Что такое популяционная экология определение

Популяционная экология

Полезное

Смотреть что такое «Популяционная экология» в других словарях:

Популяционная экология — один из центральных разделов общей экологии, занимающийся комплексным изучением популяций. Часто термин “популяционная экология” используется как синоним демэкологии. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской… … Экологический словарь

популяционная экология — populiacijų ekologija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Ekologijos šaka, tirianti populiacijų sandarą, jų funkcionavimo ir raidos dėsnius, sąveiką su aplinka, savireguliaciją, mikroevoliuciją, polimorfizmą, gausumo ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Популяционная генетика — раздел генетики (См. Генетика), изучающий генетическое строение и динамику генетического состава популяций (См. Популяция). Факторами, определяющими в популяциях изменения частот отдельных Генов и Генотипов, являются мутационный процесс… … Большая советская энциклопедия

Популяционная биология — * папуляцыйная біялогія * population biology научное направление, изучающее характер связей организмов во времени и в пространстве. П. б. включает в себя такие дисциплины, как экология, таксономия, этология, популяционная генетика и др., которые… … Генетика. Энциклопедический словарь

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА — раздел генетики, изучающий генофонд популяций и его изменение в пространстве и во времени. Разберемся подробнее в этом определении. Особи не живут поодиночке, а образуют более или менее устойчивые группировки, сообща осваивая среду обитания.… … Энциклопедия Кольера

ЭКОЛОГИЯ — (греч. oikos дом, местообитание, убежище, жилище; logos наука) термин, введенный в научный оборот Геккелем (1866), определявшем Э. как науку об экономии природы, образе жизни и внешних жизненных отношений организмов друг с другом. Под экологией,… … Социология: Энциклопедия

ЭКОЛОГИЯ — (от греч. óikos — жилище, местопребывание и lógos — слово, учение), наука о взаимоотношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Э. как самостоятельная, наука оформилась в… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Большаков, Владимир Николаевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Большаков. Владимир Николаевич Большаков Дата рождения: 21 сентября 1934(1934 09 21) (78 лет) Место рождения: Молога, СССР Страна … Википедия

Источник

Популяционная экология

Смотреть что такое «Популяционная экология» в других словарях:

популяционная экология — populiacijų ekologija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Ekologijos šaka, tirianti populiacijų sandarą, jų funkcionavimo ir raidos dėsnius, sąveiką su aplinka, savireguliaciją, mikroevoliuciją, polimorfizmą, gausumo ir… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Популяционная экология — раздел экологии (См. Экология), изучающий популяцию (См. Популяция) как элементарную форму существования Вида. Основной предмет П. э. исследование структуры популяции и её динамики, полового и возрастного состава популяции животных,… … Большая советская энциклопедия

Популяционная генетика — раздел генетики (См. Генетика), изучающий генетическое строение и динамику генетического состава популяций (См. Популяция). Факторами, определяющими в популяциях изменения частот отдельных Генов и Генотипов, являются мутационный процесс… … Большая советская энциклопедия

Популяционная биология — * папуляцыйная біялогія * population biology научное направление, изучающее характер связей организмов во времени и в пространстве. П. б. включает в себя такие дисциплины, как экология, таксономия, этология, популяционная генетика и др., которые… … Генетика. Энциклопедический словарь

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА — раздел генетики, изучающий генофонд популяций и его изменение в пространстве и во времени. Разберемся подробнее в этом определении. Особи не живут поодиночке, а образуют более или менее устойчивые группировки, сообща осваивая среду обитания.… … Энциклопедия Кольера

ЭКОЛОГИЯ — (греч. oikos дом, местообитание, убежище, жилище; logos наука) термин, введенный в научный оборот Геккелем (1866), определявшем Э. как науку об экономии природы, образе жизни и внешних жизненных отношений организмов друг с другом. Под экологией,… … Социология: Энциклопедия

ЭКОЛОГИЯ — (от греч. óikos — жилище, местопребывание и lógos — слово, учение), наука о взаимоотношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Э. как самостоятельная, наука оформилась в… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Большаков, Владимир Николаевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Большаков. Владимир Николаевич Большаков Дата рождения: 21 сентября 1934(1934 09 21) (78 лет) Место рождения: Молога, СССР Страна … Википедия

Источник

Популяционная экология (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ПОПУЛЯЦИОННОЙ ЭКОЛОГИИ. ПОНЯТИЕ «ПОПУЛЯЦИИ»

1.1. Место популяционной экологии в системе экологических дисциплин

Изучение биосферы возможно только с использованием системного подхода. Это определяется естественной дифференциацией всего живого на соподчиненные уровни. В соответствии с этой дифференциацией сложилась и структура биологических дисциплин. Так, все вы знаете, что исследования в области биохимии и молекулярной биологии выполняются на молекулярном уровне, цитология изучает строение и функции клеток и их структур, функционирование и строение организмов являются предметом изучения анатомии и физиологии животных и растений. И так далее – список можно продолжить. В то же время правомерно утверждать, что познанием наиболее общих закономерностей взаимосвязей всего живого с окружающей средой занимается экология.

Экологические исследования выполняются на разных уровнях: организменном, популяционном, на уровне сообществ и на уровне целых экосистем. Перечисленным уровням соответствуют частные экологические дисциплины, а именно аутэкология, популяционная экология, синэкология (=экология сообществ) и экология экосистем. Популяционная экология, основы которой вам предстоит освоить, является частью более общей дисциплины – популяционной биологии. Частью популяционной биологии является также популяционная генетика – наука, занимающаяся изучением частот генотипов и микроэволюционными процессами в популяциях.

Основным предметом популяционной экологии является структура и динамика популяций, а также определяющие их факторы. В связи с этим основные задачи, или вопросы, на которые отвечает популяционная экология, можно сформулировать так:

1) почему те или иные организмы в данный момент времени встречаются в этом, а не в каком-либо другом месте?

2) почему численность или биомасса данных организмов именно такая, а не какая-либо другая?

3) если численность и биомасса особей меняется во времени, то почему именно так, а не как-нибудь по-другому?

Ответы на эти вопросы важны не только с теоретических, но и с практических соображений. Например, они позволяют соответствующим образом планировать использование популяций диких и домашних видов, а также осуществлять мероприятия по охране исчезающих видов.

1.2. Определение популяции

Оказывается, что дать определение понятию популяции не так уж легко. Причин этому несколько.

1) Популяция как объект исследования интересует не только экологов, но, как мы уже сказали, и генетиков, а также специалистов по микроэволюции. Проблема здесь в том, что разные специалисты применяют разные подходы при определении популяции.

2) Популяции часто имеют сложную иерархическую структуру, т. е. подразделяются на более мелкие структурные единицы (например, метапопуляции, парцеллы, демы, семьи и т. д.). Разногласия здесь появляются из-за того, что разные исследователи придают разную значимость этим уровням иерархии.

3) Кроме того, понятно, что организмы, принадлежащие к разным систематическим группам, представляют собой очень разные объекты, которые только условно можно обозначить словом популяция. Например, микробиолог под термином «популяция» в отношении к какой-либо бактерии подразумевает совсем не то, что ботаник, который изучает луговую растительность или зоолог, изучающий слонов.

Еще в Древних Греции и Риме словом «популяция» обозначали человеческое общество или собрание, группу людей. В качестве научного термина это понятие впервые было использовано в 1903 г. Иогансеном. Впоследствии многие исследователи давали свои определения «популяции». Приведем несколько из них.

Начнем с того, что очень часто экологи вообще не задумываются над определением популяции, а пользуются этим термином для обозначения любой совокупности особей одного вида, населяющих какую-то более или менее однородную территорию (или акваторию) или содержащихся в лабораторных условиях. Такая точка зрения фактически отражена в определении популяции, данном Перлом (Pearl, 1937) еще в 1930-х гг.: «Популяция – группа живых особей, выделяемая в некоторых рамках пространства и времени».

«Популяция – совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории» (Гиляров, 1981).

«Популяция – совокупность особей вида в определенном биотопе» (Хадорн, Венер, 1989).

«Популяция – группа особей определенного вида, вероятность скрещивания которых друг с другом велика по сравнению с вероятностью скрещивания с представителями какой-то другой группы» (Пианка, 1981).

Есть и такое длинное определение: «Популяция – совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени населяющих определенное пространство, внутри которого практически осуществляется определенная степень панмиксии и нет заметных изоляционных барьеров, которая отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида определенной степенью давления определенных форм изоляции» (Тимофеев-Ресовский, Яблоков, Глотов, 1973).

Одним из наиболее удачных определений, соответствующих современным представлениям о популяциях, пожалуй, является определение, данное Яблоковым (1987): «Популяция – минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая самостоятельную генетическую систему и формирующая собственное экологическое гиперпространство» (Яблоков, 1987).

Некоторые из положений этого определения заслуживают специального внимания:

1) Минимально самовоспроизводящаяся группа – группа особей, которая может участвовать в эволюционных процессах. При резких изменениях факторов среды популяция для длительного выживания должна обладать определенной минимальной численностью.

