Определение понятия Популяция. Генетическое определение популяции.
Популяция представляет собой более или менее изолированную, устойчивую, самовоспроизводящуюся группу особей, свободно скрещивающихся друг с другом (панмиктическая популяция).
Экологические понятия популяции.
Панмиксия (свободное скрещивание не всегда реализуется, так как есть, например, вегетативное размножение, поэтому существуют и другие определения популяции.
Популяцией можно назвать группу особей близких по происхождению, занимающих одну и ту же нишу в пределах некоторого ареала и отделенных от особей других, таких же групп, пространством с меньшей численностью (или отсутствием) представителей данного вида.
Популяция – это группа особей одного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
Популяция–любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве от других таких де групп (совокупностей).
Причины возникновения популяций – неоднородность условий существования, необходимых для вида.
· При изучении популяции важно исследовать все стадии жизненного цикла данного вида. При этом, не обязательно выполняется условие существования популяции только в одной экосистеме (или сообществе). Например личинки стрекозы и имаго (воздух и вода, а соответственно разные роли и значение).
· При изучении популяции важно учитывать степень экологической общности особей входящих в популяцию, то есть совокупность показателей (или критериев), которые используются для объединения этих особей в популяцию.
· То есть мы можем трактовать совокупность особей – как популяцию, хотя на самом деле она таковой может и не являться. Все зависит от степени детализации изучаемой совокупности. Например, применяя анализ кариотипов мы можем выявить существенные отличия в генотипах и следовательно невозможность скрещивания, а следовательно будем иметь дело с разными популяциями.
Если это действительно популяция, то как можно больше критериев должно совпадать, при изучении группировок внутри популяции (географический, генетический, экологический (ниша) и т.д.).
· Любая популяция в связи с вышесказанным может подразделятся на более мелкие группы или объединяться с другими в более крупные агрегации, в зависимости от условий среды (климат и т.д. (Популяции большой песчанки – то много мелких агрегаций по берегам рек во время засухи, то крупные в благоприятный период).
В связи с этим, можно называть популяцией и совокупность тех особей, которые укладываются в изучаемый нами критерий (смотря что изучаем). Например пространственный. Организмы могут занимать разные участки пространства, от биотопа, до экосистемы в целом
Популяция занимает определенное пространство и обладает признаками, характеризующими группу как целое, а не отдельных особей в группе.
· К таким признакам относятся: плотность, рождаемость, смертность, возрастная структура (распределение организмов по возрастам), биотический потенциал, агрегированность (характер распределения в пределах территории), тип роста.
Популяция обладает биологическими особенностями, свойственными всем составляющим ее организмам, и групповыми особенностями, которые служат уникальными характеристиками группы.
· К биологическим особенностям относится наличие жизненного цикла популяции, ее способность к росту, дифференцировке и самоподдержанию. Популяция характеризуется определенной организацией и структурой, которые можно описать.
· К групповым особенностям можно отнести рождаемость, смертность, возрастную, половую структуру популяции и генетическую приспособляемость. Эта группа признаков относится только к популяции.
Особь рождается, имеет тот или иной возраст, умирает. Однако применительно к конкретной особи мы не можем говорить о рождаемости, смертности или возрастной структуре. Эти характеристики имеют смысл только на уровне какой-то группы.
Групповые свойства популяции
Показатели, используемые для характеристики популяций делятся на две группы – статические(характеризуют состояние популяции в данный момент – численность, плотность, структура – соотношение качественно разнородных особей) и динамические (характеризуют процесс развитие популяции).
Численность и плотность популяции.
Влияние популяции на сообщество и экосистему зависит не только от того, из каких организмов она состоит, но и от их численности (N), которая означает общее количество организмов, населяющих ту или иную территорию, занимаемую всей популяцией. В данном случае говорят об абсолютной численности.
Гипотеза “случайного распределения риска”
Бура – Редингиуса
Численность популяций в природе поддерживается на определенном уровне (в определенных границах), поскольку риск гибели образующих их особей от неблагоприятных факторов случайно распределен в пространстве и времени вследствие гетерогенности конкретных местообитаний.
Обычно, полностью выяснить сколько особей находится на данной территории невозможно практически. Поэтому для определения количества особей используют определенные методы:
В целом, получается не абсолютная численность, скорее плотность, то есть численность на единицу площади.
1. Тотальный учет особей (с вертолета по фотографиям). Крупные животные с малой численностью. По головам.
2. Метод пробных площадок. Количество особей на 1-е площади, а потом переносится на всю площадь. Однако необходимо учитывать и степень агрегированности. Очень много факторов, влияющих на качество данного метода.
· С какой степенью точности нам необходимо учесть численность?
· Каков размер пробы (площадь)?
· Сколько проб взять для заданной точности?
· Как эти пробы распределить по местности?
В принципе, оптимальный размер пробы должен приводить к минимальной дисперсии при минимальных затратах труда и времени. Обычно размер пробы выбирают таким чтобы в пробе были 10-и, но не 100-и особей.
Для почвенных насекомых при длине 1см – 0,25 кв.м., а при длине 3 см – 0,5 кв.м.
Площадь необходимо разбивать на квадраты. Исследовать квадраты выбранные случайным образом.
3. Метод меченья с повторным отловом. Животных отлавливают, а затем выпускают. Доля меченых животных в последующих отловах используется для определения численности. Если популяция малочисленна, то % вновь отловленных меченых особей будет велик, и наоборот.
4. Метод изъятия. Количество особей откладывается по осям.
5. Методы учета относительной численности. (при помощи разнообразных ловушек). При этом учитывается как правило какой либо тип активности животных (шатровая ловушка). При этом о реальной численности можно судить косвенно по проявлению какой либо активности. При этом используют ловушки с привлекающими факторами и без привлекающих факторов. Без привлекающих факторов гораздо точнее, но менее эффективно. Рассказать про слепней.
Кроме численности, важным показателем является Плотность популяции - отношение количества особей к единице пространства. Она измеряется числом особей или биомассой популяций на единицу площади или объема. Например, 400 деревьев на 1 га, 2 млн. диатомовых водорослей на 1 м3 воды, 100 кг рыбы на 1 га поверхности водоема.
При изучении плотности популяции различают:
1. среднюю плотность, то есть число особей на единицу всего пространства (не зависимо от особенностей обитания вида), и
2. экологическую, или специфическую, плотность - число особей на единицу заселенного пространства (доступной площади или объема, которые могут быть заселены популяцией).
Количество рыб в парке Эверглейдс. По мере падения уровня воды средняя плотность, то есть число рыб на 1 кв. км поверхности в целом (и вода и суша), уменьшается, экологическая плотность увеличивается, так как на 1кв. км водного зеркала количество рыб увеличивается. Чаще всего, как для организмов, так и для человека, важна экологическая плотность.
· Часто необходимо знать не только конкретные показатели численности, но и показатели обилия, то есть численность за определенный промежуток времени (за час, например).
· Можно найти также встречаемость, то есть процент проб в которых был найден вид.
Подобно другим популяционным признакам, плотность популяции варьируется в определенных пределах. Однако ее изменение не бесконечно. Существуют определенные верхние и нижние пределы, имеющие место в природе или которые теоретически могли бы существовать в течение сколь угодно долгого времени.
Например, на некоторой площади леса может жить в среднем 100 птиц и 20 000 почвенных членистоногих, но никогда не бывает наоборот - 20 000 птиц и 100 почвенных членистоногих.
Верхний предел плотности популяции определяется трофическим уровнем, к которому относится организм.Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность (выраженная в биомассе на единицу площади). Биомасса плотоядных меньше чам, травоядных.
Нижний предел выделить значительно сложнее, особенно в стабильных экосистемах, в которых, как правило, действуют механизмы, поддерживающие плотность обычных или доминирующих организмов в довольно ограниченных пределах.