Популяции и сообщества живых организмов

Все живые организмы в природе существуют непременно в форме популяций.

Популяция (от лат. — население) – это совокупность особей одного вида, длительно населяющих определённое пространство, имеющих общий генофонд, возможность свободно скрещиваться и в той или иной степени изолированных от других популяций этого вида. Популяция является элементарной формой существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования. Обладая всеми признаками биологической системы, популяция, тем не менее, представляет собой совокупность организмов, как бы выделенную из природной системы, так как в природе особи одного вида всегда сожительствуют с особями других видов. Основными характеристиками популяции являются численность, плотность, рождаемость, смертность, возрастной состав, распределение по занимаемой территории и тип роста.

Численность популяций различна у разных видов и не может быть ниже некоторых пределов, ниже которых наступает вымирание популяции.

Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу занимаемой площади или объёма. Каждому виду присуща определённая плотность, отклонения от которой также отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей.

Рождаемость и смертность – это количество родившихся и погибших особей за определённый период. Эти показатели во многом определяются биологией вида, обеспеченностью кормом, климатическими условиями.

Возрастной состав имеет большое значение для существования популяции. При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и их соотношение поддерживается на более или менее стабильном уровне. В быстро растущих популяциях доминируют интенсивно размножающиеся молодые особи, а в сокращающихся – старые, уже не способные к интенсивному размножению.

Характер распределения особей по территории может быть равномерным, скученным или случайным.

Изменение численности и плотности популяций имеют особенности для каждого вида и определяются как состоянием окружающей среды, так и закономерностями взаимоотношений между организмами, т. е. совокупностью абиотических и биотических факторов. Численность и плотность популяций не остается постоянной и колеблется в более или менее широких пределах. Значение закономерностей динамики численности и плотности популяций имеет важное значение для прогнозирования возможных нежелательных явлений.

Соотношение показателей рождаемости и смертности в популяции определяет баланс популяции. Если рождаемость выше чем смертность, то популяция числено растёт, и наоборот. Однако на практике для экологов более важны не сами количественные изменения популяций, а их скорость.

Под рождаемостью (Р) понимают числено выраженную способность популяции к увеличению. Рождаемость может быть лишь положительной или нулевой величиной, но не может быть величиной отрицательной. Однако скорость роста популяции может быть любой. Смертность (С) популяции выражают количеством особей, погибших за определённый срок.

Долю особей в популяции, доживших до определенного момента времени или до возраста размножения, называют выживаемостью популяции.

Теоретическая скорость естественного роста популяции в неограниченной какими-либо факторами среде характеризуется экспоненциальным законом роста:

 

где  N0  и  Nt – начальное и определённое в момент t – число особей в популяции; r = Р – C – прирост численности популяции.

Ясно, что идеальный закон в реальных условиях не выполним и беспредельный рост популяции невозможен. Всегда существуют некоторые значения предельно низкой (M) и предельно высокой (K) численности или плотности популяции. Практически возможны два варианта динамики популяции.

Первый вариант заключается в том, что численность популяции с течением времени стабилизируется и её динамика характеризуется так называемой логистической кривой, выражаемой уравнением:

 

Отношение  (K – М)/K  иногда называют «сопротивлением среды», под которым понимают совокупность факторов, препятствующих неограниченному росту численности популяции.

Второй вариант динамики популяции заключается в том, что после достижения верхнего предела численности (К) наступает массовая гибель особей, в результате численность популяции возвращается к некоторому нижнему пределу, после чего рост численности популяции может начаться вновь.

Колебания численности популяций могут быть периодическими и непериодическими. Циклические динамики численности популяции типичны для более или менее крупных организмов, а логистический тип роста характерен лишь для мелких организмов или для организмов с очень простыми жизненными циклами. Любые флуктуации численности популяции являются результатом изменения среды существования, а также могут возникать в результате внутрипопуляционных и межпопуляционных взаимоотношений.

Любая совокупность популяций разных видов организмов, населяющих определённую территорию с однородными абиотическими свойствами (биотоп), представляет биотическое сообщество  или биоценоз. Например, можно говорить о биоценозе древесного ствола, о биоценозе тайги или о биоценозе океана.

Биоценоз – это надорганизменная система, в которой отдельные виды, популяции и группы видов могут заменяться соответственно другими без особого ущерба для содружества, а сама система существует за счет уравновешивания сил антагонизма  между видами. Стабильность биотического сообщества определяется количественной регуляцией численности одних видов другими, а его размеры зависят от внешних причин – от величины территории с однородными абиотическими свойствами, т. е. биотопа.

