Рождаемость удельная – 93. Динамика популяций во времени. Удельная рождаемость и смертность, скорость изменения численности популяции » Шпоры для студентов

2.3. Динамические характеристики популяции.

Динамика популяций — это процесс изменения ее основных биологических характеристик во времени.

Динамика популяций является одним из наиболее значимых биологических и экологических явлений. Можно сказать, что жизнь популяции проявляется в ее динамике, так как популяция не может существовать без постоянных изменений, за счет которых она как бы приспосабливается к постоянно происходящим изменениям внешних условий.

Основными динамическими показателями популяций являются рождаемость, смертность и скорость роста популяций.

2.3.1. Рождаемость, смертность, миграции особей.

Динамика численности и плотности популяций находится в тесной зависимости от рождаемости и смертности, а также от способности слагающих их особей совершать миграционные процессы.

Рождаемость

— это показатель, характеризующий скорость увеличения численности популяции в результате размножения, т. е. показатель, характеризующий скорость размножения.

Различают абсолютную и удельную рождаемость

Абсолютная или общая рождаемость (Р) определяется как число особей (∆N_п) родившихся в популяции за определенный промежуток времени (∆t):

Р = ∆N_п / ∆t

Удельная рождаемость (b) – это отношение особей (∆N_п), родившихся за определенный промежуток времени (∆t), к числу всех особей популяции (N):

b = ∆N_п / ∆t · N

Этот показатель применяют для сравнения между собой рождаемости в популяциях, имеющих разную численность.

Например:

если в популяции имеется 500 особей способных к размножению (N =500) и в течение 10 дней (∆t ) родилось 50 новых особей (∆N_п =50),

то абсолютная или общая рождаемость составит: Р = ∆N_п / ∆t = 50/10 = 5,

а удельная рождаемость: b = ∆N_п / ∆t · N = 50/ 10 · 500 = 0,01 или 1%

Различают максимальную и фактическую рождаемость.

Максимальная (физиологическая) рождаемость — это теоретический максимум скорости рождения новых особей в идеальных условиях при отсутствии лимитирующих факторов среды.

Максимальная рождаемость постоянна для данной популяции, и определяется только физиологическими особенностями организмов (физиологической плодовитостью самок).

В живых организмах заложена огромная потенциальная возможность к размножению, поэтому при неограниченных ресурсах и идеальных природных условиях виды реализуют максимальную рождаемость.

Для каждой популяции характерен биотический (или репродуктивный) потенциал, т.е. скорость увеличения численности особей популяции при отсутствии лимитирующих факторов среды.

Биотический (или репродуктивный) потенциал устанавливается теоретически как скорость, с которой при беспрерывном размножении (возможном только теоретически при идеальных экологических условиях существования) особи определенного вида могут покрыть земной шар равномерным слоем.

Например:

— для слонов эта скорость составляет 0,3 м/с;

— для некоторых микроорганизмов — сотни метров в секунду.

Это означает, что при отсутствии лимитирующих факторов среды, такие быстроразмножающиеся виды, как бактерии, насекомые, мыши и некоторые рыбы, могут увеличить свою численность до заселения всей поверхности Земли за короткий промежуток времени.

Подсчитано, что:

— бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов дает потомство, которое может покрыть сплошным слоем всю нашу планету;

— один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут.

В действительности же такая громадная рождаемость организмов никогда не реализуется и фактическая рождаемость значительно ниже максимальной.

Фактическая (или экологическая) рождаемость характеризует скорость размножения популяции при фактически сложившихся условиях жизни, т.е. в конкретных экологических условиях среды.

Фактическая рождаемость зависит от многих абиотических и биотических факторов среды (неблагоприятные климатические условия, потеря или ухудшение естественной среды обитания из-за стихийных бедствий — засуха, землетрясения, ураганы, пожары, наводнения или в результате человеческой деятельности, недостаток пиши, внутривидовая и межвидовая конкуренция, хищничество, паразитизм, болезнетворные агенты и т.д.),

а также от возраста и состояния популяции.

Смертность – величина, обратная рождаемости.

Смертность — это показатель, характеризующий скорость процесса снижения численности популяции в результате гибели особей.

Различают общую и удельную смертность.

Общая смертность (С) определяется как число погибших в популяции особей (∆N_m) за определенный промежуток времени (∆t):

С = ∆N_m / ∆t

Удельная смертность (d) – это отношение особей (∆N_m), погибших за определенный промежуток времени (∆t), к числу всех особей популяции (N):

d = ∆N_m / ∆t ·

N

Различают минимальную и фактическую смертность.

