Презентація "Демекологія (екологія популяцій).Класифікація популяцій. "

Демекологія (екологія популяцій)Класифікація популяцій. Структура та характеристики популяцій. Механізми регуляції густоти (щільності) та чисельності популяцій. Навчальна дисципліна «Біологія»спеціальність: «Сестринська справа» Викладач біології Лиса О. М. ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ МЕДИЧНИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ

Термін «Демекологія »(від грец. demos — народ), екологія популяцій — розділ загальної екології, що вивчає динаміку чисельності популяцій, внутрішньопопуляційні угрупування і їх взаємовідносини. За Геккелем екологія - це пізнання економіки природи. 

Популяція та ареал виду Популяцією в екології прийнято називати сукупність особин одного виду із спільними умовами життя, необхідними для підтримання її чисельності на визначеному рівні достатньо тривалий період. Особини групи (або популяції) взаємодіють між собою і спільно мешкають на одній території. Термін популяція запозичений з демографії і введений в екологію В. Л. Йогансеном в 1903 році.  «Ареал» — той простір, в межах якого в природі існує певний вид. Кожний вид організму має своє поширення в просторі і часі. Організми, що належать до одного виду, займають певну територію, або ареал. Ареал — це ділянка поширення на земній поверхні систематичної групи живих організмів або угрупувань.

Популяція — сукупність організмів одного виду, що займають обмежений ареал, мають спільне походження за фенотипом та географічно ізольовані від інших популяцій даного виду, можуть вільно схрещуватися і дають плодюче потомство. Функціональні ролі популяцій в екосистемахпродукційна роль - популяції автотрофних організмів-продуцентів засвоюють сонячну енергію й утворюють первинну продукцію, що її споживають гетеротрофні консументиредукційна роль - популяції редуцентів розщеплюють органічні рештки до мінеральних речовин, що знову вступають у кругообігтрансформаційна роль - популяції консументів перетворюють речовини й енергію і забезпечують упорядковане проходження через екосистеми потоку речовин й енергіїрегуляційна роль - завдяки механізмам саморегуляції популяції відіграють важливу роль у підтриманні стабільності екосистемінформаційна роль - створення каналів фізичних і хімічних сигналів, що пов'язують усі частини екосистеми і регулюють її діяльність як єдиного цілого

Характеристики популяцій. Статичні Динамічні Чисельність Щільність Структура Швидкість росту. Смертність. Народжуваність Приріст популяції

Класифікація популяцій (за здатністю до самовідтворення)Незалежні Напівзалежні Залежні Псевдопопуляції Періодичні Здатні до самовідтворення без притоку мігрантів з інших популяцій. Мають низький потенціал розмноження через низьку чисельність. Народжуваність нижча, ніж смертність. Тривале існування можливе за рахунок притоку мігрантів. Утворені групами особин, які мають можливості розмножуватися за рахунок міграції з інших популяцій. Виникають за межами ареалу виду і існують лише за наявності сприятливих умов

Життєздатність популяції - сукупність властивостей, ознак і процесів, що забезпечують притаманну їй здатність підтримувати рівень організації, необхідний для здійснення функцій в екосистемах та відновлення, розселення й еволюції у часі

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Основні закономірності популяційної екологіїНазва. Визначення. Правило стабільності вікової структурибудь-яка природна популяція прагне до встановлення стабільності вікової структури. Принцип територіальностіусі організми популяції мають індивідуальний чи груповий простір. Закон обмеженого росту. Будь-яка популяція теоретично здатна до необмеженого зростання чисельності, але її обмежують ресурси, необхідні для нормального функціонування організмів. Мінімальний розмір популяційІснує мінімальний розмір популяції, нижче від якого її чисельність не може опускатися. Принцип конкурентного витісненнястабільне співіснування популяцій двох видів, що конкурують за однаковий набір ресурсів за умови незмінності екологічних чинників, є неможливим. Принцип залежності від щільностівпливи, що визначаються щільністю або знищують більшу частину особин (збільшують смертність) або зменшують народжуваність у розрахунку на кожну особину при рості популяції, або навпаки при убуванні щільності популяції

Популяція та ареал виду Отже, ареалом можна назвати частину земної поверхні (території або акваторії), в межах якої поширений і проходить повний цикл свого розвитку та чи інша систематична категорія організмів (вид, рід, родина) або їх угруповань. Ареали за своєю формою можуть бути суцільними та переривистими (диз'юнктивними), мозаїчними та мереживними.

Популяція та ареал виду Суцільний ареал — це такий, що не переривається ніякими особливими фізико-географічними, біологічними чи іншими перешкодами. Диз'юнктивний ареал характеризується тим, що простір, який займає вид, розпадається на декілька відокремлених територій, настільки віддалених, що обмін насінням, спорами та рухомими організмами повністю неможливий. Мозаїчний ареал складається з невеличких територій, що за своїми умовами сприятливі для життя організмів. Мереживний ареал, навпаки, включає в себе території, що не заселені організмами через несприятливі умови.

Динамічні та статичні показники популяцій. Популяція характеризується багатьма ознаками. Для популяцій як еколого-біологічного явища характерні певні ознаки (показники): чисельність, щільність, народжуваність, смертність, виживання та ряд структур (просторова, вікова, статева, етологічна та ін.). Усі характеристики популяції можуть бути поділені на динамічні та статичні показники. Безсумнівно, все в природі змінюється до певної міри, але в порівнянні такий поділ можливий. Наприклад, чисельність, щільність, народжуваність, смертність та виживання можуть інколи дуже сильно змінюватися, а структури популяції (просторова, вікова, статева, генетична та етологічна) — більш-менш постійні протягом тривалого часу.

Динамічні та статичні показники популяцій. Основні показники популяції:1. Чисельність. Чисельність — це кількість особин, з яких складається популяція.2. Щільність. Щільність популяції — це співвідношення чисельності організмів популяції до одиниці площі чи об'єму простору. Розрізняють середню та екологічну (чи специфічну) щільність. Середня щільність означає число особин (або біомаси) на одиницю всього простору. Екологічна щільність — число особин (або біомаси) на одиницю заселеного простору. 3. Народжуваність. Народжуваність — це кількість особин популяції, що народилася за одиницю часу, її вираховують за такою формулою: В = Nb / ( t1 – t2 ), де В — народжуваність, Nb — кількість організмів, що народилися, ( t1 – t2 )— певний проміжок часу (зазвичай 1 рік).  

Динамічні та статичні показники популяцій. Основні показники популяції:4. Смертність. Смертність — це кількість організмів популяції, які вмирають чи гинуть за різних причин в певний проміжок часу, її визначають за такою формулою: М = Nm / ( t1 – t2 ), де М — смертність, Nm — кількість організмів, що загинули чи померли, ( t1 – t2 )— певний проміжок часу (звичайно 1 рік).5. Переміщення організмів. Поруч з народжуваністю та смертністю організмів розселення, або переміщення, визначає характер росту популяції та її щільність. Розрізняють три типи переміщення організмів: еміграцію, імміграцію та міграцію: Еміграцією називають масове виселення організмів з певної території (популяції) внаслідок перенаселення чи інших причин. Імміграцією називають зворотний процес — вселення організмів на певну терито­рію чи в популяцію. Міграціями називають регулярні та спрямовані переміщення організмів (туди і в зворотному напрямку) з однієї території на іншу.

Характеристики популяцій. Чисельність – загальна кількість особин на певній площі або в певному обємі. Народжуваність – кількість нових особин, що зявились за одиницю часу внаслідок розмноження. Смертність – це кількість особин популяції, які загинули за одиницю часу. Приріст популяції – різниця між народжуваністю і смертністю за певний проміжок часу. Rb = n / N Rd = m / N∆ N = Rb – Rd. Темп росту популяції – це середній приріст популяції за одиницю часу.∆ Р =∆ N / ∆ t. Густина популяцій – середня кількість особин на одиницю площі або об'єму.

Динаміка чисельності популяціїЖиттєздатність і стабільність популяції забезпечується зміною поколінь і навіть при постійній чисельності частина організмів, яка вимирає, має замінитися новими. Динаміка чисельності популяції визначається чотирма складовими процесами: Загальний хід зміни чисельності особин у популяції визначається рівнянням: N t+1 = N t + | B + I | - | D + E |{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Динаміка. Чисельності =Народження+Іміграція_Смертність+Еміграція

Розміри ареалу популяції в значній мірі залежать від ступеня рухливості або поширення особин - радіусів індивідуальної активності. Ця активність у слимаків досягає десятків метрів, риб – сотень метрів, оселедців, песців – до сотні кілометрів, оленів – понад 100 км, китів – тисячі кілометрів. Радіус активності

Популяційний ареал. Ареал популяції – це частина земної поверхні (чи акваторії), в межах якої у природних умовах існує популяція. Ареал горобця хатнього. Види з найширшими ареалами, що трапляються в усіх зонах, називаються космополітами

види-космополіти1. ПОНЯТТЯ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ

Популяційний ареал. Ареал популяції – це частина земної поверхні (чи акваторії), в межах якої у природних умовах існує популяція. Ареал тигра амурського. Види, які мають незначні за площею ареали і більше ніде в світі не зустрічаються називають ендемічними видами

види-ендеміки1. ПОНЯТТЯ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ

види-релікти1. ПОНЯТТЯ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ

Поняття про структуру популяціїРозподіл особин на території, співвідношення груп за статтю, віком, морфологічними, фізіологічними, генетичними особливостями та поведінкою відображають структуру популяції. СТРУКТУРАСТАТЕВАЕТОЛОГІЧНАВІКОВАГЕНЕТИЧНАПРОСТОРОВА

Структура популяціїКожна популяція має власну організацію, тобто співвідношення різних окремих частин популяції між собою за різними ознаками. Ця організація називається структурою популяції. Структура групи може визначатися за розподілом особин по території (просторова або територіальна), за співвідношенням частин популяції за статтю, віком, морфологічними, фізіологічними ознаками (біологічна), за особливостями поведінки (етологічна).

