Демэкология экология популяций

Популяция (С.С. Шварц) – элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды
Популяция – группа особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию

ПОКАЗАТЕЛИ ПОПУЛЯЦИИ
СТАТИЧЕСКИЕ
численность
плотность
пространственная структура
возрастная структура
экологическая структура
половая структура
этологическая структура
ДИНАМИЧЕСКИЕ
рождаемость
смертность
прирост популяции
скорость роста популяции
миграции
Характеризуют состояние популяции в определенный момент времени
Характеризуют процессы, происходящие в популяции за определенный промежуток времени
(отличие популяции от особи)

Численность –
это общее количество особей на определенной территории или в данном объеме
Этот показатель никогда не бывает постоянным, зависит от соотношения рождаемости, смертности и миграций

Методы определения численности:
Для животных
метод прямого наблюдения
метод аэрофотосъемки
метод мечения (насекомых нитрокраской (лак для ногтей), у бабочек на крыло наклеивают блестящий кружочек, у птиц – кольцевание, у крупных млекопитающих – радиомаяки)
Для растений специфические методы
метод проективного покрытия
метод обилия

Плотность –
это среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства

Методы определения плотности
Методы в экологии растений
метод трансект
метод пробных площадей
Методы в экологии животных
дночерпатель (изучение бентоса)
планктонная сетка (изучение планктона)
маршрутные исследования (для птиц и млекопитающих) часто используют следы жизнедеятельности – следы, гнездо, экскременты
ловушки (для насекомых)

Пространственная структура популяций
выражается в закономерном размещении особей и их группировок по отношению к определенным элементам ландшафта и друг к другу и отражает свойственный виду тип использования территории

Типы пространственного размещения особей
равномерное
Редко встречается
Особи стремятся избежать присутствия друг друга:
при сильной внутривидовой конкуренции,
когда одна особь препятствует вселению другой
Пример, хищники, деревья в лесу

Типы пространственного размещения особей
случайное
Особи популяции более или менее независимы друг от друга, обитают в относительно однородной среде и между особями нет конкуренции за ресурсы
Пример, мучные хрущаки в муке, моллюски в прибрежной зоне, сорняки в поле

Типы пространственного размещения особей
групповое
1) особи имеют большую вероятность выживания в группах
2) особи каким-либо способом привлекаются другими особями
Пример, гнездовья грачей в парках, слоны, пингвины

Причины группового размещения:
абиотические факторы
способы размножения и расселения (клоны пырея ползучего, земляники)
поведенческие причины (стаи, стада, колонии)
межвидовые взаимоотношения (некоторые насекомые паразитируют на определенных растениях, связь растения и опылителя)

Пространственно-этологическая структура (для животных)
упорядочивания территориальных отношений у животных разнообразны и связаны часто с их поведением
Наука о поведении – этология

Формы совместного существования особей в популяциях
Одиночный образ жизни
Семейный образ жизни
Колонии
Стаи
Стада

Одиночный образ жизни

Семейный образ жизни

Семейный образ жизни

Семейный образ жизни

Колонии

Колонии

Стаи
Без лидера
С лидером

Стадо

Стадо

Эффект группы –
оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании

у овец вне стада резко учащаются пульс и дыхание, а при виде приближающегося стада эти процессы нормализуются, и овца успокаивается

для выживания африканских слонов стадо должно состоять минимум из 25 особей

голуби некоторых пород не откладывают яйца, если не видят других птиц. Достаточно поставить перед самкой зеркало, чтобы она приступила к яйцекладке

Явление эффекта группы часто используется для человека:
подбор космонавтов
формирование отрядов спецназначения
и др. групп, где люди должны длительное время находиться вместе

Тип использования пространства (для подвижных животных)
В течение всей или большей части своей жизни существуют в пределах одной достаточно ограниченной территории. При выселении с этой территории стремятся вернуться обратно
Пример, скворцы в течение многих лет возвращаются в один и тот же скворечник
Оседлые животные
Хоминг (от англ. home – дом) – «чувство дома»

+ животные хорошо ориентируются на своей территории и тратят меньше энергии на поиск пищи, убежищ
+ создают систему запасов пищи, строят основные и дополнительные гнезда, норы и т.д.
– возможно быстрое истощение ресурсов, особенно при увеличении численности популяции

У многих оседлых животных жизненное пространство поделено на индивидуальные участки
Способы охраны индивидуальных участков:
прямая угроза по отношению к чужаку. Пример, малый суслик
ритуальное поведение, демонстрирующее угрозу. Пример, бойцовские рыбки
специальные метки
Примеры:
визуальные (медведь)
звуковые (певчие птицы)
запах (собачьи, кошачьи – моча, соболь – выделение специальных желез на подошвах лапок, сурки – особые анальные железы)

Обычная реакция на эти сигналы – избегание, закрепленная наследственно
Значение: экономия энергии, которая может быть потрачена на выяснение территориальных отношений

Тип использования пространства (для подвижных животных)
Кочевые животные
Характерен экстенсивный тип использования территории
+ нет зависимости от запасов кормов
– отсутствие убежищ, являются легкой добычей для хищников. Этот недостаток компенсируется сложным поведением.

Малый суслик. Способ защиты индивидуального участка – прямая угроза

Половая структура популяций у животных
Соотношение полов
Первичное
Вторичное
Третичное

Первичное соотношение полов
определяется генетическими механизмами, прежде всего наличием половых хромосом
Теоретически можно ожидать равное число мужских и женских особей в потомстве
Но иногда эта закономерность нарушается:
при размножении партеногенезом, т.е. без оплодотворения. Пример, тли, дафнии, некоторые растения
при мутациях половых хромосом. Пример, лесной лемминг

Вторичное соотношение полов
проявляется в соотношении числа самок и самцов среди новорожденных
пример, у рыжих лесных муравьев при температуре выше 20°С происходит оплодотворение и вылупляются самки, ниже 20°С – оплодотворение не происходит и вылупляются самцы

Третичное соотношение полов
показывает соотношение полов среди взрослых особей

Половая структура популяций у растений
Отличия от животных:
Характерно вегетативное размножение
Большинство растений обоеполы

Возрастная структура популяций
Календарный (абсолютный возраст) – это отрезок времени с момента возникновения особи до момента исследования
Биологический возраст (возрастное состояние) – это определённые характеристики, показывающие морфологическое и физиологическое состояние особи

Чтоб биологический возраст не превысил календарный:

Возрастная структура популяций у растений

Возрастная структура популяций у животных
Соотношение возрастных групп сельди за 14 лет. «Урожайные» поколения прослеживаются в течение нескольких лет
(по Ф. Швердпфегеру, 1963)