2) Самостоятельная генетическая система. Если ввести в понятие «популяция» критерий скрещиваемости (панмиксии), то он исключит из сферы применения этого понятия группу агамных и облигатно партеногенетических видов. Агамия – размножение без участия половых клеток, т. е. деление, почкование. Агамия свойственная многим растениям и некоторым беспозвоночным. Партеногенез – размножение из женской половой клетки без участия мужской клетки. Так вот: несмотря на указанные способы размножения, и у агамных, и у партеногенетических форм популяции состоят из генетически разнородных особей, т. е. формируют самостоятельные генетические системы. Нередко агамные популяции генетически и фенотипически оказываются даже более изменчивыми, чем популяции с половым размножением.

3) Собственное экологическое гиперпространство. С концепцией экологической ниши и гиперпространства мы познакомимся более подробно позднее. Сейчас же отметим, что для каждой популяции одного и того же вида свойственны свои экологические характеристики. В связи с этим ареал популяции может расширяться только при условии, что популяция сможет освоить новое пространство и его ресурсы.

Понятно, что идеального в нашем мире ничего нет. Это в равной степени касается и определений популяции. Например, практически все они отмечают, что особи одной популяции населяют определенное пространство. Но как, например, быть с гетеротопными видами, т. е. животными или растениями, у которых разные стадии жизненного цикла обитают в разных средах? Примером здесь могут быть комары, личинки которых живут в водоемах, а по завершении метаморфоза вылетают и становятся наземными животными. Другой пример – паразитические организмы, например, трематоды. Обычно после партеногенетического размножения в первом промежуточном хозяине они выходят в воду в виде планктонных личинок церкарий. Обычно, задача церкарий состоит в том, чтобы отыскать второго промежуточного хозяина. Пока же церкарии находятся в составе планктона, они фактически представляют собой самостоятельную популяцию.

В отношении названных организмов предложил термин гемипопуляция. Гемипопуляция (hemipopulation) – это самостоятельная часть популяции, представленная определенной стадией жизненного цикла организма.

В случае с паразитическими организмами одним термином «гемипопуляция» не обойтись. Дело здесь обстоит еще сложнее, и для паразитов выделяют еще ряд популяционных группировок, например:

1) Макропопуляция (component population) – совокупность всех гемипопуляций одного вида паразита в популяции хозяина.

2) Микропопуляция (infrapopulation) – совокупность всех особей одного вида паразита внутри или на одной особи хозяина.

Вывод здесь один – эколог, по возможности, должен пристально наблюдать за всеми стадиями жизненного цикла изучаемого вида, вне зависимости от того, для каких экосистем или биотопов эти стадии традиционно указываются. Только в этом случае можно понять те основные процессы, которые происходят в исследуемой популяции.

В этой связи можно привести еще один пример – с морской звездой терновый венец Acanthaster planci. В тропических районах Индийского и Тихого океанов численность этого животного периодически проявляет вспышки. Это сопровождается опустошением коралловых рифов, поскольку терновый венец питается мягкими тканями кораллов. Причины вспышек численности животного искали и в хищничестве, и в конкуренции, и в других механизмах. Но оказалось, что все дело в повышении выживаемости планктонных личинок звезды, вызванном периодическим повышением численности фитопланктона, которым личинки питаются. Вспышки же фитопланктона были обусловлены смывом биогенов с прибрежных территорий.

1.3. Пространственно-временной масштаб изучения популяций

При изучении популяций и выяснении их места в экосистемах необходимо также представлять себе, что каждая популяция существует как бы в своем пространстве и времени. Поясним это на следующем простом примере.

Одной из наиболее обычных тлей в зоне Евразии является Cinaria pini. Это насекомое может всю свою жизнь провести на одной хвоинке сосны, высасывая соки из ее тканей. Популяция тлей в течение ряда лет может существовать на одном дереве. Кормовое растение с его микроклиматом и населением является целой экосистемой для популяции тлей. То «определенное пространство», которое упоминается в определениях популяции, с «точки зрения» тлей представлено одним деревом и его непосредственным окружением.

Источник

§1. Популяционная экология, характеристики популяций

В системе физиологических исследований особь распадается на отдельные органы и процессы, происходящие в них и между ними. В аутэкологии популяции и виды распадаются на особи. Итак, что такое популяция?

От особи до вида (Нгоро-Нгоро — кратер потухшего вулкана,
в котором ныне организован заповедник)

Существует много определений популяции, мы же приведем едва ли не самое простое. Его предложил Эрик Пианка (1968).

Популяция обладает определенными признаками, такими, как плотность, рождаемость, возрастной состав, характер пространственного распределения и пр. Рассмотрим вкратце некоторые из популяционных характеристик.

