Доклад пространственная структура популяции

Обновлено: 19.05.2024

Пространственная структура популяции у растений и животных

Для каждой популяции характерна упорядоченная система существования, подразумевающая влияние других растений и животных, природных и климатических факторов. Эта система и называется пространственной структурой популяции.

Пространственная структура популяции – это совокупность принципов распределения особей или групп особей на занятой популяцией территории, сформированных под воздействием внешних факторов.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Основой пространственной структуры выступает ареал – жизненное пространство, в рамках которого распространена отдельно взятая популяция. Границы ареала чаще всего определяются физическими преградами: морями, озерами, реками, перевалами, горными хребтами. Также на их положение могут влиять климатические особенности: динамика изменений климата в каждом конкретном году.

Выделяют 3 разновидности структуры:

Случайную, наблюдающуюся при достаточности или избытке ресурсов.
Равномерную, свойственную ситуации соответствия количества особей запасам ресурсов.
Агрегированную или групповую.

Формирование и развитие агрегированной структуры наблюдается при кластерном распределении ресурсов, склонности представителей популяции к групповому образу жизни, способности группы кормиться на небольшой территории.

Идеально равномерная структура в природе не встречается, так как участки в зоне обитания популяции не могут быть абсолютно одинаковыми по площади, условиям, объему ресурсов.

Причина формирования равномерной структуры популяции

Равномерный тип расселения особей характеризуется равным удалением их друг от друга. Основной причиной формирования структуры является достаточность ресурсов на всей площади ареала. Сопутствующей – необходимость соблюдения расстояния между особями, при сокращении которого начинается взаимное угнетение.

Равномерность распределения в дикой природе наблюдается у:

хищных животных, существование и выживание которых основано на конкуренции;
рыб-хищников, обладающих ярко выраженным территориальным инстинктом;
питающихся цветочным нектаром тропических птиц;
борющихся за свет деревьев.

В искусственных условиях равномерность обеспечивает человек: при посеве зерновых культур, рассадке кустов и деревьев на садовом участке, в процессе восстановления лесных массивов.

Функции пространственного распределения

Распределяясь в пространстве тем или иным способом, образовавшаяся группа особей обеспечивает себе:

Защиту от неблагоприятных факторов.
Эффективное использование ресурсов.

При этом способ распределения может меняться в зависимости от изменения условий среды обитания, индивидуальных свойств особей.

При целесообразности применения коллективных методов охоты хищные животные могут объединяться в группы, образуя агрегированную структуру. Те же хищники, способные в определенных условиях добывать пищу в одиночку, склонны расселяться равномерно или случайным образом.

Типы совместного существования и использования пространства

Территориальное распределение особей зависит от способов сосуществования в рамках одного ареала. К основным типам совместного существования относят:

обособленный, предполагающий объединение в период размножения и одиночное существование в остальное время;
семейный, при котором особи поддерживают длительные отношения, родители проживают вместе с потомством;
стайный, проявляющийся в образовании стай в периоды защиты от врагов, поиска пищи, дальних миграций;
колониальный, присущий оседлым животным;
стадный, отличающийся от стайного постоянством;
гаремный, образующий полигамно размножающиеся группы животных.

По способу использования жизненного пространства известные ученым структуры подразделяют на оседлые и кочевые.

Оседлые делятся на:

диффузные, в составе которых животные распределены по группам, не обнаруживающим стремления к взаимодействию;
мозаичные, образующиеся при заселении определенной площади одним видом животных;
пульсирующие, характерные для оседлых животных, меняющих место проживания в пределах одной территории в зависимости от сезонности.

Образование кочевых типов всегда связано с цикличностью: сменой времен года, оскудением и возобновлением пищевых ресурсов.

Типы популяций, зависящие от размеров занимаемой ими территории, примеры

Советским зоологом Н.П. Наумовым были сформулированы определения трех разновидностей популяции в зависимости от размеров занимаемых ими площадей:

Элементарная, отображающая зависимость численности видов от разнородности небольшой площади. Примером элементарной популяции является растение погремок луговой: на покосных лугах средней полосы России оно представлено в 3 видах, отличающихся временем цветения.
Поведенческая или экологическая, приуроченная к конкретным биогеоценозам. Примером такой популяции служат все популяции белок, проживающих в широколиственных, сосновых или пихтовых лесах одного района.
Географическая, представляющая совокупность популяций, населяющих площади с однородными условиями существования, но находящимися на значительном расстоянии. Пример – изолированные друг от друга популяции белок в Беларуси и Сибири.

Вне зависимости от размера и степени разнородности площади, границы присутствия той или иной популяции могут быть четкими или размытыми. Это зависит от биологических особенностей вида, резкой смены природных и географических условий.

Пространственная структура популяций выражается в закономерном размещении особей и их группировок по отношению к определенным элементам ландшафта и друг к другу и отражает свойственный виду тип использования территории. Закономерное размещение особей в пространстве имеет большое биологическое значение, являясь, по существу, основой всех форм нормальной жизнедеятельности популяций. Прежде всего, оно определяет наиболее эффективное использование ресурсов среды – кормовых, защитных, микроклиматических и др. Пространственная структурированность популяций служит основой устойчивого поддержания необходимого уровня внутривидовых (внутрипопуляционных) контактов между особями.

Содержимое работы - 1 файл

Пространственная структура популяций.docx

Пространственная структура популяций.

Определяя собой ведущие стороны биологии популяций, пространственная структура, в свою очередь, определяется особенностями местности (пространства) и биологии данного вида. Конкретные формы пространственного размещения в популяциях даже одного и того же вида, а подчас и в пределах одной популяции на протяжении различных сезонов и в разные годы могут заметно изменяться в зависимости от динамики биомассы и распределения кормовых объектов, сезонных и непериодических изменений защитных свойств местности, колебаний погоды, изменений условий, определяющих “дальность действия” информационных систем и т.д. Вызываемые этими факторами отличия в пространственной структуре (дистанция между особями и группами, состав и размеры внутрипопуляционных группировок, направленность, скорость и дальность перемещений и т.п.) представляют собой адаптивные варианты видового типа пространственной структуры популяций.

Видовые особенности питания, биологии размножения (включая различные формы заботы о потомстве), отношение к абиотическим факторам формируют свойственный виду общий характер использования территории и социальных отношений. Это, в конечном итоге и определяет видовой тип пространственной структуры популяций, наиболее показательными критериями которого являются общий характер пригодных для обитания стаций, степень привязанности к территории, наличие и характер агрегаций особей и степень дисперсности особей в пространстве.

Типы пространственного распределения. Равномерный, характеризуется равным удалением каждой особи от всех соседних; величина расстояния между особями соответствует порогу, за которым начинается взаимное угнетение. То есть этот тип распределения в наибольшей степени соответствует задаче полного использования ресурсов при минимальной степени конкуренции (в природе такой тип встречается достаточно редко). Например, одновидовые заросли некоторых растений, в уплотненных популяциях некоторых сидячих беспозвоночных. Диффузный тип распределения, особи распределены в пространстве неравномерно, случайно. Расстояние между особями неодинаковы, что определяется, с одной стороны, вероятностными процессами, а с другой – определенной степенью неоднородности среды (характерно для растений и многих животных). Агрегированный (мозаичный) тип распределения выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются достаточно большие незаселенные территории. Биологически это связано либо с резкой неоднородностью среды, либо с выраженной социальной структурой, действующей на основе активного сближения особей (особенно характерно для высших животных). Широко распространено групповое (контагиозное) распределение элементов в популяциях высших растений.

Пространственная структура популяции представляет собой не только статическую систему закономерного размещения особей по территории, но одновременно и динамическую систему взаимоотношений, выражающуюся в многообразных и упорядоченных формах поведения каждой особи в ответ на информацию о месте нахождения и поведения других особей.

При всем многообразии конкретных форм пространственной структуры популяций различных видов можно выделить два принципа ее построения, отличающихся способом использования территории.

Видам, для которых характерен оседлый образ жизни, как правило, свойственен интенсивный тип использования пространства, при котором отдельные особи или их группировки (главным образом семейные) в течение длительного времени используют ресурсы относительно ограниченной территории, к которой они весьма привязаны. Для видов, отличающихся кочевым (номадным) образом жизни, характерен экстенсивный тип использования территории, при котором кормовые ресурсы местности используются обычно группами особей (в том числе весьма многочисленными), постоянно перемещающимися в пределах обширной территории.

Привязанность к ограниченной территории имеет определенные биологические преимущества. Большое значение, в частности имеет знакомство с территорией. В своих перемещения по знакомому участку животное не затрачивает дополнительного времени и энергии на исследовательскую деятельность; все его передвижения осуществляются как бы автоматически, на основе системы знакомых зрительных ориентиров, запаховых и иных меток.

Величина и форма участков обитания чрезвычайно сильно варьирует у различных видов животных и даже у разных популяций одного вида. Размеры участков определяются, по-видимому, сложным комплексом факторов, включающим как внешние (особенности среды), так и внутренние (особенности биологии данного вида).

Хорошо известно, что участки обитания, как правило, обеспечены кормовыми объектами в количестве, превышающем потребность их обитателей. Участок обитания не может превышать свойственной данному виду дистанции устойчивого общения, поскольку утрата информативных связей между особями означает распад популяции.

Маркировочное поведение и проявление прямых агрессивных реакций очень тесно связаны с физиологическим состоянием данной особи, в первую очередь – с развитием генеративной системы и способностью к размножению. Функционально активное состояние половой системы служит мощной базой проявления всего комплекса территориального поведения. Это подтверждается как полевыми наблюдениями, так и специальными экспериментами. Биологическое значение этого явления можно видеть в том, что именно в период размножения животные наиболее жестко привязаны к определенной точке территории, в этом случае особенно важна индивидуализация территории, как гарантия достаточности кормовых ресурсов и большей вероятности выживания взрослых особей и их потомства.

Неодинаковы формы проявления территориального поведения между особями различного пола и возраста. Анализируя степень выраженности, стресс реакции у внутрипопуляционных мигрантов рыжих полевок, отмечалось, что она высока у взрослых мигрантов, но подчас совсем не выражена у молодых расселяющихся видов. Это довольно определенно говорит о том, что молодые животные не испытывают той агрессии со стороны оседлых особей, с которой постоянно сталкиваются взрослые мигранты.

Показано, что у мышевидных грызунов состав веществ, определяющих продуцируемый железами запах, изменяется с возрастом: молодые животные обоих полов продуцируют запах, подобный таковому у взрослых самок; по достижении половозрелости у самцов запах усложняется и приобретает специфический характер. Видимо, запаховым сходством с самками и объясняется терпимое отношение взрослых самцов к неполовозрелым животным.

В природе отдельный вид обычно не распределяется на какой-либо территории полностью. Отдельные видовые особи создают неравномерные по численности группировки и концентрируются на части ареала, где этот вид обитает.

Популяция — совокупность особей одного вида, обитающие на протяжении длительного времени в части его ареала и изолированные от других похожих групп особей того же вида (частично или полностью).

Популяционная структура вида — важный элемент определенного биогеоценоза. Популяции формируются по простой причине: потому что оптимальные условия существования вида, к примеру, освещенность и наличие корма, распределяются на территории неравномерно.

Вид может включать небольшое количество популяций, занимающих внушительную территорию: это касается животных, которые активно перемещаются.

Небольшое количество популяций у копытных, грачей.

Виды, которые отличаются малоподвижным образом жизни, обычно имеют большое количество популяций — они обитают на небольших площадях.

Характеристики популяции

Являясь структурным элементом вида, популяция отличается определенными особенностями и характеристиками:

Численность популяции. Под численностью понимают количество особей растений и животных, принадлежащих одному виду, которые включены в состав популяции и населяют определенную территорию в биогеоценозе.
Плотность популяции. За плотностью скрывается среднее число особей, которые живут на единице площади или объема территории.
Биомасса. Под ней понимают общую массу особей отдельной популяции, которая приходится на единицу площади или объема.
Прирост популяции. Его рассчитывают исходя из разности между количеством родившихся в течение определенного времени особей и количеством погибших особей за этот же промежуток времени. Это разница между рождаемостью и смертностью.

Структура популяций

У любой популяции есть структура, которая отличается адаптивным или приспособительным характером. Это объясняется тем, что структура — результат взаимодействия особей и условий среды. Также структура является динамичной: изменение условий ведет к изменениям в популяции.

Структура — разделение чего-либо на отдельные части, основываясь на конкретном критерии.

Структура популяции имеет несколько разновидностей:

половую. Указывает на соотношение особей разного пола в популяции;
возрастную. Определяет соотношение особей популяции по возрастным группам;
пространственную. Она очерчивает распределение особей по территории проживания.

Животные также делятся на несколько групп в зависимости от того, как они используют занимаемую территорию. Выделяют животных:

оседлых. Они занимают одну и ту же территорию на протяжении длительного периода. К ним относят медведей, кротов и домовых воробьев;
кочевых. Такие животные в поисках корма и места для размножения могут перемещаться по территории, но относительно недалеко. Так делают скворцы, грачи и многочисленные копытные. Такое перемещение предотвращает интенсивное истощение ресурсов среды и позволяет лучше приспосабливаться к условиям обитания;
мигрирующих. Здесь животные регулярно меняют места обитания, каждое новое из которых существенно удалено от предыдущего. Основная причина миграций — сезонные природные изменения. Обычно миграции происходят по строго определенным маршрутам. Они бывают периодическими (проходные рыбы и перелетные птицы) и непериодическими (когда оседлые виды переселяются под воздействием неблагоприятных условий).

Этологическая структура популяций

Под этологической структурой популяций понимают систему взаимосвязей между ее особями, которые проявляются в поведенческих реакциях.

Есть два способа жизни, которого придерживаются особи разных видов:

Одиночный.
Групповой. Он связан с созданием постоянных семей, стад, колоний и табунов. Стада и табуны характеризуются сложной системой взаимосвязей, проявляющаяся в виде иерархии.

Иерархия — определенная система поведенческих реакций между особями, определяющая очередность доступа к корму, спариванию и т. д.

В стае и табуне есть лидеры: вожаки, которые могут управлять сообществом и подчинять себе других особей. Это позволяет стаям и табунам функционировать как одно целое.

Кроме того, в группах животные вырабатывают необходимые для выживания рефлексы более эффективно — на примере старших особей, путем обучения.

ГОСТ

Пространственная структура популяции – это распределение особей или их групп на занимаемой популяцией территории, в зависимости от основных воздействующих на нее факторов.

Ареал

Это основа пространственной структуры популяции, поскольку эта структура может формироваться только в пределах ареала, и во многом определяется его особенностями.

Ареал – это территория, в пределах которой распространена данная популяция (вид).

Границы ареалов могут определяться физическими преградами (например, океаны, реки, горные хребты и т.д.), в этом случае они относительно четко фиксированы в пространстве. Чаще все или некоторые границы расположены в соответствии с распределением интенсивности значимых для вида абиотических факторов (обычно это климат). Такие границы всегда являются пульсирующими. Их положение в каждом конкретном году зависит как от динамики климата, так и от особенностей динамики численности организмов в наиболее оптимальных зонах ареала.

У мигрирующих организмов ареал обычно представлен несколькими участками, каждый из которых популяция занимает в течение относительно длительного времени, соединенных путями миграций.

Типы пространственной структуры популяций

В зависимости от особенностей взаимодействия популяции со средой обитания, выделяют несколько типов пространственной структуры. Распределение особей может быть случайным, равномерным или агрегированным. Каждый из этих типов соответствует определенным характеристикам популяции и среды ее обитания.

Случайное распределение особей наблюдается при избытке ресурсов, отсутствии у данного вида сложного социального поведения, часто при слабой способности особей к самостоятельным миграциям (например, у планктона).

Равномерное распределение наблюдается обычно при достаточно четком соответствии численности особей и запаса ресурсов, на фоне неспособности организмов к большим перемещениям (или нерентабельности для них таких перемещений, например, для мелких птиц в репродуктивный период).

Готовые работы на аналогичную тему

Само по себе равномерное распределение существовать не может, поскольку сталкивается с противодействием случайных процессов, поэтому оно активно поддерживается поведенческими механизмами, например, территориальностью.

Полностью равномерное распределение в природе не встречается, поскольку даже при территориальности размер участков отдельных особей зависит как от качества среды (оно неодинаково на протяжении ареала популяции), так и от индивидуальных особенностей особей.

Агрегированное, или групповое распределение может наблюдаться в нескольких случаях:

Пятнистое распределение ресурсов, пригодных для обитания стаций и других условий;
Наличие некоторых преимуществ группового образа жизни, например, совместное кормодобывание, коллективная защита от хищников и т.д. В этом случае структура популяции становится групповой даже на относительно однородной территории.
Способностью группы особей прокормиться на относительно небольшой территории или возможностью (рентабельностью) совершать продолжительные кормовые миграции.

Функции пространственной структуры популяций

Пространственная структура популяций выполняет определенные функции. Основные из них – это обеспечение наиболее эффективного использования ресурсов и защиты от неблагоприятных факторов.

В зависимости от свойств особей и среды обитания, это соотношение может меняться в пользу той или иной пространственной структуры. Например, случайное распределение эффективно при непредсказуемой для особей динамике ресурсов и опасных факторов среды. В случае их стабильности большинство популяций идет по пути равномерного распределения за счет территориальности. Эта закономерность нарушается, если преимущества группового образа жизни оказываются более существенными, чем негативный эффект от группового потребления ресурсов на ограниченной территории. Баланс между этими двумя противоположными факторами обычно определяет размер группы.