Вікова структура популяціїВікова структура. Вікова структура популяції є її важливою характеристикою, яка чинить вплив як на народжуваність, так і на смертність. У популяції можна виділити три екологічні віки:- передрепродуктивний;- репродуктивний;- пострепродуктивний. Тривалість цих віків відносно тривалості життя дуже варіює у різних організмів.

Вікова структура у тварин. Травневий хрущ

Статева структура популяцій. Співвідношення особин за статтю в популяції визначає її статеву структуру. Аскарида людська. Олень плямистий. Горихвістка чорна

Статева структура. Cпіввідношення особин різної статі, або статева структура популяції. Існування певної статевої структури в популяціях передбачає також встановлення властивої тільки цій популяції структури схрещування, що, в свою чергу, характеризує певну систему шлюбних відносин у тій чи іншій популяції: Більшість видів комахоїдних та хижих птахів, а також хижих ссавців моногамні, оскільки шлюбну пару утворюють один самець та одна самиця.  Полігамія — це така система шлюбних стосунків, при якій одна особина вступає в шлюбний зв'язок з більш як одним представником протилежної статі. Полігінія – коли у деяких видів птахів, наприклад, один самець має одночасно шлюбні зв'язки з двома або більшою кількістю самиць. Поліандрія, в процесі якої одна самиця підтримує шлюбні відносини з більше, ніж одним самцем зустрічається набагато рідше. Проміскуїтет, коли будь-яка особина має однакову можливість схрещування з будь-якою іншою особиною. Епігамний добір — компонент статевого добору, який пов'язаний з відносинами представників різної статі; його часто визначають як «боротьбу статі».Ієрархія — це система поведінкових зв'язків між особинами в зграї або табуні, яка визначає їхній доступ до їжі, розмноження тощо і проявляється в особливостях поведінки.

Співвідношення статей залежить від багатьох факторів:біології виду;екологічних умов;поведінки самок і самців. Статева структура популяцій. У багатьох птахів чітко визначений статевий диморфізм. Поліморфізм в родині бджіл

Моногамні види – співвідношення становить приблизно 1:1 Біологія виду. Полігамні види – співвідношення різне:в популяціях завжди більше самок. Кропив'яник обслуговує до 20 самок

Просторова структура

Осілий і кочовий способи життя. Осілий спосіб життя. За такого способу життя тварини довгий час займають свою ділянку. В них добре розвинуте почуття «хомінгу». Позитивне значення осілого способу життя: - добра орієнтація тварин на території; - здатність утворювати укриття, систему запасів. Кочовий спосіб життя — це спосіб життя, який не залежить від запасу їжі. За таких умов збільшується ймовірність загибелі від хижаків, тому кочує не одна особина, а декілька (деякі риби, птахи, копитні). Іноді спостерігається тимчасовий перехід до осілого способу життя (взагалі північні олені можуть мігрувати, але окремі особини залишаються на одному місці).

Генофонд — сукупність всіх генів особин певної популяції. Якщо у всій популяції існує лише один алель певного ген, то популяція у відношенні до цього гену називається мономорфною. При наявності декількох різних версій гену в популяції, вона вважається поліморфною. Генофонд популяції

Структура популяціїЕкологічні фактори, що визначають систему шлюбних відносин:інколи можна зустріти твердження, що вони визначаються співвідношенням особин різної статі; в такій інтерпретації нестача самців в популяції призводить до полігінії, а нестача самиць — до поліандрії. Згідно з цим більшість видів є моногамними лише тому, що кількість представників різної статі у них приблизно однакова. Етологічна структура популяцій. Етологічна структура популяцій тварин — це система взаємовідносин між її особинами. Особинам різних видів притаманний поодинокий або груповий спосіб життя. В першому випадку особини популяції більш-менш відокремлені просторово і збираються групами лише на період розмноження (скорпіони, більшість видів павуків, тетеруки, качка-крижень тощо).

Структура популяціїГруповий спосіб життя пов'язаний з утворенням постійних родин, колоній, табунів, зграй тощо: Родинний спосіб життя пов'язаний з підсиленням зв'язків між; батьками та нащадками (напр., у тигрів молоді особини тримаються біля матері до 2-3 років). Колонії тварин — це групові оселення. Вони можуть утворюватися внаслідок того, що дочірні особини залишаються сполученими з материнською (губки, поліпи кишковопорожнинних тощо). В інших випадках колонії становлять певні скупчення особин, які оселяються разом (берегова ластівка, дикий кріль, бабаки тощо). Зграї — тимчасові рухомі угруповання тварин (сарана, горобці, вовки тощо). На відміну від зграй, табуни — це більш-менш постійні групи тварин (китоподібні, мавпи, копитні тварини та ін.).Ієрархія — це система поведінкових зв'язків між особинами в зграї або табуні, яка визначає їхній доступ до їжі, розмноження тощо і проявляється в особливостях поведінки.