Изменение численности популяций
Введение
Перед тем как начать изучение данной темы разберемся с некоторыми терминами.
Популяцией называют совокупность особей одного вида, населяющих определенное пространство, внутри которого осуществляется та или иная степень обмена генетической информацией. Каждая популяция имеет определенную структуру (возрастную, половую, пространственную), характеризуется определенными демографическими показателями (рождаемость, смертность, численность и ее динамика, плотность и др.), занимает определенную экологическую нишу.
Популяционные волны (или волны жизни) – колебания численности организмов в природных популяциях. Могут быть как периодическими, так и непериодическими. (термин был введён русским биологом Сергеем Сергеевичем Четвериковым в 1905 году)
Численность популяции – это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. В период размножения происходит рост популяции. Смертность же, наоборот, приводит к сокращению ее численности.
К числу важнейших свойств популяций относится динамика свойственной им численности особей и механизмы ее регулирования. Всякое значительное отклонение численности особей в популяциях от оптимальной связано с отрицательными последствиями для ее существования. В связи с этим популяции обычно имеют адаптационные механизмы, способствующие как снижению численности, если она значительно превышает оптимальную, так и ее восстановлению, если она уменьшается ниже оптимальных значений.
Цель: изучить теорию о популяционных волнах и причинах изменения численности человеческих и природных популяций
Основная часть
Значение популяционных волн
В первую очередь «волны жизни» резко расшатывают генофонд популяции, изменяя численность всех аллелей, разрушая сложившееся отношение по закону Харди-Вайнберга. А это приводит к изменению свойств популяции – так расшатывание выпадающего зуба облегчает процесс избавления от него. При спаде «волны жизни» численность одних мутаций возрастает, а значит, возрастает вероятность встречи рецессивов в гомозиготах; скрытые аллели проявляются в фенотипах и подпадают под действие естественного отбора. Новая «волна жизни» будет состоять из особей с измененным генофондом.
Другие мутации при спаде волны могут просто выпасть из генофонда. Этот эффект образно называют «горлышко бутылки» (или эффект бутылочного горлышка) — далеко не все аллели могут пройти к новым поколениям через минимум численности. Например, если при спаде численности лисиц из популяции исчезнут особи – носители генов черно-бурой окраски, чернобурок в этой популяции уже не будет.
Во-вторых, популяционные волны характеризуются на восходящей части кривой численности во времени понижением, а на нисходящей части — повышением относительной смертности потомства из процессов повышения и понижения численности в чреде поколений. Это обстоятельство должно приводить к сопровождающему популяционные волны колебанию давлений естественного отбора (снижению на восходящей и повышению на нисходящей части кривой). Супругами Форд в этой связи очень четко было показано увеличение разнообразия и концентраций аберраций у бабочки Melitea на восходящих частях и их резкое исчезновение на нисходящих частях популяционных волн. В этом смысле популяционные волны опять-таки являются фактором, подставляющим редкие мутации под действие отбора.
И, наконец, в-третьих, популяционные волны в тех случаях, когда они сопровождаются случайным изменением численности, а иногда и резким расширением популяционных ареалов, выводят, хотя и временно, ряд мутаций и генотипов в другую констелляцию абиотической и биотической среды; это также является своего рода «апробацией» для ряда генотипов, способствуя «выходу» некоторых из них на эволюционную арену.
Популяционные волны, действуя совершенно иначе, чем мутационный процесс, являются, однако, вместе с ним фактором – поставщиком эволюционного материала, выводящим ряд генотипов, совершенно случайно и не направленно, в качестве «кандидатов» на роль новых звеньев в протекающих эволюционных явлениях и процессах, обогащающих основной генофонд населения вида.
Давление этого фактора может быть весьма различно даже в разных популяциях одного и того же вида и, вероятно, превышает таковое спонтанного мутационного процесса.
Изменение численности популяций
Численность популяции - важная экологическая характеристика популяции. Число особей в популяции имеет огромное эволюционное значение. Но важна не общая численность особей в популяции, а эффективная численность - репродуктивная численность - та часть популяции, которая формирует генофонд следующего поколения.
Еще в 1905 г. С. С. Четвериков опубликовал работу под заглавием «Волны жизни». В этой работе им было показано, что у всех живых организмов все популяции всегда подвержены количественным колебаниям численности входящих в них особей.
Характер, причины и размах колебаний численности могут быть очень различными; существенно лишь то, что в данном случае идет речь о колебаниях в положительную и отрицательную стороны, сменяющих одна другую более или менее регулярно, а не о постоянных, векторизованных процессах. Причины таких колебаний могут быть весьма различны. В одних случаях они связаны с сезонной периодикой (например, у многих насекомых и других животных с относительно коротким жизненным циклом, а также у многих однолетних растений), в других — с более длинными и менее регулярными периодами, связанными с флуктуациями климатических условий или урожая кормов. Наконец, в ряде случаев могут иметь место апериодические, основанные на случайных «катастрофах», изменения численности, возникающие в результате наводнений, лесных пожаров, исключительных засух или морозов и т. д. Такие катастрофы ведут к резкому сокращению численности, затем восстанавливающийся и переходящей на уровень нормальных флуктуации.
Популяционные волны в человеческой популяции: Неолит – 5 млн. чел.; Начало эры – 200 млн.; 1800г. – 1 млрд.; 20 век 5,7 млрд. чел.; К 2020 г. – ожидалось 10,5 млрд. чел., но сейчас 7,5 млрд.
Моменты ускорения прироста численности населения совпадает с важнейшими достижениями человечества (развитие земледелия, начало индустриальной эпохи, эра научно-технической революции).
На фоне общей тенденции повышения численности людей имело место и снижение численности:
- Эпидемий чумы, холеры, вирусных пандемий
- Стихийные бедствия
- Войны
- Уничтожения источников пищи
Увеличение численности совпадает с увеличением плотности населения. Колебания численности, изменение плотности, миграции, влиянии на состояние генофонда человеческой популяции.
Плотность населения зависит от: - Рождаемости; - Смертности; - Миграций.
Чумные эпидемии/пандемии:
1. Юстиниановая VI век. За 50 лет унесла в Египте, Сирии, Малой Азии и Европе примерно 100 млн. жизней;
2. В XIV веке за 3 года погибло 25% населения Европы, 35 млн. чел в Китае.
3. В 1874г. 20 тыс. жителей о. Фиджи умерло от кори, которую завезли из Австралии.
В современном мире популяционные волны имеют значение только для популяций людей, обитающих на отдаленной и/или на не большой территории, поэтому как эволюционный фактор, не играют значимой роли.
Заключение
Мы изучили теорию о популяционных волнах и изменении численности человеческих и природных популяций и можем приди к таким выводам:
I. Популяционные волны, встречающиеся во всех популяциях любых живых организмов, и имеют троякое значение: расшатывание генофонда, влияние на численность особей популяции и способствование «выхода» некоторого ряда генотипов
II. Популяционные волны, действуя совершенно иначе, чем мутационный процесс, являются, однако, вместе с ним фактором – поставщиком эволюционного материала
III. У всех живых организмов все популяции всегда подвержены количественным колебаниям численности входящих в них особей
IV. В современном мире популяционные волны имеют значение только для популяций людей, обитающих на отдаленной и/или на не большой территории, поэтому как эволюционный фактор, не играют значимой роли.
Список литературы
Краткий курс общей экологии. Учебное пособие. А.К. Бродский, СПб, "ДЕАН", 2006, - 1677 с.
Медников Б. «Дарвинизм в ХХ веке» Москва, "Советская Россия", 1975
Основы общей экологии. Учебник. Воронков Н.А. М.: "Агар", 2007, - 218 с.
Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н.Н., Яблоков А. В. «Краткий очерк теории эволюции.» 2-е изд. Москва, "Наука", 1977
https://ru-ecology.info/term/26158/
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B
https://ggf.bsu.edu.ru/ElBook/Ekologia/text/1_08.html
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 594; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!