Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад




Скачать 146.94 Kb.
НазваниеДоклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад
Дата публикации07.04.2014
Размер146.94 Kb.
ТипДоклад
uchebilka.ru > Биология > Доклад
Реферат скачан с сайта allreferat.wow.ua


Экологическая характеристика популяции

ДОКЛАД ПО БИОЛОГИИ На тему: Экологическая характеристика популяции Доклад подготовил: Горяинов Е. С. Курск 2001 Экологическая характеристика популяции Основные термины и определения Основным понятием в экологии является экосистема. Этот термин введен вупотребление А. Тенсли в 1935 году. Под экосистемой понимается любое сообщество живых существ и среды ихобитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойстваэкосистем – способность осуществлять круговорот веществ, противостоятьвнешним воздействиям, производить биологическую продукцию. Выделяют обычноэкосистемы различного ранга: микроэкосистемы (небольшой водоем, трупживотного с населяющими его организмами и т.д.), мезоэкосистемы (лес, пруд,река и т.д.), макроэкосистемы (океан, континент, природная зона и т.д.) иглобальная экосистема – биосфера в целом. Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз»,введенный в литературу академиком В.Н. Сукачевым. Понятие биогеоценозаприменяют обычно только к сухопутным природным системам, где обязательно вкачестве основного звена присутствует растительный покров (фитоценоз).Экология обычно имеет дело только с элементарными биогеоценозами, т.е.такими, для которых свойственны однородные совокупности как живыхорганизмов (растительности, животного мира), так и среды обитания (почвы,гидрологические условия, микроклимат и т.д.). Рис.1. Схема биогеоценоза (экосистемы) по В.Н. Сукачеву. Экосистемы (биогеоценозы) обычно включают два блока. Первый состоит извзаимосвязанных организмов разных видов и носит название биоценоза, второйблок составляет среда обитания, которую в данном случае называют биотопомили экотопом. Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него неотдельными особями, а популяциями или их частями. Популяция – это частьвида (состоит из особей одного вида), занимающая относительно однородноепространство и способная к саморегулированию и поддержанию определеннойчисленности. Каждый вид в пределах занимаемой территории, таким образом,распадается на популяции. Если рассматривать воздействие факторов среды обитания на отдельновзятый организм, то при определенном уровне фактора (например, температуры)исследуемая особь либо выживет, либо погибнет. Картина меняется приизучении воздействия того же фактора на группу организмов одного вида. Одниособи погибнут или снизят жизненную активность при одной конкретнойтемпературе, другие – при более низкой, третьи – при более высокой. Таким образом, можно дать еще одно определение популяции: все живыеорганизмы, для того чтобы выжить и дать потомство, должны в условияхдинамичных режимов экологических факторов существовать в виде группировок,или популяций, т.е. совокупности совместно обитающих особей, обладающихсходной наследственностью. Важнейшим признаком популяции является занимаемая ею общая территория.Но в пределах популяции могут быть более или менее изолированные по разнымпричинам группировки. Поэтому дать исчерпывающее определение популяциизатруднительно из-за размытости границ между отдельными группами особей. Каждый вид состоит из одной или нескольких популяций, и популяция,таким образом, - это форма существования вида, его наименьшаяэволюционирующая единица. Проявляя заботу о сохранении вида, человек должен прежде всего думать осохранении популяции. Для популяций различных видов существуют допустимыепределы снижения численности особей, за которыми существование популяциистановится невозможным. Точных данных о критических значениях численностипопуляций в литературе нет. Приводимые значения разноречивы. Остается,однако, несомненным факт, что чем мельче особи, тем выше критическиезначения их численности. Для микроорганизмов это миллионы особей, длянасекомых – десятки и сотни тысяч, а для крупных млекопитающих – несколькодесятков. Численность не должна уменьшаться ниже пределов, за которымирезко снижается вероятность встречи половых партнеров. Критическаячисленность также зависит от других факторов. Например, для некоторыхорганизмов специфичен групповой образ жизни (колонии, стаи, стада). Группывнутри популяции относительно обособлены. Могут иметь место такие случаи,когда численность популяции в целом еще достаточно велика, а численностьотдельных групп уменьшена ниже критических пределов. Например, колония(группа) перуанского баклана должна иметь численность не менее 10 тыс.особей, а стадо северных оленей – 300 – 400 голов. Структура популяций Для понимания механизмов функционирования и решения вопросовиспользования популяций большое значение имеют сведения об их структуре. Различают половую, возрастную, территориальную и другие виды структуры.В теоретическом и прикладном планах наиболее важны данные о возрастнойструктуре, под которой понимают соотношение особей (часто объединенных вгруппы) различных возрастов. У животных выделяют следующие возрастные группы: > ювенильная группа (детская) > сенильная группа (старческая, не участвующая в воспроизводстве) > взрослая группа (особи, осуществляющие репродукцию) Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причем, какправило, количество самцов и самок различно (соотношение полов не равно1:1). Известны случаи резкого преобладания того или иного пола, чередованиепоколений с отсутствием самцов. Каждая популяция может иметь и сложнуюпространственную структуру (рис.2), подразделяясь на более или менеекрупные иерархические группы - от географической до элементарной(микропопуляции). [pic] Рис.3. Пространственные подразделения популяций. 1- ареал вида; 2- географическая популяция; 3- экологическая, илиместная популяция; 4- микропопуляция (элементарная) Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются популяции, в которых всевозраста представлены относительно равномерно. Такие популяции называютнормальными. Если в популяции преобладают старческие особи, это однозначносвидетельствует о наличии отрицательных факторов в ее существовании,нарушающих воспроизводительные функции. Такие популяции рассматривают какрегрессивные, или вымирающие. Требуются срочные меры по выявлению причинтакого состояния и их исключению. Популяции, представленные в основноммолодыми особями, рассматриваются как внедряющиеся, или инвазионные.Жизненность их обычно не вызывает опасений, но велика вероятность вспышекчрезмерно высокой численности особей, поскольку в таких популяциях несформировались трофические и другие связи. Особенно опасно, если такиепопуляции представлены видами, которые здесь ранее отсутствовали. В такомслучае популяции обычно находят и занимают свободную экологическую нишу иреализуют свой потенциал размножения, интенсивно увеличивая численность. Если популяция находится в нормальном или близком к нормальномусостоянии, человек из нее может изымать то количество особей или биомассу(последний показатель обычно используется применительно к растительнымсообществам), которая прирастает за промежуток времени между изъятиями.Ясно, что изыматься должны прежде всего особи послепродуктивного возраста(окончившие размножение). Если преследуется цель получения определенногопродукта, то возраст, пол или другие характеристики популяцийкорректируются с учетом поставленной задачи. Эксплуатация популяций растительных сообществ, в частности, с цельюполучения древесного сырья, обычно приурочивается к тому периоду, когдаимеет место возрастное замедление накопления продукции (прироста). Этотпериод обычно совпадает с максимальным накоплением древесной массы наединице площади. Лесоводами применительно к решаемым задачам и сообразуясь с эколого-биологическими свойствами популяций (экосистем) разработаны различные видырубок. Прежде всего, они делятся на две большие группы: промежуточного иглавного пользования. Рубки промежуточного пользования проводятсяпрактически во всех возрастах жизни леса. При их проведении, наряду сизъятием части продукции, преследуется цель создания более благоприятныхусловий для жизнедеятельности и роста остающейся части древостоя. Ими жесоздаются условия для увеличения доли более ценных с точки зрения целейхозяйства видов (например, хвойных в смешанных хвойно-лиственныхсообществах). При рубках главного пользования убирается весь древостой, достигшийвозраста спелости. Этот урожай может сниматься единовременно (сплошныерубки) или в несколько приемов (постепенные, выборочные рубки). Изымаетсяпри этом такая часть древостоя, которая не нарушила бы жизнедеятельностипопуляций и экосистем в целом, механизмов их самоподдержания исаморегулирования (гомеостаза). Такой тип ведения хозяйства рассматриваюткак мягкое управление природными процессами. С целью создания условий для появления молодого поколения леса присплошных рубках применяются такие лесоводственные приемы, как вырубкапоследовательно небольшими площадями (лесосеками). В таком случаеостающиеся рядом с .вырубкой древостои являются источником семян,умеренного притенения появляющегося молодого поколения леса, препятствиябуйному росту конкурентов из трав, кустарников и нежелательных древесныхрастений. Появлению молодого поколения леса способствует также оставлениена вырубках отдельных, как правило, лучших деревьев, которые выполняют рольобсеменителей и носят название семенников. Однако в обширных лесных массивах Севера и других регионов частопроводятся так называемые концентрированные рубки большими площадями безучета возможностей восстановления их молодым поколением леса. Онипроводятся с использованием тяжелой техники, сопровождаются сильнымразрушением и уплотнением почвенного покрова. Это, в свою очередь, ведет,как правило, к цепным реакциям природных процессов, в частности,сложившиеся круговороты воды сменяются накоплением застойных вод наповерхности почв с последующей сменой лесных экосистем болотными. В другихслучаях, например на песчаных почвах, следствием подобного вмешательства вэкосистемы является опустынивание или полное разрушение экосистемы. Такойтип ведения хозяйства рассматривается как жесткое вмешательство в природныепроцессы. Оно не должно иметь места в деятельности человека. Динамика популяций. Гомеостаз К числу важнейших свойств популяций относится динамика свойственной имчисленности особей и механизмы ее регулирования. Всякое значительноеотклонение численности особей в популяциях от оптимальной связано сотрицательными последствиями для ее существования. В связи с этим популяцииобычно имеют адаптационные механизмы, способствующие как снижениючисленности, если она значительно превышает оптимальную, так и еевосстановлению, если она уменьшается ниже оптимальных значений. Каждой популяции свойствен так называемый биотический потенциал, подкоторым понимают теоретически возможное потомство от одной пары особей приреализации способности организмов увеличивать численность в геометрическойпрогрессии. Обычно биотический потенциал тем выше, чем ниже уровеньорганизации организмов. Так, дрожжевые клетки, размножающиеся простымделением, при наличии условий для реализации биотического потенциала моглибы освоить все пространство земного шара за несколько часов; гриб дождевик,приносящий до 7,5 млрд. спор, уже во втором поколении освоил бы весь земнойшар. Крупным организмам с низким потенциалом размножения потребовалось быдля этого несколько десятилетий или столетий. Однако биотический потенциал реализуется организмами со значительнойстепенью полноты только в отдельных случаях и в течение короткихпромежутков времени. Например, если быстроразмножающиеся организмы(насекомые, микроорганизмы) осваивают какой-либо субстрат или среду, гденет конкурентов. Такие условия создаются, в частности, при освоенииэкскрементов крупных животных насекомыми, при размножении организмов всредах, богатых питательными веществами, например, в загрязненныхорганическими и биогенными веществами водоемах и т.п. В этом случаеувеличение численности идет по J-образной кривой. Такой тип роста носитназвание экспоненциального. Близкий к экспоненциальному тип ростахарактерен в настоящее время для популяции человека. Он обусловлен преждевсего резким снижением смертности в детском возрасте. Для человекахарактерна кривая выживаемости потомства первого типа (рис. 3).[pic] Рис.3. Экспоненциальная (А) и логистическая (Б) кривые роста популяций Для большинства же популяций и видов выживаемость характеризуетсякривой второго типа, которая отражает высокую смертность молодых особей илиих зачатков (яйца, икринки, споры, семена и т.п.). При таком типевыживаемости (смертности) численность популяции обычно выражается S-образной кривой (см. рис. 3). Такая кривая носит название логистической. Нои в этом случае периодические колебания численности особей значительны.Такие отклонения от средней численности имеют сезонный (как у многихнасекомых), взрывной (как у некоторых грызунов – лемминги, белки) илипостепенный (как у крупных млекопитающих) характер. Численность при этомможет существенно отличаться от средних значений: для насекомых – в 107 –108 раз, для позвоночных животных, например, грызунов, – в 105 – 106 раз. Периоды резкого изменения численности носят название "популяционныхволн", "волн жизни", "волн численности". Причины таких колебаний до концанеясны. В одних случаях их связывают с пищевым фактором, в других – спогодными (климатическими) явлениями (например, для леммингов – сколичеством тепла, приносимого Гольфстримом), в-третьих, – с солнечнойактивностью или комплексом взаимосвязанных факторов, что наиболее вероятно. Резкие изменения численности относительно средних значений имеют обычноотрицательные следствия для жизни популяций: при высокой численности – из-за ослабления всех особей в результате недостатка пищи, самоотравлениясреды, возможных массовых заболеваний и т.