Минимальная (физиологическая) смертность — это минимально возможная величина смертности, проявляющаяся даже в идеальных условиях среды как результат физиологической старости особей.

В этом случае особи реализуют весь генетически определенный цикл жизнедеятельности организма.

В конкретных экологических условиях фактическая (экологическая) смертность, как правило, выше минимального уровня, так как под влиянием абиотических и биотических факторов среды создаются дополнительные причины гибели организмов.

Смертность влияет на продолжительность жизни организмов в популяции и тем самым на ее возрастной состав.

В зависимости от возрастного состава популяций различают три типа смертности.

Первый тип смертности характеризуется повышенной гибелью взрослых, главным образом, старых особей.

Этот тип смертности наблюдается:

— у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине или в других местах с благоприятными условиями;

— у большинства крупных млекопитающих, которые заботятся о своем потомстве длительное время;

— у людей с правильным питанием и здоровым образом жизни.

Ко второму типу относится смертность, одинаковая для всех возрастных групп.

Такая смертность встречается очень редко и только у популяций, постоянно находящихся в экстремальных условиях:

— наблюдается у некоторых певчих птиц, рептилий и мелких млекопитающих.

Третий тип смертности отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях своего развития.

Этот тип смертности свойственен большинству видов морских животных и растений:

— морские виды животных (устрицы или другие двустворчатые моллюски, а также рыбы) дают огромное потомство, но только некоторые особи доживают до половозрелого возраста;

— растения, размножающиеся благодаря рассеиванию большого числа семян, и у которых максимальная гибель происходит в стадии прорастания семян и всходов.

Обычно смертность представляется графически в виде “кривых выживания”, которые выражают зависимость числа выживших из 100 или 1000 особей от их возраста.

Соответственно трем типам смертности было получено три типа кривых выживания (рис.1):

Рис.1. Три типа кривых выживания

1 кривая выживания характеризуется слабым понижением смертности до возраста естественной (“физиологической”) смертности с последующим резким падением, отражающим вымирание особей, достигших этого критического возраста;

2 кривая выживания — это идеальная диагональная кривая выживания — представляется в виде диагонально снижающей прямой линии и характеризуется равномерным распределением смертности по возрастам;

3 кривая выживания демонстрирует резкое падение смертности в области младших возрастов, которое вскоре сменяется постепенным относительно равномерным понижением смертности организмов, переживших “критический” возраст.

Существуют также внутривидовые различия в кривых выживания. Причины могут быть разные и нередко связаны с полом. Так, женщины живут дольше мужчин, поэтому кривая выживания для мужчин по сравнению с аналогичной кривой для женщин менее выпуклая.

Кроме того, 2 кривая выживания, построенная по надписям на надгробиях людей, живших в Древнем Риме в 1-1У веках н.э., характерна только для древних римлян, а для других народностей – 1 кривая выживания.

Анализ кривых выживания и смертности в разных возрастных группах открывает возможность расчета ожидаемой продолжительности жизни особей данной возрастной группы, что имеет большое значение в прикладных экологических исследованиях.

На динамику численности и плотности популяций большое влияние оказывают миграции особей, которые происходят при перемещении особей из одного местообитания (эмиграция) в другое (иммиграция).

Миграции — закономерные перемещения живых организмов между разными средами обитания, пространственно отстоящими друг от друга. Происходят по разным причинам:

— изменение условий существования в местах обитания;

— изменений требований живых организмов к этим условиям на разных стадиях развития.

В основном миграции совершаются при подрастании молодняка и его расселении.

Наиболее интенсивно расселение происходит при несбалансированных процессах рождаемости и смертности в популяции. В результате миграции происходит обмен особями популяций, в результате чего устраняется избыток особей в одной популяции и компенсируется в другой.

Миграции (суточные, сезонные) позволяют организмам использовать оптимальные условия среды в таких местах, где их постоянное проживание невозможно. Они приводят к освоению новых биотопов, расширению общего ареала вида, к обмену особей между популяциями, увеличивают единство и общую устойчивость вида, способствуют успеху в борьбе за существование.

В разных популяциях рождаемость, смертность и миграции особей различаются. Они являются специфичными для каждого вида и зависят от множества причин, обусловливающих особенности рождаемости, смертности и подвижности особей.

Таким образом, рассмотренные четыре переменных фактора — рождаемость, смертность, иммиграция и эмиграция определяют изменение численности популяции.

