Живое вещество - это вся совокупность тел живых организмов.
Биомасса выражается в массе сырого или сухого вещества, а также углерода или азота (г/м2или г/м3).
Биомасса растений носит название фитомассы,а животных -зоомассы.
Различают среднюю плотность,т.е. число особей на единицу всего пространства и экологическую плотность,т.е. число особей на единицу обитаемого пространства.
В некоторых случаях плотность популяции оценивается числом встреч на маршруте движения животных.
Например, зимние учеты млекопитающих по следам на снегу, весенние учеты по пению самцов птиц и т.д.
Плотность популяции изменяется в зависимости от численности.
При возрастании численности плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение особей и расширение ее популяционного ареала.
Максимальная плотность для различных видов организмов и условий существования сильно отличается.
- некоторые виды птиц (пингвины, чайки) образуют так называемые «птичьи базары»;
- нередки огромные скопления розовых фламинго на некоторых озерах экваториальной Африки;
- а многие виды среднеевропейских лесных певчих птиц никогда не достигают и 1/10 такой плотности.
Показатель плотности популяции позволяет количественно сравнивать отдельные популяций, независимо от общего размера занимаемой ими территории или акватории.
Кроме того, зная плотность популяции в тот или иной момент времени, можно судить о росте, размножении и старении популяции.
Динамические показатели популяции — отражают процессы, протекающие в популяции на данный момент. Основные из них рождаемость, смертность, скорость роста популяции.
3 вопрос
· Рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения.
· Смертность — число особей, погибших в популяции за единицу времени.
· Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Зависит от показателей рождаемости, смертности, миграции и эмиграции.
Скорость роста может быть выражена в виде кривой роста популяции. Существует две модели роста популяции: J-образная и S-образная.
Индивидуально-ориентированная клеточно-автоматная модель S-образного популяционного роста.
· J-образная кривая отражает неограниченный рост численности популяции, не зависящий от плотности популяции.
· S-образная кривая отражает рост численности популяции, зависящий от плотности популяции, при которой скорость роста популяции снижается по мере роста численности (плотности).
ВЫЖИВАЕМОСТЬ это доля новорожденных особей в популяции, доживших до определенного возраста.
Продолжительность жизни растений и животных — длительность существования особи (её онтогенеза), или клона[1][2], зависит от целого ряда фенотипических и генотипических причин и характеризует взаимодействие разрушающих и восстанавливающих процессов в организме, являющихся причинами его старения и смерти[1]. Продолжительность жизни оценивается при помощи следующих понятий:
· Продолжительность жизни абсолютная — временно́й интервал от момента начала существования данного организма до момента прекращения его существования[1].
· Продолжительность жизни средняя — средний возраст, достигаемый особями данной популяции, показатель, заметно колеблющийся в разные моменты существования популяции в зависимости от внешних условий[1].
· Продолжительность жизни видовая[1] (физиологическая[2]) — средний максимальный возраст особей данного вида при наиболее благоприятных условиях существования, ограниченный только наследственностью[1][2].
· Продолжительность жизни экологическая — средний предельный возраст особей вида в естественных условиях их обитания, зависит от многих внешних причин, и, как правило, в несколько раз меньше видовой.[1][2]
· Продолжительность жизни ожидаемая — средний возраст, который предстоит достигнуть представителю данного поколения, если считать, что смертность представителей этого поколения сохранится в течение жизни.[1]
Продолжительность жизни средняя — величина переменная, в отличие от физиологической и экологической, которые в реальных условиях трудно разграничить. Поэтому понятие «максимальная продолжительность жизни», как правило, используют без уточнения того, в искусственных или естественных условиях её наблюдают. Значение продолжительности жизни состоит в том, что чем длиннее период воспроизведения потомства, тем больше возможностей его оставить[2].
КРИВАЯ ВЫЖИВАНИЯ
график, показывающий, как по мере старения снижается численность особей одного возраста в популяции.Различают 3 осн. типа К. в., между к-рыми возможны все переходы. Кривая I соответствует популяции,большинство членов к-рой доживает до возраста, близкого к максимально возможному д.чя данного вида;характерна для популяций нек-рых крупных млекопитающих. Кривая II отражает равную вероятность гибелиособей в любом возрасте и свойственна мн. природным популяциям птиц и пресмыкающихся. Кривая IIIсоответствует очень высокой смертности в раннем возрасте, а для особей, переживших этот период,вероятность смерти низка. Такая кривая характерна для мн. растений, беспозвоночных и рыб, у к-рых осн.гибель приходится на ранние стадии развития. Данные, служащие для построения К. в., используются такжев демографич. таблицах (таблицах выживания).
4 вопрос
Половая структура популяции. Численное соотношение полов, т.е. половой состав, и особенно доля размножающихся самок в популяции, имеет большое значение для дальнейшего роста ее численности. Соотношение полов зависит, прежде всего, от биологии вида и сильно различается у моногамных (самец за сезон спаривается с одной самкой) и полигамных животных. Для первых (например, журавли, лебеди) нормой является соотношение полов 1:1. Для вторых (например, морские котики, павианы) типично преобладание самок. Экологические и поведенческие различия между особями мужского и женского пола могут быть сильно выражены. Так, самцы комаров питаются нектаром растений и слизывают росу, а самки являются кровососущими.
Возрастная структура популяций. В каждом возрасте требование особей к среде и устойчивость к отдельным факторам заметно различаются. На ранних стадиях особи, как правило, более чувствительны к любым неблагоприятным факторам, а в зрелом возрасте они обычно выносливее. Кроме того, на разных стадиях жизненного цикла могут происходить смены сред обитания, типов адаптаций, характера передвижения, общей активности. Часто возрастные экологические различия в пределах вида выражены значительно сильнее, чем различия между видами. Возрастная структура у многих видов отличается большой сложностью. Так, в популяциях растений выделяют четыре возрастные фазы:
1) латентный период – фаза первичного покоя. В эту группу входят семена, плоды и другие зачатки растений;
2) виргинильный (девственный или юношеский) период, охватывающий группу растений в период от прорастания зачатков до образования генеративных органов;
3) генеративный период – фаза размножения семенами или другими разносимыми зачатками, т.е. время полового размножения;
4) сенильный, или старческий, период, к которому принадлежат особи, закончившие половое размножение и способные только вегетировать.
На каждом возрастном этапе особи растений характеризуются определенными отношениями со средой. Они выражаются в различиях питания, строении и размерах вегетативного тела, протекании биохимических процессов и т.д. У долгоживущих и размножающихся многократно видов возникает относительно устойчивая структура популяции с длительным существованием различных поколений. У видов с непродолжительным периодом взрослого состояния ежегодно сменяется значительная часть популяции. Численность такой популяции неустойчива и может резко различаться в отдельные годы, а возрастная структура популяции сильно варьирует (полевка-экономка).
Возрастной состав популяции определяется несколькими причинами, среди которых можно указать на время достижения половой зрелости, общую продолжительность жизни, длительность периода размножения, продолжительность жизни поколения, частоту приплода, смертность, тип динамики численности.
Возрастная структура популяции является весьма неустойчивой характеристикой.
Вопрос.
Генетическая структура популяции
Генетическая структура популяции характеризуется разной степенью генетического разнообразия особей. Совокупность генов, которые имеются у особей конкретной популяции, называется генофондом. Совокупность всех генов, сосредоточенных в хромосомах одного организма, называется генотипом. С позиций генетики, популяция - совокупность генотипов. Если соотношение генотипов в популяции неизменно, в ней существует генотипическое равновесие. Несмотря на изменчивость в ее структурных частях, популяция как целостная система устойчиво сохраняет генофонд, наследованный от предковой популяции.
Генотип, взаимодействуя с условиями среды, формирует фенотип. Фенотипом называются элементарные признаки организма, определяющие индивидуальные особенности его строения и жизнедеятельности, которые зависят от взаимодействия генотипа с условиями среды.
Совокупность внешних признаков организма, отражающих его приспособленность к условиям среды, образует жизненную форму или биоморфу. Существование в течение многих поколений особей в популяции с двумя и более отчетливо выраженными формами, различающимися строением и выполняемыми функциями, называется полиморфизмом.
Универсальным свойством всего живого, от вирусов и микроорганизмов до высших растений и животных, является способность давать мутации - внезапные естественные или вызываемые искусственно, наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма. Мутации лежат в основе наследственной изменчивости и проявляются в фенотипе взрослого организма в результате того, что они изменяют процессы его онтогенеза.
Популяция состоит из особей разных размеров. Выделяют размерный состав и размерную структуру популяций.
Размерный состав – это наличие в популяции особей разных размерных групп. Взависимости от размеров особей размерные группы могут выделяться в миллиметрах, сантиметрах или метрах. Большое количество размерных групп свидетельствует о хороших условиях существования популяции.
Размерная структура – это соотношение разных размерных групп в популяции, выраженное в процентах от общего числа изученных особей.
Этологическая (поведенческая) структура популяции отражает разнообразные формы совместного существования особей. Относительно одиночный образ жизни в природе достаточно редок и как правило характерен для определенных периодов онтогенеза.
Например, молодые самцы у львов ведут одиночный образ жизни до образования своего прайда.
При семейным образе жизни усиливаются связи между родителями и потомством, начинает заметнее проявляться территориальное поведение животных. Происходит ограничивание участка, достаточного для выкармливания потомства путем пахучих меток, угроз, различных звуковых сигналов, ритуального поведения и т.д.
Стая – временное объединение животных, проявляющих биологически полезную организацию действий (для защиты от врагов, добычи пищи, миграции и т.п.).
Например, стаи рыб (килька, салака, корюшка), птиц (гуси, утки), млекопитающих (собаки).
Стадо – длительное или постоянное объединение животных, в котором осуществляются все основные жизненные функции: добывание корма, защита от хищников, миграция, размножение, воспитание молодняка.
В стаде развито доминирование лидера (вожака) которому подчиняются остальные особи и строгая иерархия остальных. Иерархически организованному стаду свойственен определенный порядок перемещения, определенные позиции при защите от врагов, расположение на отдых, поглощение пищи и др.
Колония – групповое поселение оседлых животных на длительное время или на период размножения. По сложности взаимоотношений между особями колонии очень разнообразны. Наиболее сложные отношения в колониях общественных насекомых (термитов, муравьев, пчел), возникают на основе сильно разросшейся семьи. Члены колонии постоянно общаются друг с другом, обмениваются информацией, выполняют экологические функции, способствующие выживанию колонии.
Экологическая структура свидетельствует об отношении различных групп организмов к условиям окружающей среды. Например, особи одной популяции растений различаются рядом признаков: по размерам, количеству побегов, цветков, плодов, семян и т. п. Кроме того, разные особи этой же популяции зацветают неодновременно, что способствует более полному их опылению (при одновременном и кратковременном цветении насекомые могут не успеть опылить все цветки). У такой популяции меньший риск остаться без семян, например в случае кратковременных заморозков (замерзнет лишь часть цветков).
Вопрос
А)Пространственная структура популяции – особенность размещения особей популяции в пространстве. Она зависит от свойств мест обитания, сезона года, биологических особенностей вида.
Б)Пространственное размещение особей в популяциях может быть равномерным, случайным и мозаичным, или групповым
1. Случайное - местонахождение одной особи не зависит от другой. Случайно распределены особи большинства популяций, если местообитания однородны и достаточно благоприятны, а плотность популяции не очень высока.
2. Групповое (контагиозное) - характерно для популяций в мозаичных экосистемах. Например, в саваннах или сибирской березовой лесостепи деревья распределены группами и соответственно группами распределены обитающие в них популяции птиц и насекомых. Этот же тип распределения отмечается у животных, ведущих групповой образ жизни (сайгак, дзерен) и формирующих колонии (мышевидных грызунов), а также у клональных растений, разрастающихся пятнами (вейника наземного, коротконожки перистой). Таким образом, за наблюдаемым «групповым распределением» могут стоять совершенно разные факторы - неоднородность среды или особенности биологии и поведения.
3. Регулярное - расстояние между особями, составляющими популяцию, более или менее одинаковое. Типичный пример - размещение деревьев во фруктовом саду. Однако и среди многих видов птиц, которые разделяют территорию на охотничьи наделы, также возможно распределение, близкое к регулярному.
В) Выделяют два основных типа изоляции популяций: географическую и биологическую.
Географическая изоляция связала с различными изменениями в ландшафте (возникновение горных хребтов, водных барьеров, лесных массивов и т. п.). Она играет также заметную роль при расселении живых организмов,
Биологическая изоляция, или репродуктивная, определяется всевозможными различиями индивидуумов внутри вида, предупреждающими скрещивание. Выделяют 3 основные формы биологической изоляции: экологическую, морфофизиологическую и генетическую
-Экологическая изоляция наблюдается, когда потенциальные партнеры по спариванию не встречаются
-Морфофизиологическая изоляция обусловлена особенностями строения и функционирования органов размножения, когда изменяется не вероятность встреч (как при экологической изоляции), а вероятность скрещивания
-Генетическая изоляция наступает тогда, когда скрещивающиеся пары имеют существенные генетические различия,
Существуют три типа перемещения животных: незначительные перемещения, кочевки и миграци
1) Незначительные перемещения характерны главным образом для низших животных, которые ведут преимущественно оседлый образ жизни
2) Кочевки – тип перемещения животных, вызванный необходимостью добывать пищу.
3) Миграции – регулярные и направленные перемещения "туда и обратно".(Основной причиной миграций является потребность в пище и условиях, обеспечивающих размножение, а также конкуренция за удобные местообитания)
Вопрос