Демографические показатели

Популяция

Благополучное существование различных видов животных и растений требует подходящих условий и необходимых для поддержания жизни ресурсов. При перемещении особей из одной местности в другую и условия, и ресурсы могут меняться, причем некоторые факторы могут меняться плавно (как, например, температура при продвижении с юга на север), другие остаются без изменений (например, содержание диоксида углерода в воздухе), а третьи меняются скачкообразно (как это, например, происходит с изменениями состава и структуры почв).

Все это приводит к тому, что подходящие для того или иного вида условия формируются в пространстве как бы в виде отдельных островков. Виды заселяют эти подходящие им «островки », а потому распространены не равномерно, а отдельными группами – популяциями. В этом состоит своеобразие биологических видов – они существуют в форме популяций.

Совокупность особей, длительно проживающих на определенной части ареала, относительно обособленно от других совокупностей называется популяцией.

Скрещивание особей, относящихся к различным популяциям возможно, но затруднено, так как популяции какими-либо преградами отделены друг от друга. Внутри популяции происходит мутационный процесс, а в результате полового размножения происходит распространение возникших мутаций по популяции. Мутации попадают под контроль естественного отбора и генофонд популяции, состоящий из генотипов отдельных особей, постепенно изменяется. Относительная изоляция одной популяции от другой дает возможность сохранить измененный генофонд, если отличия становятся резкими, то образуется подвид, а если возникает репродуктивная изоляция – новый вид. Вид – генетически закрытая система, скрещивание между особями различных видов не происходит.

Изменчивость популяций – важный фактор эволюции: она повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к локальным (местным) изменениям условий жизни, позволяет ему проникать и закрепляться в новых местах обитания. Можно сказать, что существование в форме популяции обогащает вид, обеспечивает его целостность и сохранение основных видовых свойств.

По современным представлениям элементарной единицей эволюции является популяция, в которой происходит изменение генофонда, приводящее к образованию подвидов и видов.

Элементарным эволюционным явлением является стойкое изменение генофонда популяции – изменение частоты встречаемости какого-нибудь аллеля в популяции. В ней постоянно происходит мутационный процесс, и мутация, дающая преимущества организмам, постепенно распространяется по популяции.

В эволюционном процессе различают два этапа: микроэволюцию, ведущую к образованию новых видов, и макроэволюцию, в результате которой образуются надвидовые систематические единицы (роды, семейства, отряды, классы, типы). Макроэволюция протекает в большие промежутки времени и обычно на больших территориях.

Микроэволюция протекает на уровне популяции в сравнительно небольшие промежутки времени и заканчивается образованием нового вида. В основе микроэволюции и макроэволюции лежат одни и те же эволюционные процессы.

Популяции – самовозобновляющиеся группы организмов, сохраняющие устойчивость во времени и пространстве. Стайку рыб или воробьев нельзя назвать популяцией: такие группы могут легко распадаться под влиянием внешних факторов или смешиваться с другими. Понятие популяции в определенном смысле близко с понятием «племя», известным вам из курса истории.

Популяции не живут изолированно. Они взаимодействуют с популяциями других видов, образуя вместе с ними биотические сообщества – целостные системы еще более высокого уровня организации. Жизнь популяций изучает экология – наука об организации и функционировании надорганизменных систем. Главными вопросами, на которые пытается ответить эта наука, являются: от чего зависят численность и распределение организмов в популяциях тех или иных видов; как разные виды уживаются в природе и какое влияние они оказывают друг на друга; как происходит и к каким результатам приводит взаимодействие живых организмов с неживой природой. Популяции – основные элементы экологических систем, представляющих совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования.

Демографические показатели.

Популяцию можно с некоторой долей условности сравнить с организмом: она так же растет, дифференцируется, т. е. подразделяется на более мелкие подгруппы, изменяется вместе с изменением условий жизни. Одновременно она обладает особыми свойствами, присущими только группе особей в целом. Например, такие показатели, как обилие (численность), рождаемость (скорость прироста численности), смертность (скорость сокращения численности в результате гибели особей), половой состав (соотношение особей разного пола), возрастной состав (соотношение численности разновозрастных особей), нельзя применить к отдельным организмам, они могут характеризовать только популяцию в целом. Эти показатели называются демографическими. Их важно знать для понимания законов, управляющих жизнью популяций, прогнозирования происходящих в них постоянных изменений.

Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями: они совместно участвуют в размножении, могут конкурировать друг с другом за те или иные виды ресурсов, могут поедать друг друга или вместе обороняться от хищника. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложны. Поэтому при изменении тех или иных экологических факторов реакции отдельных особей и популяции в целом часто не совпадают. Так, гибель отдельных организмов (например, от хищников) может улучшить качественный состав популяции, повысить ее выживаемость. Жертвами хищника становятся в основном ослабленные особи, восприимчивые к инфекциям. Изъятие таких особей препятствует распространению болезней, которые могут стать губительными и для всей популяции. Здесь мы сталкиваемся с одним очень важным правилом, применимым к сложным биологическим объектам, состоящим из многих элементов, связанных друг с другом различными взаимоотношениями: о состоянии биологической системы (будь то популяция, сообщество или экосистема) не всегда можно судить по состоянию ее отдельных элементов.Изучение демографических показателей имеет большое практическое значение. Так, при заготовках древесины очень важно знать скорость восстановления леса, чтобы правильно планировать интенсивность рубок. Некоторые популяции животных используются для получения ценного пищевого или пушного сырья, изучение других важно с медико-санитарной точки зрения (например, популяции мелких грызунов – носителей возбудителя опасного для человека заболевания).

Во всех этих случаях нас интересуют, прежде всего, изменения популяции в целом, возможность прогнозировать эти изменения, регулировать их (например, снижение численности вредителей сельскохозяйственных угодий). Крайне необходимо для этого знать причины и скорость популяционных изменений, а также уметь измерять различные параметры этих природных объектов.

Письменная работа с карточками:

1. Изменчивость популяции – важный фактор эволюции. Объясните, почему.

2. Что такое биотическое сообщество. Чем оно отличается от популяции?

3. Демографические показатели, характеризующие состояние популяции.

1. Формулировки законов, определения, или сущность терминов: 1. Популяция. 2. Изменчивость популяции. 3. Биотическое сообщество. 4. Демографические показатели популяции.

Карточка у доски:

1. Что такое популяция?

2. Приведите пример популяции с четкими границами обитания.

3. Приведите пример популяции с размытыми границами обитания.

4. Можно ли стайку воробьев назвать популяцией? Почему?

5. В чем проявляется изменчивость популяции?

6. Почему изменчивость популяции – важный фактор эволюции?

7. Что такое биотическое сообщество?

8. Какие показатели, характеризующие популяцию, называют демографическими?

9. От чего зависит численность популяции?

Тестовое задание:

Тест 1. Можно ли считать популяцию генетически закрытой системой, в которую не могут попасть гены из другой популяции?

1. Да.

2. Нет.

Тест 2. Можно ли считать вид генетически закрытой системой, в которую не могут попасть гены из другого вида?

1. Да.

2. Нет.

Тест 3. Популяцией можно назвать:

1. Стайку воробьев.

2. Косяк рыбы.

3. Кувшинки в пруду.

4. Клин журавлей.

Тест 4. Изменения, которые приобрел организм под влиянием внешней среды (высокие сосны в сосновом бору, на открытых пространствах сосны менее высокие):

1. Изменяют генотипы особей.

2. Не изменяют генотипы особей.

Тест 5. Изменения, которые приобрела популяция в результате отбора (на зеленом фоне стало больше зеленых кузнечиков):

1. Изменяют генофонд популяции.

2. Не изменяют генофонд популяции (генофонд популяции – совокупность генотипов, совокупность аллелей генов).

Тест 6. Изменение генов в популяции возникает в результате:

1. Мутационной изменчивости.

2. Полового размножения (комбинативной изменчивости).

3. Модификационной изменчивости.

4. Выживания наиболее приспособленных организмов к данным условиям среды.

Тест 7. Наиболее высокий уровень организации живых организмов представляет собой:

1. Биотическое сообщество.

2. Отдельная особь.

3. Группа особей.

4. Популяция.

Тест 8. Распространение мутаций в популяции возникает в результате:

1. Мутационной изменчивости.

2. Полового размножения (комбинативной изменчивости).

3. Модификационной изменчивости.

4. Выживания наиболее приспособленных организмов к данным условиям среды.

**Тест 9. К демографической характеристике популяции относятся:

1. Рождаемость.

2. Половой состав популяции.

3. Возрастной состав популяции.

4. Смертность.

**Тест 10. Верные суждения:

1. Вид – единица эволюции.

2. Вид существует в форме популяций.

3. Особь – единица эволюции.

4. Популяция – единица эволюции.