Биоценоз – это более высокий уровень организации, чем популяция, которая является его составной частью. Биоценоз обладает сложной внутренней структурой, из которой выделяют видовую и пространственную структуры.

Все биотические сообщества можно разделить на основные сообщества, которые характеризуются большими размерами и завершённостью организации и не зависят от соседних сообществ, и мелкие сообщества, в той или иной степени зависящие от соседних сообществ. Сообщества обладают определённой структурой связей, функциональным и композиционным единством, что обеспечивает возможность сосуществования различных видов организмов.

Видовая структура биоценоза характеризуется видовым разнообразием и количественным соотношением видов, зависящих от ряда факторов. Для существования сообщества важна не только величина численности организмов, но еще важнее видовое разнообразие, которое является основой биологического разнообразия в живой природе. Богатство видового состава биоценозов определяется числом видов. Природные биоценозы считаются бедными, если они содержат десятки и сотни видов растений и животных, богатыми – несколько тысяч или десятки тысяч видов. Видовое разнообразие взаимосвязано с разнообразием условий среды обитания. Чем больше организмов найдут в данном биотопе подходящих для себя условий по экологическим требованиям, тем больше видов в нем поселится.

Наиболее благоприятные условия для существования множества видов характерны для переходных зон между сообществами, которые называют экотонами, а тенденцию к увеличению здесь видового разнообразия называют краевым эффектом. Экотон богат видами, прежде всего потому, что они попадают сюда из всех приграничных сообществ, но, кроме того, он может содержать и свои характерные виды, которых нет в этих сообществах. Ярким примером этого является лесная «опушка», на которой пышнее и богаче растительность, гнездится значительно больше птиц, больше насекомых и т.п., чем в глубине леса.

Виды, которые преобладают по численности, называют доминантными, или просто – доминантами данного сообщества. Но и среди них есть такие, без которых другие виды существовать не могут. Их называют эдификаторами (лат. – «строители»). Они определяют микросреду (микроклимат) всего сообщества и их удаление грозит полным разрушением биоценоза. Как правило, эдификаторами выступают растения – ель, сосна, кедр, ковыль и лишь изредка – животные.

«Второстепенные» виды – малочисленные и даже редкие – тоже очень важны в сообществе. Их преобладание – это гарантия устойчивого развития сообществ. В наиболее богатых биоценозах практически все виды малочисленны, но чем беднее видовой состав, тем больше видов доминантов. При определенных условиях могут быть «вспышки» численности отдельных доминантов.

Виды в биоценозе образуют и определенную пространственную структуру, особенно в его растительной части – фитоценозе. Прежде всего, четко определяется вертикальное ярусное строение в лесах умеренного и тропического поясов. Помимо ярусности в пространственной структуре биоценоза наблюдается мозаичность – изменение растительности и животного мира по горизонтали. Площадная мозаичность зависит от разнообразия видов, количественного их взаимоотношения, от изменчивости ландшафтных и почвенных условий. Мозаичность может возникнуть и искусственно, например  в результате вырубки лесов человеком. На вырубках формируется новое сообщество.

Видовая структура биоценозов, пространственное распределение видов в пределах биотопа, во многом определяется взаимоотношениями между видами, между популяциями. Функционируя в непрерывном единстве биоценоз и биотоп образуют биогеоценоз, или экосистему.

Конспект по экологии

Тема 6.2 «Практическое занятие №7 Вид, его критерии и структура» | План-конспект занятия:

Слайд 1

Вид, его критерии и структура

Слайд 2

Цель: изучить критерии вида и его структуру. Разнообразие видов в природе велико, а наши знания в области изучения этого разнообразия малы. На планете научно описано около 1,2 млн. видов животных и около 500 тыс. растений. Процесс описания новых видов непрерывно продолжается, (каждый год описываются сотни и тысячи новых видов насекомых и других беспозвоночных животных, микроорганизмов) и общее число существующих видов составляет, по – видимому, несколько миллионов. При описании видов порой самые опытные биологи становятся в тупик, определяя, принадлежат ли данные особи к одному виду или нет .

Слайд 3

Виды отличаются друг от друга многими признаками. Характерные для вида признаки и свойства называют критериями . Различают следующие критерии вида: Морфологический. Физиологический. Биохимический. Географический. Экологический. Этологический. Генетический.

