Конспект урока: Популяция – структурная единица вида

Вступление 

Популяция — группа особей одного вида частично или полностью изолированных от особей того же вида. Популяции реально существуют в природе. Например, популяции волков мы называем стаи. Популяцию копытных животных называют стадом. Чтобы охарактеризовать конкретную популяцию, используют перечень параметров. Данные о состоянии популяций помогают оценить состояние экологии в целом. Такая информация полезна для людей, живущих по соседству с дикими животными. Изменения в группах особей могут свидетельствовать об эволюционных процессах, которые важны для понимания природы. 

Рассмотрим основные параметры, по которым можно описать любую популяцию животных.

Пример 1

Рис. 1. Снежный барс

Снежный барс находится под угрозой исчезновения. Популяция на Алтае насчитывает всего около 80 особей. Численность сократилась из-за охоты на дикого зверя. Чтобы не допустить исчезновения популяции, охоту на ирбиса запретили во всем мире. Теперь за состоянием вида пристально следят.

Приёмы описания популяции

Популяционные исследования — это не просто подсчёт особей того или иного вида в данный момент времени. Важнее знать:

1. Как изменяется численность популяции.
2. Как численность популяции поддерживается на определённом уровне.
3. Как и почему снижается численность популяции.

Изучение этих вопросов называется популяционной динамикой. Обычно анализируются такие показатели групп: плотность, рождаемость, смертность, выживаемость, возрастная структура, миграции, формы роста и численности.

• Ареал обитания

Каждая популяция имеет свою территориальную организацию. Как правило, организмы заселяют те территории, где условия среды лучше. Особи могут распространяться в пределах ареала неоднородно.

Виды распределений особей в пределах одной территории.

Название распределения	Причина	Рисунок
Пятнистое (групповое)	Географическая неоднородность среды или склонность образовывать группы
Случайное (диффузное)	Характерно для однородной среды, при этом особи слабо взаимодействуют
Регулярное (равномерное)	Острая конкуренция между организмами одного вида

Численность популяции и её динамика

Численность — общее количество особей в популяции. Её величина может меняться с течением времени. Причины могут быть следующие: изменения условий внешней среды, колебания смертности и рождаемости, миграция особей.

Чтобы прогнозировать перемены в численности популяции, используют понятие эффективная численность.

Численность зависит от двух противоположных значений: рождаемости и смертностм. Смертность и рождаемость определяют за конкретный промежуток времени. Если наблюдается положительная разность между рождаемостью и смертностью, тогда говорят, что в популяции наблюдается положительный прирост. Если погибает больше особей, чем успевает родиться, происходит естественная убыль.

Часто бывают случаи, когда невозможно посчитать общую численность популяции. Представьте, вам дали задание посчитать всех щук в каком-либо водоёме. Как сосчитать всех комаров в лесу? В таких случаях используют следующий показатель — плотность популяции. 

Допустим, на 1 м² около 7 комаров. Умножив на площадь леса, получим чему равна плотность популяции. 

Если плотность популяции сильно возрастает, то это приводит к снижению рождаемости. Так происходит естественный контроль численности.

Рис. 2. Возрастная структура популяций

Структура популяции

Структура популяции проявляется в количественном соотношении особей разного возраста и пола. 

Возрастная структура — соотношение особей разного возраста в данной популяции. Чем шире возрастной состав группы особей, тем устойчивее она к действию внешних факторов. Знание возрастного состава позволяет прогнозировать развитие этой популяции на долгий срок. 

 

Половая структура — соотношение особей разного пола.

Популяция как единица эволюции

Процесс эволюции идёт миллионы лет, поэтому он не может затронуть отдельный организм. Именно популяция является начальным звеном эволюционного процесса. Во-первых, популяция реально существует в природе и достаточно долго. Во-вторых, в генофонде популяции накапливаются мутации (рецессивные гены), которые, комбинируясь у организмов во время скрещивания, дадут начало новым признакам. В-третьих, популяцию можно рассматривать как единое целое.

Стоит отметить, что наличие популяций не подразумевает само по себе запуска процесса изменения живых организмов. Необходимы условия для осуществления эволюции:

1. Наследственная изменчивость привносит новые гены (случайный характер);
2. Изоляция позволяет самостоятельно развиваться конкретной популяции (новые гены не теряются, а накапливаются, комбинируются);
3. Естественный отбор сохраняет только полезные признаки и свойства, закрепляя изменения (скрещиваются и выживают только особи с определёнными признаками).

И тогда происходит элементарное эволюционное явление: направленное изменение генофонда популяции, которое приводит к изменению организмов.

Эволюционный материал — генотипически различные особи.

Весь процесс происходит в меняющихся условиях среды. Чтобы приспособиться к новому, нужны новые признаки. Если условия среды достаточно постоянны в течение длительного времени, генофонд популяции остается практически неизменным.

Контрольные вопросы

 

1. На графике изображена динамика численности сайгака в Прикаспии. По графику ответьте на вопросы:

 

1. В какой период наблюдалась наибольшая численность в истории наблюдения?
2. В какие года численность катастрофически упала?
3. Какие причины могли послужить снижению численности?

 

2. Назовите условия, необходимые для эволюции. 

3. Какие положения подтверждают, что популяция — элементарная единица эволюции.

 

1) мутационный процесс начинается в популяции

2) скрещивание возможно только в неизолированных популяциях

3) разные популяции обладают разными генофондами

4) ареал вида разорван на части

5) различия между видами такие же, как различия между изолированными популяциями одного вида

6) изолированная от других популяция не подвержена действию естественного отбора