2. Пространственное распределение

Особи, составляющие популяцию, могут по-разному распределяться в пространстве. Это зависит от благоприятных физических условий для гнездования, кормности территории, наличия конкурентов и т. д. Встречается равномерное распределение особей по всей территории. Оно связано обычно с острой внутривидовой конкуренцией за пищу. Этот тип распределения по территории встречается у хищных рыб. Он же отмечен и у пластинчатожаберного моллюска — тилины, живущего на песчаных пляжах по берегу Ла-Манша. Равномерное распределение особей в природе встречается не часто.

В однородной среде организмы обычно распределяются случайным образом. У них не образуется никакой склонности к скоплениям. Так распределяются в муке малые мучные хрущаки и их личинки. Обычно случайное распределение организмов с ростом их плотности переходит в конгрегационное (личинки собираются отдельными компаниями).

Это распределение пятнами или группами. Оно наиболее распространено в природе. Группы могут располагаться случайно или образовывать скопление. Особенно хорошо изучено пространственное размещение деревьев в лесу. Если лес однородный, то вначале деревья располагаются скоплениями. Далее, в результате внутривидовой конкуренции, лес изреживается и распределение приходит к равномерному. В смешанных лесах подавляемые виды обычно имеют пятнистое распределение, а массовые виды — равномерное.

3. Плотность популяции

Она определяется количеством особей, приходящимся на единицу площади или объема. Плотность — важная характеристика популяции, она характеризует роль вида в сообществе. Существует много способов определения плотности популяций у животных и растений. Можно проводить прямой подсчет особей. Их считают обычно, привязывая к учетному маршруту. Сумма отмеченных особей относится к длине маршрута, поэтому результаты такого учета обычно выражаются дробными цифрами. Учетчик движется по одному и тому же маршруту ежедневно или один раз в более длительный срок и регистрирует всех особей, которых он увидел. Так учитывают в открытых ландшафтах крупных млекопитающих. Записывая всех увиденных животных по обе стороны маршрута на 150-метровой полосе степного участка национального парка Альберта в Африке, получили следующие цифры: слонов на километр маршрута — 0,22; бегемотов — 1,5; буйволов — 25,0; болотных козлов — 40,6; тростниковых козлов — 0,16 и т. д. Так рассчитывают абсолютную численность животных.

Демографическая структура популяции
(вертикальная линия разделяет самок и самцов, по горизонтали вправо
и влево — число особей. Площадь каждого прямоугольника показывает
число особей каждой возрастной группы)

График периодического изменения численности
(название стадий цикла — пик, спад и пр.)

Плотность, переведенная на определенную площадь, дает представление о численности организмов. О ней можно узнать и по косвенным данным — по числу животных, попавших в ловушку. Часто соотносят число особей с числом поставленных ловушек и числом суток их стояния. Такие данные называются относительной численностью. Сами по себе о плотности животных они не говорят, но, стандартно взятые из года в год или от сезона к сезону, они покажут динамику численности животных на данной территории.

Получить представление о числе организмов можно и по следам их деятельности. Такие следы учитывают либо на маршрутах, либо на участках, где расположены учетные площадки. Есть и другие способы, например, анализ добычи хищных птиц. По погадкам (непереваренные компоненты пищи, отрыгиваемые птицами) можно получить представление о численности видов жертв этих хищников. Погадки разбирают и по костям и фрагментам шкурок считают количество съеденных грызунов.

4. Рост популяций

Он определяется двумя противоположными процессами — рождаемостью и смертностью. Данные такого рода в свободно живущей популяции получить трудно. Обычно пользуются косвенными показателями. Представление о росте популяции дает так называемая пирамида возрастов. Для ее построения всех отловленных особей из этой популяции распределяют по возрастным группам. Считается, что эта выборка особей дает представление о популяции в целом. Соотношение возрастных групп по­казывает возможности роста или сокращения популяции. При этом ориентируются на соотношение репродуктивных и нерепродуктивных возрастов. Если в изучаемой популяции преобладают старики и дети, то ее рост, очевидно, замедлен или прекращается. Могут иметь значение и половые соотношения (соотношение сам­цов и самок). Чаще всего один из полов преобладает над другим. Все это сказывается на росте популяции.

Посмотрим, как это происходит в популяции человека. При повышении благосостояния неминуемо будет уменьшаться детская смертность и увеличиваться продолжительность жизни. Следовательно, в популяции станет расти доля детей и стариков. Это нерепродуктивные возраста, поэтому численность особей в таком благополучном обществе будет расти очень медленно и, наконец, стабилизируется, что мы и видим в развитых европейских странах.

