Материал: 4579

11

Вопросы для самоконтроля

1.Как называются компоненты неживой природы, которые воздействуют на живые организмы?

2.Как называются изменения в строении организма в результате приспособления к среде обитания?

3.Что значит экологическая толерантность организма?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Популяция.

Популяция - это совокупность особей одного вида, способных свободно скрещиваться, имеющих общий генотип, населяющих одну территорию, более или менее изолированная от аналогичных совокупностей пространством или временем. Выделяют статические и динамические показатели популяции.

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. К ним относятся: численность, плотность, показатели структуры.

Численность - это поголовье животных или количество растений в пределах некоторой пространственной единицы - ареала, бассейна, района.

Плотность - это число особей, приходящихся на единицу площади.

К показателям структуры относятся:

-половой - это соотношение полов в популяции;

-возрастной - это соотношение возрастов в популяции;

-размерный - соотношение размеров.

Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа является их толерантность к факторам среды. Толерантность разных особей к разным частям спектра разная, поэтому толерантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей.

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени. К ним относятся рождаемость, смертность, скорость роста популяции.

Рождаемость - это число особей, рождающихся в популяции за промежуток времени. При рассмотрении экосистем пользуются показателем «продукция» - это сумма прироста массы всех особей из множества популяций биогенного сообщества за промежуток времени.

Смертность - это число особей, погибших в популяции за промежуток времени. Но убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции (прибывший) и эмиграции (убывший) в популяции в единицу времени.

За бесконечно малый промежуток времени мы получим мгновенную удельную рождаемость. Эта величина зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий - час, для фитопланктона - сутки, для насекомых - недели

12

и так далее. Смертность - величина, обратная рождаемости, и определяется аналогичным образом.

Продолжительность жизни вида зависит от условий жизни. Различают физиологическую и максимальную продолжительность жизни.

Физиологическая продолжительность жизни - это продолжительность жизни,

которая определяется только физиологическими особенностями организма. Она возможна лишь теоретически, если допустить, что в период всей жизни организма на него не оказывают влияние лимитирующие факторы.

Максимальная продолжительность жизни - это такая продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Эта величина варьирует в широких пределах: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя). Обычно чем крупнее растение или животное, тем больше их продолжительность жизни.

Смертность и рождаемость у организмов весьма существенно изменяются с возрастом. Только увязав смертность и рождаемость с возрастной структурой популяции, можно вскрыть механизмы общей смертности и определиться со структурой продолжительности жизни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выживания.

Таблицы выживания, или еще их называют демографическими таблицами, содержат сведения о характере распределения смертности по возрастам и используются для определения ожидаемой продолжительности жизни человека. Таблицы выживания бывают динамические и статистические.

Динамические таблицы строятся по данным прямых наблюдений за жизнью когорты, т.е. большой группы особей, отраженных в популяции за короткий промежуток времени, и регистрации возраста наступления смерти всех членов этой когорты. Такие таблицы требуют длительного наблюдения, измеряемого месяцами или годами. Поэтому используют другие таблицы - статистические.

Статистические таблицы выживания составляются по данным наблюдений за смертностью за относительно короткий промежуток времени в отдельных возрастных группах. Зная численность этих групп (сосуществующих когорт), можно рассчитать смертность, специфическую для каждого возраста.

Данные таблиц выживания позволяют построить кривые выживания. Выделяют три основных типа кривых выживания (рис. 1). Кривая А типа, когда на протяжении всей жизни смертность мала, резко возрастая в конце нее, характерна для насекомых, которые обычно гибнут после кладки яиц (ее называют «кривой дрозофилы»), к ней приближаются кривые выживания человека в развитых странах и некоторых крупных млекопитающих.

Кривая В типа - случаи массовой гибели особей в начальный период жизни. Гидробионты и некоторые другие организмы, не заботящиеся о потомстве, выживают за счет огромного числа личинок, икринок, семян и т.п. Моллюски до закрепления на дне проходят личиночную стадию в планктоне, где личинки гибнут в огромных количествах, поэтому кривую III называют еще «кривой устрицы».

13

Кривая Б типа (диагональная) характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течении всей жизни. Она характерна для рыб, пресмыкающихся, птиц, многолетних травянистых растений.

Кривые выживания часто представляют собой комбинацию указанных выше «основных типов». Например, у людей, живущих в отсталых странах, кривая А вначале круто падает за счет повышенной смертности сразу после рождения.

Рис.1 Типы кривых выживания.

Динамика роста численности популяций

Еще в XVII в. заметили, что численность популяций растет по закону

геометрической прогрессии, а уже в конце XVIII в. Томас Мальтус (1766-1834)

выдвинул известную теорию о росте народонаселения в геометрической прогрессии. Экспоненциальный рост возможен только тогда, когда г имеет постоянное

численное значение, т.е. экспоненциальный рост численности популяции - это рост численности ее особей в неизменяющихся условиях (Рис.2). Но такие условия невозможны в природе.

Рис.2 Кривые роста популяции

Воздействие экологических факторов на скорость роста популяции может довести численность популяции до стабильной, либо ее уменьшить, т.е.

14

экспоненциальный рост замедляется или останавливается полностью и J- образная кривая как бы останавливается и снижается, превращаясь в так называемую S-образную кривую. В природе так и происходит - дальнейшее развитие популяции идет по логистической модели, что и описывается S- образной, или логистической кривой роста популяции.

Экологическая стратегия выживания - стремление организмов к выживанию. Экологических стратегий выживания множество. Но все их многообразие заключено между двумя типами эволюционного отбора, обозначенными константами логического уравнения: r-стратегия и К-стратегия.

Тест для самоконтроля Задание №1. Выберите правильный ответ:

Совокупность особей одного вида на определенной территории называют: 1) экосистемой; 2) популяцией; 3) ареалом; 4) биоценозом.

Задание № 2. Выберите правильный ответ:

Совокупность особей одного вида является популяцией, если:

1) они потребляют одинаковую пищу; 2) у них преобладают особи женского пола; 3) их численность несущественно изменяется во времени; 4) они совместно населяют общую территорию.

Задание № 3. Выберите правильный ответ:

Совокупность особей одного вида, которые в течение достаточно длительного времени населяют определенное пространство и свободно скрещиваются между собой, называют:

1) поколением; 2) ареалом; 3) симбиозом; 4) популяцией. Задание № 4. Выберите правильный ответ:

Среднее расстояние между местом рождения и местом размножения большинства членов популяции характеризует:

1) скорость расселения вида; 2) плотность популяции; 3) взаимоотношения особей; 4) биотический потенциал.

Задание № 5. Выберите правильный ответ: Совокупность особей считают популяцией, если:

1) у них наблюдается определенное внешнее сходство и они населяют общую территорию; 2) они принадлежат к одному виду; 3) они занимают общую территорию и свободно скрещиваются между собой, принося плодовитое потомство; 4) они населяют общую территорию и между ними наблюдается пищевая конкуренция.

Задание № 6. Выберите правильный ответ:

Распространение организмов за пределы видового ареала называют:

1) рассеиванием; 2) распределением; 3) расселением; 4) перемещением. Задание № 7. Выберите правильный ответ:

Общую территорию, которую занимает вид, называют:

1) экологической нишей; 2) биотопом; 3) ареалом; 4) кормовой территорией. Задание № 8. Выберите правильный ответ:

15

Описание полового и возрастного состава популяции называют:

1) индексом численности; 2) потенциалом; 3) пирамидой численности; 4) демографией.

Задание № 9. Выберите правильный ответ:

Для соотношения процессов рождаемости, смертности, плодовитости и роста численности особей в популяции используется такая характеристика, как: 1) плотность популяции; 2) биотический потенциал; 3) экологическая стратегия; 4) распределение особей в пространстве.

Задание № 10. Выберите правильный ответ:

Процессы снижения численности в отдельных популяциях характеризуют показателем, который называют:

1) рождаемостью; 2) плотностью; 3) смертностью; 4) изменчивостью. Задание № 11. Выберите правильный ответ:

Характеристику процессов изменений основных биологических показателей популяции во времени называют:

1) гомеостазом популяции; 2) запасом популяции; 3) плотностью популяции; 4) динамикой популяции.

Задание № 12. Выберите правильный ответ:

Пределы ресурсов местообитания конкретной популяции, за счет которых она существует (пища, убежища, подходящие места для размножения), называют:

1) емкостью среды; 2) экологической нишей; 3) биотическими связями; 4) регуляцией численности.

Задание № 13. Выберите правильный ответ: Неограниченный рост численности популяции сдерживается:

1) действием факторов внешней среды; 2) количественным соотношением мужских и женских особей; 3) спецификой физиологии женских особей; 4) связями между особями разных поколений.

Задание № 14. Выберите правильный ответ:

Естественный отбор у животных, выкармливающих и оберегающих свое потомство, направлен на поддержание:

1) максимального для данного вида числа потомков; 2) оптимального в данных условиях числа потомков; 3) равного числа мужских и женских особей репродуктивного возраста; 4) пропорционального распределения особей по разным возрастам.

Задание № 15. Выберите правильный ответ:

Биоценозом называют: 1) совокупность организмов и среды обитания, связанных круговоротом веществ; 2) группу совместно живущих организмов одного вида; 3) совокупность совместно живущих организмов, принадлежащих к разным видам; 4) комплекс ландшафта и почвенно-климатических условий данного местообитания.

Задание № 16. Выберите правильный ответ:

Участок абиотической среды, которую занимает биоценоз, называют: 1) экотопом; 2) ареалом; 3) экосистемой; 4) биотопом.