Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 85. Популяції. Статичні параметри популяцій

Поміркуйте

  • Поясніть, чому популяція може стійко й довгостроково існувати, лише якщо вона численна.

Згадайте

  • Генофонд
  • Внутрішньовидові відносини

Поняття популяції

У природі кожний вид існує як комплекс внутрішньовидових угруповань — популяцій. Популяція — це група особин одного виду, які протягом низки поколінь населяють певну територію й утворюють відносно ізольовану генетичну систему.

Отже, окрема популяція відносно ізольована від інших популяцій того самого виду. Часто ця ізоляція визначається природними перешкодами місця проживання — гірськими хребтами, межами водойм, лісів, лугів тощо, а іноді — просто відстанню, на яку особини здатні переміститися протягом життя. Очевидно, що така відстань буде більшою в китів і меншою в равликів.

Через ізоляцію особини схрещуються в межах однієї популяції набагато частіше, ніж із представниками інших популяцій. Це означає, що популяції утворюють свою генетичну систему й формують свій особливий генофонд.

Чим же різняться генофонди різних популяцій? Насамперед, наборами генів, необхідних для адаптації до певного місця проживання. Розглянемо, наприклад, популяції людини. Жителі високогірних районів Анд і Гімалаїв мають адаптації до низького вмісту кисню; ескімоси пристосовані до холоду й відсутності рослинної їжі; населення тропічної Африки має генетичні пристосування до малярії.

Очевидно, що адаптації закріплюються в генофонді популяцій із часом — популяції довго, протягом багатьох поколінь, мешкають на певній території, перш ніж природний добір повністю адаптує їх до місцевих умов.

Оскільки генофонди різних популяцій формуються окремо один від одного, згодом вони починають значно різнитися. Це може спричинити навіть утворення нових видів. Тобто популяція — це найменша одиниця еволюції.

Структура популяцій

Зазвичай особини в популяції розподілені нерівномірно. У складі популяцій виокремлюють більш дрібні угруповання (субпопуляційні групи): родини, зграї, сімейні групи, колонії, деми тощо. До того ж вирізняють просторову, вікову, статеву, генетичну й етологічну структури популяції.

Просторова структура популяції — це розподіл особин або їх угруповань у межах популяційного ареалу (мал. 85.1).

Вікова структура популяції відображає співвідношення молодих і старих особин. Це важлива характеристика популяції, оскільки вона визначає потенціал популяції до самовідтворення. Чим більшою є частка молодих особин, тим більше потомства буде утворено. У популяціях, що скорочуються, переважають старі особини, які не можуть інтенсивно розмножуватися.

Статева структура популяції — це співвідношення особин за статтю. Велике значення для росту чисельності популяції має частка особин жіночої статі, здатних розмножуватися. Статеву й вікову структури популяцій, як правило, подають у вигляді статево-вікових пірамід.

Генетична структура популяції відображена в особливостях популяційного генофонду. Це набір генних варіантів, характерний для конкретної популяції, що й забезпечує її пристосованість до конкретних умов проживання.

Мал. 85.1. Типи просторового розподілу особин у популяції: рівномірне (а), випадкове (б), групове (в)

Види етологічної структури популяцій у тварин

Етологічна структура

Характеристика

Приклади

Одиночний спосіб життя

Особини популяції незалежні й відособлені одна від одної

Жужелиці, тигри, кішки

Родинний спосіб життя

Існують міцні зв'язки між батьками та їхнім потомством, виражена турбота про потомство

Лелеки, бобри

Колонія

Групові поселення тварин, які існують довгостроково або утворюються на період розмноження

Чайки, пінгвіни

Зграя

Тимчасове об'єднання тварин, які діють узгоджено з певною метою

Зграї перелітної сарани; вовчі зграї, утворені для полювання; зграї риб, утворені для захисту

Стадо

Постійне об'єднання тварин із лідером або ватажком

Північні олені, слони, павіани, горили

Етологічна структура популяції — це система взаємозв'язків між особинами популяції.

Етологічна структура популяції визначає дуже важливі особливості виду. Наприклад, для одиночних тварин характерна яскраво виражена територіальна поведінка. Разом із тим характер спілкування у зграї більш інтенсивний, ніж за умови одиночного способу життя; відповідно, у зграйних видів більш розвинені способи передачі інформації. Тип взаємозв'язків визначає також і способи добування їжі: зграйне полювання дає змогу переслідувати більшу жертву, ніж це можливо для одиночного хижака.

Чисельність популяції

Популяція може стійко й довгостроково існувати, тільки якщо вона численна. Адже маленькі групи особин можуть раптово зникнути через епідемії або природні катастрофи. До того ж тільки у великих групах генетичного матеріалу достатньо для природного добору.

Чисельність популяції — це загальна кількість особин у популяції. Наприклад, популяція лосів в Україні налічує від 2 до 6 тис. особин, популяція зубрів у Біловезькій Пущі — близько 2 тис. особин, а популяція азіатського лева — усього приблизно 70 особин.

Чисельність популяції має величезне еволюційне значення, адже від неї залежить виживання виду. Тут більш важливою є репродуктивна чисельність — кількість особин, здатних залишити потомство, тобто зробити внесок у генофонд наступного покоління.

Іноді неможливо оцінити загальну чисельність популяції. Справді, як порахувати кількість окунів у водоймі або дощових червів у городі? У такому випадку визначається щільність популяції — чисельність або біомаса особин на одиниці площі або об'єму. Наприклад, 500 дерев на 1 га лісу. Користуючись щільністю, ми можемо відстежити зміни чисельності в часі, що важливо для екологічного моніторингу.

Чисельність популяції не буває сталою, вона весь час змінюється залежно від смертності й народжуваності. Зазвичай розміри популяції коливаються навколо деякої сталої величини, і ця величина залежить від ресурсів середовища проживання.

Ключова ідея

Популяція — це відносно ізольована група особин одного виду, які стійко й еволюційно довго існують у певному місці проживання й генетично адаптовані до його умов. З рівня популяції починаються еволюційні процеси.

Запитання та завдання

1. Наведіть приклади біологічних видів із типами просторової структури популяцій, зображеними на мал. 85.1. 2. Чому статево-вікові піраміди України та Зимбабве настільки різняться? Порівняйте репродуктивні потенціали цих популяцій. 3. Чи можна назвати популяцією рослини на міській клумбі? Поясніть відповідь. 4. Який тип етологічної структури характерний для первісної людини? для сучасної людини?