Особи появляются в популяции благодаря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смерти и эмиграции:

изменение численности популяции = (рождаемость + иммиграция) — (смертность + эмиграция).

При отсутствии миграции изменение численности популяции зависит от соотношения величины рождаемости и смертности.

studfiles.net

Рождаемость популяции и смертность — Студопедия.Нет

 

Естественные популяции — это не раз и навсегда застывшая совокупность особей, а динамическое единство находящихся во взаимоотношениях организмов    [9, с. 89; 11, с. 76]. По образному выражению А.М. Гилярова, популяцию можно сравнить не с «музейной коллекцией, а с оживленным аэропортом, куда постоянно одни люди прибывают и откуда другие убывают, где вдруг может скопиться много народа из-за нелетной погоды … и где число людей может уменьшиться, если улучшатся погода и (или) деятельность аэропортных служб».

Динамика популяций в упрощенном варианте может быть описана такими показателями, как рождаемость и смертность. Это наиболее важные популяционные характеристики, на основании анализа которых можно судить об устойчивости и перспективном развитии популяции.

Рождаемость определяется как число особей, рожденных в популяции         (D N_n) за некоторый промежуток времени D t (это абсолютная – [общая] рождаемость). При этом термин «рождаемость» характеризует появление особей любых видов независимо от способов появления их на свет: будь это прорастание семян подорожника или овса, появление детенышей из яиц у курицы или черепахи, рождение потомства у слона, кита либо человека. Удельная рождаемость выражается в числе особей на особь в единицу времени:

.

Так, для популяции человека как показатель удельной рождаемости используют число детей, родившихся в год на 1000 человек.

Единица времени может быть различной в зависимости от темпов и скорости размножения организма. Для бактерий это может быть час, для насекомых – сутки или месяц, для большинства млекопитающих этот процесс растягивается на месяцы. Предположим, что в городе с населением 100 000 человек появилось 8000 новорожденных. Абсолютная рождаемость составит 8000 человек в год, а удельная – 0,08, или 8 %.

Различие между абсолютной и удельной рождаемостью проиллюстрируем на примере. Популяция из 20 простейших в некотором объеме воды увеличивается путем деления. Через час ее численность возросла до 100 особей. Абсолютная рождаемость при этом составит 80 особей в час, а удельная рождаемость (средняя скорость изменения численности на особь в популяции) 4 особи в час при 20 исходных.

В живых организмах заложена огромная возможность к размножению и подтверждается правилом максимальной рождаемости (воспроизводства): в популяции имеется тенденция к образованиютеоретически максимально возможного количества новых особей. Оно достигается в идеальных условиях, когда отсутствуют лимитирующие экологические факторы, и размножение ограничено лишь физиологическими особенностями вида. 

Подсчитано, что бактерии делятся каждые 20 минут. При таком темпе одна клетка за 36 часов дает потомство, которое может покрыть сплошным слоем всю нашу планету. Один одуванчик менее чем за 10 лет способен заселить своими потомками земной шар, если все семена прорастут. В  действительности же такая громадная плодовитость организмов никогда не реализуется. Истинная плодовитость значительно ниже потенциальной. Это наглядно прослеживается на примере капустной белянки. В результате гибели яиц, гусениц и куколок по разным причинам (болезни, паразиты, хищники) на свет появляется лишь 0,32 % взрослых бабочек от числа отложенных яиц.

Смертность. Смертность популяции – это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная (общая) смертность – это число особей, погибших в единицу времени ( DNm). Удельная смертность выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции:

.

При определении смертности популяции учитываются все погибшие особи независимо от причины смерти (умерли ли они от старости или погибли в когтях хищника, отравились ли ядохимикатами и замерзли от холода и т. д.). У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда выше, чем у взрослых особей. У многих рыб до взрослой фазы доживает 1-2 % от числа выметанной икры, у насекомых – 0,3-0,5 % от отложенных яиц.

Различают три типа смертности. К первому относится смертность, одинаковая во всех возрастах. Она выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессией). Такая смертность встречается очень редко и только у популяций, постоянно находящихся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития и свойствен большинству растений и животных. Максимальная гибель многих растений происходит в стадии прорастания семян и всходов, а животных – в личиночной фазе или в молодом возрасте.

Третий тип смертности характеризуется повышенной гибелью взрослых, главным образом старых особей. Наблюдается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине или в других местах с благоприятными условиями, а также у проходных рыб, которые нерестуют один раз в жизни. Обычно смертность представляется графически. Широкое распространение получило построение «кривых выживания». Они выражают зависимость числа выживших из 100 или 1000 особей от их возраста. Соответственно трем типам смертности были получены три типа кривых (рис. 6).

 

Рис. 6. Кривые выживания (по Э. Макфедьену, 1965 ):

I-III – соответственно первый, второй и третий типы смертности

На основании данных, получаемых при исследовании закономерностей плодовитости (рождаемости) и смертности популяций, появляется возможность математического моделирования динамики популяций, что имеет огромное теоретическое и практическое значение.

Обоснуйте следующую концепцию. Если скорость роста популяции N равна нулю, наблюдается одна из следующих возможностей…

[1] популяция увеличивается и ожидается сильная конкуренция за пищу и территорию;

[2] популяция увеличивается и ожидается высокая активность паразитов и хищников;

[3] популяция достигает максимальных размеров;

[4] популяция уменьшается вследствие накопления мутаций;

[5] популяция уменьшается вследствие отмирания части особей.

 

 

Вариант 2

 

studopedia.net

93. Динамика популяций во времени. Удельная рождаемость и смертность, скорость изменения численности популяции » Шпоры для студентов

Экзамен по биологии

Постоянство популяционных функций связано с численность и плотность населения. Это положение предусматривает динамический характер основных популяци­онных параметров: численность популяции и ее выражение не остается одинаковым во вре­мени. Свойственные популяции процессы постоянного воспроизведе­ния сопровождаются постоянным отмиранием особей. Емкость угодий меняется в сезон­ном и многолетнем масштабе, что определяет динамику параметров плотности населения. В популяциях постоянно происходят процессы притока особей извне и выселения определенной части населения за пределы популяции. Все эти процессы придают динамический ха­рактер популяции. Особи в популяции отличаются друг от друга по полу, возрасту, генетическим особенностям и месту в функциональной структуре популяции. На этой основе формируются типы воспроизводства и смертности, масштабы и формы пространственной дисперсии, общий уровень биологической активности и др. К основным динамическим характеристикам популяции относятся рождаемость и смертность. Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. В популяционной экологии это появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деле­ния. Максимальная рождаемость — это теоретический максимум скоро­сти образования новых особей в идеальных условиях. Максимальная рождае­мость постоянна для данной популяции. Экологическая рождаемость обозначает увеличение численности популяции при фактических или специфических условиях среды. Эта вели­чина не постоянна и варьирует в зависимости от размерного и воз­растного состава популяции и физических условий среды. Рождаемость выражают как скорость, определяемую путем деления общего числа появившихся особей на время (Абсо­лютная рождаемость), либо как число появив­шихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (Удель­ная рождаемость). Различие между абсолютной и удельной рождаемостью легко проиллюстрировать на таком примере: в городе с населением 10 000 по­явилось 400 новорожденных. Абсолютная рождаемость составит 400 в год, а удельная — 0,04 (4 на 100, или 4%). Различие между максимальной и реализованной рождаемостью можно проиллюстрировать при изучении природной популяции птицы на гнездовьях городского парка, и популяции мучного хрущака. Птицы отложили 510 яиц, опе­рилось 265 птенцов, поэтому экологическая рождаемость составляет 52%. Жуками было отложено 12 000 яиц, из которых вылупились только 773 (или 6 %) личинки. Для видов, которые не охраняют яйца и не заботятся о потомстве, характерна высокая потенциальная и низкая реализованная рождаемость. Смертность отражает гибель особей в популяции. Смертность можно выразить числом осо­бей, погибших за данный период или в виде удельной смертности для всей популяции. Экологическая смерт­ность — гибель особей в данных условиях среды. Эта величина не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния самой популяции. Теоретическая Минимальная смертность — величина, постоянная для популяции; она представляет собой гибель особей в идеаль­ных условиях, при которых популяция не подвергается лимити­рующим воздействиям. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется Физиоло­гической продолжительностью жизни, Которая намного превышает среднюю Экологическую продолжительность жизни.

Рост численности популяции можно представить как постоянно идущий процесс, масштабы которого зависят от свойственной данному виду скорости размножения, которая определяется как удельный прирост численности за единицу времени: r=dN/Ndt: где r — «мгновенная» удельная скорость роста популяции, N — численность ее и t — временной проме­жуток, в течение которого учитывалось изменение численности. При условиях неограниченного роста изменение численно­сти популяции во времени выражается экспоненциальной кривой, Описываемой уравнением Nt = N0*реRt, Где No—исходная численность, Nt — численность в момент времени T, E — основание натуральных логарифмов. ЭКспоненциальная модель роста популяции Отражает ее по­тенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяции r Определяют как Репро­дуктивный потенциал популяции Или ее Биотический потенциал. Экспоненциальный рост популяции возможен при условии неизменного значения коэффициента r.

shporiforall.ru

9.Численность и плотность популяции. Рождаемость, смертность, миграции.

Ч-ть популяции—общее кол-во особей на данной территории или в данном объеме. Зависит от соотношения интенсивности разм-ния и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее числен­ности. Различают периодические и непериодические колебания численности популяций . Первые совершаются в течение сезона или нескольких лет (4 года – периодический цикл плодоношения кедра, подъема численности лемминга, песца, полярной совы; через год плодоносят яблони на садовых участках), вторые – это вспышки массового размножения некоторых вредителей полезных растений, при нарушениях условий среды обитания (засухи, необычно холодные или теплые зимы, слишком дождливые сезоны вегетации), непредвиденные миграции в новые местообитания. Периодические и непериодические колебания численности популяций под влиянием биотических и абиотических факторов среды, свойственные всем популяциям , именуются популяционными волнами. Плотность популяции определяется кол-вом особей или биомассой на единицу пло­щади либо объема. Важно различать среднюю плотность, т.е ч-ть или биомассу на единицу всего пространства, удельную плотность — ч-ть или биомассу на единицу обитаемого про­странства, доступной площади объема, кот фактически могут быть заняты популяцией. Плотность отличается изменчивостью и зависит от ее ч-ти. При возрастании численности не наблюдается увеличение плотности лишь в том случае, когда возможно распределение попу­ляции, расширение ее ареала. 3 типа распре­деления особей внутри популя­ции:1)Равномерное в природе чаще связано с острой конкуренцией между разными особями. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб. 2)Случайное имеет место только в одно­родной среде. Так на первых порах распреде­ляется тля на поле. По мере ее размножения распределение приобретает групповой или пятнистый (конгрегационный) харак­тер.3)Групповое встречается наиболее часто(в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным), обеспечивает более высокую уст-ть по отношению к неблагоприят­ным усл по сравнению с отдельной особью. Рождаемость — это способность популяции к увеличению численности. Характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная (общая) рождаемость — число новых особей, появившихся за единицу времени. Удельная рождаемость выражается в числе новых особей на особь в единицу времени.

Смертность популяции — это количество особей, погибших за определенный период. Абсолютная (общая) смертность — это число особей, погибших в единицу времени. Удельная смертность выражается отношением абсолютной смертности к численности популяции. Абсолютная и удельная смертность характеризуют скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, старости и т. д.

Различают три типа смертности. Первый тип смертности характеризуется одинаковой смертностью во всех возрастах. Выражается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической прогрессии). Данный тип смертности встречается редко и только у популяций, которые постоянно находятся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности характеризуется повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития и свойствен большинству растений и животных. Максимальная гибель животных происходит в личиночной фазе или в молодом возрасте.

Третий тип смертности отличается повышенной гибелью взрослых, в первую очередь старых особей. Отличается он у насекомых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине, а также в других местах с благоприятными условиями. Поскольку смертность подвержена более резким колебаниям и больше зависит от факторов окружающей среды, чем рождаемость, она играет главную роль в регулировании численности популяции.

Миграции — закономерные перемещения жив м/д существенно различными, пространст­венно разобщенными средами обитания. По­добные переселения вызываются изменением условий существования в местах обитания или изменением требований животного к этим условиям на разных стадиях развития. Массо­вое перемещение особей между популяциями может изменить их структуру и основные свой­ства (предотвратить гибель популяции, нахо­дящейся на грани вымирания, или, наоборот, привести ее к резкому сокращению). Миграции (суточные, сезонные) позволяют орг-мам ис­пользовать opt усл ср в таких местах, где их постоянное проживание невозможно. за суще­ствование. При отсутствии миграции изменение числ-ти популяции зависит от соотношения величины рождаемости и смертности.

studfiles.net

93. Динамика популяций во времени. Удельная рождаемость и смертность, скорость изменения численности популяции.

Постоянство популяционных функций связано с численность и плотность населения. Это положение предусматривает динамический характер основных популяци­онных параметров: численность популяции и ее выражение не остается одинаковым во вре­мени. Свойственные популяции процессы постоянного воспроизведе­ния сопровождаются постоянным отмиранием особей. Емкость угодий меняется в сезон­ном и многолетнем масштабе, что определяет динамику параметров плотности населения. В популяциях постоянно происходят процессы притока особей извне и выселения определенной части населения за пределы популяции. Все эти процессы придают динамический ха­рактер популяции. Особи в популяции отличаются друг от друга по полу, возрасту, генетическим особенностям и месту в функциональной структуре популяции. На этой основе формируются типы воспроизводства и смертности, масштабы и формы пространственной дисперсии, общий уровень биологической активности и др. К основным динамическим характеристикам популяции относятся рождаемость и смертность. Рождаемость– это способность популяции к увеличению численности. В популяционной экологии это появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деле­ния.Максимальная рождаемость — это теоретический максимум скоро­сти образования новых особей в идеальных условиях. Максимальная рождае­мость постоянна для данной популяции.Экологическая рождаемостьобозначает увеличение численности популяции при фактических или специфических условиях среды. Эта вели­чина не постоянна и варьирует в зависимости от размерного и воз­растного состава популяции и физических условий среды. Рождаемость выражают как скорость, определяемую путем деления общего числа появившихся особей на время (абсо­лютнаярождаемость), либо как число появив­шихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (удель­наярождаемость). Различие между абсолютной и удельной рождаемостью легко проиллюстрировать на таком примере: в городе с населением 10 000 по­явилось 400 новорожденных. Абсолютная рождаемость составит 400 в год, а удельная — 0,04 (4 на 100, или 4%). Различие между максимальной и реализованной рождаемостью можно проиллюстрировать при изучении природной популяции птицы на гнездовьях городского парка, и популяции мучного хрущака. Птицы отложили 510 яиц, опе­рилось 265 птенцов, поэтому экологическая рождаемость составляет 52%. Жуками было отложено 12 000 яиц, из которых вылупились только 773 (или 6 %) личинки. Для видов, которые не охраняют яйца и не заботятся о потомстве, характерна высокая потенциальная и низкая реализованная рождаемость.Смертностьотражает гибель особей в популяции. Смертность можно выразить числом осо­бей, погибших за данный период или в виде удельной смертности для всей популяции.Экологическая смерт­ность — гибель особей в данных условиях среды. Эта величина не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния самой популяции. Теоретическаяминимальная смертность — величина, постоянная для популяции; она представляет собой гибель особей в идеаль­ных условиях, при которых популяция не подвергается лимити­рующим воздействиям. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяетсяфизиоло­гической продолжительностью жизни, которая намного превышает среднююэкологическую продолжительность жизни.

Рост численности популяции можно представить как постоянно идущий процесс, масштабы которого зависят от свойственной данному виду скорости размножения, которая определяется как удельный прирост численности за единицу времени: r=dN/Ndt: гдеr — «мгновенная» удельная скорость роста популяции,N — численность ее иt-временной проме­жуток, в течение которого учитывалось изменение численности. При условиях неограниченного роста изменение численно­сти популяции во времени выражается экспоненциальной кривой, описываемой уравнениемN_t = N_0*ре^rt, гдеN_o—исходная численность,Nt — численность в момент времениt, e — основание натуральных логарифмов. Экспоненциальная модель роста популяции отражает ее по­тенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяцииr определяют какрепро­дуктивный потенциал популяции или еебиотический потенциал. Экспоненциальный рост популяции возможен при условии неизменного значения коэффициентаr.

studfiles.net

Динамика популяций во времени. Удельная рождаемость и смертность, скорость изменения численности популяции

Постоянство популяционных функций связано с численность и плотность населения. Это положение предусматривает динамический характер основных популяци­онных параметров: численность популяции и ее выражение не остается одинаковым во вре­мени. Свойственные популяции процессы постоянного воспроизведе­ния сопровождаются постоянным отмиранием особей. Емкость угодий меняется в сезон­ном и многолетнем масштабе, что определяет динамику параметров плотности населения. В популяциях постоянно происходят процессы притока особей извне и выселения определенной части населения за пределы популяции. Все эти процессы придают динамический ха­рактер популяции. Особи в популяции отличаются друг от друга по полу, возрасту, генетическим особенностям и месту в функциональной структуре популяции. На этой основе формируются типы воспроизводства и смертности, масштабы и формы пространственной дисперсии, общий уровень биологической активности и др. К основным динамическим характеристикам популяции относятся рождаемость и смертность. Рождаемость – это способность популяции к увеличению численности. В популяционной экологии это появление на свет новых особей любого организма независимо от того, рождаются ли они, вылупляются из яиц, прорастают из семян или появляются в результате деле­ния. Максимальная рождаемость — это теоретический максимум скоро­сти образования новых особей в идеальных условиях. Максимальная рождае­мость постоянна для данной популяции. Экологическая рождаемость обозначает увеличение численности популяции при фактических или специфических условиях среды. Эта вели­чина не постоянна и варьирует в зависимости от размерного и воз­растного состава популяции и физических условий среды. Рождаемость выражают как скорость, определяемую путем деления общего числа появившихся особей на время (абсо­лютная рождаемость), либо как число появив­шихся особей в единицу времени на 1 особь в популяции (удель­ная рождаемость). Различие между абсолютной и удельной рождаемостью легко проиллюстрировать на таком примере: в городе с населением 10 000 по­явилось 400 новорожденных. Абсолютная рождаемость составит 400 в год, а удельная — 0,04 (4 на 100, или 4%). Различие между максимальной и реализованной рождаемостью можно проиллюстрировать при изучении природной популяции птицы на гнездовьях городского парка, и популяции мучного хрущака. Птицы отложили 510 яиц, опе­рилось 265 птенцов, поэтому экологическая рождаемость составляет 52%. Жуками было отложено 12 000 яиц, из которых вылупились только 773 (или 6 %) личинки. Для видов, которые не охраняют яйца и не заботятся о потомстве, характерна высокая потенциальная и низкая реализованная рождаемость. Смертность отражает гибель особей в популяции. Смертность можно выразить числом осо­бей, погибших за данный период или в виде удельной смертности для всей популяции. Экологическая смерт­ность — гибель особей в данных условиях среды. Эта величина не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния самой популяции. Теоретическая минимальная смертность — величина, постоянная для популяции; она представляет собой гибель особей в идеаль­ных условиях, при которых популяция не подвергается лимити­рующим воздействиям. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется физиоло­гической продолжительностью жизни, которая намного превышает среднюю экологическую продолжительность жизни.

Рост численности популяции можно представить как постоянно идущий процесс, масштабы которого зависят от свойственной данному виду скорости размножения, которая определяется как удельный прирост численности за единицу времени: r=dN/Ndt: где r— «мгновенная» удельная скорость роста популяции, N — численность ее и t -временной проме­жуток, в течение которого учитывалось изменение численности. При условиях неограниченного роста изменение численно­сти популяции во времени выражается экспоненциальной кривой, описываемой уравнением N_t = N_0*ре^rt, где N_o—исходная численность, Nt — численность в момент времени t, e — основание натуральных логарифмов. Экспоненциальная модель роста популяции отражает ее по­тенциальные возможности размножения. Показатель мгновенной удельной скорости роста популяции rопределяют как репро­дуктивный потенциал популяции или ее биотический потенциал. Экспоненциальный рост популяции возможен при условии неизменного значения коэффициента r.

 

megaobuchalka.ru

Рождаемость различают абсолютную и удельную.

Поиск Лекций

---

Абсолютная рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная – то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции).

Смертность – это понятие, противоположное рождаемости. Различают абсолютную смертность (количество погибших особей за единицу времени) и относительную (удельную) смертность(количество погибших особей за единицу времени в расчете на одну особь или на 1000 особей).Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.

Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся.

Дрейф генов. Под дрейфом генов понимают случайные изменения генных частот, вызванные конечной численностью популяции.

Генетико-автоматические процессы, или дрейф генов, приводят к появлению случайных, не связанных с отбором различий между изолятами.

Генный дрейф имеет два важных последствия. Во-первых, каждая популяция теряет генетическую изменчивость со скоростью, обратно пропорциональной ее численности. Со временем какие-то аллели становятся редкими, а затем и вовсе исчезают. В конце концов, в популяции остается один-единственный аллель из имевшихся, какой именно — это дело случая. Во-вторых, если популяция разделяется на две или большее число новых независимых популяций, то дрейф генов ведет к нарастанию различий между ними: в одних популяциях остаются одни аллели, а в других — другие. Процессы, которые противодействуют потере изменчивости и генетическому расхождению популяций, — это мутации и миграции.

Мутационный процесс — эволюционный фактор, который сохраняет свое значение в человеческом обществе.На начальных этапах эволюции характеристики спонтанного мутагенеза формировались под действием различных видов излучения, температуры, определенной химической среды. В настоящее время давление мутационного процесса на генофонд человечества усиливается в результате действия индуцированных мутаций, которые обусловлены производственной деятельностью человека в условиях научно-технической революции. Мутации возникают как в половых, так и в соматических клетках. Индуцированные мутации, как правило, приводят к наследственной патологии (генеративные мутации) или к увеличению частоты различных заболеваний, прежде всего злокачественных опухолей (соматические мутации).

МУТАЦИИ— внезапные наследуемые изменения генетического материала, вызывающие изменения каких-либо признаков и свойств организма.

Мутации могут быть:

· естественными, спонтанными, т. е. возникающими непроизвольно;

· искусственными, индуцируемыми, возникающими при воздействии на организмы различных факторов – мутагенов.

Организм, изменённый мутацией и отличающийся от исходного родительского, называется мутантом.

 

 

 

20.Социально-демографические факторы динамики генофонда популяций.

С возникновением человека как социального существа биологические факторы эволюции постепенно ослабляют свое действие и ведущее значение в развитии человечества приобретают социальные факторы. Однако, человек как биологическое существо подчиняется законам, действующим в живой природе (развитие человеческого организма, продолжительность жизни и др.).

Изоляция, как эволюционный фактор, в прошлом оказывала существенное значение. Природа изоляционных барьеров между популяциями людей социальная. Специфическими для человеческого общества являются формы изоляции, зависящие от разнообразия культур,

экономических укладов, религиозных и морально-этических установок. Разобщение людей по социальным, религиозным причинам приводит к образованию эндогенных групп в больших городах. Евреи в течение многих веков держались обособленно, по своей генетической структуре они отличаются от своих земляков других национальностей. Рецессивные гены (болезнь Тея-Сакса, Тея-Гоше) встречаются преимущественно у евреев, тогда как ген фенилкетонурии является редким у представителей этой национальности. Высокая степень изоляции малочисленных человеческих популяций на протяжении многих поколений создавала условия для дрейфа генов.

Миграции. Популяции одного вида не изолированы друг от друга: всегда есть обмен особями — миграции. Мигрирующие особи, оставляя потомство, передают следующим поколениям аллели, которых в этой популяции могло вовсе не быть или они были редки; так формируется поток генов из одной популяции в другую. Миграции, как и мутации, ведут к увеличению генетического разнообразия. Кроме того, поток генов, связывающий популяции, приводит к их генетическому сходству.

Депопуляция, то есть сокращение общей численности населения. Высокая смертность и низкая рождаемость детерминируют сокращение населения, которое не покрывается мигрантами. Если в 1950г. Россия (СССР) занимала 3-е место по численности населения после Китая и Индии, то в 2050г. она выйдет на 18 место.

Старение населения. Население стареет из-за низкой рождаемости, увеличивается срок сосуществования поколений. Меняется возрастная структура населения и пропорция иждивенцев (то есть детей и пожилых людей). Эта пропорция имеет прямое отношение к политике государства: если дети – это забота родителей, то пожилые люди – забота государства. Кроме того, изменение пропорции сказывается на трудовых ресурсах страны. Эти трансформации пока не столь ощутимы, но условия для них уже заложены.

 

 

21.Генетический груз популяций, определение его величины по уравнению Харди -Вайнберга.

Генетический груз — часть наследственной изменчивости популяции, которая определяет появление менее приспособленных особей, подвергающихся избирательной гибели в процессе естественного отбора.

Существование в популяции неблагоприятных аллелей в составе гетерозиготных генотипов может изменить скорость отбора определенного признака.

Генетический груз может представлять собой генотипический резерв эволюции благодаря поддержанию генетического разнообразия и, следовательно, эволюционной пластичности популяций. Этот резерв может служить для создания генетических систем, которые приведут к появлению новых приспособительных особенностей популяций. Изучение генетического груза в виде вредных мутаций у человека (наследственные заболевания) важно для решения практических вопросов медицинской генетики.

Закон Харди-Вайнберга: в бесконечно большой (идеальной) популяции частоты аллелей из поколения в поколение остаются постоянными.

p- Частота доминантного аллеля

q- Частота рецессивного аллеля

Формула Харди-Вайнберга

(p _A + q _a)² = р² _АА + 2∙р∙q _Aa + q² _aa = 1

частота встречаемости индивидуумов с генотипом АА

2pq индивидуумы с генотипом Аа

частота встречаемости индивидуумов с генотипом аа

 

Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru