Контрольная работа по "Экологии"

      4.Правило максимальной или физиологической рождаемости популяции. 

    В природе каждый существующий ид представляет сложный комплекс или даже систему внутривидовых групп, которые охватывают в своем составе особей со специфическими чертами строения физиологии и поведения. Таким внутривидовым объединением особей и является популяция. Термин «популяция» был впервые введен в 1903 г. Датским ученым Иогансеном для обозначения «естественной смеси особей одного и того же вида, неоднородной в генетическом отношении».  В дальнейшем этот термин приобрел экологическое значение, и им стали обозначать население вида, занимающего определенную территорию. По определению С.С.Шварца (1980), популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

    Популяция является генетической  единицей вида, изменения которой  осуществляет эволюция вида. Как  группа совместно обитающих особей  одного вида, популяция выступает  первой над-организменной биологической  макросистемой. Функции популяции  аналогичны функциям других биологических  систем. Им свойственен рост, развитие, способность поддерживать существование  в постоянно меняющихся условиях, т.е. популяции обладают конкретными  генетическими и экологическими  характеристиками.

    Популяции характеризуются различными  типами жизненных стратегий и  особенностями рождаемости, плодовитости, смертности и динамики численности.

    Рождаемость – это показатель, характеризующий способность популяций  к увеличению численности в  результате размножения особей  или просто скорость размножения.  Характеризует частоту появления  новых особей в популяции.

    Различают рождаемость абсолютную  и удельную. Абсолютная (общая) рождаемость  – число новых особей (ΔNn), появившихся за единицу времени (Δt). Удельная рождаемость выражается в числе особей на особь в единицу времени:

                                                b= ΔNn\ΔtN.

    Так, для популяции человека  как показатель удельной рождаемости  используют число детей, родившихся  в год на 1000 человек. В живых  организмах заложена огромная  возможность к размножению и  подтверждается правилом максимальной  рождаемости (воспроизводства): в  популяции имеется тенденция  к образованию теоретически максимально  возможного количества новых  особей. Оно достигается в идеальных  условиях, когда отсутствуют лимитирующие  экологические факторы и размножение  ограничено лишь физиологическими  особенностями вида. Например, один  одуванчик менее, чем а 10 лет  способен заселить своими потомками  земной шар, если все семена  прорастут.

Другой  пример: бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов может дать потомство, которое покроет сплошным слоем всю нашу планету. Обычно же существует экологическая или реализуемая рождаемость, возникающая в обычных или специфических условиях среды. Средняя величина плодовитости выработана исторически как приспособление, которое обеспечивает пополнение убыли популяций. Естественно, что у менее приспособленных видов к неблагоприятным условиям высокая смертность в молодом (личиночном) возрасте компенсируется значительной плодовитостью.

    Среди насекомых самая высокая плодовитость у растительноядных форм, а низкая – у хищников и паразитов. В благоприятных условиях плодовитость, как правило, низкая. Характер плодовитости зависит и от скорости полового созревания, числа генераций в течение сезона, от состояния в популяции самок и самцов. Если вид размножается с большой скоростью и чутко реагирует на изменение условий среды, то численность популяций его быстро и существенно изменяется. Это относится к многим насекомым и мышевидным грызунам. Таким образом, максимальная рождаемость или плодовитость является константой, определяемой расчетным путем, например, умножением среднего числа гнезд, которое способна построить самка птицы за год, на такое же число яиц, которые она может отложить в наиболее благоприятную часть сезона года. Максимальная рождаемость – тот предел, который характерен для скоростей увеличения числа особей в популяции. Правило максимальной рождаемости (воспроизводства) есть частный случай закона максимума биогенной энергии В. И. Вернадского. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

               5.Кривые выживания. Кривая выживания выпуклого типа.

    Интенсивность размножения и темпы роста популяции в каждый данный момент определяются долей особей, находящихся в возрасте активной репродукции; процент неполовозрелых животных в составе популяции отражает потенциальные возможности воспроизводственной функции на ближайшее будущее. Таким образом, знание возрастного состава популяции на фоне видоспецифических сроков развития и созревания может быть основой прогнозирования темпов роста популяций экономически важных видов.

    Возрастные спектры меняются  во времени, что, в частности,  связано с различием уровней  смертности в разных возрастных  группах. Зависимая от возраста смертность неодинакова у разных видов животных и в схеме может быть сведена к трем типам, определяющим закономерности отмирания особей в популяции (рис.7)

 Рис. 7 Основный типы кривых  выживания

    У видов характеризующихся относительно  небольшой ролью внешних факторов  смертности (погода, хищники и т.п.), кривая выживания данной возрастной  когорты отличается слабым понижением  до возраста естественной («физиологической»)  смерти с последующим резким  падением, отражающим вымирание  особей, достигших этого критического  возраста. В природе кривые такого типа характеризуют относительно небольшое число видов; в частности, это относится к насекомым с коротким сроком жизни (например, поденки). Сходный тип кривых выживаний демонстрируют дрозофилы в лабораторных культурах, не подверженных выеданию хищниками. Она более всего уместна для описания динамики народонаселения зажиточных стран и выживания животных, содержащихся в «тепличных» условиях в зоопарках.

    Для очень многих видов характерна  повышенная смертность в младших  возрастных группах (или в предимагинальных  стадиях развития). У таких видов  кривая выживания демонстрирует  резкое падение в области младших  возрастов, которое вскоре сменяется  постепенным понижением, отражающим  низкую и относительно равномерную  смертность животных, переживших  «критический» возраст. При равномерном распределении смертности по возрастам, т.е. в случае независимости причин смертности от специфических возрастных свойств, характер выживания в идеале представляется в идее диагонально снижающейся прямой линии; приближающийся к этому типу характер выживания свойствен в первую очередь видам, развитие которых идет без метаморфоза при достаточной степени самостоятельности и устойчивости рождающегося потомства, хотя идеально равномерной смертности, по-видимому, не существует. Во многих случаях видовая кривая выживания характеризуется комбинацией разных частей теоретических кривых.

    Попытку классификации кривых выживаний предпринял Пирл. В его часто упоминаемой работе выпуклые, прямолинейные и вогнутые кривые выживания отнесены соответственно к «типам» I,II,III; эта же классификация довольно обстоятельно обсуждается в работе Диви (1947). На деле же, однако большая часть кривых выживаний полученных в итоге наблюдения за организмами в течение всей их жизни, не укладывается целиком ни в один из этих «типов».

    Обычно эти кривые выглядят  иначе, подобно кривой выживания  флокса, они состоят из частей  различной формы, соответствующих  последовательным стадиям.

    Знание типа кривой выживания  дает возможность построить пирамиду  возрастов. Следует различать  три типа таких пирамид. Пирамида  с широким основанием, что соответствует высокому проценту молодняка, характерна для популяции с большим значением коэффициента рождаемости.

    Средний тип пирамиды соответствует  равномерному распределению особей  по возрастам в популяции со  сбалансированными коэффициентами  рождаемости и смертности –  пирамида выровненная.

    Пирамида с узким основанием (обращенная), отвечающая популяции с численным  преобладанием старых особей  над молодняком превышает коэффициент  рождаемости.

    Откладывая по оси абсцисс  продолжительность жизни в процентах  от общей продолжительности жизни,  можно сравнивать кривые выживания  организмов, продолжительность жизни  которых имеет значительные различия. На основании таких кривых  можно определить периоды, в  течение которых тот или иной  вид особенно уязвим. Поскольку  смертность подвержена более  резким колебаниям и больше  зависит от факторов окружающей  среды, чем рождаемость, она  играет главную роль в регулировании  численности популяции. 

                                                 Список литературы. 

1. Большая Советская  Энциклопедия
2. Коробкин В. И., Передельский Л. В.  Экология – Ростов н\Д:изд-во «Феникс», 2001 – 576 с.;
3. Миркин Б. М., Наумова Л. Г.  Основы общей экологии: Учебное пособие\под ред. Г. С. Розенберга.-М.:Университетская книга, 2005 – 240 с.
4. Радкевич В. А.  Экология – Мн.:Высш. школа, 1997
5. Степановских А. С.  Экология: Учебник для вузов.-М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001 – 703 с.
6. Чернова Н. М., Былова А. М.  Экология.-М.:Просвещение, 1998
7. Шилов И. А.  Экология: Учебник для биол. и мед. спец. вузов – 2-е изд., испр. – М.:Высш. шк., 2000 – 512 с.