Dažādu sugu populāciju kolekcija, kas ir savstarpēji saistītas. Populācijas pamatīpašības

es Dažādu sugu populācijas dabā nepastāv atsevišķi, bet ir savstarpēji saistītas ar dažādām savstarpējām attiecībām. Tā rezultātā veidojas veidošanās kopienas - noteiktas populācijas dažādi veidi, savstarpēji saistīti. Katra suga var pastāvēt populāciju veidā tikai caur saiknēm ar citu sugu populācijām. Šo attiecību rezultātā starp sugām, kas apdzīvo vietā ar viendabīgiem eksistences apstākļiem, veidojas biocenozes.

Biocenoze- savstarpēji saistītu dažādu sugu organismu populāciju kopiena, kas apdzīvo vietu ar viendabīgiem biotopa apstākļiem. Biocenožu pamatā ir fotosintētiski organismi (galvenokārt zaļie augi). Sabiedrības biocenozes augu sastāvdaļa - fitocenoze - noteikt biocenozes robežas (piemēram, biocenoze priežu mežs, spalvu zāles stepe). Ūdens biocenozes atrodas viendabīgos ūdenstilpņu apgabalos (piemēram, paisuma zonas biocenozes). Katru biocenozi raksturo noteikta sugu daudzveidība, biomasa, produktivitāte, sugu populāciju blīvums, platība vai apjoms, ko tā aizņem.

Biocenozes sugu daudzveidība noteikts sugu bagātība - sugu skaits, kuru populācijas ir iekļautas tā sastāvā un vienmērīgums - attiecība starp katras no tām populāciju skaitu. Ir biocenozes ar nenozīmīgu (tuksneši, tundra) un bagātīgu (tropu meži, koraļļu rifi) sugu daudzveidību. Sugām, kas veido biocenozi, ir atšķirīgs skaits. Tiek sauktas daudzskaitlīgākās sugas dominējošs . Tie nosaka biocenozes raksturu kopumā (piemēram, spalvu stiebrzāles sugas spalvu zāles stepē, ozols un skābardis ozolu – skābardžu mežā).

Biocenozes biomasa- dažādu sugu īpatņu kopējā masa platības vai tilpuma vienībā. Katrai biocenozei ir raksturīga noteikta produktivitāte - laika vienībā radītā biomasa. Atšķiriet primāro un sekundāro produktivitāti. Primārā produktivitāte ir biomasa, ko laika vienībā rada autotrofiski organismi, sekundārais - heterotrofisks.

II. Katrai biocenozei ir noteikta struktūra: suga, telpiskā, ekoloģiskā.

1. Sugas uzbūve sugu daudzveidības dēļ.

2. Telpiskā struktūra galvenokārt nosaka dažādu augu sugu telpiskais izvietojums - daudzpakāpju . Atšķirt paaugstināts un pazemes slāņošana . Virszemes slāņošanās samazina augu konkurenci par gaismu: augšējos slāņus parasti aizņem gaismu mīlošas sugas, bet apakšējie ir ēnā izturīgi un ēnu mīloši. Tāpat pazemes slāņošana samazina konkurenci par ūdeni un minerālvielas. Augu daudzpakāpju izvietojums ietekmē arī to dzīvnieku populāciju telpisko izvietojumu, kuras ir trofiski vai telpiski saistītas ar veģetāciju.

3. Ekoloģiskā struktūra nosaka noteikta dažādu ekoloģisko organismu grupu populāciju (to dzīvības formu) attiecība. Kā jūs jau atceraties, pēc uztura veida visi organismi tiek sadalīti autotrofos, heterotrofos un miksotrofos. Mixotprofes - organismi, kas spēj sintezēt organiskos savienojumus no neorganiskiem un patērēt gatavas organiskās vielas (euglena green, hlamidomonas utt.).

Savukārt heterotrofu vidū pēc uztura rakstura izšķir šādas grupas:

- saprotrofi - organismi, kas barojas ar citu organismu atliekām vai to vielmaiņas produktiem.

- plēsoņa - dzīvnieki (dažreiz augi), kas ķer, nogalina un ēd citus dzīvniekus.

- fitofāgi - Organismi, kas barojas ar augiem.

Tiek saukti heterotrofi organismi, kas var baroties ar dažādiem pārtikas avotiem polifāgi . Piemēram, brūnais lācis barojas gan kā plēsējs, gan kā fitofāgs; plašs barības klāsts un tādiem dzīvniekiem kā mežacūkas, pelēkās žurkas, sarkanie tarakāns un citi.

III. Visas organismu populācijas, kas veido noteiktu biogeocenozi, ir savstarpēji saistītas. Attiecības starp dažādu sugu populācijām biocenozē var iedalīt antagonistiskās, savstarpējās un neitrālās.

Piemēram, XX gadsimtā Ukrainas teritorijā platpirkstu vēžus nomainīja šaurpirkstu vēži. Pirmā no tām, kas dominēja ūdenstilpēs gadsimta sākumā, tagad ir sastopama tikai valsts ziemeļu daļas upēs un ir iekļauta Ukrainas Sarkanajā grāmatā. Pēc platspīļu vēžu masveida bojāejas vīrusu slimības (vēžu mēra) rezultātā saldūdenī, tā vietu ieņēma šaurspīļu vēži. Šī suga izrādījās izturīgāka pret arvien pieaugošo antropogēno ietekmi: tā ir mazāk prasīga pret ūdens tīrību, skābekļa saturu tajā un ir ražīgāka.

Plkst neitrālas attiecības divu sugu populāciju pastāvēšana kopējā teritorijā, katra no tām neizjūt otras tiešu negatīvu vai pozitīvu ietekmi. Piemēram, plēsēji, kas barojas ar dažāda veida laupījumu, nekonkurē savā starpā.

Plkst savstarpējas (abpusēji izdevīgas) attiecības katra no mijiedarbojošām sugām gūst labumu. Ievadlekcijā detalizēti tika apspriesti savstarpējās attīstības piemēri (bakteriālie mezgliņi uz pākšaugu saknēm, mikoriza u.c.).

Līdz ar to veidojas sarežģītas un daudzveidīgas attiecības starp dažādu sugu populācijām, kas veido noteiktu biocenozi, kas var būt vairāk vai mazāk tuvas. To kombinācija nodrošina biocenozes darbību kā vienotu pilnīga sistēma un tās pašregulācija.

IV. Biocenozi veidojošo sugu populācijas ir cieši saistītas ne tikai viena ar otru, bet arī ar fiziskās dzīvotnes (tas ir, nedzīvās dabas) apstākļiem. Jo īpaši viņi no vides saņem vielas, kas nepieciešamas to dzīvībai svarīgās aktivitātes nodrošināšanai un izdala vielmaiņas galaproduktus. Tādējādi organismu kopienas ar fizisko vidi veido vienotu funkcionālu sistēmu, ekosistēmu.

Jēdzienu "ekosistēma" 1935. gadā ierosināja angļu ekologs Arturs Džordžs Tenslijs (1871-1955). Viņš uzskatīja ekosistēmas kā funkcionālās vienības mūsu planētas dabu, kas var aptvert jebkuru biosfēras daļu. Ekosistēma - dažādu sugu organismu populāciju kopums, kas mijiedarbojas savā starpā un ar nedzīvo dabu tā, ka sistēmā notiek enerģijas plūsmas un vielu cirkulācija. Tas nodrošina tās kā vienas neatņemamas daudzkomponentu sistēmas funkcionēšanu.