Слайд 4

1. Критерии вида Задание : заполните таблицу. Сформулируйте своё определение «вид». Сделайте вывод, охарактеризовав условия, необходимые для определения видовой принадлежности. Название критерия Краткая характеристика Морфологический Физиологический Биохимический Географический Экологический Этологический Генетический

Слайд 5

Морфологический критерий – подразумевает сходство внешнего и внутреннего строения у особей одного вида. Особи в пределах вида иногда настолько изменчивы, что по морфологическому критерию не всегда удаётся определить вид. Существуют виды, морфологически сходные (виды – двойники), однако особи таких видов не скрещиваются между собой. Например: «малярийный комар» в одних регионах предпочитает кормиться на человеке, а в других – исключительно на домашних животных; в одних регионах он размножается в солоноватой воде, в других – только в пресной. Внешне они почти неразличимы, известные пока различия касаются структуры яиц, числа ветвистости щетинок у личинок.

Слайд 6

Физиологический критерий – сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида, прежде всего сходство размножения. Представители разных видов как правило не скрещиваются, или потомство их бесплодно. Нескрещиваемость видов объясняется различиями в строении полового аппарата, сроках размножения, созревания, особенностями поведения в период размножения и др. Однако в природе есть виды, которые скрещиваются и дают плодовитое потомство (некоторые виды канареек, зябликов, тополей, ив).

Слайд 7

Биохимический критерий – особи одного вида имеют единую структуру ДНК. Что обусловливает синтез одинаковых белков, отличающихся от белков другого вида. Известно, что синтез определённых высокомолекулярных органических веществ свойствен лишь для отдельных групп видов. Например, инсулин обнаружен только у хордовых животных. По последовательности расположения в молекуле инсулина аминокислот все изученные виды млекопитающих сходны и различия касаются лишь небольшого участка молекулы. Однако известно большое количество примеров внутривидовой изменчивости биохимических показателей. Например: только у одной из пород собак обнаружено резко повышенное выделение мочевой кислоты в мочу. Вместе с тем у некоторых бактерий, грибов, высших растений состав ДНК оказался очень близким, т.е. есть «виды – двойники» по биохимическим признакам.

Слайд 8

Географический критерий – подразумевает обитание особей одного вида, как правило в пределах общего ареала. Географические различия между видами основаны на относительной самостоятельности ареала каждого вида. Размер ареала, его форма, расположение в биосфере – важные видовые признаки. Для вида свойственны свои границы пригодных для жизни условий, своя история возникновения, свои специфические взаимодействия с видами конкурентами, поэтому любая характеристика вида будет неполной без указания на специфические особенности его ареала. Однако существуют причины, по которым географический критерий не может считаться достаточно универсальным для характеристики видов в природе. Во – первых, существует множество видов с практически совпадающими ареалами Во – вторых , для видов – космополитов, ареал которых охватывает огромные пространства в биосфере Земли . В – третьих, определённость ареала отсутствует у некоторых быстрорасселяющихся видов, поскольку очертания ареала у них изменяются очень быстро и непредсказуемо.

Слайд 9

Экологический критерий – подразумевает обитание особей одного вида в определённых, сходных экологических условиях. Все особи одного вида отличаются от особей другого вида способом питания, местом обитания. Например, разные виды синиц: большая синица, лазоревка, московка. Гаичка – питаются разными насекомыми и добывают пищу на своей территории (на коре или в трещинах древесины, в пазухах листьев или на кончиках веток). Известно, что некоторые виды имеют сходные экологические особенности. Так, все виды китов питаются планктонными ракообразными. Волки, обитающие в тундре, имеют иные особенности образа жизни, чем волки, обитающие в лесостепной зоне, хотя и те и другие относятся к одному виду.

Слайд 10

Этологический критерий – совокупность поведенческих признаков, характерных для конкретного вида. В поведении особей большинства видов существуют определённые видовые признаки, так же характеризующие вид, как и морфологические, экологические и другие признаки. Различия в поведении между близкими видами прежде всего наблюдаются в период спаривания. Например, достаточно самцу одного из видов дальневосточных зуйков, обитающих вместе с другим близким видом, дёрнуть хвостом не три, а два раза (что характерно для другого вида), как самка уже не подпустит к себе этого самца .К этологическим особенностям относятся различия в брачных песнях, голосах совместно обитающих видов животных.

