Популяция как компонент биогеоценоза кратко

Обновлено: 06.07.2024

ПОПУЛЯЦИЯ - Это естественные группировки особей одного вида, заселяющих общие места обитания и связанных общностью генофонда и закономерными функциональными взаимодействиями. В современной экологии популяцию рассматривают как биологическую систему надорганизменного уровня, характеризующуюся специфическими функциями и структурой.

Функция популяции как системы неоднозначна. С одной стороны, популяция есть форма существования вида. На уровне популяции воспроизведение вида в данных условиях обеспечивается устойчивое воспроизведение. Эта функция вида и его участие в биогенном круговороте, обеспечивается общей направленностью индивидуальных адаптации - на уровне биогеоценоза поддерживается устойчивый круговорот веществ, на уровне биосферы — составляющих глобальный круговорот популяцию особей (отсюда общность их морфобиологического типа) и формированием закономерных взаимоотношений, на основе которых поддерживается и регулируется размножение. В результате при непрерывной смене составляющих ее индивидов популяция как целостная структурная единица практически бессмертна.

С другой стороны, популяция каждого вида входит в состав биогеоценоза как одна из его функциональных единиц (субсистем). Биоценотическая функция популяции —участие в биологическом круговороте — определяется видоспецифическим типом обмена веществ. Популяция представляет собой вид в составе экосистемы; все межвидовые взаимоотношения в биогеоценозах осуществляются на популяционном уровне. Устойчивая реализация биогеоценотической функции определяется специфическими механизмами популяционной авторегуляции, эффект которых выражается в самоподдержании популяции как системы в условиях сложной и изменчивой среды.

Таким образом, популяции обладают всеми качествами самостоятельных биологических систем. У большинства видов они пространственно структурированы, что определяет эффективное использование ресурсов среды и обеспечивает бесперебойные внутрипопуляционные взаимоотношения, составляющие сущность функционирования популяции как целого.

Особи в популяции при всем сходстве (видовой морфофизиологи-ческий тип) неравноценны по участию в общепопуляционных функциях; возможности проявления свойственных виду форм жизнедеятельности у особей в составе популяции в известной мере ограничены системой внутрипопуляционных отношений. Иными словами, популяция структурирована не только пространственно, но и функционально. Особи в популяциях постоянно обмениваются информацией1, что представляет собой специфический механизм взаимодействия живых организмов. Популяциям свойственны авторегуляторные механизмы, функционирующие на базе генетической, а у высших животных —и поведенческой разнокачественности составляющих их особей.

Отличительная особенность популяционных систем состоит в том, что все формы взаимодействия со средой и осуществления общепопуляционных функций опосредуются через физиологические реакции отдельных особей. Это возможно лишь при закономерных формах интеграции деятельности отдельных организмов: физиологические реакции осуществляются отдельными индивидами, однако направленность их такова, что конечный эффект реализуется на уровне популяции как целого; при этом он может быть инадаптивным для отдельных особей. Иными словами, физиология отдельных организмов в составе популяции как бы решает двойную задачу: физиологические процессы обеспечивают, с одной стороны, жизнь и адаптацию самой особи, а с другой — устойчивое поддержание функций целостной популяции.

Итак, структурированность, интегрированность составных частей (целостность), авторегуляция и способность к адаптивным реакциям — основные черты, свойственные популяции как биологической системе надорганизменного уровня.

БИОГЕОЦЕНОЗ- это сообщество разных видов микроорганизмов, растений и животных, заселяющие определенные места обитания и устойчиво поддерживающие биогенный круговорот веществ. Поддержание круговорота в конкретных геогр-их условиях – основная функция биогеоценоза. Она основана на пищевых взаимоотношениях видов, формирующих упорядоченную трофическую структуру биогеоценоза. В состав биогеоценоза с необходимостью входят представители трех принципиальных эколого-функциональных групп живых организмов – продуцентов, консументов, редуцентов.

