Тема: «Популяция как форма существования вида и как особая генетическая система. Популяция – структурная единица вида
Правило объединения в популяции было сформулировано в 1903г. С.С. Четвериковым:
индивиды любого вида живого всегда представлены в природной среде на изолированными отдельностями, а только их определенным образом организованными совокупностями.
Особи любого живого вида распределены в пределах ареала неравномерно, образуя сгущения и относительно разреженные участки. «Центры плотности « каждого вида и образуют, как правило, популяции, которые являются элементарной структурой вида, формой в которой вид существует в природе.
По определению академика С.С. Шварца , популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
В современном представлении популяция - это минимальная самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале), отделенная от других популяций той или иной формой изоляции, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу. У растений совокупность особей одного вида среди особей другого вида называют ценопопуляцией .
При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Генетическая цель популяции – оставление жизнестойкого потомства при максимальном использовании ограниченных ресурсов среды.
Популяция является элементарной микроэволюционной структурой . Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом.
Основным экологическим свойством популяции является способность к беспрерывному изменению, движению, динамике, что сильно влияет на другие экологические характеристики популяции:
· структурно-функциональную организованность;
· численность и ее динамику;
· биологическое разнообразие;
· величину занимаемого пространства;
· устойчивость системы.
Характеристики популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, условия при которых формируются популяции изучает раздел экологии, называемый демэкология (от греч. демос – народ). При этом приоритетной для демэкологии проблемой являются биотические взаимоотношения.
| Предыдущие материалы: |
Этот видеоурок будет полезен тем, кто хочет самостоятельно пройти изучить тему «Популяция как форма существования видов в природе». Вы сможете узнать о том, что популяция - это привычная форма существования вида. Так же вас ждет рассказ об особенностях популяций, их классификации.
Самые заботливые по отношению к своим жертвам хищники - львы. Охотничья территория льва состоит из нескольких участков. Гигантские кошки постоянно перемещаются между ними. Если охота была неудачной, то хищники идут испытать счастье в другом месте. Но и при успешной охоте львы уходят на расстояние около пяти километров. Это необходимо, чтобы успокоить травоядных - их будущую добычу, оставшуюся в живых. Продолжение охоты на том же самом месте привело бы к усилению стресса, тревожности и осторожности зебр и антилоп, а будущие вылазки стали бы значительно труднее. Так в результате взаимодействия популяции хищников и травоядных на протяжении сотен тысяч лет достигли гармонии.
Виды в природе всегда существуют в форме популяций . Взаимодействие между видами осуществляют особи различных популяций. Длительные биотические связи выстраиваются в биоценозах только между популяциями.
Популяция - это группа особей одного вида, существующая некоторое продолжительное время на определенной территории. Любой вид состоит из популяций, потому что занимаемое им на земном шаре пространство или ареал - неоднородно по условиям, и это проявляется на равномерности распределения вида.
Итак, популяция - это форма существования видов в природе. Разные виды популяций связаны между собой постоянно либо эпизодически перемещением или заносом их зачатков (семян, спор и т.д.).
Результаты взаимодействия и популяций разных видов сообщества различны. Так, например, хищники являются своего рода оздоровителями и санитарами популяций жертв (http://www.avifarm.ru/page.php?al=popviduroven). Уничтожая в первую очередь больных и слабых, они, таким образом, ведут отбор на выживаемость вида и приобретение им более совершенных адаптаций.
Контакт между особями хищника и его жертвы кратковременный, и заканчивается обычно гибелью последней. Связи же между популяциями хищника и жертвами длительны и постоянно поддерживаются обоими видами.
Осваивая определенную территорию и размножаясь на ней, представители популяции вступают между собой в разнообразные отношения. Популяция проявляет практически все формы биотических связей, но при этом превалируют конкуренция и мутуализм. Эти прямо противоположные взаимоотношения сложно сочетаются в пределах вида. Это явление можно рассмотреть на примере пространственных отношений в популяции.
Каждый вид создает особую систему пространственных взаимоотношений. Для многих животных характерно так называемое территориальное поведение. Животные чувствуют себя хозяевами некоторого участка: живут на нем, собирают корм, выводят потомство, охраняют этот участок от вторжений соседей, при этом, в свою очередь, соседи обмениваются сигналами об опасности, контактируя друг с другом, и часто могут собираться на нейтральных территориях.
Подросшая молодежь ищет для себя новые участки обитания или занимает освободившиеся от старших. Вся пригодная территория оказывается поделенной, и ресурсы используются рационально и полностью.
Система использования пространства строится не только на отношениях между особями популяций. В ее основе лежит как внутривидовая конкуренция, так и взаимопомощь - мутуализм.
Каждая популяция одного вида является единой, целостной, и является надорганизменной живой системой, т.е. биосистемой. В зависимости от взаимодействия со средой, ее состояние может быть различным. Чтобы охарактеризовать популяцию, нельзя ограничиваться лишь описанием качеств отдельных ее особей. Нужны групповые характеристики, выражающие особенности существования популяции в данных условиях. Так, демографические показатели (от греч. «демос» - народ) отражают количество особей в популяции и возможности воспроизводства в данных экологических условиях. Все основные экологические характеристики популяции - количественные. Самая главная характеристика, на которую обращают внимание, - численность популяции.
Численность популяции - количество особей в целом, которая находится в данной популяции. Численность сразу показывает благоприятные или нет условия проживания популяции на занимаемой территории.
Абсолютное число особей в каждой популяции считать чаще всего бывает нелегко, например, число всех мышей в поле или щук в озере. Поэтому используют другой показатель - плотность популяции. Она отражает среднее число особей, приходящихся на условно выбранную единицу пространства (их легко учесть: квадратный метр, квадратный километр площади, или литр, кубометр объема и т.д.).
Соотношение особей по полу или возрасту отражает демографическую структуру популяции (половую и возрастную). Демографические показатели, такие как рождаемость, смертность и разница между ними, то есть выживаемость, важны для предсказания конкретных популяций.
Большое значение в определении судьбы популяции имеет ее возрастная структура. Состояние популяции сильно зависит от доли особей, приступивших к размножению, количества молодняка, а также процента особей, закончивших размножаться, и т. д.
При выращивании животных и растений, сбережении редких видов в заповедниках, а также организации искусственных биоценозов, очень важно учитывать возрастную структуру популяции. Еще одной из важнейших характеристик популяции является ее пространственная структура, то есть взаимоотношение особей конкретной популяции на определенной территории. Это связано с использованием природных ресурсов, необходимых для жизни.
Популяции животных имеют разную структуру и по характеру взаимоотношений между отдельными особями.
У некоторых видов все особи живут в одиночку, встречаясь лишь на период размножения. У других популяции включают такие объединения, как семьи, стада, стаи или колонии со своими сложными связями. Эти особенности характеризуют так называемую поведенческую, или этологическую структуру популяции (от греч. «этос» - обычай, нрав и «логос» - учение).
Состояние популяций
Если в популяции многолетних деревьев большинство особей проходят все стадии развития, начиная от рождения и заканчивая смертью, то такая популяция считается нормальной и устойчивой. Если она представлена лишь в виде семян, зачатков или проростков, а цветущих и плодоносящих особей мало или их нет вовсе - это популяция внедряющего типа. Если же, наоборот, большинство особей - старые, уже не плодоносящие, то популяция, которую они образуют, является стареющей, и в ближайшем будущем выпадет из биогеоценоза.
Территориальное поведение
Территориальное поведение характерно для птиц в период выведения птенцов и строительства гнезда, для многих оседло питающихся, таких как мыши, сурки, суслики, соболи, куницы и т.д., для ящериц, рыб и даже : на территории они чувствуют себя в безопасности, потому что прекрасно знают, где можно найти пищу, а где укрыться. Способы охраны участков у разных видов животных различны: прямая агрессия, драки, чаще просто агрессивные демонстрации угрозы либо звуки. Кочующие животные также закономерно используют пространство, они регулярно перемещаются по более обширным территориям и возвращаются на прежние места для восстановления там ресурсов. Кочуют животные только группами, стадами или стаями, так как в одиночку они не в состоянии успешно защищаться от хищников, попадая на новую территорию.
Вопросы:
1. Какие вы можете назвать способы взаимодействия между популяциями?
2. Что такое территориальное поведение?
3. Как изменяется численность популяций во времени?
4. Как можно охарактеризовать состояние популяции?
Литневская Елена Федоровнаучитель биологии высшей категории
МОУ-СОШ с. Звонаревка
Урок биологии в 10 классе по теме:
«Популяция, как форма существования вида и как особая генетическая система»
Задачи. Повторить определение вида, видовые критерии. Сформировать знания о популяционной структуре вида, численности, половом и возрастном составе, поведенческих адаптациях, о популяции как генетической системе. Рассмотреть важнейшие экологические характеристики популяции: территорию, которую она занимает, численность, возрастной и половой состав, морфологические и другие особенности. Экологические характеристики дают возможность прогнозирования будущего вида или популяции.Проверить знания учащихся и повторить материал по теме "Биотические факторы среды".
Оборудование.
Мультимедийный проектор, компьютер, электронное учебное пособие «Биология лабораторный практикум. 6-11 класс», таблицы по общей биологии, кодограмма (приложение 1), можно использовать видеоматериалы, презентации.
Ход урока:
Повторение .
Компьютерное тестирование: приложение 3.
Устное повторение.
Представление презентаций по теме отдельными учащимися (по желанию)
Изучение нового материала.
Объяснение с помощью таблиц, кодограммы.
1. Экологическая характеристика вида
Живые организмы, живущие совместно в сообществе, принадлежат к различным видам. Особи различных видов отличаются друг от друга по ряду критериев и не скрещиваются друг с другом, особи одного вида характеризуются сходными видовыми критериями. Каждый вид занимает определенную территорию, ареал. В пределах ареала вид существует в виде популяций - структурных
и эволюционных
единиц
вида. Популяции организмов могут жить только в определенных экологических условиях, если группа популяций живет в географически однородной части видового ареала и отличается устойчивыми морфологическими особенностями от других популяций, то эта группа особей называется подвидом
.
Таким образом, к экологическим характеристикам вида относятся ареал , экологические условия , благоприятные для существования особей данного вида и популяционная структура вида . Например, зубры существуют на определенном ареале, предпочитают определенные условия обитания, в настоящее время известно несколько популяций зубров. У бизонов эти же характеристики будут уже другими.
К важным экологическим характеристикам многих видов относятся так же численность вида, половой и возрастной состав, поведенческие адаптации к сезонному изменению климатических факторов.
Численность. Для многих видов характерны периодические и непериодические вспышки численности. Циклические изменения с подъемом численности раз в 4 года характерны для леммингов, песцов, полярной совы. Сезонные колебания численности характерны для многих насекомых, мышевидных грызунов, птиц. Непериодические колебания наблюдаются редко, в результате воздействия комплекса благоприятных абиотических и биотических факторов для данного вида. Например, непериодические вспышки численности наблюдались у непарного шелкопряда, саранчи. Резкий подъем численности наблюдается и у видов, попавших в новые места обитания, классические примеры - размножение кроликов и опунции в Австралии, колорадского жука в Европе.
Половой состав. Соотношение зигот, из которых развиваются особи мужского и женского пола у большинства видов равное, но смертность самцов и самок неодинакова, например, смертность самцов обычно выше у фазанов, утки-кряквы, многих грызунов. Особенно наглядно влияние условий среды на половую структуру видов, в которых происходит чередование половых и партеногенетических поколений. Например, у дафний и тлей все лето популяции представлены только самками, размножающимися партеногенетически, осенью появляются самцы и зимуют оплодотворенные яйца.
Если численность вида невелика, то анализ возрастной структуры помогает прогнозировать численность вида во времени. Например, если преобладают старые особи, не способные размножаться, то это свидетельствует о неблагоприятных условиях и снижении численности. Преобладание молодых особей свидетельствует о благополучном состоянии вида и увеличении его численности.
Вид состоит из популяций, но представляет собой единое целое, так как особи разных популяций встречаются, скрещиваются, происходит постоянный обмен генами между различными популяциями. Целостность
вида
обеспечивается определенными внутривидовыми взаимоотношениями и в то же время вид репродуктивно изолирован от других видов. Для каждого вида характерен свой кариотип, вследствие различия в числе и строении хромосом особи разных видов не могут скрещиваться друг с другом и давать плодовитое потомство.
2. Экологическая характеристика популяции
Каждый вид существует в форме популяций. Любая популяция существует в определенном сообществе в конкретных условиях и приспособлена к совместной жизни с другими видами, она занимает в природном сообществе определенную экологическую нишу
. Экологическая ниша определяется всем комплексом факторов среды, необходимых для существования популяции, вида. Например, у лесных мышей в лесу - одна экологическая ниша, у синиц - другая, дождевые черви, живущие в почве леса, занимают третью экологическую нишу.
Структура популяций . Может быть пространственной, возрастной, половой и генетической . Пространственная структура: разные популяции одного вида занимают различные территории, и на этой территории особи могут располагаться как равномерно (деревья в сосновом лесу), так и мозаично (гнездовья грачей, поселяющихся колониями в рощах и парках). Экологи, изучая природное сообщество, определяют территорию, которую занимает популяция, изучается возрастная структура : соотношение молодых организмов, особей среднего возраста и старых, соотношение полов в популяции. Генетическая структура. Так как генофонд популяции представлен генотипами особей, ее составляющих, понятно, что генофонд разных популяций будет различным, частота встречаемости различных аллелей в разных популяциях будет разной. Важнейшим показателем является численность популяции - общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Для характеристики численности популяции удобно использовать такое понятие, как плотность популяции - число особей, которое приходится на единицу площади или объема. Все эти характеристики помогают оценить состояние популяции, прогнозировать ее будущее.
Численность популяции зависит от баланса рождаемости и смертности, которые, в свою очередь, зависят от абиотических и биотических факторов. При благоприятных климатических условиях и достаточном количестве пищи численность возрастает, при неблагоприятных - уменьшается. Если рождаемость превышает смертность - популяция растущая, если наоборот - популяция становится сокращающейся. Однако популяция - система саморегулирующаяся, существуют верхние и нижние пределы плотности, за которые она выходить не может. Дальнейшее понижение численности грозит вымиранием, при повышении численности выше верхнего предела иссякнет кормовая база, увеличится смертность и произойдет резкое уменьшение численности.
В целях сохранения и рационального использования видов необходимо знать экологические характеристики видов и популяций, знать способы регулирования численности, уметь прогнозировать будущее того или иного вида, особенно тех видов, которые имеют промысловое значение. К мерам, позволяющим сохранить и восстановить численность видов, относятся в первую очередь правильное ведение охотничьего хозяйства и рыбного промысла. Это сроки и места охоты, лицензии на право отстрела определенного количества животных, полный запрет охоты на малочисленные виды, планирование вылова и лов рыбы определенного возраста, воспроизводство малька промысловых видов рыб.
Закрепление . Выполнение учащимися лабораторной работы «Изучение свойств популяций». Работа с электронным учебным пособием «Биология лабораторный практикум. 6-11 класс».
Задание на дом. Изучить текст параграфа 25, ответить на вопросы.
Литература
Биология. Базовый уровень. 10 класс. Учебник для учащихся образовательных учреждений. Пономарева И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е.. Москва Изд. центр "Вентана-Граф" 2010.
Пименов А.В. Уроки биологии в 10 классе. Развернутое планирование. Ярославль. Академия развития, 2001 г.
Пехов А.П. Биология с основами экологии. Санкт–Петербург "Лань" 2000 г.
MULTIMEDIA
– ПОДДЕРЖКА КУРСА
Мультимедийный компакт диск
«Биология. Лабораторный практикум. 6-11 класс», Республиканский мультимедиа центр, 2004 г.
Приложение 1. Кодограмма к уроку.
Приложение 2. Карточка у доски.
Запишите номера вопросов,
против них - правильные ответы:
Как называются взаимоотношения, которые можно обозначить ++? Приведите примеры.
Как называются взаимоотношения, которые можно обозначить +-? Приведите примеры.
Как называются взаимоотношения, которые можно обозначить 0+? Приведите примеры.
Как называются взаимоотношения, которые можно обозначить 0-? Приведите примеры.
Как называются взаимоотношения, которые можно обозначить --? Приведите примеры.
Взаимоотношения между акулой и рыбой прилипалой. Данный тип взаимодействия называется:
Взаимоотношения между термитами и жгутиковыми простейшими. Взаимодействие благоприятно для обоих видов и обязательно. Данный тип взаимодействия называется:
Взаимоотношения между раком отшельником и актинией на его раковине. Взаимодействие благоприятно для обоих видов, но не обязательно. Данный тип взаимодействия называется:
Запишите ответы и садитесь на место.
Приложение 3. Тестовое задание.
Тест 1
. Взаимоотношения между популяцией лосей и синицами в лесу, ни одна популяция напрямую не влияет на другую. Данный тип взаимодействия называется:
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Протокооперация. 5. Нейтрализм.
Мутуализм. 6. Конкуренция.
Комменсализм. 7. Паразитизм.
Аменсализм. 8. Хищничество.
Популяция - это совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от других популяций той или иной формой изоляции. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе.
Популяция является элементарной эволюционной структурой. Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом.
Основными характеристиками популяции являются: плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и темп роста.
Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, колеблется и зависит от степени подвижности особей. Каждому виду присуща определенная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.
Численность - это общее число особей на выделяемой территории. Численность или число особей в популяции различно у разных видов и в значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации. Численность не может быть ниже определенных пределов, сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями.
Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие использовать даже ограниченные ресурсы среды для оставления потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.
Поддержание численности, оптимальной в данных условиях, называется гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций различны и осуществляются они через взаимоотношения особей между собой и с окружающей средой.
Рождаемость - это число новых особей, появившихся в результате размножения в единицу времени. Рождаемость определяется многими факторами, например, биологическим положением вида. Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок. В огромной степени рождаемость в природе определяется обеспеченностью пищей, возможностью выкормить потомство и влиянием природных условий.
Смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда
бывает выше, чем у взрослых особей. Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вызвана влиянием абиотических факторов среды (низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная или недостаточная влажность), биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания), антропогенными факторами (загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, деревьев).
Прирост популяции - это разница между рождаемостью и смертностью, прирост популяции может быть как положительным, так и отрицательным.
Темп роста популяции - это средний прирост популяции за единицу времени.
Возрастной состав - имеет важное значение для ее существования. При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав. В быстро растущих популяциях преобладают молодые особи, а в сокращающихся - старые, уже не способные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы.
Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуры популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой - под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяции имеет, таким образом, приспособительный характер. Разные популяции одного вида имеют как сходные особенности, так и отличительные, характеризующие специфику экологических условий в местах их обитания.
В целом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, на определенных территориях формируются приспособительные черты групповой адаптации популяции как надиндивидуальной системы.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Экология: экзаменационные ответы
На сайте сайт читайте: "экология: экзаменационные ответы"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Биосфера. Основные понятия и характеристики
Понятие о биосфере. Современные концепции биосферы
Структура биосферы
Функции биосферы
Границы жизни в биосфере
Круговорот веществ в биосфере
Биогенная
Человек и биосфера
Что изучает экология человека
Экологическая дифференциация человечества. Понятие об адаптивных типах
Человечество как экологический фактор
Связь между экологической ситуа
Основные методы экологии
Традиционное деление экологии на общую, (изучение основных принципов организации и функционирования биологических систем) и частную (изучение конкретных групп живых организмов) отражает не стольк
Среда обитания
Одним из важнейших понятий экологии является среда обитания. Среда - это совокупность факторов и элементов, воздействующих на организм в месте его обитания.
Любое живое существо живет в сл
Характеристика основных методов анализа и моделирования экологических процессов
Надорганизменные системы, которые изучает экология - популяции, биоценозы, экосистемы - чрезвычайно сложны. В них наблюдается огромное количество взаимосвязей, прочность и постоянство которых пост
Вид и его экологическая характеристика
Вид - элементарная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап в их эволюции.
Вид - это совокупность особей, обладающих сходством внутреннего и внешнего строения, би
Регуляция численности популяций в биоценозах
Современная теория динамики численности популяций рассматривает колебания численности популяции как авторегулируемый процесс. Выделяют две принципиально разные стороны популяционной динамики: моди
Характер связей между организмами в экосистеме
В состав любой экосистемы или биоценоза обычно входит множество видов растений, животных, грибов, бактерий, каждый из которых представлен здесь популяцией. Все живые организмы испытывают влияние
Гомеостатические реакции организмов на изменение экологической ситуации
Для большинства видов экологический оптимум биологической активности ограничен жесткими рамками. Сохранение должного уровня биологической активности, несмотря на колебания интенсивности экологич
Основные пути адаптации в экосистемах
Адаптация- это процесс приспособления строения и функций организмов (особей, популяций, видов) к меняющимся условиям среды. С течением времени любые условия существования изменяю
Концепция биогеоценоза
Всю полноту взаимодействия и взаимозависимости живых организмов и элементов неживой природы в области распространения жизни отражает концепция биогеоценоза В.Н. Сукачева.
Биогеоценоз - эт
Биоценоз и его главные характеристики
Биоценоз - это самоподдерживающаяся, саморегулирующаяся система, состоящая из определенного комплекса видов, в которой осуществляется круговорот веществ и энергии.
К важнейшим характерист
Понятие о динамике, или эволюции биоценозов
Биоценозы не остаются неизменными, они развиваются, эволюционируют, в них постоянно происходят изменения в состоянии и жизнедеятельности организмов и соотношении популяций. Все многообразные измене
Пищевые сети и цепи
Существование любого биоценоза возможно только при постоянном притоке энергии. По существу, вся жизнь на Земле существует за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующим
Экологическая пирамида. Правило экологической пирамиды
Экологическая пирамида - это графическое изображение потерь энергии в цепях питания.
Цепи питания - это устойчивые цепи взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих материалы и энер
Сравнение биоценоза и агроценоза. Пути повышения продуктивности агроценоза
Агроценоз- это биоценоз, искусственно созданный человеком для своих целей с определенным уровнем и характером продуктивности.
В настоящее время агроценозами занято около
Понятие «биосфера». Современные концепции биосферы
Биосфера - это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами и активно преобразующаяся ими. Термин «биосфера» предложен австралийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. для обозначения оболо
Структура биосферы
Биосфера- это часть оболочек земного шара, населенная живыми организмами, т.е. часть атмосферы, гидросферы и литосферы.
Атмосфера- воздушная оболочка Зе
Функции биосферы
Главную роль в теории биосферы В.И. Вернадского играет представление о живом веществе и его функциях.
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов.
Границы жизни в биосфере
В.И. Вернадский определил биосферу как термодинамическую оболочку с температурой от -50 до +50 градусов и давлением около 1 атмосферы. Эти условия и определяют границы жизни для большинства органи
Круговорот веществ в биосфере
Главная функция биосферы заключается в осуществлении круговорота химических элементов. Глобальный биотический круговорот совершается при участии всех населяющих планету организмов. Он заключаетс
Биогенная миграция атомов
В.И. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, основа которой - взаимодействие живого и косного вещества: «живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и эн
Основные этапы эволюции биосферы
Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов: естественных геологических и климатических изменений на планете и изменений видового со
Понятия о биогенезе и ноогенезе
В настоящее время наиболее актуальным становится разработанное В.И. Вернадским учение о биосфере и неизбежности ее эволюционного превращения в принципиально измененную оболочку Земли, управляему
Условия устойчивости, стабильности биосферы
Биосфера выступает как огромная, чрезвычайно сложная экологическая система, работающая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех ее составляющих частей и процессов.
Стабильнос
Характеристика потока энергии в биосфере
Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Более 99% энергии, поступающей на поверхность Земли, составляет из
Характеристика химического состава атмосферы как геосферы и части биосферы
Атмосфера Земли - это газовая оболочка, окружающая Землю. Атмосферой называют ту область вокруг Земли, в которой газовая среда вращается вместе с ней как единое целое. Масса атмосферы составляет 5,
Характеристика химического состава гидросферы как геосферы и части биосферы
Гидросфера - водная оболочка Земли. Вследствие высокой подвижности воды проникают повсеместно в различные природные образования. Вода находится в виде паров и облаков в земной атмосфере, формируе
Характеристика химического состава литосферы как геосферы и части биосферы
Земная кора- наиболее неоднородная оболочка Земли, образованная различными минеральными ассоциациями в виде осадочных, изверженных и метаморфических горных пород, различных форм за
Характеристика биомассы поверхности суши, почвы и Мирового океана
Биомассой называют количество живого вещества всех групп растительных и животных организмов в биосфере. Общая масса живого вещества на Земле была впервые подсчитана В.И. Вернадским, который в 1927
Ресурсы биосферы и современные демографические проблемы
С философской и экономической точек зрения, главной причиной ухудшения экологической инфраструктуры среды обитания человека следует считать процессы резкого расхождения интересов технократических
Закономерности зависимости организмов от факторов среды
В связи с деятельностью живого вещества планеты формируется современный химический состав атмосферы и растворенного вещества гидросферы. Поскольку все участки биосферы формируются в результате де
Сущность концепции экологического риска
Природная среда представляет человеку условия обитания и ресурсы для жизнедеятельности. Развитие хозяйственной деятельности человека улучшает условия существования людей, но требует увеличения р
Особенности экологии городов и крупных сельскохозяйственных районов
Экологические проблемы городов, главным образом, наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий,
Понятие о стратегии устойчивого экологического развития
Впервые идея разработки Всемирной стратегии охраны природы была выдвинута в конце 70-х годов международными организациями: Международным союзом охраны природы и природных ресурсов (МСОП), Программ
Экологические принципы охраны человека и природы
С точки зрения философии принцип целесообразности должен быть принят в качестве определяющего критерия организации. Принимая этот критерий за основной, понятие организации можно определить как цел
Понятие об экологическом кризисе
Качественно новый этап в развитии биосферы наступил с возникновением человеческого общества. На новых этапах антропогенеза интенсивность воздействия людей на среду обитания не отличалась от воздейс
Экологические принципы природопользования
Развитие человеческого общества невозможно без взаимодействия с окружающей средой, без воздействия на природу, без использования ее ресурсов. Человек получает от природы все необходимое для жизни
Понятия о биогеохимических провинциях и геохимических заболеваниях
Территории на земном шаре, на которых вследствие естественного неравномерного распределения химических элементов в литосфере, гидросфере и атмосфере наблюдается недостаток или избыток какого-то х
Экологическая экспертиза, ее цели и задачи
Важной функцией государственного экологического кон троля является экологическая экспертиза как комплекс мер юридического и экономического характера. Ее механизм воплощает три основных компонента:
Экологическая преступность. Виды экологических преступлений
Экологическая преступность- сложная совокупность экологических преступлений, то есть общественно опасных, виновных, противоправных, причиняющих вред окружающей природной среде и з
Понятие об экологическом паспорте предприятия
Комплексные экологические требования применительно к каждому отдельному предприятию конкретизируются в его экологическом паспорте. Экологический паспорт промышленного предприятия-
Что изучает экология человека
В настоящее время термином «экология человека» обозначают область экологии, касающуюся взаимодействия человека с окружающей средой. Особенностью экологии человека как самостоятельной науки являетс
Экологическая дифференциация человечества. Понятие об адаптивных типах
Результатом действия природных факторов на протяжении истории человечества является экологическая дифференциация населения земного шара, подразделение его на адаптивные типы.
Ада
Человечество как экологический фактор
Человек в окружающей среде, с одной стороны, является объектом взаимодействия экологических факторов, с другой - сам оказывает воздействие на среду. С этой точки зрения человек и человечество в ц
Связь между экологической ситуацией и здоровьем населения. Причины и типы основных патологий
В нынешних условиях развития общества на первое место выдвигаются не количественные показатели потребления экономических благ на душу населения, а качественные, и среди них важнейшее значение имее
Изменение климата в результате деятельности человека
За последние 5 лет стало очевидно, что человеческая деятельность оказывает заметное влияние на глобальный климат, так как в результате сжигания ископаемого топлива, изменений в землепользовании и
Кислотные дожди
Одной из важнейших (глобальных) проблем является дальний перенос в атмосфере различных загрязняющих веществ. Впервые проблема дальнего переноса возникла в связи с распространением на большие расст
Разрушение озонового слоя
Одной из глобальных проблем является разрушение озонового слоя Земли. Озон образуется в стратосфере из молекулярного кислорода путем присоединения к нему атомарного кислорода, который образуется
Смог и фотохимический туман
В ряде городов атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклонал
Пути поступления вредных веществ в организм
Вредные вещества могут поступать в организм тремя путями: через легкие при вдыхании, через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой, через неповрежденную кожу путем резорбции.
Поступлени
Распределение, превращение и выделение ядов из организма
Поступившие в организм вредные химические вещества подвергаются разнообразным превращениям, почти все органические вещества вступают в различные химические реакции: окисления, восстановления, гид
Комбинированное действие вредных веществ
В настоящее время, в связи с развитием промышленности и нарастанием процессов урбанизации, создаются условия поступления в организм человека одновременно нескольких или многих вредных химических в
Принципы нормирования химических веществ в окружающей среде
Каков же предел содержания химических веществ в окружающей среде, где количественные границы этого предела для безопасности жизнедеятельности? В связи с этой проблемой и возникло понятие предельн
Основные экологические нормативные показатели
Основными экологическими нормативными показателями предприятий, технических средств, технологий являются предельно допустимые выбросы и предельно допустимые сбросы.
Предельно допустимый
Порядок определения платы за загрязнение окружающей среды
В соответствии с Порядком определения платы за загрязнение окружающей среды, размещение отходов, другие виды вредной деятельности, введенным постановлением Правительства РФ, с августа 1992 года у
Основные положения экологического законодательства
Законодательство в области экологической безопасности представляет сложную систему, включающую все нормативно-правовые акты и нормы законодательства страны, предметом регулирования которых являют
Правовые аспекты охраны лесов
Лесное законодательство Российской Федерации направлено на обеспечение рационального и неистощительного использования лесов, их охрану, защиту и воспроизводство, исходя из принципов устойчивого у
Основные правовые принципы и положения в области охраны животного мира и особо охраняемых природных территорий
Основными принципами в области охраны и использования животного мира, сохранения и восстановления среды его обитания являются:
обеспечение устойчивого существования и устойчивого исполь
Основные принципы государственного законодательства в области охраны атмосферного воздуха
Государственное управление в области охраны атмосферного воздуха основывается на следующих принципах:
приоритет охраны жизни и здоровья человека, настоящего и будущего поколений;
Основы реализации, цели водного законодательства Российской Федерации
Водное законодательство Российской Федерации регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную водную среду; п
Техногенные системы и их взаимодействие с окружающей средой
Современная научно-техническая революция значительно усложняет взаимоотношения между обществом, производством и природой. Современные масштабы производственной деятельности, объемы которой удваи
Мониторинг окружающей среды. Цели, задачи, объекты исследования
Важнейшим вопросом стратегии регулирования качества окружающей природной среды (ОПС) является вопрос создания системы, способной определять наиболее критические источники и факторы антропогенного
Виды мониторинга окружающей среды
Мониторинг состояния окружающей среды предусматривает постоянное наблюдение за процессами, происходящими в природе и техносфере, с целью предвидения изменений их качества, ухудшения среды обитан
Существующие уровни мониторинга окружающей среды и его организация
Эффективность любой системы (вида) мониторинга во многом определяется его организацией, что представляет собой сложную, многоплановую задачу.
Прежде всего, сложность организации мониторинг
Правило объединения в популяции было сформулировано в 1903г. С.С. Четвериковым:
индивиды любого вида живого всегда представлены в природной среде на изолированными отдельностями, а только их определенным образом организованными совокупностями.
Особи любого живого вида распределены в пределах ареала неравномерно, образуя сгущения и относительно разреженные участки. «Центры плотности « каждого вида и образуют, как правило, популяции, которые являются элементарной структурой вида, формой в которой вид существует в природе.
По определению академика С.С. Шварца , популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
В современном представлении популяция - это минимальная самовоспроизводящаяся совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале), отделенная от других популяций той или иной формой изоляции, образующая генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу. У растений совокупность особей одного вида среди особей другого вида называют ценопопуляцией .
При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. Генетическая цель популяции – оставление жизнестойкого потомства при максимальном использовании ограниченных ресурсов среды.
Популяция является элементарной микроэволюционной структурой . Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом.
Основным экологическим свойством популяции является способность к беспрерывному изменению, движению, динамике,что сильно влияет на другие экологические характеристики популяции:
структурно-функциональную организованность;
численность и ее динамику;
биологическое разнообразие;
величину занимаемого пространства;
устойчивость системы.
Характеристики популяции, внутрипопуляционные группировки и их взаимоотношения, условия при которых формируются популяции изучает раздел экологии, называемый демэкология (от греч. демос – народ). При этом приоритетной для демэкологии проблемой являются биотические взаимоотношения.
Показатели популяций.
Являясь групповыми объединениями особей, популяции обладают рядом специфических показателей, которые не присущи каждой отдельно взятой особи. Основными количественными характеристиками популяции являются:
плотность,
численность,
рождаемость,
смертность,
возрастной состав,
характер распределения в пределах территории,
темп роста.
При этом выделяют 2 группы показателей – статические и динамические (эмерджентные).
Состояние популяции в данный момент времени характеризуют статические показатели . К ним относятся следующие.
Численность - это общее число особей на выделяемой территории или в данном объеме. Этот показатель популяции никогда не бывает постоянным, а изменяется в пределах определенного диапазона. В соответствии с правилом максимума размера колебаний численности (плотности) популяционного населения Ю Одума , существуют определенные верхние и нижние пределы для размеров численности (плотности) популяции, которые соблюдаются в природе или которые теоретически могли бы существовать в течение сколь угодно длительного отрезка времени в условиях стабильности среды обитания.
Численность различна у разных видов и в значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации, что сказывается на соотношении интенсивности размножения (плодовитости) и смертности.
К. Фридерихсом в 1927 г. была сформулирована теория биоценотической регуляции численности популяции : регулирование численности популяции есть результат комплекса воздействий абиотической и биотической среды в местообитании вида.
Размеры популяции возрастают за счет иммиграции из соседних популяций и за счет размножения особей. Общая численность (и плотность) населения популяции регулируется правилом максимальной рождаемости (воспроизводства): в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей.
Максимальная рождаемость возможна только в идеальной системе, т.е. при отсутствии факторов среды, сдерживающих рост численности и размножение ограничено только физиологическими особенностями вида. В реальных условиях существует экологическая или реализуемая рождаемость.
Уменьшение размеров популяции происходит в результате смертности и эмиграции особей.
Таким образом (слайд),
Изменение численности популяции
Численность не может быть ниже определенных пределов, сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие использовать даже ограниченные ресурсы среды для оставления потомства.
У растений, как правило, учитывают не число особей, а биомассу , т.е. общее количество органического вещества всей совокупности тех или иных организмов с заключенной в нем энергией, выражаемое в единицах массы или энергии в пересчете на живое или сухое вещество, а также отнесенное к единице площади или объема.
Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема, занимаемого популяцией пространства. Плотность популяции также изменчива, она зависит от численности, что отражено в правиле максимума размера колебаний численности (плотности) популяционного населения Ю Одума и в правиле максимальной рождаемости . В случае возрастания последней плотность популяции не увеличивается лишь в том случае, если возможно расселение, т.е. расширение ареала.
Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, колеблется и зависит от степени подвижности особей. Каждому виду присуща определенная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей.
К динамическим (эмерджентным) показателям относятся следующие.
Рождаемость (плодовитость) - это число новых особей, появившихся в результате размножения за единицу времени. Живые организмы обладают огромной способностью к размножению. Она характеризуется так называемым биотическим потенциалом , представляющим собой скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи одного вида могут покрыть земной шар ровным слоем. Это важнейший, хотя и условный показатель.
Например, биотический потенциал:
у слона – 0,3 м/с;
для некоторых бактерий – несколько сот м/с.
Самка косули способна произвести за жизнь 10-15 козлят.
Один одуванчик менее, чем за 10 лет способен заселить своими потомками земную поверхность, если все семена прорастут Р. Дажо, 1975г.).
Рыба-луна откладывает за жизнь до 3 млрд икринок.
На практике такая громадная плодовитость никогда не реализуется.
Рождаемость определяется многими факторами:
биологическим положением вида: низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве;
скоростью полового созревания,
числом генераций в году,
соотношением в популяции самцов и самок.
обеспеченностью пищей,
возможностью выкормить потомство,
влиянием природных условий.
Смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда бывает выше, чем у взрослых особей. Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вызвана:
влиянием абиотических факторов среды (низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная или недостаточная влажность),
биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания),
антропогенными факторами (загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, деревьев).
Прирост популяции - это разница между рождаемостью и смертностью, прирост популяции может быть как положительным, так и отрицательным.
Темп роста популяции - это средний прирост популяции за единицу времени.