1940. gadā krievu ekologs Vladimirs Nikolajevičs Sukačovs ierosināja jēdzienu "biogeocenoze". Biogeocenoze - noteikta teritorija ar vairāk vai mazāk viendabīgiem dzīves apstākļiem, ko apdzīvo savstarpēji saistītas dažādu sugu populācijas, kuras savā starpā un fizisko dzīvotni vieno vielu cirkulācija un enerģijas plūsmas. Jebkuras biogeocenozes pamatā ir fotosintētiski organismi.

Tādējādi jēdzieni "ekosistēma" un "biogeocenoze" ir diezgan tuvi, bet ne identiski. Biogeocenoze atšķirībā no ekosistēmas ir specifiskāks jēdziens, jo tā aizņem vietu ar viendabīgiem biotopa apstākļiem un noteiktu augu kopienu.

v. Tā kā biogeocenoze ir dzīvo organismu populāciju kopums, kas mijiedarbojas savā starpā un fizisko vidi, to izšķir biotisks (organismu populāciju kopums - biocenoze ) un abiotiskie (fiziskās dzīvotnes apstākļi - biotops ) daļas.

daļa abiotiskā daļa ietver šādas sastāvdaļas:

Neorganiskās vielas (oglekļa dioksīds, skābeklis, ūdens u.c.), kuras dzīvo organismu darbības dēļ tiek iekļautas ciklā;

Organiskās vielas (dzīvo organismu atliekas vai to dzīvības produkti), kas saista kopā biogeocenozes abiotisko un biotisko daļu;

Klimatiskais režīms jeb mikroklimats (gada vidējā temperatūra, nokrišņi u.c.), kas nosaka organismu pastāvēšanas apstākļus.

Biogeocenozes biotiskā daļa veido dažādas ekoloģiskās organismu grupas, kuras vieno telpiskās un trofiskās attiecības:

- ražotājiem - autotrofo organismu populācijas, kas spēj sintezēt organiskās vielas no neorganiskām (fototrofie vai ķīmijtrofie organismi);

-
sadalītāji - organismu populācijas, kas barojas ar mirušām organiskām vielām, sadalot tās neorganiskos savienojumos (dažādas baktērijas, sēnītes).

VI . Organismus ekosistēmā saista kopīga enerģija un barības vielas, kas ir būtiskas dzīvības uzturēšanai. Lielākajā daļā gadījumu (izņemot dažas dziļjūras kopienas) galvenais enerģijas avots, kas nonāk biogeocenozē, ir saules gaisma. Fotosintētiskie organismi (zaļie augi, zilaļģes, dažas baktērijas) tieši izmanto saules gaismas enerģiju. Tajā pašā laikā no oglekļa dioksīda un ūdens veidojas sarežģītas organiskās vielas, kurās daļa saules enerģija uzkrājas formā ķīmiskā enerģija. Organiskās vielas kalpo kā enerģijas avots ne tikai pašam augam, bet arī citiem ekosistēmas organismiem. Daļu no uzņemtās enerģijas augi izmanto savu dzīvības procesu nodrošināšanai, un daļa tiek uzkrāta to sintezēto organisko savienojumu veidā. Organismi, kas barojas ar zaļajiem augiem, arī uzglabā tikai daļu enerģijas, kas tiek saņemta ar pārtiku, bet pārējā daļa tiek izkliedēta siltuma veidā un tiek izlietota dzīvībai svarīgos procesos. Līdzīgi notiek, kad plēsēji ēd zālēdāju sugas utt.

Pārtikā esošās enerģijas izdalīšanās notiek elpošanas procesā. Elpošanas līdzekļus - oglekļa dioksīdu, ūdeni un neorganiskās vielas - zaļie augi var izmantot atkārtoti. Rezultātā vielas šajā ekosistēmā veic nebeidzamu ciklu. Tajā pašā laikā pārtikā esošā enerģija necirkulē, bet pamazām pārvēršas par siltumenerģija un atstāj ekosistēmu. Tāpēc nepieciešamais nosacījums Ekosistēmas pastāvēšana ir pastāvīga enerģijas pieplūde no ārpuses.

Mēs varam iedomāties virkni organismu, kuros vienas sugas indivīdi, to atliekas vai atkritumi kalpo kā uztura objekts citas sugas organismiem. Šādu organismu sēriju sauc pārtikas ķēdes . Katra barības ķēde sastāv no noteikta skaita saišu (tas ir, noteikta skaita sugu). Turklāt katra no šīm sugām pārtikas ķēdē ieņem noteiktu vietu jeb trofisko līmeni. Ir divu veidu strāvas ķēdes: ganības un detritāls .

Sākumā ganību barības ķēdes ir ražotāji (tas ir, autotrofiski organismi). Patērētāju (heterotrofo organismu) trofisko līmeni nosaka saišu skaits, caur kurām viņi saņem enerģiju no ražotājiem. Trofisko līmeni jeb patērētāju secību parasti norāda ar romiešu cipariem.

Patērētāju neizmantotā mirušo ražotāju biomasas daļa (piemēram, lapu pakaiši), kā arī pašu patērētāju atliekas vai atkritumi (piemēram, līķi, dzīvnieku ekskrementi) veido sadalītāju barības bāzi. Reduktori saņem nepieciešamo enerģiju, vairākos posmos sadalot organiskos savienojumus par neorganiskiem. Taču paši sadalītāji var kalpot par pārtiku 1. kārtas patērētājiem, tos savukārt var ēst 2. kārtas patērētāji utt. Tā jau ir barības ķēde. detritāls tips , kas nesākas no ražotājiem, bet gan no atmirušajām organiskajām atliekām – detrīta.

Tā kā, pārnesot enerģiju no zemāka trofiskā līmeņa uz augstāku, lielākā daļa no tās tiek izkliedēta siltuma veidā, barības ķēdes posmu skaits ir ierobežots (parasti nepārsniedz 4-6) un enerģijas cikls. biogeocenoze atšķirībā no vielu aprites nav iespējama. Normālai biogeocenozes darbībai ir nepieciešama pastāvīga noteikta enerģijas daudzuma piegāde no ārpuses, kas kompensē tās zudumus dzīviem organismiem. Līdz ar to jebkuras biogeocenozes pamatā ir jābūt autotrofiem organismiem, kas spēj uztvert saules gaismas enerģiju (vai ķīmisko organismu gadījumā zemes iekšpuses enerģiju caur no tiem izdalītajām vielām) un pārvērst to sintezēto ķīmisko saišu enerģijā. organiskie savienojumi.

Jebkurā biogeocenozē dažādas barības ķēdes nepastāv atsevišķi viena no otras, bet ir savstarpēji saistītas. Tas ir tāpēc, ka vienas sugas organismi var būt saites dažādās barības ķēdēs. Piemēram, vienas putnu sugas indivīdi var baroties gan ar zālēdāju (II kārtas patērētāji), gan plēsīgo kukaiņu sugām (III kārtas patērētāji u.c.). Savienotas, veidojas dažādas barības ķēdes biogeocenozes barības tīkls . Barības tīkli nodrošina biogeocenožu stabilitāti, jo, samazinoties dažu sugu skaitam (vai pat pilnībā izzūdot no biogeocenozes), sugas, kas ar tām barojas, var pārvietoties uz citiem pārtikas objektiem, kā rezultātā kopējā biogeocenozes produktivitāte saglabājas stabila.

Visām pārtikas ķēdēm ir noteiktas patērējamo un uzglabājamo produktu (tas ir, biomasas ar tajā esošo enerģiju) attiecības katrā un p trofiskajā līmenī. Šos modeļus sauc ekoloģiskās piramīdas noteikumi : katrā iepriekšējā trofiskajā līmenī biomasas un enerģijas daudzums, ko organismi uzglabā laika vienībā, ir ievērojami lielāks nekā nākamajā (vidēji 5-10 reizes).

Grafiski šo noteikumu var attēlot kā piramīdu, kas sastāv no atsevišķiem blokiem. Katrs šādas piramīdas bloks atbilst organismu produktivitātei katrā barības ķēdes trofiskajā līmenī. Tas ir, ekoloģiskā piramīda ir grafisks displejs trofiskā struktūra strāvas ķēdes. Ekoloģiskās piramīdas ir dažāda veida, atkarībā no tā, uz kādu rādītāju tās ir balstītas. Tātad, biomasas piramīda parāda organisko vielu masas pārneses kvantitatīvos modeļus pa barības ķēdi; enerģijas piramīda - atbilstošie enerģijas pārnešanas modeļi no viena spēka ķēdes posma uz nākamo. Izstrādāts un skaitļu piramīda , kas parāda indivīdu skaitu katrā barības ķēdes trofiskajā līmenī.

Ievads

Indivīdi dabā nav absolūti izolēti viens no otra, bet tos vieno augstāks bioloģiskās organizācijas rangs. Tas ir populācijas sugas līmenis. Tas rodas, kur un kad indivīdi apvienojas populācijā un populācijas veido sugās. Populācijas ir vienas sugas īpatņu kopums, kas apdzīvo noteiktu apgabalu, vairāk vai mazāk izolēts no vienas sugas kaimiņu populācijām. Šādas asociācijas raksturo jaunu īpašību un pazīmju parādīšanās dzīvajā dabā, kas atšķiras no molekulāri ģenētiskā un ontoģenētiskā līmeņa īpašībām.

Pētījuma mērķis iepriekš noteica šādu savstarpēji saistītu uzdevumu formulēšanu:

Atklāt populācijas organismu mijiedarbības formu īpatnības;

Populācijas un sugas, neskatoties uz to, ka tās sastāv no daudziem indivīdiem, ir neatņemamas. Bet to integritāte ir balstīta uz citiem iemesliem, nevis integritāti molekulāri ģenētiskajā un ontoģenētiskajā līmenī. Populāciju un sugu integritāti nodrošina indivīdu mijiedarbība populācijās un tiek atjaunota ģenētiskā materiāla apmaiņas ceļā dzimumvairošanās procesā. Populācijas un sugas kā supraindividuāli veidojumi spēj ilgstoši pastāvēt un patstāvīgi evolucionāri attīstīties. Indivīda dzīve šajā gadījumā ir atkarīga no populācijās notiekošajiem procesiem.

Populācijas darbojas kā elementāras, tālāk nesadalāmas evolūcijas vienības, kas ir ģenētiski atvērtas sistēmas (dažādu populāciju indivīdi dažkārt krustojas un populācijas apmainās ar ģenētisko informāciju). Populācijas-sugas līmenī īpašu lomu iegūst panmiksijas (brīvās krustošanās) procesi un attiecības starp indivīdiem sugas populācijā. Sugas, kas vienmēr darbojas kā populāciju sistēma, dabiskos apstākļos ir mazākās ģenētiski noslēgtās sistēmas (dažādu sugu indivīdu krustošanās dabā vairumā gadījumu neizraisa auglīgu pēcnācēju parādīšanos). Tas viss noved pie tā, ka populācijas izrādās elementāras vienības, bet sugas - evolūcijas procesa kvalitatīvie posmi.

Populācija ir galvenā elementārā struktūra populācijas-sugas līmenī, un elementāra parādība šajā līmenī ir populācijas genotipiskā sastāva izmaiņas; elementārais materiāls šajā līmenī - mutācijas. Sintētiskajā evolūcijas teorijā tiek izdalīti elementārie faktori, kas darbojas šajā līmenī: mutācijas process, populācijas viļņi, izolācija un dabiskā atlase. Katrs no šiem faktoriem var radīt tādu vai citu "spiedienu", t.i. kvantitatīvās ietekmes uz populāciju pakāpi un atkarībā no tā izraisīt izmaiņas populācijas genotipiskajā sastāvā.

Populācijas un sugas vienmēr pastāv noteiktā sistemātiski organizētā dabiskajā vidē, kas ietver gan biotiskos, gan abiotiskos faktorus. Šādas dabiskās sistēmas ārpus populācijām un sugām veido citu dzīvo būtņu organizācijas līmeni - biogeocenotisko.

Dažādu sugu populācijas mijiedarbojas savā starpā. Mijiedarbības gaitā tās tiek apvienotas sarežģītās sistēmās – biocenozēs.

Biocenoze - augu, dzīvnieku, sēņu un mikroorganismu kopums, kas apdzīvo vides daļu ar vairāk vai mazāk viendabīgiem eksistences apstākļiem un kam raksturīgas noteiktas attiecības starp sevi un dzīves vidi. Komponenti, kas veido biocenozi, ir savstarpēji atkarīgi. Izmaiņas, kas attiecas tikai uz vienu sugu, var ietekmēt visu biocenozi un pat izraisīt tās sabrukumu. Biocenozes kā sastāvdaļas tiek iekļautas vēl sarežģītākās sistēmās (kopienās) – biogeocenozēs.

Biogeocenoze (ekosistēma, ekoloģiskā sistēma) ir savstarpēji atkarīgs dzīvo un abiotisko komponentu komplekss, ko savstarpēji savieno vielmaiņa un enerģija. Biogeocenoze ir viena no vissarežģītākajām dabiskajām sistēmām. Biogeocenozes ir to sugu kopīgas vēsturiskās attīstības produkts, kuras atšķiras pēc to sistemātiskā stāvokļa; tādējādi sugas pielāgojas viena otrai. Biogeocenozes ir vide to populāciju evolūcijai.

Biogeocenoze ir neatņemama sistēma. Viena vai vairāku biogeocenozes komponentu zudums var izraisīt biogeocenozes integritātes iznīcināšanu vielu apritē, kas bieži vien izraisa neatgriezenisku biogeocenozes kā sistēmas nelīdzsvarotību un nāvi. Sugu evolūcijas gaitā mainās biogeocenozes struktūra: sugas biogeocenozē iedarbojas viena uz otru ne tikai pēc tiešās, bet arī atgriezeniskās saites principa (t.sk. mainoties abiotiskajos apstākļos). Kopumā biogeocenozes dzīvi galvenokārt regulē spēki, kas darbojas pašā sistēmā, t.i. mēs varam runāt par biogeocenozes pašregulāciju. Biogeocenoze ir atvērta sistēma, kurai ir enerģijas "ievades" un "izejas", kas savieno blakus esošās biogeocenozes. Vielu apmaiņu starp blakus esošajām biogeocenozēm var veikt gāzveida, šķidrā un cietā fāzē, kā arī dzīvnieku migrācijas veidā.

Biogeocenoze ir līdzsvarota, savstarpēji saistīta un laika noturīga sistēma, kas ir tās sastāvdaļu ilgstošas ​​un dziļas adaptācijas rezultāts. Šī ir ļoti dinamiska un tajā pašā laikā stabila kopiena. Biogeocenozes stabilitāte ir proporcionāla tās sastāvdaļu daudzveidībai. Jo daudzveidīgāka ir biogeocenoze, jo tā, kā likums, ir stabilāka laikā un telpā. Tā, piemēram, tropu mežu pārstāvētās biogeocenozes ir daudz stabilākas nekā biogeocenozes mērenajā vai arktiskajā zonā, jo tropiskās biogeocenozes sastāv no daudz lielāka augu un dzīvnieku sugu daudzveidības nekā mērenās, un vēl jo vairāk arktiskās biogeocenozes.

Augsti organizētiem organismiem to pastāvēšanai nepieciešami vienkāršāki organismi; katra ekosistēma vienmēr satur gan vienkāršas, gan sarežģītas sastāvdaļas. Biogeocenoze tikai no baktērijām vai kokiem nekad nevar pastāvēt, tāpat kā nav iespējams iedomāties ekosistēmu, kurā dzīvo tikai mugurkaulnieki vai zīdītāji. Tādējādi zemākie organismi ekosistēmā nav kāda nejauša pagātnes laikmetu relikts, bet gan nepieciešama biogeocenozes sastāvdaļa, organiskās pasaules neatņemama sistēma, tās pastāvēšanas un attīstības pamats, bez kura notiek vielas enerģijas apmaiņa starp biogeocenozes sastāvdaļas nav iespējamas. Primārais pamats biogeocenožu pievienošanai ir augi un mikroorganismi, organisko vielu (autotrofu) ražotāji. Evolūcijas gaitā pirms noteiktas biosfēras zonas kolonizācijas ar augiem un mikroorganismiem nevar būt ne runas par tās kolonizāciju ar dzīvniekiem. Dzīvnieku dzīves vidi pārstāv augi un mikroorganismi – heterotrofi. Tāpēc biogeocenožu robežas visbiežāk sakrīt ar augu sabiedrību (fitocenožu) robežām. Pēc tam arī dzīvniekiem ir nozīmīga loma augu dzīvē un evolūcijā, piedaloties vielu apritē, apputeksnēšanā, augļu izplatīšanā u.c.

Viss savstarpēji saistītu vielu un biogeocenožu enerģijas ciklu kopums uz mūsu planētas virsmas veido spēcīgu Zemes biosfēras sistēmu. Dzīvības augšējā robeža atmosfērā sasniedz apmēram 30 km, lielākais organismu skaits ir sastopams augstumā līdz 100 m.Zemes dzīlēs (litosfērā) lielākā daļa radību koncentrējas augšējā slānī - līdz 10 m, lai gan atsevišķi mikroorganismu veidi ir sastopami naftu saturošajos slāņos līdz 3 km dziļumā. Okeānā un jūrās (hidrosfērā) ar dzīviem organismiem bagāta zona aizņem ūdens slāni līdz 100–200 m, bet atsevišķi organismi sastopami arī maksimāli dziļumā līdz 11 km. Par dzīvo organismu darbības mērogu liecina jaudīgu biogēno iežu klātbūtne, tūkstošiem metru kaļķakmens, milzīgas atradnes akmeņogles utt. Uzskatot Zemes biosfēru kā vienotu ekoloģisku sistēmu, var pārliecināties, ka Zemes dzīvā viela būtiski nesamazinās un masa nepalielinās, bet tikai pāriet no viena stāvokļa uz otru.

Bioloģijas sadaļu, kas pēta ekoloģiskās sistēmas (biocenozes, biogeocenozes, biosfēru), sauc par bioģeocenoloģiju. Tās dibinātājs bija mūsu izcilais pašmāju zinātnieks V.N. Sukačovs.

Populācija ir vienas un tās pašas sugas īpatņu kopums, kas spēj pašvairoties un ir vairāk vai mazāk izolēts telpā un laikā no citām tās pašas sugas populācijām. Populācijas sastāv no vienas sugas organismiem, kas kopīgi apdzīvo noteiktus apgabalus un ir savstarpēji saistīti ar dažādām attiecībām, kas nodrošina tām stabilu eksistenci noteiktā dabiskajā vidē.

Populācijas ir galvenie ekoloģisko sistēmu elementi, kas pārstāv dažādu sugu kopdzīves organismu kopumu un to pastāvēšanas apstākļus. Populāciju veidojošie organismi ir savstarpēji saistīti dažādās attiecībās: kopīgi piedalās vairošanās procesā, var konkurēt savā starpā par noteikta veida resursiem, var ēst viens otru vai kopā aizstāvēties pret plēsēju.

populācija - tā ir vienas un tās pašas sugas īpatņu kopums, kas spēj pašatvairot, vairāk vai mazāk izolēti telpā un laikā no citām līdzīgām tās pašas sugas populācijām.

Populācijai ir bioloģiskas īpašības, kas ir raksturīgas tās sastāvā esošajiem organismiem, un grupu īpašības, kas raksturīgas tikai populācijai kopumā. Tāpat kā viens organisms, populācija aug, diferencējas un uztur sevi. Bet tādas īpašības kā auglība, mirstība, vecuma struktūra ir raksturīgas tikai iedzīvotājiem kopumā.

Aprakstot populācijas, tiek izmantotas divas kvantitatīvo rādītāju grupas: statiskie, kas raksturo populācijas stāvokli noteiktā laika momentā, un dinamiskie, kas raksturo populācijā noteiktā laika periodā notiekošos procesus. Kopējais iedzīvotāju skaits populāciju izsaka noteikts indivīdu skaits. Tās novērtēšanai tiek izmantotas dažādas metodes. Ja mēs runājam par lieliem un skaidri redzamiem organismiem, tiek izmantota aerofotografēšana. Citos gadījumos izmanto marķēšanas metodi. Dzīvnieki tiek noķerti, iezīmēti un palaisti atpakaļ dabā. Pēc kāda laika tiek veikta jauna notveršana un populācijas lielumu nosaka marķēto dzīvnieku īpatsvars.

Biotiskās kopienās katra populācija pilda tai noteikto lomu, kopā ar citu sugu populācijām veidojot sava veida dabisku vienotību, kas attīstās un darbojas saskaņā ar saviem likumiem. Pateicoties populāciju funkcionēšanai, tiek radīti apstākļi, kas veicina dzīvības saglabāšanu uz mūsu planētas. Katras sugas populācijas, aizņemot to vai citu vietu, veidojot pajumtes, pārvietojoties, izmantojot noteiktus pārtikas veidus, noteiktā veidā ietekmē apkārtējo dabu. Vielu aprite, enerģijas apmaiņa starp dzīvu un nedzīvu dabu, ir atkarīga no populācijām. Komandas darbs populācijas nosaka daudzas svarīgas biotisko kopienu un ekoloģisko sistēmu īpašības.

populācija- vienas sugas īpatņu kopums, kas aizņem noteiktu platību, brīvi krustojas savā starpā, dod auglīgus pēcnācējus un kaut kādā veidā izolēti no citām populācijām. Populācija ir sugas struktūrvienība un evolūcijas vienība.

Apgabals - iedzīvotāju izplatības zona.