В конкретных биогеоценозах эти 3 группы организмов представлены популяциями многих видов, состав которых специфичен для каждого конкретного сообщества. Функционально все же виды образуют несколько трофических уровней: продуцентов, консументов 1 порядка. Консументов 2 порядка,……, редуцентов. Взаимоотношения между видами разных уровней образуют систему трофических цепей, лежащую в основе общей трофической структуры биоценоза.

Таким обр., на уровне биогеоценозов биол-е разнообразие реализуется через расширение набора видов, что ведет к повышению устойчивости и эффективности функц-ия биоценот-х систем. Значение биоразнообразия настолько велико, что проблема обсуждается на международном уровне в виде обширной программы, курируемой Международным союзом биологических наук (IUBS).

Обладая спецефической функцией, структурой и комплексом механизмов адаптации (гомеостазирования), биогеоценоз, будучи составной частью в составе биосферы, в то же время представляет собой самостоятельную экологическую систему более низкого уровня. Биогеоценоз есть система взаимодействующих популяций многих видов продуцентов, консументов, редуцентов(биоценоз), функцион-ая в определенной среде (биотоп) и устойчиво осуществляющая биогенный круговорот веществ.

Основные характеристики биоценоза:

1. список видов – видовое разнообразие:

o многообразие – число видов на единицу площади;

o выравненность – характеризует какой вид как представлен (крайняя выравненность – каждый вид представлен одинаковым числом особей);

При более благоприятных условиях увеличивается разнообразие, но представительство каждого вида уменьшается и наоборот.

2. обилие вида – число особей вида на единицу площади или объема. Например, шкала Друде (глазомерная оценка), бальная оценка – от полного отсутствия до большого обилия.

3)постоянство – определяется по встречаемости вида в разных пробах. Если вид встречается более чем в 50% проб ® постоянный; если в 25-50% - добавочный вид; менее чем в 25% - случайный. Постоянные виды определяют структуру биоценоза.

4)доминирование. Доминантный вид – тот вид, который определяет всю жизнь биоценоза, руководитель. Принцип доминантности сформирован Раменским в геоботанике. Он показал, что существуют виды, определяющие всю жизнь сообщества.

Основные характеристики биоценоза:

1. список видов – видовое разнообразие:

o многообразие – число видов на единицу площади;

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Именно популяции как части видов, а не виды целиком входят в состав биогеоценозов. Вид своими популяциями может входить в несколько биогеоценозов, этим обеспечивается его способность существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала. Но обычно в биогеоценозе бывает представлена лишь какая-то одна популяция вида.

В популяции нет простого соседства особей. Все они тесно связаны единой системой определенных взаимодействий, обеспечивающих эффективное воспроизводство популяции. Экологическая популяция может объединять миллионы особей (комары) или всего несколько десятков животных (крупные хищники), но и в том и другом случае популяция выступает в экосистеме как функциональное единство.

Общая сумма особей популяции на определенной территории, то есть ее численность, может быть относительно стабильной, но может и значительно изменяться в сторону увеличения или уменьшения. Это зависит от особенностей видов и от колебания условий среды обитания.

Популяции многих видов способны нормально существовать только в тех случаях, когда они представлены достаточно большой численностью — большим количеством особей. Это свойственно некоторым видам птиц и млекопитающих, образующим массовые поселения — колонии. Например, баклану Бугенвилля на перуанском побережье Тихого океана для нормального существования необходимо, чтобы в его гнездовой колонии было не менее 10 тыс. особей и на каждом квадратном метре располагалось по три гнезда. Только в этом случае птица лучше высиживает птенцов. Такая же особенность свойственна фламинго, буревестнику, пингвину.

По-видимому, достаточно близкое друг к другу размещение гнезд в пространстве объясняется типом коммуникации, дистанцией, в пределах которой птицей может быть воспринята информация от соседей, типом поведения особей в пределах знакомой местности, а также типом защиты территории около своего гнезда во избежание вторжения других особей своей популяции.

Совместная жизнь особей в популяции во многом зависит от комплекса приспособлений, обеспечивающих контакты между ними или, наоборот, предотвращающих столкновения, от густоты размещения, то есть плотности населения популяции на занимаемой территории. Количество особей, относящихся к единице территории, называют плотностью, а общее количество особей в популяции — ее численностью.

У большинства видов животных, растений и других организмов численность и плотность популяции обычно определяются обеспеченностью питанием. Это является одним из важнейших условий нормального существования популяции как структурного компонента биогеоценоза. Например, у популяции обыкновенной лисицы в крупных лесных массивах с обилием корма размеры индивидуальных участков составляли 55-150 га, у другой популяции, обитающей в местах, где небольшие лесные участки перемежаются с сельскохозяйственными угодьями и, следовательно, менее кормные, размеры участков увеличивались до 500-520 га. Помимо обилия корма и его доступности (затрат энергии на кормодобывание), на размещение населения экологической популяции влияет количество и распределение возможных убежищ, мест для сооружения гнезд и нор, выращивания детенышей.

Колебания численности популяции

Численность популяций в биогеоценозах никогда не бывает постоянной. Так, повышение плодовитости или выживаемости (как и продление сроков жизни большинства особей) приводит к повышению численности популяции. Если это увеличение происходит на территории, исключающей возможность расселения особей за ее пределы, то соответственно наблюдается возрастание плотности данной популяции. В случае, если расселение возможно, с увеличением численности плотность может не повышаться, но увеличивается территория, занимаемая данной популяцией. Периодические изменения количества особей в популяции, возникающие под влиянием внутренних свойств вида или внешних экологических факторов среды обитания, называют динамикой численности.

Причины, вызывающие изменение численности, чрезвычайно разнообразны: они могут быть и абиотическими, и биотическими, поскольку влияют на плодовитость, темпы смертности и быстроту индивидуального развития. Но характер реакции популяции на них всегда специфичен для видов, поэтому можно считать, что динамика (изменяемость) численности популяции есть приспособительный ответ популяции на те конкретные условия, в которых она существует.

Увеличение кормовой базы или снижение конкурентной ситуации, равно как и уменьшение влияния хищников и паразитов на популяцию, часто способствуют росту ее численности. Эти изменения могут носить регулярный характер, изменяясь в течение сезона или ряда лет. Очень большие сезонные колебания численности наблюдаются у насекомых, червей, птиц, грызунов и других животных, а также у растений, бактерий, грибов и вирусов. Сравнивая ход сезонных изменений численности, можно видеть, что эти постоянные колебания с неодинаковой силой проявляются в разные годы, выражая явную зависимость от условий окружающей среды.

Помимо сезонных колебаний численности, у целого ряда видов время от времени могут происходить вспышки численности, во время которых население популяции увеличивается до чрезвычайных размеров — в десятки и даже сотни, тысячи раз превышая норму. Например, численность сосновой совки в хвойных лесах Сибири способна за три года массового размножения возрасти в 1300 раз. Однако в таком виде популяция обычно существует не долго, и массовая вспышка численности сменяется ее резким падением. Численность популяции при этом может сократиться до минимума, почти до нулевых пределов и в таком виде существовать в биогеоценозе на протяжении ряда лет, проявляясь лишь в регулярной сезонной ритмике популяции.

Колебания численности бабочки сосновой пяденицы

Популяция — функциональный компонент экосистемы

Обычно население популяции, занимая определенное пространство, широко использует его жизненные ресурсы и возможности. В процессе своей жизнедеятельности население популяции существенно влияет на окружающую природную среду как средообразователь (эдификатор), создающий специфические условия биотопа в биогеоценозе. Например, растения в биогеоценозах обеспечивают особый микроклимат, изменяют качество почвы, создают органические вещества и запасают солнечную энергию; животные — устраивают убежища, перерабатывают растительные и животные органические вещества, повреждают растения, делают запасы кормов, рыхлят почву, удобряют ее своим пометом и трупами, а грибы и бактерии участвуют в разложении органических веществ, накапливающихся в почве. Роль средообразующего и функционально-энергетического воздействия популяций в природе огромна.

