ОСНОВИ ПОПУЛЯЦІЙНОЇ ЕКОЛОГІЇ

Розділ 2.КОНЦЕПЦІЇ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ

 

2.2.  Популяція як структурно-функціональна одиниця виду

 

Нерівномірність розподілу особин в межах ареалу пов’язана з відмінністю умов середовища проживання на різних його ділянках. Особини кожного виду, що тривалий час проживають разом на одній території в певній частині ареалу, виробляють спільні пристосування, між ними встановлюються відповідні взаємозв’язки. Таку сукупність особин виду називають популяцією.

Термін "популяція" запровадив у 1903 р. датський вчений В.Йогансен. Популяція (від латин. populus - народ, населення) є структурно-функціональним елементом виду і об’єктом популяційної екології.

Популяцією екологи називають групу особин одного виду, які населяють певну територію, достатньо ізольовані від сусідніх популяцій і можуть вільно схрещуватись.

Генетики визначають популяцію як групу особин, що мають спільну генну основу, вільно схрещуються між собою. Такі популяції називають ще менделівськими. Вони невеликі за розмірами. Такими є шлюбні території для тварин, території популяцій деяких видів ентомофільних рослин, оскільки їхній пилок комахи переносять на невеликі відстані (13 км).

Існування всередині виду генетично різнорідних популяцій забезпечує його стійкість і здатність до адаптації в мінливому середовищі.

Популяційну структуру виду визначають його біологічні особливості - рухомість особин, ступінь їхньої прив”язаності до території, здатність долати природні перешкоди та інші. Так, північні олені і песці протягом сезону переміщувались на сотні кілометрів від місць розмноження, долаючи на своєму шляху широкі річки, протоки, гірські хребти. Види з високими міграційними здібностями представлені в природі небагатьма популяціями.

При малорозвинених міграційних здібностях у складі виду формується безліч дрібних популяцій, залежно від мозаїчності ландшафту. Чим різнорідніше середовище ареалу виду, тим більшою кількістю популяцій він представлений і тим чіткіша відмінність між ними. Еколого-біологічне розмаїття популяцій та певні зв’язки між ними підтримують існування виду як єдиного цілого.

Відмінність між рослинами і тваринами визначає особливості їхніх популяцій (табл. 2.2).

Таблиця 2.2.

 

Характерні особливості популяцій рослин і тварин

 

Популяція рослин

Популяція тварин

1. Межі особин не завжди чітко визначені

Межі особин чітко виражені

2. Елементами популяції є генети і рамети

Елементами популяції є генети

3. Мають необмежений ріст протягом всього життя, за рахунок чого наростає фітомаса популяції

Ріст завершується, в основному, у фазі статевої зрілості,

що забезпечує відносну стабільність біомаси в популяціях статевозрілих особин

4. У певному віці особини можуть відрізнятися одна від одної розмірами

Одновікові особини мають практично одинакові розміри

5. Щільність популяції зберігається протягом життя особин.

Лише в особин, здатних до щорічного утворення нових пагонів, щільність збільшується

Щільність популяції сильно змінюється за рахунок міграції і народження нових особин

6. Заселення популяційного поля відбувається за рахунок насіння, що розповсюджується різними способами

Розселення на території популяції проходить шляхом міграції з метою пошуків корму і уникнення від несприятливих умов

7.Чисельність особин і ріст популяції відбувається за рахунок статевого, нестатевого і вегетативного розмножень

Відтворення чисельності і ріст популяції відбувається за рахунок статевого розмноження і надходження особин з інших популяцій даного виду

8. Відсутня турбота про потомство

Є різні форми турботи про потомство

9. Внутрішньопопуляційні зв'язки простіші і одноманітніші

Внутрішньопопуляційні зв'язки складні і різноманітні

10. Створюють основу

біогеоценозу - фітоценоз

Прив’язані до певних фітоценозів, утворюють зооценоз

11. Зовнішні фактори

неоднаково впливають на різні особини популяції, що

займають різні екологічні ніші.

Зовнішні фактори по-різному впливають лише на особини фенотипово і генетично відмінні.

12. Є продуцентами.

Є консументами

Відмінності між популяціями одного виду є результатом дії природного добору, що пристосовує кожну популяцію до конкретних умов її існування. Це стосується як рослинних, так і тваринних популяцій. Наприклад, водяні полівки гірських і рівнинних популяцій відрізняються багатьма ознаками. Рівнинні полівки полюбляють замкнуті заростаючі водойми, роблять нори в гущавині заростей. У гірських районах полівки живуть на берегах струмків і річок, риють нори під землею. Звірки гірських популяцій відрізняються від рівнинних меншою довжиною хвоста, схильністю до запасання кормів на зиму. Рівнинні полівки не створюють запасів. Щодо розмноження, то у рівнинних полівок воно цілорічне, а у гірських - лише протягом 6-7 місяців. Число поносів у них на 1-2 менше на рік, але середня кількість малят на одну самку на 1-2 більше.

Цікавим прикладом є перебудова структури популяцій комара-пискуна внаслідок освоєння ним нової екологічної ніші. Так, з початку 60-х років мешканцям великих міст комарі стали дошкуляти у квартирах впродовж цілого року. З’явилися міські популяції комарів, які живуть, спаровуються і розмножуються в підвальних приміщеннях. Вони не впадають у зимову сплячку. їхні самки можуть відкладати яйця, не попивши перед тим крові при укусах, використовуючи запаси, нагромаджені на стадії личинки. Це дозволяє проходити в підвалах повний цикл розвитку. Личинки міського комара можуть розвиватися навіть у каналізаційних стоках. Швидкість росту їхніх популяцій висока - протягом доби з 1 м2 водяної поверхні може виходити до 300 комарів.

Внутрішньовидову популяційну відмінність можна простежити і на прикладі дзвінця великого (Rhinanthus major) з різних місцезростань (рис. 2.2). Вона описана відомим ботаніком М.В.Цінгером. Відмінність між особинами цих популяцій за деякими ознаками подані в таблиці 2.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

А Б В Г

Рис. 2.2. Популяції дзвінця великого (Rhinanthus major):

А - посіви жита; Б - неокультурнені місцезростання;

В і Г - сінокісні луки з різним травостоєм.

Таблиця 2.3

 

Популяції дзвінця великого

 

Посіви жита

Неокультурнені

місцезростання

Сінокосні луки

(рис. 2.2-А)

(рис. 2.2-Б)

(рис. 2.2-В) (рис. 2.2-Г)

 

1. Цвітіння

15-25.06

10-25.08

15-25.05 12-16.07

 

2. Плодоношення

17-18.07

у вересні

17-20.06 20-28.08

 

3. Плоди

не розтріскуються

плоди розтріскуються

 

4. Насіння

без крилець

насіння з крильцями

5. Кількість вузлів на головному пагоні

8-14

19-20

4-9 19-30

Залежно від числа особин, їх рухливості, а також від розподілу місцезростань, у межах ареалу можна виділити три типи популяційних структур видів. Рухливість особин оцінюється радіусом індивідуальної активності, тобто відстанню між місцями розмноження (у тварин), відстанню поширення пилку, плодів і насіння (у рослин).

Типи популяційних структур виду такі:

1. Вид як одна велика популяція (рис. 2.3-А). Таким є вид чирка-свистунка (рис. 2.4); радіус індивідуальної активності тисячі кілометрів.

2. Види, що складаються з цілого ряду популяцій середньої чисельності і відокремленості (рис. 2.3-Б). Прикладом такого типу популяційної структури може бути соболь (рис. 2.5); радіус індивідуальної активності до 200 км.

3. Види, що представлені однією або кількома малочисельними і слабо зв’язаними одна з одною популяціями (рис. 2.3-В). Такий тип структури властивий сосні піцундській (рис. 2.6). Радіус індивідуальної активності при дуже малій чисельності - менше кілометра.

 

 

 

 

 

 

А Б В

Рис. 2.3. Типи популяційних структур видів:

А - вид, як одна велика популяція; Б - вид, що складається з популяцій середньої чисельності і відокремленості;

В - вид, що складається з однієї або декількох малочисельних і слабозв’язаних між собою популяцій.

Рис. 2.4. Ареал чирка-свистунка.

Рис. 2.5. Ареал соболя.

Рис. 2.6. Ареал сосни піцундської.

Отже, популяція - елементарна одиниця процесу еволюції і структури виду, що має свої ознаки і властивості.

Змішуванню різних популяцій перешкоджають: географічна ізоляція, природні бар’єри (гори, ріки, моря, клімат), біологічні особливості. У тварин такими є відмінності у будові статевого апарату, строках спаровування; у рослин - відмінності в строках цвітіння, способах запилення та інші (рис. 2.7).

 

 

 

Рис. 2.7. Схема процесу видоутворення.

 

Тривала ізоляція популяцій, особливо географічна, підкріплена істотною зміною середовища, врешті-решт може призвести до утворення нових підвидів.

Між популяціями регулярно або епізодично здійснюється обмін особинами. Наприклад, під час сезонної кочівлі ворон частина молодих птахів щороку залишається в місцях зимівлі і утворює пари з представниками осілих. У риб зв’язок між особинами різних популяцій виду здійснюється епізодично. Він має місце в роки з особливо сильними паводками, коли ізольовані водойми зливаються в тимчасову єдину водну систему.

Зв’язок між популяціями різних видів здійснюється через взаємодію особин та їх індивідуальні контакти в межах екосистеми.

Ступінь ізоляції сусідніх популяцій виду в межах ареалу теж різний. В одних випадках вони чітко розмежовані територією, непридатною для їх існування. Прикладом можуть бути популяції окуня і лина. Кожна з них живе в ізольованих озерах. Якщо ж умови проживання на обширній території близькі за поєднанням екологічних факторів, то виділити границі між популяціями можна лише умовно - за відмінністю в щільності особин. Такими є популяції ховраха малого в сухих степах і напівпустелях.

В усіх випадках у популяціях діють екологічні закони, які дають змогу використовувати обмежені ресурси середовища таким чином, щоб забезпечити появу і виживання потомства.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити