bieži samazinās līdz 20%.

Fazāniem, pīlēm, lielām zīlēm un daudzām grauzēju sugām ir raksturīgi augstāki tēviņu mirstības rādītāji.

Tādējādi sekundārā attiecība dzimumi populācijā tiek noteikti nevis pēc ģenētiskiem likumiem, bet gan vides apstākļu un vairošanās īpašību ietekmē.

Kā liecina pētījumi, tēviņu un mātīšu skaita attiecība populācijā laika gaitā mainās (5.10. att.), ko nosaka dažādu vecuma grupu specifiskā mirstība un pēcnācēju izdzīvošana.

Rīsi. 5.10. Izmaiņas vīriešu un mātīšu skaita attiecībās pingvīnos 10 dzīves gados.

Dzimuma attīstību un dzimumstruktūras veidošanos būtiski ietekmē dažādi faktori, īpaši temperatūra (5.11., 5.12. att.).

Rīsi. 5.11. Sarkano skudru dzimuma attīstības atkarība no olu dēšanas temperatūras.

Rīsi. 5.12. Vides apstākļu ietekme uz Dafnijas populācijas seksuālo struktūru.

Pēdējos gados ir iegūti dati, kas liecina par dabiskā regulējuma iespējamību sekundārais ( jaundzimušajiem) un terciārais(vairojošām personām) priekšmetu attiecība nelabvēlīgu dzīves apstākļu rezultātā. Tas apliecina, ka dabiskajām populācijām ir slēptas regulējošās struktūras rezerves, kuru vērtība varētu kļūt par pamatu iedzīvotāju aizsardzības pasākumu plānošanai.

Daudzos gadījumos antropogēnais spiediens ir vērsts uz kādu no sugas sugām. Tādējādi putniem, nagaiņiem un vaļveidīgajiem makšķerēšanas rezultātā visvairāk samazinās tēviņu skaits. Tas būtiski izjauc iedzīvotāju seksuālo struktūru.

Raksturojot populāciju dzimumstruktūru, jāpievērš uzmanība dzimumatlasei, pārošanās attiecību sistēmai un dzimumdimorfismam. Tie ietekmē populācijas attīstību un tās sastāvu, jo izvēlas spēcīgākus un stabilākus indivīdus.

Svarīgu lomu dzimumu attiecībās spēlē seksuālais dimorfisms, tas ir fizioloģiskās, morfoloģiskās un uzvedības atšķirības starp dzimumiem. Tam ir svarīga loma partnera izvēle. Tie iedzīvotāju pārstāvji, kuri atrod labākie partneri pārošanai, iegūstot labākus pēcnācējus.

Seksuālais dimorfisms dažkārt pilda citu ekoloģisku funkciju - samazina konkurenci starp dažādu priekšmetu pārstāvjiem par pārtikas avotu. Viena no priekšrocībām, ko indivīdam sniedz seksuālā reprodukcija, ir tā, ka viņš var palielināt (vai samazināt) sava pēcnācēja vispārējo piemērotību, apvienojot savus gēnus ar citiem (partnera) gēniem, kas ietekmē izdzīvošanu. Šai iezīmei ir tieša praktiska nozīme un tā ir selekcijas darba pamatā.