Atkarībā no areāla lieluma un izplatības rakstura izšķir kosmopolītus, ubikvistus un endēmistus.

Kosmopolīti - augu un dzīvnieku sugas, kuru pārstāvji sastopami lielā daļā Zemes apdzīvoto vietu (muša, žurka).

Ubikisti - augu un dzīvnieku sugām ar plašu ekoloģisko valenci, kas spēj pastāvēt dažādos vides apstākļos, ir plašas platības (parastā niedre, vilks).

Endēmiķi- augu un dzīvnieku sugas, kurām ir mazs ierobežots izplatības areāls. Tie ir sastopami okeāniskas izcelsmes salās, kalnu reģionos utt.

Iedzīvotāju rādītāji ir statisks un dinamisks. Statiskie ietver skaitu un blīvumu, bet dinamiskie ietver dzimstību, mirstību, iedzīvotāju skaita pieauguma rādītājus.

Populācijas īpašību kopumu, kura mērķis ir palielināt izdzīvošanas iespējamību un atstāt pēcnācējus, sauc par ekoloģiskās izdzīvošanas stratēģiju. Ir r-stratēģi (r-species, r-populations) un K-stratēģi (K-species, K-populations).

Populācijas ir pastāvīgas (pastāvīgas) vai īslaicīgas (pagaidu).

Pastāvīgs- telpā un laikā relatīvi stabilas populācijas, kas spēj neierobežoti pašvairošanās.

Pagaidu — populācijas ir nestabilas telpā un laikā, nespēj ilgstoši pašatvairot, laika gaitā vai nu pārvēršas par pastāvīgām, vai izzūd.

Pēc pavairošanas metodes populācijas iedala panmiktiskajās, klonālajās un klonpanmiktiskajās. Panmetic populācijas sastāv no seksuāli vairojošiem indivīdiem, un to raksturo savstarpēja apaugļošanās. Klonālās semilācijas sastāv no indivīdiem, kas vairojas tikai aseksuāli. Klonāli panmiktiskās populācijas veido indivīdi ar pārmaiņus seksuālu un aseksuālu reprodukciju.

testa jautājumi

1. Kas ir populācija?

2. Kādus iedzīvotāju skaita rādītājus jūs zināt?

3. Kas ir ekoloģiskās izdzīvošanas stratēģija?

4. Kādas iedzīvotāju grupas jūs zināt atkarībā no to izplatības modeļiem?

5. Nosauc r- un K-sugām raksturīgās pazīmes.

6. Kādas populācijas jūs pazīstat pēc pašvairošanās un vairošanās metodes?

7. Kāds ir iedzīvotāju skaits un blīvums?

1.4. tēma Kopienu un ekosistēmu ekoloģija

Biocenoze(kopiena) - dažādu sugu populāciju kopums, kas dzīvo noteiktā teritorijā. Jēdzienu "biocenoze" ieviesa Mobiuss (1877). Biocenozes augu komponentu sauc par fitocenozi, dzīvnieku komponentu sauc par zoocenozi, bet mikrobu komponentu sauc par mikrobiocenozi. Biocenozes vadošā sastāvdaļa ir fitocenoze, kas nosaka, kāda būs zoocenoze un mikrobiocenoze. Ir biocenozes sugas, telpiskā un ekoloģiskā struktūra. Sugas struktūra - biocenozi veidojošo sugu skaits un to daudzuma vai masas attiecība.

Telpiskā struktūra– dažādu sugu organismu izplatība telpā (vertikāli un horizontāli).

ekoloģiskā struktūra- dažādu ekoloģisko grupu organismu attiecība.

Biotops- noteikta teritorija ar saviem abiotiskajiem vides faktoriem (klimats, augsne).

Biogeocenoze- biocenozes un biotopa kombinācija. Terminu "biogeocenoze" ierosināja krievu zinātnieks V.N. Sukačovs. Ekosistēma - dzīvo organismu un tos apņemošo neorganisko ķermeņu sistēma, kas ir savstarpēji saistītas ar enerģijas plūsmu un vielu cirkulāciju. Terminu "ekosistēma" ierosināja angļu zinātnieks A. Tenslijs (1935).

"Ekosistēma" un "biogeocenoze"- jēdzieni ir tuvi, bet ne sinonīmi. Biogeocenoze ir ekosistēma fitocenozes robežās. Katra biogeocenoze ir ekosistēma, bet ne katra ekosistēma ir biogeocenoze. Ekosistēma ir vispārīgāks jēdziens. Mūsu planētas vienoto ekosistēmu sauc par biosfēru.

Saikņu veidi starp organismiem ir trofiskie, lokālie, foriskie, rūpnieciskie.

Trofisks saites rodas starp sugām, kad viena suga barojas ar citu.

aktuāls- Izpaužas vienā sugā, mainot citas sugas dzīvotnes apstākļus.

Forisks- viena suga piedalās citas sugas izplatībā.

Rūpnīca- viena suga savām struktūrām izmanto atkritumproduktus, mirušas atliekas vai pat dzīvus citas sugas indivīdus.

Ekosistēmā izšķir šādas funkcionālās organismu grupas: ražotāji, patērētāji, sadalītāji, detritofāgi.

Ir divu veidu barības ķēdes: ganības un detritālās.

Barības ķēdes var attēlot kā ekoloģiskas piramīdas: skaitļu piramīda (Eltona piramīda), biomasas piramīda, enerģijas (ražošanas) piramīda.

Bioloģiskā ražošana (ražīgums) - biomasas pieaugums ekosistēmā, kas izveidots laika vienībā.

Bioloģiskā produktivitāte ir primāra un sekundāra. Primārais ir sadalīts bruto un neto. Konkrētas grupas vai kopienas organismu masu kopumā sauc par biomasu.

testa jautājumi

1. Definēt jēdzienus biocenoze, biotops, biogeocenoze, ekosistēma.

2. Kāda ir atšķirība starp jēdzieniem biogeocenoze, ekosistēma?

3. Kādas biocenozes struktūras jūs zināt? Aprakstiet tos?

4. Kādi ir attiecību veidi starp organismiem?

5. Kādas ir attiecības starp organismiem?

6. Kādi ir barības ķēžu veidi?

7. Kādus ekoloģisko piramīdu veidus izšķir?

Dabā ikviens esošais skats ir sarežģīts komplekss vai pat intraspecifisku grupu sistēma, kas aptver indivīdus ar īpašām struktūras, fizioloģijas un uzvedības iezīmēm. Šāda intraspecifiska indivīdu apvienība ir populācija.

Vārds "iedzīvotāji" cēlies no latīņu "populus" - cilvēki, iedzīvotāji. Sekojoši, populācija- vienas sugas indivīdu kopums, kas dzīvo noteiktā teritorijā, t.i. tās, kas tikai krustojas savā starpā. Jēdziens "populācija" šobrīd tiek lietots šī vārda šaurā nozīmē, runājot par konkrētu intrasugu grupējumu, kas apdzīvo noteiktu biogeocenozi, un plašā, vispārīgā nozīmē - lai apzīmētu atsevišķas sugas grupas neatkarīgi no tā, kādu teritoriju tā aizņem. un kādu ģenētisko informāciju tas nes.

Vienas populācijas pārstāvji viens otru ietekmē ne mazāk kā vides vai citu kopā dzīvojošo organismu sugu fizikālie faktori. Populācijās vienā vai otrā pakāpē izpaužas visas starpsugu attiecībām raksturīgās attiecību formas, bet visizteiktākās savstarpēja(abpusēji izdevīgi) un konkurētspējīgu. Populācijas var būt monolītas vai sastāvēt no apakšpopulācijas līmeņa grupām - ģimenes, klani, ganāmpulki, ganāmpulki utt. Apvienojot vienas sugas organismus populācijā, rodas kvalitatīvi jaunas īpašības. Salīdzinot ar atsevišķa organisma dzīves ilgumu, populācija var pastāvēt ļoti ilgu laiku.

Tajā pašā laikā populācija ir līdzīga organismam kā biosistēmai, jo tai ir noteikta struktūra, integritāte, ģenētiska pašreprodukcijas programma un spēja autoregulēties un pielāgoties. Cilvēku mijiedarbība ar organismu sugām, kas atrodas vidē, dabiskajā vidē vai cilvēka ekonomiskajā kontrolē, parasti notiek caur populācijām. Ir svarīgi, lai daudzi populācijas ekoloģijas modeļi attiektos arī uz cilvēku populācijām.

populācija ir sugas ģenētiskā vienība, kuras izmaiņas veic sugas evolūcija. Kā vienas sugas indivīdu grupa, kas dzīvo kopā, populācija darbojas kā pirmā supraorganismu bioloģiskā makrosistēma. Populācijas adaptācijas spējas ir daudz augstākas nekā tās veidojošo indivīdu spējas. Populācijai kā bioloģiskai vienībai ir noteikta struktūra un funkcijas.

Iedzīvotāju struktūra ko raksturo tās veidojošie indivīdi un to izplatība telpā.

Iedzīvotāju funkcijas līdzīgi kā citu bioloģisko sistēmu funkcijām. Viņiem ir raksturīga izaugsme, attīstība, spēja saglabāt eksistenci pastāvīgi mainīgos apstākļos, t.i. populācijām ir specifiskas ģenētiskas un ekoloģiskas īpašības.

Populācijām ir likumi, kas ļauj šādi izmantot ierobežotos vides resursus, lai nodrošinātu pēcnācēju palikšanu. Daudzu sugu populācijām ir īpašības, kas ļauj regulēt savu skaitu. Tiek saukta optimālas populācijas saglabāšana noteiktos apstākļos iedzīvotāju homeostāze.

Tādējādi populācijām kā grupu asociācijām ir vairākas specifiskas īpašības, kas nav raksturīgas katram indivīdam. Populāciju galvenās īpašības: skaits, blīvums, dzimstība, mirstība, pieauguma temps.

Populācijām ir raksturīga noteikta organizācija. Indivīdu sadalījums pa teritoriju, grupu attiecība pēc dzimuma, vecuma, morfoloģiskajām, fizioloģiskajām, uzvedības un ģenētiskajām īpašībām atspoguļo iedzīvotāju struktūra. Tas veidojas, no vienas puses, pamatojoties uz kopīgu bioloģiskās īpašības sugām, un, no otras puses, abiotisko vides faktoru un citu sugu populāciju ietekmē. Tāpēc populāciju struktūrai ir adaptīvs raksturs.

Sugas kā populāciju sistēmas adaptācijas iespējas kopumā ir daudz plašākas nekā katra konkrētā indivīda adaptīvās iezīmes.

Sugas populācijas struktūra

Populācijas aizņemtā telpa vai platība var būt atšķirīga gan dažādām sugām, gan vienas sugas ietvaros. Populācijas diapazonu lielā mērā nosaka indivīdu mobilitāte vai individuālās aktivitātes rādiuss. Ja individuālās aktivitātes rādiuss ir mazs, parasti arī populācijas diapazona lielums ir mazs. Atkarībā no aizņemtās teritorijas lieluma ir iespējams atšķirt trīs veidu populācijas: elementāra, ekoloģiskā un ģeogrāfiskā (1. att.).

Rīsi. 1. Populāciju telpiskais iedalījums: 1, sugas areāls; 2-4 - attiecīgi ģeogrāfiskās, ekoloģiskās un elementārās populācijas

Ir populāciju dzimums, vecums, ģenētiskā, telpiskā un ekoloģiskā struktūra.

Iedzīvotāju seksuālā struktūra atspoguļo dažādu dzimumu indivīdu attiecību tajā.

Iedzīvotāju vecuma struktūra- attiecība populācijas sastāvā dažāda vecuma indivīdiem, kas pārstāv vienu vai dažādus vienas vai vairāku paaudžu pēcnācējus.

Populācijas ģenētiskā struktūra nosaka genotipu mainība un daudzveidība, atsevišķu gēnu - alēļu variāciju biežums, kā arī populācijas sadalījums ģenētiski tuvu indivīdu grupās, starp kurām, krustojoties, notiek pastāvīga alēļu apmaiņa.

Iedzīvotāju telpiskā struktūra - atsevišķu iedzīvotāju un viņu grupu izvietojuma un izplatības raksturs apgabalā. Populāciju telpiskā struktūra ievērojami atšķiras starp mazkustīgiem un nomadu vai migrējošiem dzīvniekiem.

Iedzīvotāju ekoloģiskā struktūra ir jebkuras populācijas dalījums indivīdu grupās, kas atšķirīgi mijiedarbojas ar vides faktoriem.

Katra suga, kas aizņem noteiktu teritoriju ( diapazons) tajā attēlo populāciju sistēma. Jo sarežģītāk tiek izdalīta sugas aizņemtā teritorija, jo lielākas iespējas ir atsevišķu populāciju izolācijai. Taču mazākā mērā sugas populācijas struktūru nosaka tās bioloģiskās īpašības, piemēram, to veidojošo indivīdu mobilitāte, to piesaistes pakāpe teritorijai un spēja pārvarēt dabiskās barjeras.

Populāciju izolācija

Ja sugas pārstāvji pastāvīgi sajaucas un sajaucas plašās platībās, šādai sugai raksturīgs neliels skaits lielu populāciju. Ar vāji attīstītām pārvietošanās spējām sugas sastāvā veidojas daudzas nelielas populācijas, kas atspoguļo ainavas mozaīkojumu. Augos un mazkustīgos dzīvniekos populāciju skaits ir tieši atkarīgs no vides neviendabīguma pakāpes.

Sugas kaimiņu populāciju izolācijas pakāpe ir atšķirīga. Dažos gadījumos tos krasi atdala neapdzīvojama teritorija un skaidri lokalizējas telpā, piemēram, asaru un līņu populācijas izolētos ezeros.

Pretējs variants ir sugas nepārtraukta lielu teritoriju kolonizācija. Vienas sugas ietvaros var būt populācijas gan ar skaidri noteiktām, gan neskaidrām robežām, un sugas ietvaros populācijas var attēlot ar dažāda lieluma grupām.

Attiecības starp populācijām atbalsta sugu kopumā. Pārāk ilga un pilnīga populāciju izolācija var izraisīt jaunu sugu veidošanos.

Atšķirības starp atsevišķām populācijām ir izteiktas dažādās pakāpēs. Tie var ietekmēt ne tikai to grupu īpašības, bet arī atsevišķu indivīdu fizioloģijas, morfoloģijas un uzvedības kvalitatīvās iezīmes. Šīs atšķirības veidojas galvenokārt dabiskās atlases ietekmē, kas katru populāciju pielāgo tās eksistences specifiskajiem apstākļiem.