Любая экологическая популяция, входя в состав биогеоценоза, проявляется там определенной видоспецифической функцией. Она или создает для кого-то определенные условия, или служит укрытием, или кормом, или кого-то поедает сама и соответственно этому занимает в сообществе свое специфическое место. Все экологические популяции, входящие в один биогеоценоз, известным образом специализированны, и каждая из них играет свою роль в экосистеме, представляя в нем ту или иную экологическую нишу. Благодаря разнообразию форм взаимодействия между экологическими популяциями, обеспечивается возможность совместного существования популяций многих видов в одном и том же природном сообществе.

Длительное совместное существование популяций, каждая из которых выполняет особые функции в биоценозе, лежит в основе формирования многовидовых сообществ — биогеоценозов. В них подбор видов не случаен, а определяется возможностью поддержания непрерывного круговорота веществ. Участие популяций в общем процессе круговорота веществ и потока энергии подчеркивает глубокую связь между видами, приуроченными к одному биогеоценозу. Только на этой основе оказывается возможным устойчивое существование и популяций, и видов, и в целом природы. Реально существующие взаимные связи между популяциями разных видов, поддерживающие устойчивость сообщества, делают обоснованным вывод о том, что популяция — это основная функциональная единица биогеоценоза.

Таким образом, популяция — это не абстрактная единица вида, а определенная совокупность особей вида, входящая в состав конкретного биогеоценоза и проявляющаяся своим определенным функционально-энергетическим воздействием на него.

Популяции и экологические ниши

Все экологические популяции, входящие в один биогеоценоз, известным образом специализированы, занимая в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу.

Экологические ниши свидетельствуют о большом разнообразии в специализации экологических популяций, особенно среди видов, сходных по способу добычи пищи. Например, крупные копытные лишь частично, выборочно поедают корм, потребляя главным образом высокие, наиболее питательные травы, откусывая их на значительной высоте (4-7 см) от поверхности почвы. Сейчас это домашние животные, а до освоения человеком степных пространств — в основном дикие виды, среди них сайгак, кулан, еще ныне сохранившиеся в Евразии в диком состоянии и обитающие на небольших участках своего естественного ареала. Живущие здесь же сурки выбирают корм среди травостоя, изреженного и измельченного копытными, поедая то, что было недоступно последним. При этом сурки поселяются и кормятся только там, где нет высокотравья. Другие, более мелкие, зверьки — суслики — предпочитают собирать корм там, где еще сильнее нарушен травостой. Здесь они собирают то, что осталось от кормления копытных и сурков.

Экологические ниши травоядных в степных биогеоценозах Евразии

Все показанные на рисунке животные используют в пищу разные составные части растительного покрова, доедают то, что является недоступным другим травоядным. Такое разнокачественное участие в поедании травостоя, то есть размещение организмов по разным экологическим нишам в одном и том же биогеоценозе, обеспечивает более полное использование условий жизни на данной территории. Интересно, что совместное существование этих животных характеризуется не только отсутствием конкурентных связей, но и увеличением их численности, особенно сусликов и сурков. Их активное расселение является результатом увеличения поголовья домашних животных и площадей их выпаса, тогда как в местах, лишенных выпаса (то есть на участках, оставленных в качестве заповедных земель), наблюдается сокращение численности сурков и сусликов. Участки с быстрым отрастанием трав (особенно высокотравные) сурки покидают совсем, а суслики остаются там в очень малом количестве и преимущественно около дорог.