п.; при низкой численности – из-за превышения порога ее минимальных значений. В целом можно выделить динамику популяций независимую от плотности(численности) ее особей и зависимую от плотности. Для первого типахарактерна отмеченная выше экспоненциальная кривая роста. Для второго –логистическая кривая. Соответственно различаются и механизмы (факторы),оказывающие влияние на плотность (численность) особей. При независимом отплотности типе изменения численности обусловливаются в основномабиотическими факторами (погодные явления, наличие пищи, различного родакатастрофы и т.п.). Эти факторы могут обеспечивать условия как длянеограниченного, хотя и кратковременного, роста популяций, так и дляснижения их численности до нулевой. Группы этих факторов обычно называютмодифицирующими (лат. модификацио – изменение). Зависимая от плотности динамика популяций обеспечивается биотическимифакторами. Их называют регулирующими. Они "работают" по принципу обратнойотрицательной связи: чем значительнее численность, тем сильнее срабатываютмеханизмы, обусловливающие ее снижение, и наоборот – при низкой численностисила этих механизмов ослабевает и создаются условия для более полнойреализации биотического потенциала. Факторы такого типа лежат в основепопуляционного гомеостаза, обеспечивающего поддержание численности вопределенных границах значений. К числу регулирующих факторов относится, в частности, взаимоотношениеорганизмов типа хищник – жертва. Высокая численность жертвы создает условия(пищевые) для размножения хищника. Последний, в свою очередь, увеличивчисленность, снижает количество жертвы. Численность обоих видов врезультате этого носит синхронно-колебательный характер. Регулирующиефакторы, в отличие от модифицирующих, никогда не доводят численностьпопуляций до нулевых значений вследствие того, что сила их действияуменьшается по мере уменьшения численности популяций. Вообще действие регулирующих факторов можно рассматривать на уровнемежвидовых и внутривидовых (внутрипопуляционных) взаимоотношенийорганизмов. К межвидовым механизмам гомеостаза относятся -отмеченные вышевзаимоотношения типа хищник – жертва. В таком же плане действуют ивзаимоотношения паразит – хозяин. При высокой численности создаются условиядля увеличения количества паразитов и паразитарных заболеваний, как врезультате скученности, так и вследствие ослабления организмов. Кмежвидовым механизмам относится также конкуренция, острота которойнаходится в прямой зависимости от численности организмов. Конкуренция лежит и в основе внутрипопуляционного гомеостаза. Она здесьможет проявляться в жестких и смягченных формах. Жесткие формы обычнозаканчиваются гибелью части особей. В растительном мире это проявляется вявлениях так называемого самоизреживания фитоценозов. Например, на стациивсходов и молодых растений в лесных сообществах на одном гектаренасчитывается до нескольких сотен тысяч древесных растений. К возрастуспелости (100 – 120 лет для хвойных видов и 50 – 70 лет для лиственных)число экземпляров обычно не превышает 1000 на 1 га, но чаще исчисляетсянесколькими сотнями. Остальные погибают в результате острой конкурентнойборьбы (рис. 11). В результате этого процесса, с одной стороны,освобождается пространство для остающихся более сильных особей, а с другой– ослабленные и погибающие особи выполняют положительную роль длясохранения популяции через включение в процессы круговорота, обогащениепочвы минеральными веществами и гумусом. Часть ослабленных особей еще прижизни становится донорами для питания более сильных экземпляров. Этовозможно в результате имеющего место срастания корней. Частнымподтверждением таких явлений служат не единичные случаи нарастания годичныхколец на пнях деревьев ("растущие пни"). В животном мире результат острой внутривидовой борьбы проявляется частов форме каннибализма (поедания себе подобных). Такие явления наиболее частысреди хищников. Например, взрослые окуни при высокой численности популяции,особенно в небольших водоемах, начинают питаться мальками своего вида.Явления каннибализма характерны также для некоторых грызунов, личинокнасекомых, особенно в случаях существования в ограниченном пространстве.Поедание потомства домашними животными, по-видимому, один из случаеватавизма данного явления, которое раньше имело место в природныхпопуляциях. Смягченные формы внутривидовой конкуренции проявляются обычно черезослабление части особей, выключения их из процессов размножения. Случаигибели особей при таких формах борьбы менее вероятны. К таким механизмамвнутрипопуляционного гомеостаза относятся угнетающие (ингибирующие)выделения во внешнюю среду более сильными особями, стрессовые явления,разграничение территорий (территориальность), миграции между популяциями. Выделения во внешнюю среду характерны как для растительных, так и дляживотных организмов. Показано, в частности, что молодое поколение леса непоявляется под материнским пологом, либо находится в сильно угнетенномсостоянии не только и результате дефицита светового и других факторов(минеральное питание, влагообеспеченность и т.п.). Опытным путем былоустановлено, что в этих процессах существенную роль играют ингибирующиевыделения корней, а в ряде случаев атмосферные осадки, обогащенныехимическими элементами и соединениями, вымывающимися из надземных органоввзрослых растений. Препятствием для молодого поколения также может являтьсямощный слой слаборазложившемся мертвого органического вещества (леснойподстилки), препятствующий прорастанию семян и укор«нению всходов. В спелыхлесах сила влияния этих факторов обычно уменьшается, и молодое поколениепостепенно сменяет теряющих конкурентную способность особей. На примере лабораторных животных (крысах, мышах) показано, что воздух,подаваемый из помещений, где имеет место перенаселенность, в помещения, гдеживотные свободно размещаются и нормально развиваются, приводит кзамедлению роста и угнетению последних. Аналогичные результаты наблюдалисьв опытах с головастиками лягушек, когда в аквариумы, где они хорошоразвивались, добавляли воду из аквариумов, в которых плотность организмовбыла чрезвычайно высокой. Явления территориальности наиболее четко выражены в животном мире. Сюдаотносятся различные способы охраны занимаемых территорий. Например, пениептиц – это прежде всего сигнал о занятости территории в период размноженияи последующего выкармливания потомства. У кошачьих и собачьихтерриториальиость проявляется через мечение границ участков выделениемжелез, мочой или механическими отметинами на деревьях, почве и т.п. При высокой скученности особей в популяциях регулирующим механизмомчисленности могут являться стрессовые явления. Они наиболее характерны длямлекопитающих. При стрессах обычно часть особей снижает или теряетрепродукционные функции (выключается из процессов размножения). Болеесильные особи в меньшей степени подвержены стрессу и его следствиям. Приослаблении или прекращении стрессовых явлений организмы обычновосстанавливают функции жизнедеятельности и репродукционного процесса. Миграции, как фактор гомеостаза, проявляются чаще всего в двух видах.Первый из них относится к массовому исходу особей из популяции при явленияхперенаселенности (нашествия). Такие явления особенно характерны длялеммингов, белок и некоторых других видов с взрывным типом динамикичисленности. Особи, оставившие популяцию, (как правило, молодняк) обычно невозвращаются на прежнее место. Значительное количество их погибает приподобных перемещениях. Второй вид миграций связан с более постепенным (спокойным) уходом частиособей в другие популяции с меньшей плотностью населения. Вообще и при численности, близкой к оптимальной, популяции обмениваютсяособями. Это важно как для исключения или уменьшения вероятностиблизкородственного скрещивания, так и для обмена информацией, которая имеетсвою специфику в разных популяциях. Неоднозначны реакции популяций на иммигрантов. В периоды высокойчисленности они препятствуют вселению особей из других популяций. Принизкой численности имеет место явление противоположного порядка: резкоуменьшается количество особей, оставляющих популяции, снимаются механизмы,препятствующие вселению особей из других популяций (иммигрантов). Среди насекомых выселительная способность связана часто с появлениемспецифических особей, выделяемых обычно в отдельную фазу, характеризующихсябольшей подвижностью, стремлением к перемещениям. У тлей, например,появляется фаза с хорошо развитыми крыльями, у пустынной саранчи, кромелучшего развития летательного аппарата, подвижность увеличивается за счетболее темной окраски и в связи с этим лучшей прогреваемости тела, что дляхолоднокровных организмов является важнейшим фактором усиления активности. Ясно, что гомеостаз в полной мере проявляется, если срабатывают всемеханизмы, лежащие в его основе. Например, не нарушается резко соотношениечисленностей хищников и жертв, не имеет места действие факторов,ослабляющих популяции (загрязнение, нарушение местообитаний и др.), непревышаются критические пределы численности и т.п. В настоящее время подобные нарушения гомеостатических механизмоввызываются в большинстве случаев антропогенными факторами. В связи с этимодной из важнейших задач человека является исключение или резкое снижениедействия подобных факторов. Решение вопросов такого плана относится, преждевсего, к области прикладной экологии.----------------------- Микроорганизмы (микробоценоз) Биоценоз Животный мир (зооценоз) Растительность (фитоценоз) Почвенные факторы (эдафотоп) Климатические факторы (климатоп) Экотоп (биотоп) Гидрологические факторы (гидротоп) БИОГЕОЦЕНОЗ (экосистема)

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад доклад по физике на тему: «сверхпроводники»
Доклад по физике на тему: «сверхпроводники» [pic]Выполнил ученик 10«А» классаШколы№528 цао города москвысаная А. Г. Москва 14. 03....

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад По биологии на тему: «Заповедная мещера»

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад на тему: «Опухолевые антигены как мишени для иммунотерапии раковых заболеваний»
...

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconРаботы
Формы участия в работе конференции: доклад на пленарном заседании, доклад на секционном заседании, стендовый доклад, участие в работе...

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад на тему "Принципы построения и структура информационно-справочной...
...

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconГлобальных тенденций мирового развития до 2030 года. Доклад основан...
Национальный совет по разведке США подготовил обширный доклад с прогнозами и различными сценариями ситуации в мировой экономике,...

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconЗаявка на доклад
Докладчик, желает сделать доклад на Бизнес-форуме «Call Centers & crm euro 2012 Kyiv», проводимом ООО «Агентство Новый Взгляд»

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconРегламент : доклад на пленарном заседании до 15 минут, секционный доклад до 10 минут
Международная научная конференция «Деятельность литературного музея в современных условиях»

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад на тему «Фотосинтез»

Доклад по биологии на тему: Экологическая характеристика популяции Доклад iconДоклад на тему: «Генетика»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<