Слайд 1Раздел 1
Введение в популяционную экологию. Популяция как биологическая система
Лекция 1
Слайд 2Обсуждаемые вопросы
Популяционная экология. Понятие о популяции.
Популяционная структура вида.
Место
популяции в иерархии биологических систем.
Особенности популяций у растений.
Слайд 3Популяционная экология – это биологическая наука, изучающая структурную организацию и
функционирование видовых популяций в окружающей среде, механизмы динамики популяций в
условиях их взаимодействия между собой в сообществах, экосистемах, биосфере в целом
Т. Мальтус (1766-1834)
Слайд 4«Индивиды любого вида живого всегда представлены в природной среде не
изолированными отдельностями, а только их определенным образом организованными совокупностями»
В. Иогансен
(1857-1927)
Слайд 5Популяцией называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между
собой и совместно населяющих общую территорию
Слайд 6Термин «популяция» происходит от латинского слова populus (народ)
Определение имеет
генетическую и экологическую трактовку.
Члены одной популяции оказывают друг на друга
не меньшее воздействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов.
Слайд 7Основные характеристики популяций:
численность популяции;
плотность популяции;
половой состав;
возрастной состав;
рождаемость;
смертность;
прирост популяции;
темп
роста
Слайд 8Структура популяции определяется:
распределением особей по территории;
соотношением групп по полу, возрасту,
морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям
Слайд 9Экологический критерий
популяция – это группировка особей одного вида, населяющих определенную
территорию (ареал) и характеризующихся:
- общностью морфобиологического типа;
- специфичностью генофонда;
- системой устойчивых функциональных взаимосвязей.
Слайд 10генетико-эволюционный критерий популяции – способность к свободному обмену генетической информацией
(панмиксия)
Слайд 11Популяция как
биологическая система.
Особенности:
1. Любая популяция
занимает определенное положение
в пространстве и пространственно структурирована →
возможность
наиболее эффективного использования ресурсов среды
и устойчивого осуществления внутрипопуляционных
взаимоотношений особей и их групп.
2. Особи, входящие в состав популяции, неравноценны
по их функции в составе популяции и генетическому вкладу в нее.
Слайд 123. Особи, составляющие популяцию, непрерывно
обмениваются информацией.
4. Существуют
системы авторегуляции на популяционном уровне, определяющие устойчивость популяции как системы
на фоне колеблющихся условий среды.
Слайд 13Популяционная структура вида
популяции
Слайд 14Вид — группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими
признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое
потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды.
Слайд 15Вид — реально существующая единица живого мира, основная структурная единица
в системе организмов.
Число описанных видов живых организмов на Земле составляет
по состоянию на 2010 год примерно 1,7 миллиона, при этом общее число видов оценивается в 8,7 миллионов
Слайд 16Подвид – это совокупность особей, населяющих географически однородную часть видового
ареала и отличающихся устойчивыми морфологическими признаками от особей других подвидов.
Слайд 17Географическая популяция – совокупность особей одного вида (или подвида), населяющих
территорию с однородными условиями существования и обладающих
- общим морфологическим
типом;
- единым ритмом жизненных явлений и динамики населения.
Слайд 18
- уровнем плодовитости;
- ведущим типом питания;
- степенью подвижности особей;
- оседлым
или мигрирующим образом жизни.
Биологически географические популяции могут отличаться:
Слайд 19Между географическими популяциями редко встречаются непреодолимые физические преграды. Гораздо большее
значение имеет
единство жизненных ритмов, в том числе сезонов размножения.
Это создает предпосылки к определенной степени биологической изоляции, на базе которой
формируется генетическая специфика каждой популяции.
Слайд 20Экологическая популяция – это население одного типа местообитания (биотопа), характеризующееся:
-
общим ритмом биологических процессов;
- сходным характером образа жизни (ритмикой
запасания корма, зимовок, реакцией на изменения гидрологического режима (паводки засухи) и др.)
Слайд 21Муравейники, расположенные на более прогреваемых солнцем местах, «оживают» заметно раньше,
чем расположенные на теневых склонах или в глубине леса
Слайд 22У бобров в пределах единой географической популяции кардинальным образом различаются
поселения на водоемах различного типа
На руслах относительно крупных рек
бобры роют норы в более или менее крутых берегах и не проявляют других форм строительной деятельности.
