🗊Презентация Популяция. Динамика развития популяций

ПОПУЛЯЦИЯ

Популяция как форма существования вида. Популяция как форма существования вида. Свойства популяции: численность, плотность, структура, размеры и др. Динамика развития популяций. Коэффициент прироста. Максимальная мгновенная (биотический потенциал) и фактическая скорости прироста. Экспоненциальная и логистические кривые роста. Сопротивление среды. Стратегия развития r- и K - популяций. Межпопуляционные отношения. Влияние внутри- и межвидовой конкуренции на пределы выносливости популяции.

ВИД Живое население планеты представлено разными видами организмов. Вид – это многочисленная группа сходных особей общего происхождения, которые: распространены в определенном ареале имеют общие наследственно закрепленные особенности обмена веществ, морфологические признаки, приспособления к существованию в этом ареале. Изначально разделение вида на популяции связано с неоднородностью условий обитания в пределах ареала.

Что такое популяция?

Что такое популяция?

Классификация популяций Ландшафтно-биотопический подход (Н.П. Наумов) Географическая: популяция белок в смешанных лесах Беларуси. Экологические: популяция белок сосновых лесов Заволжья. Элементарные (локальными, биотопическими, местными) – совокупность особей, занимающих небольшой участок однородной площади.

Классификация популяций По способу размножения Панмиктические: состоят из особей, размножающихся половым путем, для которых характерно перекрестное оплодотворение. Клональные: состоят из особей, для которых характерно только бесполое размножение. Клонально-панмиктические - половое размножение сочетается с бесполым.

Первоначально «клон» (др.-греч. «веточка, побег, отпрыск») - для группы растений, полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Первоначально «клон» (др.-греч. «веточка, побег, отпрыск») - для группы растений, полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Со временем расширилось - при выращивании культур бактерий. Позже «клонирование» перенесено на технологию получения идентичных организмов (замещение ядра), а потом и на все организмы, полученные по такой технологии, от первых головастиков до овцы Долли.

Половая структура популяции – соотношение мужских и женских особей. Соотношение полов в популяции устанавливается по генетическим законам, а затем на него влияет среда. Неравномерное отмирание особей одного пола или, наоборот, их появление в большом количестве в репродуктивный период приводит к изменению других характеристик популяции. Половая структура популяции – соотношение мужских и женских особей. Соотношение полов в популяции устанавливается по генетическим законам, а затем на него влияет среда. Неравномерное отмирание особей одного пола или, наоборот, их появление в большом количестве в репродуктивный период приводит к изменению других характеристик популяции.

Возрастная структура популяции – количественное соотношение особей разного вида. Возрастная структура обычно представлена поколениями. Возрастная структура популяции – количественное соотношение особей разного вида. Возрастная структура обычно представлена поколениями. Три основных типа возрастной структуры. Стабильные популяции - число особей разных возрастов равномерно меняется и носит характер нормального распределения. Сокращающиеся популяции - преобладают старческие особи. Растущие популяции - представленные в основном молодыми особями. Жизнеспособность их не вызывает опасений, но велика вероятность вспышек чрезмерно высокой численности особей. Особенно опасно, если такие популяции представлены видами, которые на данной территории ранее отсутствовали.

Население Беларуси

При ограниченных ресурсах в общем виде уравнение динамики численности популяции: При ограниченных ресурсах в общем виде уравнение динамики численности популяции: dN/dt  rN((K–N)/K) K –емкость среды (K–N)/K - сопротивление среды. Совокупность всех «ограничителей» роста популяции (неоптимальная температура, кислотность, соленость, влажность, присутствие хищников и др.). Наиболее сильно сопротивление среды действует на молодые особи, больше других страдающих от нападения хищников, болезней, недостатка воды и пищи и других неблагоприятных условий. Чем крупнее организмы, тем ближе к логистическому типу характер роста их популяций. Плато на логистической кривой не всегда бывает гладким, т.к. колебания численности происходят постоянно - колебания кривой вокруг асимптоты К (флуктуации численности, которые могут быть сезонными и годовыми).

Жертва – хищник

Модель Лотки-Вольтерра Закрытый ареал Отсутствует иммиграция и эмиграция Достаточно пищи для травоядных животных Уравнение изменения количества жертв: — коэффициент рождаемости жертв   — величина популяции жертв   — скорость прироста популяции жертв

Модель Лотки-Вольтерра Хищники стабильным питанием не обеспечены и вымирают. Уравнение для хищников: — коэффициент убыли хищников   — величина популяции хищников   — скорость прироста популяции хищников

Модель Лотки-Вольтерра Встречи хищников и жертв(которые ), убивают жертв с коэффициентом и рождают новых хищников с коэффициентом . Система уравнений:

Модель Лотки-Вольтерра

Г.Ф. Гаузе провел эксперименты в упрощенной системе инфузории (хищник) – дрожжи (жертва). Г.Ф. Гаузе провел эксперименты в упрощенной системе инфузории (хищник) – дрожжи (жертва). Отношения популяций могут развиваться по трем сценариям: У жертвы нет убежища, после пика численности жертвы нарастает пик численности хищника, затем все особи жертвы уничтожаются, после чего от голода погибает популяция хищника.

Первый этап происходит по сценарию №1. Если какое-то количество особей жертвы имеет надежное укрытие, то после гибели хищника от голода популяция жертвы начинает интенсивно размножаться. Первый этап происходит по сценарию №1. Если какое-то количество особей жертвы имеет надежное укрытие, то после гибели хищника от голода популяция жертвы начинает интенсивно размножаться. У жертвы, как в сценарии №2, есть убежище или популяция жертвы пополняется пришельцами (иммигрантами), взаимоотношения популяций - в виде периодических колебаний численности по сценарию Лотки – Вольтерры.

В природе упрощенные взаимоотношения маловероятны: хищник питается не одним видом, жертва преследуется не одним хищником. Строго циклических математически выверенных колебаний численности никогда не наблюдается.

Гомеостаз популяции Способность популяции поддерживать определенную численность своих особей. Выживаемость – средняя для популяции вероятность сохранения особей каждого поколения за определенный промежуток времени. Три типа «кривых выживания».

Экологические стратегии выживания Основные типы: Виоленты (силовики) – подавляют всех конкурентов (деревья, образующие коренные леса). Патиенты – виды, способные выжить в неблагоприятных условиях (тенелюбивые растения). Эксплеренты (наполняющие) – виды, способные быстро появляться там, где нарушены коренные сообщества (на вырубках, гарях, отмелях и т.д.).

Экологические стратегии выживания r-стратегия и K-стратегия r-стратегия - отбор, направленный на повышение скорости роста популяции и таких качеств, как высокая плодовитость, ранняя половозрелость, способность быстро распространяться на новые места обитания. К-стратегия – отбор, направленный на повышение выживаемости в условиях стабилизировавшейся численности. Это отбор на конкурентноспособность, повышение защищенности от хищников и паразитов, повышение вероятности выживаемости каждого потомка. Каждый организм испытывает на себе комбинацию r- и K-стратегий.