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

§ 27. Популяції

Які рівні організації живих організмів існують? Який рівень організації живих організмів утворює сукупність усіх одноклітинних і багатоклітинних організмів, котрі живуть в одній печері? Які особливості притаманні організмовому, популяційно-видовому та екосистемному рівням організації?

Визначення та характеристики популяцій

Популяція — це сукупність особин одного виду, які здатні до самовідтворення протягом великої кількості поколінь і тривалий час займають певну територію, функціонуючи й розвиваючись в одному або кількох угрупованнях живих організмів.

У популяції особини не є незалежними, а взаємодіють між собою. Вони можуть конкурувати за ресурси та об'єднуватися для підвищення шансів виживання. У роздільностатевих видів важливою частиною екологічної взаємодії є утворення пар для процесу розмноження.

Кожній популяції властиві певні характеристики, за допомогою яких можна визначати її стан (мал. 27.1). Статичні характеристики популяцій визначають її стан у конкретний момент часу, а динамічні — за певний період часу.

Мал. 27.1. Основні характеристики популяцій

Чисельність популяції — це загальна кількість особин на певній території, які належать до однієї популяції. Щільність популяції визначається як середня кількість особин виду на одиницю площі чи об'єму. Наприклад, якщо чисельність популяції синиць у парку площею 25,6 гектара становить 256 особин, то щільність цієї популяції — 10 особин на гектар (мал. 27.2).

Мал. 27.2. Види з високою щільністю популяцій

Структура — співвідношення груп організмів у популяції за різними ознаками. Залежно від вибраної ознаки виокремлюють просторову, статеву, вікову, генетичну та інші структури популяції.

Народжуваність — кількість нових особин, які з'являються за одиницю часу внаслідок розмноження (мал. 27.3).

Мал. 27.3. Види з низькою (слони) і високою (таргани) народжуваністю

Смертність — кількість особин, які загинули в популяції за одиницю часу.

Приріст популяції — різниця між кількісними показниками народжуваності й смертності. Якщо смертність у популяції перевищує народжуваність, то приріст популяції буде від'ємним.

Швидкість (темп росту) — середній приріст популяції за одиницю часу. Швидкість росту популяції є комплексним показником і залежить не тільки від народжуваності. За невеликої народжуваності і незначної смертності швидкість росту може бути вищою, ніж у випадку з високою народжуваністю і високою смертністю. Крім цих показників, на швидкість росту популяцій можуть впливати міграції організмів.

Класифікація популяцій

Популяції можна класифікувати за їхньою просторовою та віковою структурами, за щільністю, за сталістю чи зміною середовища проживання, за здатністю самовідновлюватися та за іншими екологічними критеріями.

Типи популяцій за здатністю до самовідтворення

Тип популяції

Характеристика типу

Незалежні

Мають високий потенціал розмноження, здатні до самовідтворення без притоку мігрантів з інших популяцій

Напівзалежні

Здатні до самовідтворення, але мають низький потенціал розмноження через низьку чисельність. Імміграція поліпшує стан таких популяцій

Залежні

Народжуваність у таких популяціях нижча, ніж смертність. Можуть існувати тривалий час тільки за наявності притоку мігрантів з інших популяцій

Псевдопопуляції

Утворюються групами особин, які не мають можливості розмножуватися за рахунок міграції з інших популяцій

Періодичні популяції

Виникають за межами ареалу виду або в нових біотопах і існують тільки за наявності сприятливих умов. У разі погіршення умов зникають, але можуть утворюватися знову, коли ситуація покращується

Функціональне значення популяцій в екосистемах

Популяції є частиною екосистем і виконують у них функцію окремих компонентів.

Саме завдяки функціонуванню популяцій створюються умови, сприятливі для життя на нашій планеті. Популяції займають певний простір, будують притулки, переміщуються, використовують ті чи інші види харчування і тим самим впливають на навколишню природу.

Від популяцій залежить колообіг речовин, енергетичний обмін між живою і неживою природою. Спільна діяльність популяцій визначає багато важливих властивостей біотичних спільнот і екологічних систем.

Просторова структура популяції

Під просторовою структурою популяції розуміють характер розміщення особин у межах території проживання. Вона може бути різною (мал. 27.4).

Мал. 27.4. Рівномірний, випадковий та агрегований (групами) розподіл особин популяції у просторі

Рівномірна структура спостерігається в популяціях організмів, особини яких розподілені по всьому ареалу рівномірно. Але така структура трапляється доволі рідко і переважно в мікроорганізмів.

У більшості ж випадків особини популяції розподілені по території проживання нерівномірно. Вони утворюють скупчення в місцях, найбільш сприятливих для проживання, і рідко трапляються на інших територіях ареалу.

Рівномірна структура популяції також часто використовується в екосистемах штучного походження (агроценозах). Такий розподіл особин можна спостерігати в лісових насадженнях, на полях сільськогосподарських культур, у теплицях, у місцях розміщення пасік біля поля. Основна причина цього — технологічна. Для забезпечення нормальної життєдіяльності популяцій в агроценозах людина повинна здійснювати регулярний догляд за ними. А найзручніше його здійснювати у випадку рівномірного просторового розподілу особин у популяції.

Просторова структура популяції може змінюватися з часом. Наприклад, у разі зміни русла річки вона може підмивати береги й утворювати нові круті схили там, де їх раніше не було. Це дозволяє береговим ластівкам утворювати нові колонії та змінює просторову структуру популяції цього виду. Всихання групи дерев може створити нові осередки в популяціях дереворуйнівних грибів та комах, які живуть у мертвій деревині.

З часом змінюється просторова структура популяцій і в агроценозах. Дуже добре це можна спостерігати на прикладі парків або лісових насаджень. Протягом багатьох років існування таких агроценозів їхня структура стає все менш регулярною як наслідок загибелі частини особин або господарської діяльності людини.

Отже, тепер ви знаєте

1. Що таке популяція? 2. Які характеристики використовують для аналізу популяцій? 3. Які існують типи популяцій? 4. Що показує щільність популяції? 5. Якою може бути просторова структура популяції? 6*. На конкретних прикладах поясніть відмінність псевдопопуляції і періодичної популяції.

Запитання та завдання

7. Чи можуть впливати на чисельність популяції абіотичні чинники? Наведіть приклади і поясніть свою думку. 8*. Виберіть один із варіантів просторової структури популяції із зображених на малюнку 27.4 і знайдіть вид, який має таку структуру популяцій. Поясніть, чому така структура є оптимальною для цього виду.