Populāciju klasifikācija un struktūra

Obligāta populācijas pazīme ir tās spēja patstāvīgi pastāvēt noteiktā teritorijā neierobežoti ilgu laiku vairošanās dēļ, nevis indivīdu pieplūdums no ārpuses. Dažāda mēroga pagaidu apmetnes neietilpst populāciju kategorijā, bet tiek uzskatītas par intrapopulācijas apakšnodaļām. No šīm pozīcijām suga tiek pārstāvēta nevis ar hierarhisku subordināciju, bet gan ar dažāda mēroga kaimiņu populāciju telpisku sistēmu. dažādas pakāpes savienojumi un izolācija starp tiem.

Populācijas var klasificēt pēc to telpiskās un vecuma struktūras, blīvuma, kinētikas, biotopu noturības vai izmaiņām un citiem ekoloģiskiem kritērijiem.

Dažādu sugu populāciju teritoriālās robežas nesakrīt. Dabisko populāciju daudzveidība izpaužas arī to iekšējās struktūras veidu daudzveidībā.

Galvenie populāciju struktūras rādītāji ir organismu skaits, izplatība telpā un dažādas kvalitātes indivīdu attiecība.

Katra organisma individuālās īpašības ir atkarīgas no tā iedzimtās programmas (genotipa) īpašībām un no tā, kā šī programma tiek realizēta ontoģenēzes gaitā. Katram indivīdam ir noteikti izmēri, dzimums, atšķirīgas morfoloģijas pazīmes, uzvedības iezīmes, savas izturības robežas un spēja pielāgoties vides izmaiņām. Šo pazīmju izplatība populācijā arī raksturo tās struktūru.

Iedzīvotāju struktūra nav stabila. Organismu augšana un attīstība, jaunu dzimšana, nāve dažādu iemeslu dēļ, vides apstākļu izmaiņas, ienaidnieku skaita palielināšanās vai samazināšanās - tas viss noved pie dažādu attiecību izmaiņām iedzīvotāju iekšienē. Tā turpmāko izmaiņu virziens lielā mērā ir atkarīgs no iedzīvotāju struktūras noteiktā laika periodā.

Populāciju seksuālā struktūra

Dzimuma noteikšanas ģenētiskais mehānisms paredz pēcnācēju sadalīšanu pēc dzimuma attiecībā 1:1, tā saukto dzimuma attiecību. Bet no tā neizriet, ka tāda pati attiecība būtu raksturīga visiem iedzīvotājiem. Ar dzimumu saistītas iezīmes bieži nosaka būtiskas atšķirības sieviešu un vīriešu fizioloģijā, ekoloģijā un uzvedībā. Sakarā ar atšķirīgo dzīvotspēju vīriešu un sieviešu organismišīs primārās attiecības bieži atšķiras no sekundārajām un īpaši no terciārām, kas raksturīgas pieaugušajiem. Tātad cilvēkiem sekundārā dzimuma attiecība ir 100 meitenes pret 106 zēniem, vecumā no 16 līdz 18 gadiem šī attiecība izlīdzinās pieaugošās vīriešu mirstības dēļ un līdz 50 gadu vecumam tā ir 85 vīrieši uz 100 sievietēm, un vecums 80 - 50 vīrieši uz 100 sievietēm.

Dzimumu attiecība populācijā tiek noteikta ne tikai pēc ģenētiskiem likumiem, bet arī zināmā mērā vides ietekmē.

Populāciju vecuma struktūra

Dzimstības un mirstības rādītāji, iedzīvotāju skaita dinamika ir tieši saistīta ar iedzīvotāju vecuma struktūru. Populācija sastāv no dažāda vecuma un dzimuma indivīdiem. Katrai sugai un dažreiz arī katrai sugas populācijai ir raksturīgas savas vecuma grupu attiecības. Saistībā ar iedzīvotāju skaitu viņi parasti atšķiras trīs ekoloģiskie laikmeti: pirmsreproduktīvā, reproduktīvā un pēcreproduktīvā.

Ar vecumu dabiski un ļoti būtiski mainās indivīda prasības pret vidi un izturība pret tās individuālajiem faktoriem. Dažādos ontoģenēzes posmos var mainīties biotopi, mainīties uztura veids, kustību raksturs un organismu vispārējā aktivitāte.

Iedzīvotāju vecuma atšķirības būtiski palielina tās ekoloģisko neviendabīgumu un līdz ar to arī izturību pret apkārtējo vidi. Palielinās iespējamība, ka pie krasām apstākļu novirzēm no normas, populācijā saglabāsies vismaz daļa dzīvotspējīgu īpatņu, kas varēs turpināt savu eksistenci.

Populāciju vecuma struktūrai ir adaptīvs raksturs. Tas veidojas, pamatojoties uz sugas bioloģiskajām īpašībām, bet vienmēr atspoguļo arī vides faktoru ietekmes spēku.

Populāciju vecuma struktūra augos

Augos cenopopulācijas vecuma struktūra, t.i. konkrētas fitocenozes populāciju nosaka vecuma grupu attiecība. Auga absolūtais jeb kalendārais vecums un tā vecuma stāvoklis nav identiski jēdzieni. Viena vecuma augi var būt dažādos vecuma stāvokļos. Indivīda vecums jeb ontoģenētiskais stāvoklis ir tā ontoģenēzes stadija, kurā to raksturo noteiktas attiecības ar vidi.

Cenopopulācijas vecuma struktūru lielā mērā nosaka sugas bioloģiskās īpašības: augļu rašanās biežums, saražoto sēklu un veģetatīvo primordiju skaits, veģetatīvo primordiju spēja atjaunoties, indivīdu pārejas ātrums no viena vecuma stāvokļa uz otrs, spēja veidot klonus utt. Visu šo bioloģisko pazīmju izpausme savukārt ir atkarīga no vides apstākļiem. Mainās arī ontoģenēzes gaita, kas vienā sugā var notikt daudzos variantos.

Dažādi augu izmēri atspoguļo dažādus vitalitāte indivīdi katrā vecuma grupā. Indivīda vitalitāte izpaužas tā veģetatīvo un ģeneratīvo orgānu varā, kas atbilst uzkrātās enerģijas daudzumam, un izturībā pret nelabvēlīgu ietekmi, ko nosaka spēja atjaunoties. Katra indivīda vitalitāte ontoģenēzē mainās pa viena pīķa līkni, pieaugot ontoģenēzes atzaram un samazinoties lejupejošajam.

Daudzas pļavu, mežu, stepju sugas, audzējot kokaudzētavās vai kultūrās, t.i. uz labākā agrotehniskā fona samazināt to ontoģenēzi.

Spēja mainīt ontoģenēzes ceļu nodrošina pielāgošanos mainīgajiem vides apstākļiem un paplašina sugas ekoloģisko nišu.

Dzīvnieku populāciju vecuma struktūra

Atkarībā no vairošanās pazīmēm populācijas locekļi var piederēt vienai paaudzei vai dažādām. Pirmajā gadījumā visi indivīdi ir tuvu vecumam un aptuveni vienlaikus iziet nākamos dzīves cikla posmus. Reprodukcijas laiks un atsevišķu vecuma posmu pāreja parasti ir ierobežota ar noteiktu gada sezonu. Šādu populāciju lielums, kā likums, ir nestabils: spēcīgas apstākļu novirzes no optimālā jebkurā dzīves cikla posmā uzreiz ietekmē visu populāciju, izraisot ievērojamu mirstību.