Популяция является важной принадлежностью биогеоценоза, где выступает его определенным структурным компонентом. Глубокие взаимные связи между популяциями разных видов обусловливают устойчивость биогеоценоза.

Презентация на тему: " Популяция как структурный компонент биогеоценоза §38 (вопросы 1,3), § 39." — Транскрипт:

1 Популяция как структурный компонент биогеоценоза §38 (вопросы 1,3), § 39

2 Опрос Три типа популяций и их характеристика с

3 Участие экологической популяции в круговороте веществ и потоке энергии в биогеоценозе 1.Зависимость круговорота веществ от А/ Численности особей в популяции Б/ от индивидуальной территории В/ от плотности популяции( густота размещения) 1.Зависимость круговорота веществ от А/ Численности особей в популяции Б/ от индивидуальной территории В/ от плотности популяции( густота размещения)

4 Плотность популяции зависит от комплекса факторов(с.151-последн абзац и с. 152(II) От обеспеченности питанием ( обилие, норма и его доступность) 2.От количества возможных убежищ 3. От распределения возможных убежищ 4. От мест для сооружения гнезд, нор, и др. 5. От типа коммуникации От обеспеченности питанием ( обилие, норма и его доступность) 2.От количества возможных убежищ 3. От распределения возможных убежищ 4. От мест для сооружения гнезд, нор, и др. 5. От типа коммуникации

5 Г. Влияние характера использования жизненных ресурсов и возможностей на круговорот веществ… в процессе ж/д популяции с. 152(IV) Растения: Создают особый микроклимат 2.Влияют на качество почвы 3.Вырабатывают органические вещества 4. Запасают энергию Животные: Устраивают убежища 2.Повреждают растения 3.Делают запасы кормов 4.Роются в земле 5.Изменяют почву 6. Удобряют почву своим пометом и трупами Грибы - разложение органических веществ Растения: Создают особый микроклимат 2.Влияют на качество почвы 3.Вырабатывают органические вещества 4. Запасают энергию Животные: Устраивают убежища 2.Повреждают растения 3.Делают запасы кормов 4.Роются в земле 5.Изменяют почву 6. Удобряют почву своим пометом и трупами Грибы - разложение органических веществ

6 Д. Экологическая ниша популяции и ее влияние на круговорот веществ С. 152 (VII) c/153 (II) Взаимодействие между экологическими популяциями в биогеоценозе 2. специализация по характеру пищи 3.Специализация по способу добывания пищи 4.-//- по времени суточной и сезонной активности 5.-//- по типу гнездования и т.п. С. 152 (VII) c/153 (II) Взаимодействие между экологическими популяциями в биогеоценозе 2. специализация по характеру пищи 3.Специализация по способу добывания пищи 4.-//- по времени суточной и сезонной активности 5.-//- по типу гнездования и т.п.

7 Круговорот веществ, динамика и плотность популяции с. 153 (III)-(1-2) 1.Обеспеченность жизненными ресурсами ( пища,убежища…) 2.Межвидовые и биогеоценотипические отношения 1.Обеспеченность жизненными ресурсами ( пища,убежища…) 2.Межвидовые и биогеоценотипические отношения

8 Популяция как элементарная единица эволюции популяция Генофонд Размножение Генетическое разнообразие Предпосылки для дивергенции Изоляция Специфичность генофонда Факторы среды Изменение генетического состава популяции Естественный отбор Микроэволюция Изоляция вид популяция Генофонд Размножение Генетическое разнообразие Предпосылки для дивергенции Изоляция Специфичность генофонда Факторы среды Изменение генетического состава популяции Естественный отбор Микроэволюция Изоляция вид Микроэволю ция макроэволю ция

9 Мутации гетерогенная популяция Естественный отбор придает направленность популяциям Приспособительное формообразование Особи с большей приспособительностью и следовательно с большей эффективностью в размножении Начинается макроэволюция Мутации гетерогенная популяция Естественный отбор придает направленность популяциям Приспособительное формообразование Особи с большей приспособительностью и следовательно с большей эффективностью в размножении Начинается макроэволюция

10 Отличия и сходства микроэволюции и макроэволюции С сходстваотличия сходстваотличия

Типы популяций. Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия обитания в пределах местообитания одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.