5. Колебания численности популяции

У живой материи необычайно высокая способность к распространению. В.И. Вернадский реализацию этой способности называл давлением жизни. Ч. Дарвин, иллюстрируя такое давление жизни, приводил пример с бактерией Коли. Она через каждые 20 минут разделяется на две. При таком темпе размножения достаточно 36 часов, чтобы этот микроорганизм покрыл весь земной шар. Простейшие мало уступают микроорганизмам в интенсивности размножения, особенно в благоприятных условиях. Одна инфузория туфелька могла бы за несколько дней произвести такую массу особей, которая в 10 тысяч раз превышает объем нашей планеты. Все это могло бы произойти при отсутствии тормозящих причин. В природе же имеется множество факторов, ограничива­ющих рост популяции и часто сводящих его на продолжительное время к нулю. Неравномерность действия таких ограничивающих факторов приводит к колебаниям численности. Изменения численности могут быть случайными, когда происходит какая-нибудь катастрофа и вымирание особей. Это может быть наводнение, засуха или извержение вулкана. Могут такие изменения быть и постоянными, происходящими под действием какого-нибудь периодического фактора. Такой фактор может находиться как внутри, так и вне популяции.

Непериодические изменения численности — это внезапные ее понижения или повышения, такие, например, как массовое размножение и расселения в районе Большого Барьерного рифа морской звезды «Терновый венец». С 1966 года наблюдалось увеличение ее численности, и она достигла плотности более одной особи на метр рифа. Поедая кораллы, эта звезда угрожает жизни рифа. Она уже «очистила» почти 40-километровую полосу на нем у острова Гуам, причем на это понадобилось менее трех лет. К непериодическим колебаниям можно отнести и такие, которые связаны с вселением популяции в новое местообитание или расширение ее ареала. Наличие «свободных мест» обеспечивает очень быстрое расселение попадающих в них новых видов. Несколько кроликов, завезенных в Австралию, в течение короткого срока образовали там популяцию, исчисляемую миллионами особей. Примерно так же повела себя ондатра, акклиматизированная в нашей стране. Она быстро заняла огромную территорию и стала на ней массовым промысловым видом.

Периодические колебания численности изучены значительно лучше. Это прежде всего динамика численности некоторых арктических млекопитающих и птиц. Периоды изобилия пушных зверей известны, благодаря статистике торговой фирмы «Компания Гудзонова залива». Она ежегодно регистрировала число шкур, поступающих от охотников. Оказалось, что у зайца-беляка период колебания численности равен приблизительно девяти годам. Циклические колебания с периодом в четыре года характерны для обитателей тундры: песца, полярной совы, а также лемминга, составляющего кормовую базу для предыдущих видов. В нашей стране данные заготовок пушнины также дали возможность оценить колебания численности многих животных. Это водяная полевка в Барабинской низменности, белка во многих районах лесной зоны страны. Это такие промысловые птицы, как глухарь, тетерев, рябчик. В зоне пустынь испытывают циклические колебания численности местные грызуны, что хорошо известно по данным наблюдений противочумных станций. Характерны такие колебания и для насекомых. Так, периоды максимального обилия сосновой пяденицы в Германии наступают в среднем один раз в 12 лет, а лиственничной листовертки — каждые 10 лет. Периодическими являются и сезонные колебания численности организмов. Они связаны с тем, что один из сезонов года оказывается особенно благоприятным для вида организмов или для какой-нибудь стадии развития их. Так, у палеарктических грызунов максимальная численность обычно наблюдается осенью, по окончании периода размножения. У калифорнийского перепела максимальная численность достигается каждый год в августе.

Колебания численности — традиционная проблема популяционной экологии и требует специального изучения, поэтому далее мы посвятим ей целый раздел.

На этом мы закончим рассмотрение признаков популяции. Нужно сказать, что сведения о любом из таких признаков занимают целую область экологических исследований. Особенное значение в последнее время приобретают работы по изучению традиционных демографических характеристик: половая и возрастная структуры, динамика численности.
?
1. Почему популяционная экология носит такое название?
2. Чем популяционная экология отличается от аутэкологии?
3. Как могут особи популяции распределяться в пространстве?
4. Что определяет пространственное распределение популяции?
5. Что такое плотность популяции и как ее посчитать?
6. Чем отличается относительная численность от абсолютной?
7. Что влияет на рост популяции?
8. Велики ли возможности увеличить численность у популяции?
9. Отчего каждая популяция не распространяется на весь мир?
10. Как можно узнать о колебаниях численности в природных популяциях?

Источник