Ресурсы живых существ как экологические факторы
Ресурсы живых существ это:
- Вещества из которых состоят живые существа
- Энергия, вовлекаемая в процессы их жизнедеятельности
- Места, где протекают те или иные фазы их жизнедеятельности
Ресурсами для растений выступают неорганические вещества (пищевой ресурс) и свет (энергетический ресурс)
Растения выступают пищевым ресурсом для травоядных. Травоядные выступают пищевым ресурсом для хищников. Все вместе – пищевой ресурс для паразитов и деструкторов.
Территории со всеми компонентами среды где обитают организмы – ресурсы среды.
Пищевой ресурс – любой потребляемый компонент среды, который может быть отнят одним организмом у другого. Перераспределение ресурсов между организмами.
Классификация ресурсов.
Ресурсы незаменимые – это когда один ресурс не в состоянии заменить другой (лимитирующие факторы). Свет для растений (максимальные значения использования света растениями составляет 3-4,5% - морские микроскопические водоросли). Диоксид углерода, вода (почвенная влага), минеральные ресурсы, кислород.
Ресурсы взаимозаменяемые (у хищников виды жертвы могут быть разнообразны). Пространство также выступает ресурсом (перенаселение физического пространства двустворчатыми моллюсками, конкуренция за территорию у животных и растений). Ограждение пищевых ресурсов – средства защиты организма для ограждения себя от своего потребителя. Результат – эволюционное давление одного организма на другой (коэволюция).
|
|
|
Понятие популяции.
Популяция – любая способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других популяций.
Поскольку все виды живых организмов представлены в природе конкретными популяциями, понятие «популяция» является одним из центральных в биологии, а генетические, экологические, эволюционные подходы к изучению популяций объединяются в особое направление – популяционную биологию.
Таким образом, вид – это сложная биологическая система, состоящая из группировок организмов – популяций, обладающих характерными особенностями строения, физиологии и поведения. Такие внутривидовые группировки являются генетической единицей вида, а изменения их обусловливают эволюцию данного вида, т. е. популяции служат элементарными эволюционирующими структурами. Следовательно, популяция как группа совместно обитающих особей одного вида выступает первой надорганизменной биологической макросистемой.
Популяция как биологическая единица обладает определенной структурой и функцией. Структура популяции характеризуется составляющими ее особями и их распределением в пространстве. Функции популяции тождественны функциям других биологических систем. Популяциям свойствен рост, развитие, способность поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях, т. е. популяция обладает конкретными генетическими и экологическими характеристиками.
|
|
|
Популяция – элементарная единица эволюционного процесса и существования биоты.
Толерантность к факторам среды у популяции значительно шире чем у особи.
Показатели популяции: численность, плотность, структура (пространственная, половозрастная, функциональная).
Пространственная структура популяций
Популяции различных видов размещаются разными способами по занимаемой ими территории, т.е. имеют разную пространственную структуру.
Причины: неравномерное распределение ресурсов, постоянные и сезонные особенности поведения, особенности возобновления или размножения.
Типы пространственной структуры популяций:
1) равномерное – каждая особь удалена от другой на определенное расстояние (антагонистические отношения)
2) случайное – распределение организмов определяется чисто статистически, без влияния каких-либо факторов.
3) мозаичное – особи скапливаются на определенных участках
|
|
|
В природе большинство живых существ распределено мозаично. Часто пространственная структура популяции зависит от сезона.
21. Половозрастная структура популяций – соотношение особей, принадлежащих разным полам и находящихся на разных стадиях жизненного цикла. Характеризует показатель самовоспроизведения популяции.
Для успешного существования популяции половозрастная структура должна быть оптимальной (и стабильной).
Функциональная структура популяции – «разделение труда между особями». Особенно типична для организмов с общественным поведением.
1) Молодые особи в основном накапливают энергию (биомассу), а взрослые ее расходуют (особенно при размножении). Личинки и взрослые насекомые.
2) Формирование группировок внутри популяций с распределением функций (стаи, стада, семьи, колонии).
22. Динамика популяции – процессы, протекающие в популяции за промежуток времени (рождаемость, смертность и скорость роста)
Принцип экспоненциалного роста численности популяций в благоприятной и неограниченной стационарной среде. Это один из основных экологических принципов динамики популяций. Вернадский называл этот процесс давлением жизни.
|
|
|
Согласно этой модели Томаса Мальтуса численность популяции будет катастрофически возрастать (экспоненциальный рост) если не будет ограниченных ресурсов.
Модель Мальтуса теоретически отражает возможности нарастания численности любой популяции в условиях отсутствия каких либо ограничений и неизменности врожденной скорости роста.
В природе экспоненциальный рост популяции практически никогда не наблюдается (если и происходит, то в течение очень непродолжительного времени, сменяясь спадом численности или выходом ее на некоторый стационарный уровень) – размер популяции всегда ограничен сверху.
Стабильный тип динамики – отсутствие резких колебаний численности и других параметров в популяции. Характерен для видов со значительной продолжительностью жизни, низкой средней плодовитостью и выживаемостью большей части потомства.
Нестабильный тип динамики – характерны очень резкие перепады численности (в десятки, сотни, тысячи раз) и других параметров.
К- и r-стратегии популяций.
Двум типам динамики соответствуют две противоположные жизненные стратегии. (Р. Мак-Артур, Э. Вильсон)
К-стратегия характерна для стабильных популяций. r-стратегия характерна для нестабильных популяций.
Символ «К» обозначает поддерживающую емкость среды (максимальная численность популяции, которая может поддерживаться равновесно в данных условиях на протяжении ряда поколений).
Символ «r» означает врожденную скорость роста популяции.
В природе (и в экспериментах) динамика популяций часто хорошо соответствует так называемой логистической (сигмоидной, S -образной) кривой.
В этой модели рост популяции зависит от ее численности. С увеличением численности популяции скорость роста падает, а кривая приближается к К (поддерживающей емкости среды) и выходит на плато. Подобный рост характерен для К-стратегов.
Для r-стратегов используется экспоненциальная модель. В ней рост численности не зависит от плотности, но врожденная скорость роста может меняться. J-образная кривая состоит из двух экспоненциальных участков. Первый отражает нарастание численности (врожденная скорость r >0). Второй отражает падение численности (врожденная скорость r<0) после достижения предельной величины роста (которая может быть больше К). В результате, наблюдаются циклические изменения численности популяции.
23. Принцип экспоненциального роста численности популяций в благоприятной и неограниченной стационарной среде – отражается моделью Томаса Мальтуса. Это один из основных экологических принципов динамики популяций. В.И. Вернадский называл этот процесс давлением жизни. Модель Мальтуса теоретически отражает возможности нарастания численности любой популяции в условиях отсутствия каких либо ограничений и неизменности r. В природе экспоненциальный рост популяции практически никогда не наблюдается (если и происходит, то в течение очень непродолжительного времени, сменяясь спадом численности или выходом ее на некоторый стационарный уровень) – размер популяции всегда ограничен сверху.
24. Типы регуляции численности популяции:
Внутривидовая (внутрипопуляционная) конкуренция – важнейший регулятор динамики популяций. С нарастанием численности популяции усиливается конкуренция за ресурс, в конечном счете приводящая к отмиранию части особей.
Физиолого-поведенческий механизм регуляции. У полевок-экономок в периоды наибольшей численности половая зрелость может наступать на 9-11-й месяцы, а в период нарастания численности – уже на 20-25-й день.
Случайные процессы: непредсказуемые перемены погоды, другие абиотические и биотические факторы
Гипотеза саморегуляции популяции: любая популяция способна, в принципе, сама регулировать свою численность так, чтобы не подрывались возобновляемые ресурсы местообитания и не требовалось вмешательства каких-либо внешних факторов (например, хищников или неблагоприятной погоды).
Саморегуляция осуществляется через:
1)"механизмы стресса" (гормональные сдвиги под влиянием нервного возбуждения, тормозят деятельность половых желез, изменяются другие физиолого-биохимические показатели),
2) поведенческие реакции (защита территории при возрастании плотности популяции становится все более затруднительной, и вытесненные особи вынуждены мигрировать в менее благоприятные места, где возрастает их смертность),
3) генетические механизмы регуляции (на примере пенсильванской полевки показано, что на пиках численности доминирует генотип с меньшей плодовитостью, а в периоды депрессий – с большей).
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 530; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!