Положение популяции в структуре биологических систем биосферы.

Царство Биосфера

1

Вид

Популяция Биоценоз Экосистема

2

Организмы

Сложность представления о популяции определяется двойственностью ее положения в рядах иерархически соподчиненных биологических систем, отражающих различные уровни организации живой материи:

1. Генетико- эволюционный ряд:

организм  популяция  вид  род  …  царство;

2. Функционально- энергетический ряд:

организм  популяция  биоценоз  биосфера.

Популяция является элементарной единицей эволюционного процесса, а вид есть его качественный этап.

Важнейшими являются количественные характеристики.

Выделяют две группы количественных показателей:

1. статические – характеризуют состояние популяции на данном этапе;

2. динамические – характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток (интервал) времени.

К статистическим показателям популяций относятся:

• численность,

• плотность,

• показатели структуры.

Численность популяции - это общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Численность никогда не бывает постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения и смертности. В процессе размножения происходит рост популяции, смертность приводит к сокращению ее численности.

Плотность популяции определяется количеством особей или биомассой на единицу площади либо объема.

Различают:

• среднюю плотность- это численность или биомасса на единицу всего пространства;

• удельная или экологическая плотность- численность или биомасса на единицу обитаемого пространства.

Показатели структуры: половой – соотношение полов; размерный – соотношение количества особей разных размеров; возрастной – соотношение количества особей различного возраста в популяции.

Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа является их толерантность к факторам (условиям) среды. Толерантность у разных особей и к разным частям спектра разная, поэтому толерантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей.

Динамика популяции – это процессы изменений ее основных биологических показателей во времени.

Основными динамическими показателями (характеристиками) популяций являются:

• рождаемость,

• смертность,

• скорость роста популяции.

Рождаемость - способность популяции к увеличению численности за счет размножения.

Различают следующие виды рождаемости:

• максимальная;

• экологическая.

Максимальная, или абсолютная, физиологическая рождаемость - появление теоретически максимально возможного количества новых особей в индивидуальных условиях, т. е. при отсутствии лимитирующих факторов. Этот показатель - постоянная величина для данной популяции.

Экологическая, или реализуемая, рождаемость обозначает увеличение популяции при фактических, или специфических, условиях среды, Она зависит от состава, размера популяции и фактических условий среды.

Смертность - характеризует гибель особей популяций за определенный период времени.

Различают:

• специфическую смертность - число смертей по отношению к числу особей, составляющих популяцию;

• экологическую или реализуемую, смертность – гибель особей в конкретных условиях среды (величина непостоянная, изменяется в зависимости от состояния природной среды и состояния популяции).

Любая популяция способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды абиотического и биотического происхождения.

Эта динамика описывается уравнением А. Лотки:

d N / d t ≈ r N

N – численность особей; t - время; r - биотический потенциал

Модель динамики численности популяции при ограниченных (лимитированных) ресурсах записывается уравнением:

d N / d t ≈ r [ (К – N) / К ]

N – численность особей

t - время

r - биотический потенциал

К – емкость среды

Выражение [ (К – N) / К ] - характеризует сопротивление среды – совокупность всех «ограничителей» роста популяции (неоптимальная температура, кислотность, соленость, влажность, присутствие хищников, паразитов, нехватка пищи и т.д.).