ПРИМЕРЫ. Одна из нескольких стай рыб одного вида в озере; микрогруппировки ландыша Кейске в белоберезняке, растущие у оснований деревьев и на открытых местах; куртины деревьев одного вида (дуба монгольского, лиственницы, и др.), разобщенные лугами, куртинами других деревьев или кустарников, или болотцами.

Экологическая популяция – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Растения одного вида в ценозе называются ценопопуляцией. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.

ПРИМЕРЫ. Рыбы одного вида во всех стаях общего водоема; древостои в монодоминантных лесах, представляющих одну группу типов леса: травяных, лишайниковых или сфагновых лиственничников (Магаданская область, север Хабаровского края); древостои в осоковых (сухих) и разнотравных (влажных) дубняках (Приморский край, Амурская область); популяции белок в сосновых, елово-пихтовых и широколиственных лесах одного района.

Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

ПРИМЕРЫ. Известны географические расы лиственницы даурской: западная (к западу от Лены) и восточная (к востоку от Лены), северная и южная расы лиственницы курильской. Аналогично выделение М.А. Шембергом (1986) у березы каменной двух подвидов: березы Эрмана и шерстистой. В низовьях р. Яма расположен очаг ели обыкновенной, отстоящий от сплошного массива ельников к востоку на 1000 км, к северу – на 500 км. Зоологи выделяет тундровую и степную популяции у узкочерепной полевки. У вида "белка обыкновенная" насчитывается около 20 географических популяций, или подвидов.

Популяция как структурный компонент БГЦ.

Именно популяции как части видов, а не виды целиком, входят в состав биогеоценозов. Популяции одного вида могут входить в состав нескольких биогеоценозов, чем обеспечивает способность вида существовать в разных условиях обитания в пределах своего ареала.

служит поставщиком энергии
потребляет энергию сама

Соответственно этому популяция занимает в сообществе определенное место, активно участвуя в круговороте веществ и потоке энергии, занимает в биогеоценозе ту или иную экологическую нишу

В популяции нет простого соседства особей. Все они тесно связаны единой системой определенных взаимодействий, обеспечивающих эффективное воспроизводство популяции. Экологическая популяция может объединять миллионы особей или всего несколько десятков животных, но и в том и в другом случае популяция выступает в экосистеме как функциональное единство.

Микроэволюция и факторы эволюции.

Микроэволюция – совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях, которые приводят к изменению генофонда популяций внутри вида и к образованию новых видов.

Факторы эволюции – любые явления или процессы, оказывающие какое либо воздействие на эволюцию организмов. К элементарным факторам эволюции относят: мутационный процесс, колебания численности (волны жизни), изоляцию и др.

Популяция – арена микроэволюции, а вид – результат микроэволюции.

· Мутационный процесс - процесс, в котором совершаются мутации, то есть внезапные, естественные или вызванные искусственно наследуемые изменения в генетическом материале, приводящие к изменению отдельных признаков организма.

o Мутации присущи всем организмам. Они могут возникать в результате нарушения нормальных процессов редупликации ДНК или при расхождении хромосом как ошибки при воспроизведении генетического материала, происходящие спонтанно или под действием каких-то факторов внешней среды (мутагенов).

o Мутации – важный источник появления качественно новых признаков в генофонде популяции.

o Колебание численности популяции является источником эволюционного материала

· Изоляция популяции от других популяций своего вида также служит элементарным фактором эволюции, так как затрудняет или исключает свободное скрещивание её особей с особями других популяций этого же вида

o Изоляция не создает генетических изменений в популяции, но она закрепляет и усиливает генотипическое разнообразие.

Читайте также: