Экология популяции

Цель занятия -изучить структуру и динамику популяции, внутривидовые и межвидовые отношения в популяции. Кривые выживаемости популяции. Определить понятие «гомеостаз популяции».

Популяция (от латинского populus – народ, население) – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует и занимает определенную часть ареала относительно обособленно от других особей того же вида. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе.

В популяции действует борьба за существование, а также естественный отбор, благодаря которым выживают и оставляют потомство лишь особи с полезными в данных условиях изменениями. Таким образом, популяция представляет единицу эволюции, обладает многими признаками, которые характеризуют группу как целое, а не отдельно взятые особи.

Групповые особенности – это основные характеристики популяции. К ним относится численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост, темпы роста.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям составляют структуру популяции. Структура популяции формируется на основе общебиологических свойств вида, а также под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов.

В популяции имеют место внутривидовые и межвидовые конкурентные отношения в популяции. Среди внутривидовых отношений наиболее часто встречаются: внутривидовая конкуренция за территорию, пищу, партнера и т.д.; агрессия, характеризующаяся истреблением особей своего вида, что способствует поддержанию численности популяции.

Межвидовые взаимоотношения могут быть безразличными, вредными или полезными для партнеров. При нейтрализме оба вида живут независимо друг от друга. Межвидовая конкуренция проявляется в борьбе за жизненные блага. Мутуализм приносит выгоду обоим партнерам, при симбиозе – жизненно важную, при протокооперации – не очень значительную. При комменсализме вред или польза бывают односторонними. При паразитизме и хищничестве один из партнеров извлекает для себя пользу во вред другому.

Динамика и гомеостаз популяции. Динамика популяции – это изменение ее основных биологических показателей во времени. Особое значение при изучении динамики популяции уделяется изменениям численности особей, биомассы и популяционной структуры. Поддержание определенной численности получило название гомеостаз популяции. В основе реакции гомеостаза лежат изменения физиологических особенностей, роста популяции, поведения и др. Механизм популяционного гомеостаза зависит от экологической специфики вида, его подвижности, степени воздействия хищников и паразитов и т. д.

Модели динамики роста популяции. Любая популяция способна (теоретически) к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют внешние факторы абиотического (климатические) и биотического (конкуренция, хищничество, паразитизм, болезни) происхождения. В таком случае, скорость роста популяции будет определяться величинами биотического и репродуктивного потенциала. Эта динамика описывается уравнением А. Лотки:

,

где N - численность особей, t - время, r - биотический потенциал.

Модель динамики численности популяции при ограниченных (лимитированных) ресурсах предложил Р. Пирл и А. Ферхюльст. В общем виде их уравнение представлено так:

,

где K - емкость среды.

Выражение - характеризует так называемое сопротивление среды

Уравнение Пирла-Ферхюльста лежит в основе практически всех математических моделей конкуренции, хищничества, симбиоза. Оно описывает наиболее реальные и универсальные типы роста популяции живых организмов.