Sugām ar vienu vairošanos un īsiem dzīves cikliem gada laikā nomainās vairākas paaudzes.

Kad cilvēki izmanto dabiskās dzīvnieku populācijas, ārkārtīgi svarīga ir to vecuma struktūra. Sugām ar lielu ikgadējo papildināšanos var izņemt lielāku populācijas daļu, nedraudot tās skaita samazināšanās. Piemēram, rozā lašā, kas nobriest otrajā dzīves gadā, bez turpmākas populācijas samazināšanās draudiem ir iespējams noķert līdz 50-60% nārstojošo īpatņu. Tādu lašu lašu gadījumā, kas nogatavojas vēlāk un kam ir sarežģītāka vecuma struktūra, izņemšanas rādītājiem no nobrieduša ganāmpulka jābūt mazākam.

Vecuma struktūras analīze palīdz prognozēt iedzīvotāju skaitu vairāku nākamo paaudžu dzīves laikā.

Iedzīvotāju aizņemtā telpa nodrošina to ar iztikas līdzekļiem. Katra teritorija var barot tikai noteiktu skaitu īpatņu. Dabiski, ka pieejamo resursu izmantošanas pilnība ir atkarīga ne tikai no kopējā populācijas lieluma, bet arī no indivīdu izplatības telpā. Tas skaidri izpaužas augos, kuru barošanās platība nevar būt mazāka par noteiktu robežvērtību.

Dabā ik pa laikam ir sastopams gandrīz vienmērīgs sakārtots indivīdu sadalījums okupētajā teritorijā. Tomēr visbiežāk iedzīvotāju pārstāvji telpā ir sadalīti nevienmērīgi.

Katrā konkrētajā gadījumā sadalījuma veids aizņemtajā telpā izrādās adaptīvs, t.i. ļauj optimāli izmantot pieejamos resursus. Augi cenopopulācijā visbiežāk tiek izplatīti ārkārtīgi nevienmērīgi. Bieži vien blīvāko kopas centru ieskauj mazāk blīvi izvietoti indivīdi.

Cenopopulācijas telpiskā neviendabība ir saistīta ar klasteru attīstības raksturu laikā.

Dzīvniekiem to mobilitātes dēļ teritoriālo attiecību sakārtošanas metodes ir daudzveidīgākas nekā augiem.

Augstākiem dzīvniekiem intrapopulācijas sadalījumu regulē instinktu sistēma. Viņiem ir raksturīga īpaša teritoriāla uzvedība - reakcija uz citu iedzīvotāju atrašanās vietu. Tomēr mazkustīga dzīve ir saistīta ar straujas resursu izsīkšanas draudiem, ja iedzīvotāju blīvums ir pārāk augsts. Kopējā iedzīvotāju aizņemtā platība ir sadalīta atsevišķās individuālās vai grupu teritorijās, kas panāk sakārtotu pārtikas krājumu, dabisko patversmju, vairošanās vietu u.c.

Neskatoties uz iedzīvotāju teritoriālo izolāciju, saziņa starp viņiem tiek uzturēta, izmantojot dažādu signālu sistēmu un tiešus kontaktus uz valdījumu robežām.

"Vietnes nodrošināšana" tiek panākta dažādos veidos: 1) aizsargājot aizņemtās telpas robežas un ar tiešu agresiju pret svešinieku; 2) īpaša rituāla uzvedība, kas demonstrē draudus; 3) īpašu signālu un zīmju sistēma, kas norāda teritorijas okupāciju.

Parastā reakcija uz teritoriālajām pazīmēm – izvairīšanās – dzīvniekiem ir iedzimta. Šāda veida uzvedības bioloģiskais ieguvums ir skaidrs. Ja teritorijas iegūšanu izšķirtu tikai fiziskas cīņas iznākums, katra spēcīgāka citplanētiešu parādīšanās īpašniekam draudētu ar teritorijas zaudēšanu un izslēgšanu no vairošanās.

Atsevišķu teritoriju daļēja pārklāšanās kalpo kā veids, kā uzturēt kontaktus starp iedzīvotāju locekļiem. Kaimiņu indivīdi bieži uztur stabilu, abpusēji izdevīgu savienojumu sistēmu: savstarpēju brīdinājumu par briesmām, kopīgu aizsardzību no ienaidniekiem. Dzīvnieku parastā uzvedība ietver aktīvu kontaktu meklēšanu ar savas sugas pārstāvjiem, kas bieži vien pastiprinās skaita samazināšanās periodā.

Dažas sugas veido plaši nomadu grupas, kas nav piesaistītas noteiktai teritorijai. Tā ir daudzu zivju sugu uzvedība barošanās migrāciju laikā.

Nav absolūtas atšķirības starp dažādiem teritorijas izmantošanas veidiem. Iedzīvotāju telpiskā struktūra ir ļoti dinamiska. Tas ir pakļauts sezonāliem un citiem adaptīviem pārkārtojumiem atbilstoši vietai un laikam.

Dzīvnieku uzvedības modeļi ir īpašas zinātnes priekšmets - etoloģija. Attiecību sistēmu starp vienas populācijas locekļiem tāpēc sauc par populācijas etoloģisko vai uzvedības struktūru.

Dzīvnieku uzvedība attiecībā pret citiem populācijas pārstāvjiem, pirmkārt, ir atkarīga no tā, vai sugai raksturīgs savrups vai grupu dzīvesveids.

Vientuļš dzīvesveids, kurā populācijas indivīdi ir neatkarīgi un izolēti viens no otra, ir raksturīgs daudzām sugām, taču tikai noteiktos dzīves cikla posmos. Pilnīgi vientuļa organismu eksistence dabā nenotiek, jo šajā gadījumā nebūtu iespējams veikt to galveno dzīvības funkciju - vairošanos.

Ar ģimenisku dzīvesveidu nostiprinās arī saiknes starp vecākiem un viņu atvasēm. Vienkāršākais veidsšāda saistība ir viena no vecākiem rūpes par izdētajām olām: mūra aizsardzība, inkubācija, papildu aerācija utt. Pie ģimenes dzīvesveida dzīvnieku teritoriālā uzvedība ir visizteiktākā: dažādi signāli, marķējumi, apdraudējuma rituālās formas un tieša agresija nodrošina zemes gabala piederību, kas ir pietiekama pēcnācēju audzēšanai.

Lielākas dzīvnieku asociācijas - ganāmpulki, ganāmpulki un kolonijas. To veidošanās pamatā ir turpmāka uzvedības attiecību komplikācija populācijās.

Dzīve grupā caur nervu un hormonālo sistēmu atspoguļojas daudzu fizioloģisko procesu norisē dzīvnieka organismā. Izolētiem indivīdiem manāmi mainās vielmaiņas līmenis, ātrāk tiek izlietotas rezerves vielas, neizpaužas virkne instinktu un pasliktinās kopējā dzīvotspēja.

Pozitīvs grupas efekts izpaužas tikai līdz noteiktam optimālam iedzīvotāju blīvuma līmenim. Ja dzīvnieku ir pārāk daudz, tas visiem draud ar vides resursu trūkumu. Tad stājas spēkā citi mehānismi, kas izraisa indivīdu skaita samazināšanos grupā, sadaloties, izkliedējoties vai samazinot dzimstību.