Популяція. Класифікація популяцій. Структура та характеристика

Популяція (від лат. популюс - народ, населення) - це сукупність особин виду, які тривалий час мешкають у певній частині його ареалу, частково чи повністю ізольовано від інших подібних сукупностей особин цього ж виду, і характеризуються певним генофондом. Популяція - це особлива форма існування виду, яка функціонує у природі як особлива біологічна система.

Види організмів із широким ареалом можуть складатись із сотень і тисяч популяцій, а види-ендеміки можуть бути представлені лише однією популяцією.

Ступінь відокремленості популяцій певного виду. За наявності значних географічних перешкод популяції можуть бути майже повністю відокремлені одна від одної (наприклад, популяції риб з різних озер). Якщо територія, яку займає вид, більш-менш однорідна, то межі між окремими популяціями виражені нечітко (популяції гризунів, наприклад бабаків, що мешкають у степах і пустелях). Нечіткими можуть бути межі й між окремими популяціями мігруючих видів. Наприклад, особини певних видів жуків, метеликів, клопів тощо, які вийшли з яєць в одній місцевості, у періоди масового розмноження можуть долати десятки й сотні кілометрів і змішуватись з особинами з інших популяцій.

Особливості функціонування популяцій. Функціонування виду як цілісної інтегрованої біологічної системи забезпечується постійними або епізодичними міграціями особин з одних популяцій до інших. Тривала відсутність зв’язків між окремими популяціями одного виду із часом може стати передумовою видоутворення внаслідок поступових змін їхнього генофонду або морфологічних ознак виду. Наприклад, у зайців білих з півострова Ямал довжина сліпої кишки вдвічі більша, ніж у мешканців уральського лісостепу. Це пояснюють розбіжностями у складі їжі цих тварин, зокрема вмістом грубих кормів. Існування особин одного виду в різних умовах довкілля зумовлює й певні відмінності в біології представників різних популяцій. Наприклад, бобри, які оселяються на неглибоких річках, будують греблі, що підтримують рівень води. Це поліпшує можливості їхнього живлення. На болотах бобри будують хатинки і прокладають систему каналів, які забезпечують їм доступ до їжі. Бобри, що мешкають на глибоких річках, риють нори на схилах берегів.

Показники, які характеризують стан популяції. Кожна популяція має певну чисельність, тобто складається з певного числа особин. Мінімальна життєздатна популяція - найменше число її особин, яке здатне забезпечити існування популяції протягом багатьох поколінь. Кожна популяція займає певну площу або об’єм (для популяцій гідробіонтів або мешканців ґрунту) в екосистемі.

Густота популяції визначається середнім числом особин, що припадає на одиницю площі або об’єму, який вона займає. З усіх потрібних чинників навколишнього середовища, інтенсивність дії яких найбільше відхиляється від оптимальної, густоту популяції певного видунасамперед визначатиме той, який впливає на найуразливішу стадію (фазу) розвитку організму.

Народжуваність - число особин популяції, які народилися за одиницю часу (наприклад, за добу, місяць, рік тощо); смертність - число особин, які гинуть за цей самий час.

Різниця між народжуваністю й смертністю становить приріст популяції. Якщо рівень народжуваності перевищуватиме рівень смертності, приріст популяції буде позитивним, якщо навпаки - негативним. Питома біомаса популяції - це маса особин популяції, що припадає на одиницю площі або об’єму. Розрахунки проводять на масу живої або сухої речовини.

Продукцією популяції називають біомасу, створену за одиницю часу. Її визначають як сукупність приростів біомаси усіх особин за певний проміжок часу, включно із загиблими та елімінованими. У величину продукції також включають масу утворених спор, насінин, плодів, новонароджених особин, прижиттєвих виділень тощо. Величину продукції співвідносять до одиниці площі або об’єму, які займає популяція (кг/м², кг/м³).

Кожна популяція характеризується певною структурою: просторовою, віковою, статевою, генетичною, етологічною. Структура популяції має адаптивний характер, оскільки є наслідком взаємодії особин виду з комплексом усіх екологічних факторів середовища мешкання. Вона певною мірою динамічна: зміна умов довкілля спричиняє й відповідні її зміни. Динамічність структури популяції дає змогу найповніше використовувати ресурси середовища мешкання.

Просторова, або територіальна, структура популяції. Будь-яка популяція завжди більш-менш тісно пов’язана з певною територією. Оскільки кожна територія може прогодувати лише певне число особин, то повнота використання наявних ресурсів залежить не тільки від загальної чисельності популяції, але й від характеру розміщення її особин у просторі.

Типи розподілу особин у межах популяції: 1 - рівномірне (дифузне), наприклад оселення багатощетинкового черва піскожила на морській літоралі; 2 - випадкове, наприклад мішаний ліс; 3 - групове (плямисте), наприклад утворення табунів риб

Розподіл особин у просторі може бути: випадковим, рівномірним і груповим. Випадковий розподіл зазвичай спостерігають тоді, коли середовище мешкання досить неоднорідне, а організми не об’єднуються в групи. Рівномірний (або дифузний) розподіл зазвичай буває там, де між особинами сильна конкуренція або інші антагоністичні відносини. У разі групового (плямистого) розподілу особин популяція заселяє простір нерівномірно, залишаючи вільні місця, непридатні для життя її особин.

Вікова структура популяції визначається співвідношенням кількості особин різних вікових груп. Американський еколог А. Боденхеймер виділив три основні фізіологічні періоди особин популяції: передрепродуктивний, репродуктивний і пострепродуктивний. Їхня тривалість може бути різною: так, в однорічних трав, багатьох видів комах і кліщів здатність до розмноження настає вже на першому році життя. Натомість статева зрілість деревних рослин і великих хребетних тварин може наставати пізно: наприклад, сосна звичайна починає розмножуватися на 12-14-му році життя, риба білуга - на 12-18-му.

Статева структура популяції визначається співвідношенням особин різних статей (1 : 1, 1 : 2 тощо). Теоретично в популяціях роздільностатевих організмів співвідношення статей має становити 1 : 1 . Але внаслідок різної життєздатності особин тієї чи іншої статі таке співвідношення може відхилятись як в один, так і в інший бік.

Дайте відповіді на запитання:

1. Які показники характеризують стан популяції?

2. Що собою становить вікова структура популяції?

3. Про що твердить правило географічного оптимуму?

Виконайте завдання:

Замалюйте схему ступеня відмежованості популяцій (чітко відмежовані) та прикріпіть файл у це поле.