Презентация к уроку биологии «Популяция как форма существования вида и как элементарная единица эволюции»

Тема урока: « Популяция как форма существования вида и как элементарная единица эволюции »

Задачи:

Рассмотреть основные экологические характеристики популяций.

Экологические характеристики популяций

Экологическая ниша .

Совокупность особей одного вида, длительно проживающих на определенной части ареала, относительно обособленно от других совокупностей называется популяцией . Вид существует в форме популяций, популяция – структурная единица вида. Также мы уже знаем, что популяция – элементарная единица эволюции, в которой происходит изменение генофонда, приводящее к репродуктивной изоляции (невозможности скрещивания и образования плодовитого потомства в результате изменения хромосомного набора) и образованию нового вида. Например, гибриды березы бородавчатой, растущей в лесу и березы карликовой, растущей на болотах бесплодны или нежизнеспособны.

Экологические характеристики популяций

Популяция может существовать при определенных значениях абиотических факторов, и приспособлена к совместной жизни с другими видами, то есть на нее действуют и биотические факторы среды, таким образом, она занимает в природном сообществе определенную экологическую нишу. Экологическая ниша определяется всем комплексом факторов среды, необходимых для существования популяции, вида. Например, у лесных мышей в лесу — одна экологическая ниша, у синиц — другая, дождевые черви, живущие в почве леса, занимают третью экологическую нишу.

Экологические характеристики популяций

Популяция любых организмов, существуя не только в пространстве, но и во времени, имеет определенную структуру: половой состав, возрастной состав, численность, плотность . Экологи, изучая природное сообщество, определяют территорию, которую занимает популяция, подсчитывают численность популяции — общее количество особей на данной территории или в данном объеме.

Изучается соотношение полов в популяции, соотношение молодых организмов, особей среднего возраста и старых. Все эти характеристики помогают оценить состояние популяции, прогнозировать ее будущее . К числу наиболее важных экологических процессов относится динамика численности популяций , т. е. изменения численности составляющих их организмов.

Экологические характеристики популяций

Рассмотрим механизмы изменений численности популяций. Каждую популяцию растений или животных можно охарактеризовать скоростью размножения, или рождаемостью . Рождаемость выражается числом или долей особей (яиц, семян), родившихся (вылупившихся, отложенных) в популяции за единицу времени. Рождаемость определяется свойствами как организмов (например, плодовитостью самок), так и их популяций (составом, обилием и др.).

В любой природной популяции число нарождающихся особей всегда превышает число их родителей. В этом легко убедиться, вспомнив, сколько семян дает одно растение или сколько детенышей производят на свет, например, кошка, волчица, скворчиха, лягушка или рыба. Благодаря рождаемости численность популяции стремится к неограниченному росту.

Экологические характеристики популяций

Однако далеко не все особи новых выводков могут дожить до зрелого возраста и оставить потомство. Часть из них отмирает. Скорость отмирания организмов называется смертностью и выражается числом или долей особей, погибающих за единицу времени. Смертность ограничивает рост численности популяции.

Экологические характеристики популяций

И рождаемость, и смертность постоянно изменяются в зависимости от множества факторов. Когда рождаемость превышает смертность, численность популяции возрастает, и наоборот: численность снижается, когда смертность становится выше рождаемости . Постоянные изменения условий жизни организмов приводят к усилению то одного, то другого процесса. В результате численность популяций колеблется.

Экологические характеристики популяций

Колебания численности популяций могут быть вызваны сезонными изменениями условий жизни — температуры, влажности, освещенности. Наибольший интерес, однако, представляют многолетние циклы колебаний численности популяций. Их причинами могут быть различные (регулярные или нерегулярные) изменения абиотических (температуры, влажности, освещенности и др.) или биотических факторов (развитие паразитарных инфекций, хищничество, конкуренция). В ряде случаев многолетние колебания хорошо согласуются с изменениями климатических условий.

Регуляция численности популяций

Иногда причины, вызывающие колебания численности популяций, могут заключаться в них самих. Это случается, когда смертность или рождаемость организмов изменяется в ответ на изменения их численности, точнее — плотности популяции, т. е. численности особей на единицу площади .

Механизмы такого рода называются регуляторными, они срабатывают автоматически, когда плотность популяции достигает или слишком высоких, или слишком низких значений.

Экологические характеристикипопуляций

Регуляция численности популяций

Регуляторные механизмы могут иметь характер поведенческих или физиологических реакций организмов на изменение плотности популяции . При повышенной плотности, при перенаселении, происходит уменьшение рождаемости, например, у большой синицы в случае плотности одной пары на гектар в выводке около 14 птенцов, если плотность 18 пар — в выводке не бывает свыше 8 птенцов. У мышевидных грызунов при перенаселении, из-за стрессов, происходит гибель эмбрионов, что так же приводит к уменьшению рождаемости. У некоторых видов рыб при высокой плотности популяции взрослые особи переходят на питание своей молодью, в результате чего численность популяции начинает снижаться.

Регуляция численности популяций

Срабатывание регуляторных механизмов способно вызывать циклические колебания численности популяций. Пример циклических изменений дают колебания численности некоторых видов северных млекопитающих. Например, циклы трех- и четырехлетней периодичности характерны для многих северных мышевидных грызунов — мышей, полевок, леммингов, для полярной совы, песцов и др.

Регуляция численности популяций

Среди приспособлений для выживания выделяется комплекс признаков, называемых экологической стратегией – общая характеристика роста и размножения данного вида. Два крайних типа получили название r - и К-стратегии. r -стратеги быстро достигают половой зрелости, приносят большое количество мелких потомков, имеют небольшие размеры и малую продолжительность жизни. К-стратеги медленно развиваются, имеют более крупные размеры и большую продолжительность жизни, образуют небольшое число более крупных, хорошо защищенных потомков. Обитают они в средах со стабильными или закономерно изменяющимися условиями.

Регуляция численности популяций

r -стратеги , особенно однолетние животные (большинство насекомых) и растения (некоторые виды трав), способны к быстрому и резкому изменению численности.

Эти изменения характеризуются широким размахом. В годы минимального и максимального обилия численность таких видов может различаться в десятки, сотни, а иногда — в тысячи раз. Для этих видов характерны «популяционные взрывы» — резкие, взрывные возрастания численности, происходящие почти внезапно. Это случается, когда складываются особенно благоприятные условия для размножения организмов.

Регуляция численности популяций

Различные типы кривых выживания. Численность популяции зависит от баланса рождаемости и смертности, которые, в свою очередь, зависят от абиотических и биотических факторов. При благоприятных климатических условиях и достаточном количестве пищи численность возрастает, при неблагоприятных — уменьшается. Смертность у организмов различна в разные периоды жизни, различают три основных типа смертности : смертность, одинаковая во всех возрастах (гидры), повышенная гибель на ранних стадиях развития (рыбы), повышенная гибель старых особей (человек).

Регуляция численности популяций

С динамикой популяций тесно связаны микроэволюционные процессы . Вероятность изменений генофонда (нарушения его равновесия) особенно возрастает, когда численность популяции низка. Следовательно, в годы низкой численности микроэволюционные процессы должны протекать более активно. Если учесть, что снижение численности организмов происходит при резких изменениях внешних факторов, можно понять, что в эти же моменты начинает усиливаться движущий отбор. Иначе говоря, столкнувшись с изменениями условий жизни, популяция отвечает на них не только изменениями численности, но и изменениями самих организмов: в популяции сохраняются особи лишь с теми свойствами, которые оказываются полезными в данных конкретных условиях.

Подведем итоги :

1.Что такое популяция:

2.Что такое экологическая ниша:

3.Эволюционная единица вида:

4.бородавчатая растет в лесу, береза карликовая – на моховых болотах. Их гибриды нежизнеспособны или бесплодны. Это результат действия:

5.К экологической характеристике популяции относятся:

6.Для К-стратегов характерны: