Понятие популяций

Популяция - это совокупность особей одного вида с общим генофондом, в течение большого числа поколений населяющих определенное пространство с относительно однородными условиями обитания. В биологии как популяция чаще всего рассматриваются все особи одного вида, которые связаны процессами обмена генами (для растений - перекрестным опылением). Однако такое определение популяции (ее называют менделев-ской) неудобно, так как установление генетической общности совокупности растений - дело слишком сложное и трудоемкое. В экологии распространено более прагматическое понятие - локальная популяция, т.е. группа особей одного вида на определенной экологически однородной территории.

Популяцией называют группу особей одного вида, обладающих способностью свободно скрещиваться и неограниченно долго поддерживать свое существование в определенном местообитании.

Популяция - это некоторое единство, которое определяется общностью занимаемой особями территории (или акватории), а также общностью их происхождения, сходством строения и поведения. Например: все особи, обитающие в небольшом озере, или все деревья одного вида в лесу.

Наиболее близким по значению к значению термина «популяция» является понятие «племя». Следовательно, популяции состоят из одинаковых организмов, совместно населяющих определенные участки и связанных между собой различными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое существование в данной природной среде.

Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» -народ, население. Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население одного вида на определенной территории.

Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее взаимодействие, чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства. Достигается это в основном через количест венное изменение населения. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность.

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они через взаимодействия особей.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи. Групповые особенности - это основные характеристики популяций. К ним относятся:

  • 1) численность - общее количество особей на выделяемой территории;
  • 2) плотность - среднее число особей на единицу площади или объема, занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;
  • 3) рождаемость - число новых особей, проявившихся за единицу времени в результате размножения;
  • 4) смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;
  • 5) прирост популяции - разница между рождаемостью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;
  • 6) темп роста - средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру 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 популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида определенной территории характеризуется еще и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

Соотношение размеров локальных и менделевских популяций может быть различным. Если экотоп занимает обширные пространства (например, равнина, занятая еловыми лесами или ковыльными степями), то размер менделевских популяций может быть меньше локальных. И наоборот, если экотоп по размеру невелик, то локальная популяция может быть меньше менде-левской. При этом одна менделевская популяция видов с широкой экологической амплитудой может включать несколько локальных популяций из расположенных рядом сходных экотопов.

Популяция имеет сложную, обычно сомоподдерживаю-щуюся структуру; ее разделяют по полу, возрасту, пространственным и близкородственным объединениям особей. Каждая популяция обладает собственной эволюционной судьбой, т.е. способна развиваться при подходящих условиях, окружающей среды.

Популяции растений было предложено называть ценопопу-ляциями. Ценопопуляция - структурный элемент фитоценоза. Фитоценозы можно рассматривать как системы фитоцено-популяций. Растения, входящие в состав ценоиопуляции, отличаются друг от друга своим онтогенетическим и жизненным состоянием,

У растений, размножающихся семенами, за основу выделения онтогенетических групп принято разграничение жизненного цикла на 4 периода: латентный (период первичного покоя), вир-гинильный (девственный), генеративный, сенильный.

Наличие или отсутствие жизнеспособных семян и их численность - очень существенный признак ценопопуляции. Накопление семян в почве связано с их способностью находиться в состоянии покоя (до 10 лет). Это можно рассматривать как приспособление для успешного размножения семенами путем массового прорастания их в наиболее благоприятные периоды.

Группа виргинильных особей у многолетних растений неоднородна по онтогенетическому и жизненному состоянию (от проростков до взрослых растений, еще не приступивших к размножению семенным путем). У однолетников ухудшение условий существования обычно ведет к сокращению, а у дву- и многолетних видов - к удлинению виргинильного периода. В популяциях с достаточно длительным виргинильным периодом можно различать следующие онтогенетические группы особей:

  • 1) проростки (всходы);
  • 2) ювенильные растения;
  • 3) имматурные особи (выделяются только у видов сдоста-точно длительным циклом развития);
  • 4) взрослые виргинильные растения. Генеративный период достаточно длительный (от 20-30 лет у многолетних луговых и степных трав до тысячи лет у древесных растений). Наблюдается определенная периодичность цветения и плодоношения - важное приспособление к совместному обитанию с животными и погодным условиям.

Плотность популяции - это количество особей, приходящееся на единицу площади. Определение плотности популяций растений имеет свои особенности, так как у многих видов так называемых клоначных растений, кроме семенного существует вегетативное размножение (из почек на под- или надземных органах). Новые побеги, образующиеся вегетативным путем, называются рамета-ми (в отличие от генетов - растений семенного происхождения).

Для определения плотности популяции используются пробные площадки разного размера, который тем больше, чем крупнее растение. Учет плотности популяций деревьев проводится на площадках не менее 400 м2, подсчет кустарников может быть проведен на площадке размером в 100 м2, а травянистых растений - от 10 до 0,1 м. Плотность популяций мхов определяют на площадках размером от 10 до 25 см2.

Существуют три основных способа регуляции плотности популяций.

Зависимость от смертности. Этот способ регуляции плотности популяции характерен для животных, но встречается и у многих видов растений -виоленгов, например, у дуба. На 1 м леса может прорасти несколько десятков желудей. По мере взросления растений происходит само-изреживание: часть особей гибнет в результате конкуренции. Поэтому взрослые древостой дубового леса в сходных условиях (одинаковый климат и тип почвы) имеют примерно одинаковую плотность. Человек способствует регуляции смертности плотности популяции дуба, вырубая слабеющие растения и таким образом улучшая условия для роста остальных деревьев.

Пластичность. У видов эксплерептов плотность популяций взрослых растений может быть очень разной, причем чем она выше, тем меньше размеры особей. При высокой плотности происходит так называемая «миниатюризация». Например, особи мари белой (Chenopodium album) из популяций с низкой и очень высокой плотностью могут отличаться по весу в 20 тысяч раз. Такой пластичностью обладают популяции однолетних растений.

Экотопическая регуляция. У патиентов в условиях крайней неблагоприятности, которые сдерживают рост и развитие растений, т.е. вызывают стресс (при сильном засолении, крайней сухости, сильном затенении и т.д.), фактором регулирования плотности популяций может быть и сам абиотический стресс. В этом случае плотность популяции будет зависеть именно от приспособленности вида к этим условиям (т.е. патиентности) и степени неблагоприятности и (сопротивления) среды.

Однако у большинства растений плотность популяций регулируется одновременно двумя или даже тремя способами: зависимостью от смертности, пластичностью и сопротивлением среды. Поэтому при более высокой плотности и при выраженном стрессе особи бывают мельче, хотя и не настолько, как у мари белой (Chenopodium album).

Поддержание оптимальной в данных условиях численности называют гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций по-разному выражены у различных видов. Осуществляются они через взаимодействия особей.

Таким образом, популяции, как групповые объединения, обладают рядом специфических свойств, которые не присущи каждой отдельной особи. Групповые особенности - это основные характеристики популяций. К ним относятся:

  • 1) численность - общее количество особей на выделяемой территории;
  • 2) плотность - среднее число особей на единицу площади или объема, занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;
  • 3) рождаемость - число новых особей, проявившихся за единицу времени в результате размножения;
  • 4) смертность - показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;
  • 5) прирост популяции - разница между рождаемостью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;
  • 6) темп роста - средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру 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 популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида определенной территории характеризуется еще и приспособительными чертами групповой организации, которые являются свойствами популяции как надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >