Слайд 1Динамика популяций
Биотический потенциал
Рождаемость
Смертность
Дисперсия популяции
Лекция 7.
Слайд 21. Биотический потенциал
Любая популяция теоретически способна к неограниченному росту численности,
если ее не лимитируют факторы внешней среды.
В таком гипотетическом
случае скорость роста популяции будет зависеть только от величины биотического потенциала – теоретического максимума потомков от одной пары ( или одной особи) за единицу времени (за год, за весь жизненный цикл…)
Слайд 3Биотический потенциал выражают коэффициентом r – это максимально возможный прирост
популяции ∆N за отрезок времени ∆t, отнесенный к одной особи,
при начальной численности популяции N0:
dN / dt = rN0, откуда r = dN / dt N0
Слайд 4Величина r различна у разных видов.
За жизненный цикл:
Самка косули
→ 10 – 15 козлят,
трихинелла →1,5 – 1,8 тыс.
личинок,
самка медоносной пчелы → 40 – 50 тыс. яиц,
луна-рыба → до 3 млрд. икринок.
Слайд 5Кривая, отражающая на графике подобный рост популяции, быстро увеличивает свою
крутизну и уходит в бесконечность. Такая кривая носит название экспоненциальной.
1
2
Слайд 6В природе биотический потенциал популяции никогда не реализуется полностью. Его
величина обычно складывается как разность между рождаемостью и смертностью в
популяциях: r = b – d, где b – число родившихся, а d – число погибших особей в популяции за один и тот же период времени.
Слайд 72. Рождаемость
Рождаемость - Это число новых особей, появляющихся в популяции
за единицу времени в результате размножения.
Рождаемость зависит от следующих
факторов:
1. Доля особей, способных в данный период к размножению (что определяется соотношением полов и возрастных групп).
2. Частота смены генераций. Напр., среди насекомых:
Например, у тлей за сезон насчитывается
до 15 партеногенетических поколений.
моновольтинные виды
(дающие одну
генерацию за год)
поливольтинные виды
(дающие несколько
генераций за год)
Слайд 8По числу периодов размножения
в течение жизни
виды
моноциклические (имеющие однократное размножение
)
полициклические (способные
к повторному размножению).
Слайд 93. Соотношение периода размножения и общей продолжительности жизни.
Этот период
для самок дрозофил составляет около 65 %, для стадной саранчи
– 15 %, а для поденок – всего от 0,5 до 1 % длительности их существования.
Слайд 104. Плодовитость особей.
Плодовитость сильно зависит от степени развития
заботы о потомстве или обеспеченности яиц питательными материалами.
сахалинская сельдь→
38 – 46 тыс. мелких икринок;
амурская горбуша, зарывающая икру в грунт→1300 – 1500 икринок диаметром 4 – 6 мм.
Слайд 11У видов, оберегающих и выкармливающих свой молодняк, плодовитость резко понижена.
У птиц естественный отбор благоприятствует не максимальной плодовитости, а наиболее
эффективной, т. е. тому количеству яиц, при котором потомство оказывается наиболее жизнеспособным.
крапивник
Если величина кладки больше обычного предела → птенцы оказываются недокормленными → их жизнеспособность снижается.
горихвостка
Слайд 12 5. Давление со стороны хищников: чем оно выше, тем выше
рождаемость.
6. Условия местообитания. В различных популяциях одного вида плодовитость
обычно тем выше, чем более неблагоприятны занимаемые ими места обитания.
Слайд 133. Смертность
Смертность в популяциях также
зависит от многих причин:
Генетически запрограммированной продолжительности жизни особей;
генетической и физиологической
полноценности особей,
влияния неблагоприятных физи-
ческих условий среды,
воздействия хищников, паразитов, болезней и т. п.
Слайд 14Кривая, описывающая такую зависимость численности поколений от времени, сначала идет
параллельно горизонтальной оси, а затем круто загибается вниз.
Идеальный случай
– если все
особи одной генерации доживают
до биологически предельного
возраста, а затем в течение короткого срока умирают.
Жук-златка
Слайд 15Наиболее часто встречающийся в природе вариант –
повышенная гибель особей
в ранний период жизни.
Кривая смертности в таких популяциях резко
падает к горизонтальной оси в самом начале.
Слайд 16Сравнительно редко наблюдается иной вариант изменения выживаемости поколений – относительно
равномерный отсев из-за случайных причин на протяжении всего жизненного цикла,
без резко выраженных критических периодов повышенной смертности.
Слайд 17Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения
особей, дополняемыми процессами миграции. В стабильной популяции темпы рождаемости и
смертности близки, сбалансированы. Они могут быть непостоянны, но плотность популяции незначительно отличается от какой-то средней величины. Ареал вида при этом ни увеличивается, ни уменьшается.
Стабильные, растущие и сокращающиеся популяции.
Слайд 18В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны
вспышки массового размножения, особенно у мелких животных (саранча, колорадский жук,
грызуны, вороны, воробьи)
Слайд 19Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В
естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость
(плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей.
Слайд 20Стратегии выживания популяций
Две основные стратегии размножения организмов: При r-стратегии отбор
идет на высокую плодовитость, способность к быстрому расселению, что позволяет
видам быстро восстанавливать численность после резкого ее снижения.
Слайд 21При К-стратегии отбор совершенствует разные формы заботы о потомстве, что
позволяет снизить плодовитость. Одновременно увеличивается продолжительность жизненных циклов и совершенствуются
механизмы устойчивого поддержания численности в биоценозах.
Слайд 22
Расселение приводит
к занятию новых биотопов,
расширению общего ареала вида,
его успеху в борьбе за существование.
4. Дисперсия популяции
В каждой популяции
часть особей регулярно покидает ее, пополняя соседние или заселяя новые, еще не занятые видом территории. Этот процесс называют часто дисперсией популяции.
Слайд 23Каждый вид характеризуется своим темпом дисперсии.
Дисперсия обычно не направлена,
расселение особей происходит в самых разных направлениях от мест рождения.
Слайд 24Ряд популяций, занимающих малопригодные места обитания, часто не в состоянии
поддерживать свою численность за счет размножения и могут сохраняться преимущественно
за счет иммиграции. Такие популяции называются зависимыми.
Проникновение расселяющихся особей на незанятые еще видом территории, заселение их и образование новых популяций называют инвазией.
Слайд 25Расселительные перемещения приводят к обмену особей между популяциями, увеличивают единство
и общую устойчивость вида, так как те адаптации, которые возникли
в местных условиях, но имеют общее значение, могут постепенно распространяться в пределах всего видового ареала.
Слайд 26Вопросы к семинару
Биотический потенциал как характеристика динамики популяций
Рождаемость: моно- и
поливольтинные, моно- и полицикличные виды.
Факторы, влияющие на плодовитость
Смертность: различные
типы кривых смертности
Дисперсия популяции: особенности и значение расселения особей в популяциях.
Стратегии выживания популяций
Слайд 27Литература
Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш.
учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия»,
2006. – С. 99-107.
Николайкин Н.И. Экология: учеб. для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2003. – С. 102-103.
Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – С. 257-260.
Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. спец. – М.: Просвещение, 1980. – С. 173-181.