Слайд 11

Генетический критерий – каждый вид характеризуется определённым, присущим только ему набором хромосом и их структурой. Как правило, особи разных видов не скрещиваются между собой. В тех же редких случаях, когда скрещивание произошло, потомство оказывается бесплодным (мулы – гибриды лошади с ослом). Это объясняется тем, что виды различаются числом, размерами и формой хромосом, что затрудняет протекание процесса мейоза и обеспечивает относительную генетическую обособленность видов: обмен генами между разными видами осуществляется с трудом. Благодаря этому мы наблюдаем многообразие растительного и животного мира на Земле.

Слайд 12

2. Структура вида. Рассмотрим, как распределены особи одного вида на территории своего ареала. Чем можно объяснить неравномерность в распределении групп живых организмов?

Слайд 13

Подходящие для жизни места обитания хоть и встречаются часто в пределах ареала вида, но не покрывают весь ареал, и потому на других его участках особи данного вида не встречаются. Такие группы особей одного вида, длительно существующие в определённой части его ареала, называются популяциями. Таким образом, можно сказать, что вид представляет совокупность определённых групп организмов — популяций.

Популяции видов — Понимание глобальных изменений

Популяция – это группа особей одного и того же вида, живущих в одной и той же географической области и скрещивающихся друг с другом. Многие виды состоят из нескольких популяций, рассредоточенных по нескольким или многим географическим районам. Демографическая структура популяции включает ее возрастную структуру (например, количество взрослых особей по сравнению с несовершеннолетними), соотношение полов (соотношение самок и самцов), а также коэффициенты воспроизводства и смертности особей данного возраста. Демографическая структура популяции важна для понимания того, как и почему размеры популяции увеличиваются или уменьшаются с течением времени, как на виды влияют изменения окружающей среды и как черты развиваются .

Самки и молодые детеныши северного морского слона на пляже в Национальном морском заповеднике залива Монтерей. Предоставлено: NOAA

Виды с большой численностью популяции и большим географическим ареалом с меньшей вероятностью вымрут

, чем виды с небольшой популяцией и ограниченным географическим ареалом.

На популяции видов влияют многие процессы и явления в системе Земли, в том числе:

  • Эволюционные процессы, изменяющие скорость роста, размножения и смертности организмов с течением времени.
  • Взаимодействия видов , включая то, как виды обеспечивают друг друга ресурсами, потребляют друг друга в пищу или конкурируют за такие ресурсы, как пища, вода и/или пространство.
  • Климатические условия, такие как количество поглощенного солнечного света
    на разных широтах , температура и осадки модели.
  • Питательные вещества , особенно азот и фосфор , содержание которых при ограничении может снижаться продуктивность и, таким образом, популяции видов, или при изобилии могут увеличиваться размеры популяций.
  • Многие другие факторы окружающей среды, в том числе качество почвы (часто связанное с уровнем питательных веществ), лесные пожары , кислотность воды и уровень кислорода , могут влиять на численность популяции, влияя на выживание, смерть, рост и размножение.
  • События, такие как экстремальные погодные условия или извержение вулкана , которые могут привести к гибели отдельных особей или целых популяций организмов.

На графике показано количество детенышей, наблюдаемых ежемесячно в 2017–2018 гг. на национальном побережье Пойнт-Рейес. Эти данные о популяции помогают ученым понять, как этот вид оправился от чрезмерной охоты в 1800-х годах. Кредит: NPS

Люди повлияли на популяции видов в результате различных действий, в том числе:

  • Вырубка лесов , разрушение среды обитания и урбанизация , которые сокращают численность популяций многих видов, но могут также увеличивать численность популяций другие виды.
  • Сельскохозяйственная деятельность , которая увеличивает количество домашнего скота и сельскохозяйственных культур  , чтобы прокормить растущее население планеты .
  • Использование удобрений для сельскохозяйственных работ , которые увеличивают количество
    питательных веществ     , особенно азотных и фосфорных , в почве или воде. Эти питательные вещества могут увеличить рост растений и водорослей. Однако увеличение количества питательных веществ не всегда увеличивает численность популяции. Например, в водной среде богатые питательными веществами стоки могут вызвать рост большого количества водорослей — когда водоросли умирают, их поглощают бактерии, которые могут уменьшить уровень кислорода в воде, убивая рыбу и другие виды. Этот процесс известен как эвтрофикация.
  • Рыболовство и охота , что сокращает популяции видов эксплуатируемых видов, но может также привести к увеличению численности других видов, если сокращается конкурентное взаимодействие, тем самым освобождая больше ресурсов и пространства для других видов.
    Кроме того, рыболовство и охота, которые часто удаляют крупных репродуктивно зрелых особей из популяций видов, что, в свою очередь, может способствовать выживанию более мелких особей, способных к воспроизведению.
  • Использование человеком пресной воды , что может ограничить количество воды, доступной для других организмов в экосистеме.
  • Выброс загрязняющих веществ и отходов , которые могут уменьшить рост и размножение или убить организмы.
  • Деятельность, вызывающая глобальное потепление, например сжигание ископаемого топлива , сельскохозяйственная деятельность и обезлесение . Повышение средней глобальной температуры суши и океана изменило температуры и режимы осадков , а также распределение снежного и ледяного покрова , что влияет на численность популяции.
  • Такие виды деятельности, как сжигание ископаемого топлива , сельскохозяйственная деятельность и вырубка лесов .
    которые выделяют углекислый газ в атмосферу, который поглощается океаном, вызывая подкисление . Это снижение pH океанских вод (наряду с потеплением океана) вызывает физиологический стресс для многих видов, который может вызвать замедление роста, снижение репродуктивной способности и гибель, что приводит к уменьшению численности видов.
  • Внедрение инвазивных видов , которые конкурируют с местными видами за пищу, воду или другие ресурсы, сокращая размеры популяций местных видов.

Можете ли вы придумать дополнительные причинно-следственные связи между характеристиками популяций видов и других частей земной системы?

Посетите страницы эволюции, взаимодействия видов, диапазонов и видов, чтобы узнать больше о связях между биосферой и глобальными изменениями.

Исследуйте

Узнайте больше на этих примерах из реальной жизни и бросьте себе вызов создать модель, объясняющую взаимосвязь системы Земля.

  • Определение вида
  • Загадка плейстоцена: вымирание в Южной Америке
  • Жесткий выбор сохранения? Спросите эволюцию

Ссылки для получения дополнительной информации

  • Образование в области природы: введение в демографию населения
  • Природа Образование: экология населения

Группа особей одного вида, живущих в одном месте, составляет аА. Ниша B. НаселениеC. Среда обитанияD. Ничего из вышеперечисленного

Ответить

Проверено

285,3 тыс.+ просмотров

Подсказка: Экологические уровни состоят из таких категорий, как особи, популяции, виды, сообщества и экосистемы. Особь может быть определена как только один организм популяции.

Полный ответ:
Популяция – это группа сходных индивидуумов в четко определенной группе.
географической области и делиться или конкурировать за ресурсы. Различные популяции одного и того же организма, присутствующие в определенных областях, называются местным населением или демами.

Популяция – это группа близкородственных организмов, которые могут скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Для выживания вида в определенной местности ему необходимо приобрести определенные ресурсы и физические условия. Эти потребности называются экологической нишей.
Экологическая ниша организма представляет ресурсы, которые он использует, диапазон условий, которые он может переносить, и его функциональную роль в экологической системе.
Экологическая ниша растений включает допустимую температуру, интенсивность света, необходимую для фотосинтеза, определенный режим влажности и количество необходимых питательных веществ.
Среда обитания – естественная среда обитания организма, в которой организм находит пищу, убежище, защиту и партнеров для размножения. Среда обитания характеризуется как физическими, так и биологическими признаками. К физическим факторам относятся почва, температура, свет и влажность, тогда как к биотическим факторам относятся пища и хищники.

Итак, правильный ответ — вариант Б, население.

Примечание: Экотип – местная популяция, генетически адаптированная к окружающей среде. Желаемые признаки путем естественного отбора могут быть выработаны на уровне популяции.

Дата последнего обновления: 25 мая 2023 г.

•

Всего просмотров: 285,3 тыс. 005

Из следующих гибридных орбиталей та, которая соответствует классу 12 химии JEE_Main

Какая из следующих реакций была бы наилучшей. Химический класс 12 JEE_Main

Какая из следующих сульфидов нерастворима в химическом классе 12 JEE_Main

Рассмотрим два ядра одного и того же радиоактивного нуклида 12-го класса физики JEE_Main

В образце радиоактивного материала какая доля класса 12 физики JEE_Main

В радиоактивной реакции 92X232 to82Y204 номер класса 12 физики JEE_Main

Из следующих гибридных орбиталей та, которая класса 12 химии JEE_Main

Какая из следующих реакций была бы наилучшей.