На небольших реках и ручьях бобры строят плотины. Это расширяет доступ к кормовым участкам. Жилища бобров в таких местах представленыы хатками, внутри которых устраивается гнездовая камера.
Этот же вид может селиться среди болот; в этом случае бобры строят хатки и прокладывают систему каналов, облегчающих доступ к местам кормления
Слайд 231. Специфика отдельных экологических популяций проявляется только у особей, из
которых состоит популяция в данное время.
2. Экологические популяции практически
ничем не отграничены от окружающих территорий и потому наименее устойчивы по составу. Набор особей, образующих популяцию, довольно быстро обновляется в силу свойственных животным перемещений.
3. При отсутствии непреодолимых границ местообитаний экологическая популяция не имеет собственной генетической специфики.
4. Приспособления особей к среде ограничены набором лабильных функциональных адаптаций физиологического и поведенческого плана.
Особенности экологических популяций
Слайд 24Экологические популяции распадаются на ряд отдельных группировок особей – субпопуляции.
Примерами субпопуляций являются стада и стаи кочующих, семьи оседлых животных.
Субпопуляции обладают определенной спецификой, но их размеры не обеспечивают устойчивое воспроизводство в данных экологических условиях.
Слайд 25Место популяции в иерархии биологических систем.
Популяции имеют двойственное
положение в рядах биологических
систем. С одной стороны, популяция включается в генетико-эволюционный ряд, отражающий филогенетические связи таксонов разного уровня:
организм→популяция→вид→род→…→царство
Слайд 26Популяция включается в состав конкретного биогеоценоза.
Этот подход к популяционным
системам отражает функционально-энергетический ряд различных уровней организации жизни:
организм→популяция→биогеоценоз→биосфера
Слайд 27Особенности популяций
у растений
Ценопопуляция – совокупность всех особей одного
вида растений в соответствующем фитоценозе, форма его приспособления к обитанию
в данных условиях.
Главная цель изучения ценопопуляций – установление закономерностей жизни растительного вида в составе конкретного фитоценоза в связи с его строением и динамикой.
Слайд 28Черты специфики ценопопуляций:
1. Ценопопуляция включает все особи вида в
пределах данного фитоценоза.
2. Размер и границы конкретных ценопопуляций выражены более
четко, нежели границы популяций у животных.
3. В качестве структурных элементов ценопопуляции могут выступать как особи семенного происхождения, так и особи вегетативного происхождения, клоны и даже части особей.
4. Счетными единицами (подобно особям у животных) в ценопопуляциях являются морфологическая и фитоценотическая единицы.
Слайд 29Морфологическая и фитоценотическая единицы
Морфологическая счетная единица – это целостный
организм, характеризующийся физической непрерывностью.
Морфологические единицы
используются при изучении моноцентрических форм (стержне- и кистекорневых травянистых растений, одноствольных деревьев).
Фитоценотическая счетная единица является центром воздействия растения на среду и удобна при изучении дерновинных, длиннокорневищных и корнеотпрысковых растений.
Слайд 30В целом, популяция растений, как и животных, рассматривается как
- целостная,
самоподдерживающаяся система,
- обладающая специфическими функциями и структурой,
- выступающая как
форма существования вида,
- функциональная единица в составе биогеоценоза,
- элементарная единица эволюции.
Слайд 31Задания к семинару
1. Дать определения понятиям вид, подвид, популяция, географическая
популяция, экологическая популяция, субпопуляция.
2. Охарактеризовать свойства популяций различного типа.
3. Привести
свои примеры структурной цепочки:
Субпопуляция → экологическая популяция → географическая популяция → подвид → вид для растений и животных.
4. Историческая справка развития популяционной экологии.
Слайд 32Литература
Ручин А.Б. Экология популяций и сообществ: учебник для студ. высш.
учеб. заведений / А.Б. Ручин. – М.: Издательский центр «Академия»,
2006. – с. 5-24.
Шилов И.А. Экология: Учеб. для биол. и мед. спец. вузов. – 2-е изд., испр. – М.: Высшая школа 2000. – C. 203-245.
А.С. Степановских. Биологическая экология. - М.: ЮНИТИ, 2009. – С. 499-532.