Populiacijos dinamika – tai procesas, kai laikui bėgant keičiasi jos pagrindinės biologinės savybės.

Populiacijos dinamika yra vienas reikšmingiausių biologinių ir ekologinių reiškinių. Galima sakyti, kad populiacijos gyvenimas pasireiškia jos dinamikoje, nes populiacija negali egzistuoti be nuolatinių pokyčių, dėl kurių ji tarsi prisitaiko prie nuolat vykstančių išorinių sąlygų pokyčių.

Pagrindiniai dinamiški populiacijų rodikliai yra gimstamumas, mirtingumas ir gyventojų skaičiaus augimo tempas.

2.3.1. Individų vaisingumas, mirtingumas, migracija.

Populiacijų skaičiaus ir tankumo dinamika labai priklauso nuo vaisingumo ir mirtingumo, taip pat nuo juos sudarančių individų gebėjimo vykdyti migracijos procesus.

vaisingumas- tai rodiklis, apibūdinantis gyventojų skaičiaus padidėjimo greitį dėl reprodukcijos, t.y. rodiklis, apibūdinantis dauginimosi greitį.

Išskirti absoliutus ir specifinis vaisingumas

Absoliutus arba bendras vaisingumas (P) apibrėžiamas kaip individų skaičius (∆ N P ) gimę populiacijoje tam tikrą laiką (∆ t ):

P =∆ N P / ∆ t

Specifinis gimstamumas ( b ) – individų santykis (∆ N P ) gimę per tam tikrą laikotarpį (∆ t N ):

b = ∆ N P / ∆ t · N

Šis rodiklis naudojamas palyginti skirtingų dydžių populiacijų vaisingumą.

Pavyzdžiui:

jei populiacijoje yra 500 perinčių individų (N=500) ir per 10 dienų ( ∆ t ) gimė 50 naujų asmenų ( ∆ N P =50),

tada absoliutus arba bendras gimstamumas bus: P =∆ N P / ∆ t = 50/10 = 5,

ir specifinis gimstamumas: b = ∆ N P / ∆ t · N = 50 / 10 500 = 0,01 arba 1 %

Išskirti maksimalus ir faktinis gimstamumas.

Maksimalus (fiziologinis) gimstamumas yra teorinis didžiausias naujų asmenų gimimo rodiklis idealios sąlygos nesant ribojančių aplinkos veiksnių.

Didžiausias gimstamumas yra pastovus tam tikrai populiacijai ir jį lemia tik organizmų fiziologinės savybės (patelių fiziologinis vaisingumas).

Gyvi organizmai turi didžiulį potencialą daugintis, todėl turėdamos neribotus išteklius ir idealias gamtines sąlygas rūšys realizuoja maksimalų gimstamumą.

Kiekviena populiacija yra apibūdinta biotinis (arba reprodukcinis) potencialas, t.y. populiacijos individų skaičiaus didėjimo tempas, nesant ribojančių aplinkos veiksnių.

Biotinis (arba dauginimosi) potencialas teoriškai nustatytas kaip greitis, kuriuo nuolat dauginantis (tik teoriškai įmanoma idealiomis ekologinėmis egzistavimo sąlygomis) tam tikros rūšies individai gali aprėpti Žemė lygus sluoksnis.

Pavyzdžiui:

- drambliams šis greitis yra 0,3 m/s;

- kai kuriems mikroorganizmams - šimtai metrų per sekundę.

Tai reiškia, kad nesant ribojančių aplinkos veiksnių, greitai besidauginančių rūšių, tokių kaip bakterijos, vabzdžiai, pelės ir kai kurios žuvys, gali padaugėti ir per trumpą laiką apgyvendinti visą Žemės paviršių.

Apskaičiuota, kad:

- Bakterijos dalijasi kas 20 minučių. Tokiu greičiu viena ląstelė per 36 valandas susilaukia palikuonių, galinčių ištisiniu sluoksniu padengti visą mūsų planetą;

- viena kiaulpienė per mažiau nei 10 metų gali apgyvendinti Žemės rutulį savo palikuonimis, jei sudygsta visos sėklos.

Tiesą sakant, toks milžiniškas organizmų gimstamumas niekada nėra suvokiamas, o tikrasis gimstamumas yra daug mažesnis nei maksimalus.

Faktinis (arba ekologinis) gimstamumas apibūdina populiacijos dauginimosi greitį esant faktinėms gyvenimo sąlygoms, t.y. konkrečiomis aplinkos sąlygomis.

Mirtingumas yra vaisingumo abipusis veiksnys.

Mirtingumas- tai rodiklis, apibūdinantis gyventojų skaičiaus mažėjimo greitį dėl individų mirties.

Išskirti bendras ir specifinis mirtingumas.

Bendras mirtingumas (C) apibrėžiamas kaip mirčių skaičius individų populiacijoje (∆ N m ) tam tikrą laiką (∆ t ):

C =∆ N m / ∆ t

Specifinis mirtingumas ( d ) – individų santykis (∆ N m ), kuris mirė per tam tikrą laiką (∆ t ), į visų populiacijos individų skaičių ( N ):

d = ∆ N m / ∆ t · N

Išskirti minimalus ir faktinis mirtingumas.

Minimalus (fiziologinis) mirtingumas – tai minimali galima mirtingumo vertė, pasireiškianti net ir idealiomis aplinkos sąlygomis dėl fiziologinės individų senatvės.

Tokiu atveju asmenys įgyvendina visą genetiškai nulemtą organizmo gyvavimo ciklą.

Esant specifinėms aplinkos sąlygoms faktinis (ekologinis) mirtingumas , paprastai, viršija minimalų lygį, nes veikiant abiotiniams ir biotiniams aplinkos veiksniams, susidaro papildomos organizmų mirties priežastys.

Mirtingumas turi įtakos populiacijos organizmų gyvenimo trukmei, taigi ir jos amžiaus sudėčiai.

Priklausomai nuo populiacijų amžiaus sudėties, yra trijų tipų mirtingumas.

Pirmajam mirtingumo tipui būdingas padidėjęs suaugusiųjų, daugiausia senų žmonių, mirtingumas.

Šio tipo mirtingumas stebimas:

- vabzdžiams, kurių lervos gyvena dirvoje, vandenyje, medienoje ar kitose palankiose sąlygose;

- daugumoje stambių žinduolių, kurie ilgą laiką rūpinasi savo palikuonimis;

- žmonėms, kurie tinkamai maitinasi ir laikosi sveikos gyvensenos.

Antrasis tipas apima mirtingumą, kuris yra vienodas visoms amžiaus grupėms.

Toks mirtingumas yra labai retas ir tik populiacijose, kurios nuolat yra ekstremaliomis sąlygomis:

- pastebėta kai kurių paukščių giesmininkų, roplių ir mažų žinduolių organizme.

Trečioji mirtingumo rūšis pasižymi padidėjusia asmenų mirtimi ankstyvose jų vystymosi stadijose.

Šis mirtingumo tipas būdingas daugeliui jūrų gyvūnų ir augalų rūšių:

- jūrų gyvūnų rūšys (austrės ar kiti dvigeldžiai moliuskai, taip pat žuvys) užaugina didžiulius palikuonis, tačiau tik kai kurie individai išgyvena iki pilnametystės;

- augalai, kurie dauginasi išsklaidydami daug sėklų ir kurių didžiausias mirtis įvyksta sėklų dygimo ir daigų stadijoje.

Mirtingumas paprastai vaizduojamas grafiškai kaip "išgyvenimo kreivės" kurie išreiškia išgyvenusiųjų skaičiaus iš 100 ar 1000 asmenų priklausomybę nuo jų amžiaus.

Pagal tris mirtingumo tipus buvo gauta trijų tipų išgyvenimo kreivės (1 pav.):

1 pav. Trys išgyvenimo kreivių tipai

1 išgyvenimo kreivė būdingas nedidelis mirtingumo sumažėjimas iki natūralaus ("fiziologinio") mirtingumo amžiaus, po kurio staigus kritimas, atspindintis šį kritinį amžių pasiekusių individų išnykimą;

2 išgyvenimo kreivė - tai ideali įstrižainė išgyvenimo kreivė – ji pateikiama kaip įstrižai mažėjanti tiesė ir pasižymi vienodu mirtingumo pasiskirstymu pagal amžių;

3 išgyvenimo kreivė rodo staigų mirtingumo sumažėjimą regione jaunesnio amžiaus, kurį netrukus pakeičia laipsniškas gana tolygus „kritinį“ amžių išgyvenusių organizmų mirtingumo mažėjimas.

Taip pat yra intraspecifinių išgyvenimo kreivių skirtumų. Priežastys gali būti įvairios ir dažnai susijusios su lytimi. Pavyzdžiui, moterys gyvena ilgiau nei vyrai, todėl vyrų išgyvenimo kreivė yra mažiau išgaubta nei moterų.

Be to, 2-oji išlikimo kreivė, pastatyta ant I-I mūsų eros amžiais Senovės Romoje gyvenusių žmonių antkapių užrašų, būdinga tik senovės romėnams, o kitoms tautybėms – 1-oji išlikimo kreivė.

Išgyvenamumo ir mirtingumo kreivių analizė skirtingose ​​amžiaus grupėse atveria galimybę apskaičiuoti šios amžiaus grupės asmenų gyvenimo trukmę. didelę reikšmę taikomuosiuose aplinkos tyrimuose.

Didelę įtaką populiacijų skaičiaus ir tankio dinamikai turi individuali migracija, kurios atsiranda individams persikėlus iš vienos buveinės ( emigracija) kitam (imigracija ).

Migracijos- reguliarus gyvų organizmų judėjimas tarp skirtingų buveinių, erdviškai atskirtų viena nuo kitos. Jie atsiranda dėl įvairių priežasčių:

Keičiasi gyvenimo sąlygos buveinėse;

Gyvų organizmų poreikių šioms sąlygoms pokyčius skirtingi etapai plėtra.

Iš esmės migracijos vyksta jaunų gyvūnų augimo ir jų persikėlimo metu.

Intensyviausias persikėlimas vyksta esant nesubalansuotiems gyventojų vaisingumo ir mirtingumo procesams. Dėl migracijos keičiasi populiacijų individai, ko pasekoje individų perteklius vienoje populiacijoje pašalinamas ir kompensuojamas kitoje.

Migracijos (kasdienės, sezoninės) leidžia organizmams naudotis optimalias sąlygas aplinką tose vietose, kur jų nuolatinė gyventi neįmanoma. Jie skatina naujų biotopų vystymąsi, bendro rūšių arealo plėtimąsi, individų mainus tarp populiacijų, didina rūšies vienybę ir bendrą stabilumą, prisideda prie sėkmės kovojant už būvį.

Skirtingose ​​populiacijose skiriasi individų gimstamumas, mirtingumas ir migracija. Jie būdingi kiekvienai rūšiai ir priklauso nuo daugelio veiksnių, lemiančių individų vaisingumo, mirtingumo ir mobilumo ypatybes.

Taigi, keturi svarstomi kintamieji yra: gimstamumo, mirtingumo, imigracijos ir emigracijos nustatyti populiacijos dydžio pokytį.

Asmenys atsiranda populiacijoje per gimimą ir imigraciją, o išnyksta dėl mirties ir emigracijos:

gyventojų pokytis = (gimstamumas + imigracija) - (mirtingumas + emigracija).

Nesant migracijos, gyventojų skaičiaus pokytis priklauso nuo gimstamumo ir mirtingumo santykio.

Pagrindiniai populiacijų sandaros rodikliai yra organizmų skaičius ir pasiskirstymas erdvėje bei skirtingos kokybės individų santykis. Dėl populiacijų arealo dydžio gali labai keistis ir individų skaičius populiacijose.

Populiacijos dydis – tai bendras individų skaičius tam tikroje srityje arba tam tikrame tūryje. Priklauso nuo reprodukcijos intensyvumo (vaisingumo) ir mirtingumo santykio. Veisimosi sezono metu populiacija auga. Priešingai, mirtingumas sumažina jo skaičių.

Populiacijos tankis nustatomas pagal individų skaičių arba biomasę ploto ar tūrio vienete. Populiacijos tankis yra įvairus ir priklauso nuo jos dydžio. Didėjant skaičiui, tankio padidėjimas nepastebimas tik tuo atveju, kai galimas gyventojų pasiskirstymas ir jos arealo plėtimasis.

Populiacijų skaičiaus ir tankio dinamika labai priklauso nuo gimstamumo arba vaisingumo ir mirtingumo.

Vaisingumas – tai populiacijos gebėjimas didėti. Apibūdina naujų individų atsiradimo populiacijoje dažnumą.

Populiacijos mirtingumas – tai per tam tikrą laikotarpį mirusių individų skaičius.

Maksimalaus vaisingumo taisyklė: populiacijoje yra tendencija formuotis teoriškai didžiausias įmanomas naujų individų skaičius. Tai pasiekiama idealiomis sąlygomis, kai nėra jokių apribojimų Aplinkos faktoriai o dauginimąsi riboja tik rūšies fiziologinės savybės. Pavyzdžiui, viena kiaulpienė per mažiau nei 10 metų gali apgyvendinti Žemės rutulį savo palikuonimis, jei sudygsta visos sėklos.

22. Populiacijų išsidėstymas erdvėje. Gyventojų ribos ir dydžiai.

Gyventojų užimama erdvė arba diapazonas gali skirtis abiem atvejais skirtingi tipai ir tos pačios rūšies viduje. Populiacijos diapazoną daugiausia lemia individų mobilumas arba individualios veiklos spindulys. Jei individualios veiklos spindulys mažas, dažniausiai ir populiacijos arealo dydis yra mažas.

Priklausomai nuo užimamos teritorijos dydžio, išskiriami trys populiacijų tipai:

1.Elementarus, arba mikropopuliacija, yra rūšies individų, užimančių nedidelį vienarūšio ploto plotą, rinkinys. Į jų sudėtį dažniausiai įeina genetiškai vienarūšiai individai. Elementariųjų populiacijų, į kurias skyla rūšis, skaičius priklauso nuo aplinkos sąlygų nevienalytiškumo: kuo jos vienodesnės, tuo mažiau elementariųjų populiacijų ir atvirkščiai. Tarp elementariųjų populiacijų visada yra tam tikrų skirtumų, pasireiškiančių genetiniu originalumu, fenologinėmis savybėmis, gebėjimu kaupti maistines medžiagas, medžiagų apykaitos intensyvumu, elgesio pobūdžiu arba kiekviena elementari populiacija yra morfofiziologiškai ir etologiškai (elgesio) specifinė, skirtumai tarp jų yra lemia jų genetinis originalumas ir buveinė. Tačiau dažnai gamtoje vykstantis elementarių populiacijų individų maišymasis ištrina ribas tarp jų.

2.Aplinkosaugos populiacija susidaro kaip elementariųjų populiacijų visuma. Iš esmės tai yra tarprūšinės grupės, silpnai izoliuotos nuo kitų ekologinių rūšies populiacijų, todėl keičiasi genetinė informacija tarp jų pasitaiko palyginti dažnai, bet rečiau nei tarp pradinių populiacijų. Ekologinė populiacija turi savo ypatingų bruožų, kurie ją tam tikru būdu išskiria iš kitų kaimyninių populiacijų. Taip, voverės Sciurus vulgaris) užpildyti skirtingi tipai miškai, o „pušys“, „eglės“, „kėniai“, „eglės-eglės“ ir kitos jų ekologinės populiacijos gali būti aiškiai atskiriamos. Atskirų ekologinių populiacijų savybių nustatymas yra svarbi užduotisžinant rūšies savybes ir nustatant jos vaidmenį konkrečioje buveinėje.

3.Geografinėgyventojų apima grupę asmenų, gyvenančių teritorijoje, kurioje geografiškai vienarūšės gyvenimo sąlygos. Geografinės populiacijos užima santykinai didelis plotas, yra gana gerai atskirtos ir gana izoliuotos. Jie skiriasi vaisingumu, individų dydžiu, daugybe ekologinių, fiziologinių, elgesio ir kitų ypatybių. Geografinei populiacijai būdingi genetiniai mainai.

Kraštinės ir dydžiai Populiacijas gamtoje lemia ne tik apgyvendintos teritorijos ypatybės, bet, visų pirma, pačios populiacijos savybės. Čia visada glūdi jo genetinės ir ekologinės vienybės laipsnis. Rūšių susiskaidymas į daugybę mažų teritorinių grupių yra prisitaikantis prie didelė įvairovė vietos sąlygomis, o tai didina genetinę rūšies įvairovę ir praturtina jos genofondą. Taigi, labiausiai Pagrindinė taisyklė yra tai, kad bet kurios gyvos rūšies individus visada reprezentuoja ne pavieniai individai, o tam tikru būdu organizuoti jų visumai.

Skaičius ir tankis yra pagrindiniai populiacijos parametrai.

gyventojų - bendras individų skaičius tam tikroje teritorijoje arba tam tikrame tūryje.

Tankis- individų skaičius arba jų biomasė ploto arba tūrio vienete. Gamtoje yra nuolatiniai gausos ir tankumo svyravimai.

Populiacijos dinamika o tankumą daugiausia lemia vaisingumas, mirtingumas ir migracijos procesai. Tai rodikliai, apibūdinantys gyventojų skaičiaus kitimą per tam tikrą laikotarpį: mėnesį, sezoną, metus ir kt. Šių procesų ir jų priežasčių tyrimas yra labai svarbus prognozuojant populiacijų būklę.

Vaisingumas skirstomas į absoliutųjį ir specifinį. Absoliutus vaisingumas yra naujų individų, atsiradusių per laiko vienetą, skaičius ir specifinis- toks pat kiekis, bet nurodytas tam tikras skaičius asmenys. Pavyzdžiui, žmogaus vaisingumo matas yra vaikų, gimusių 1000 žmonių per metus, skaičius. Vaisingumą lemia daugybė veiksnių: aplinkos sąlygos, maisto prieinamumas, rūšies biologija (brendimo greitis, kartų skaičius per sezoną, patinų ir patelių santykis populiacijoje).

Pagal maksimalaus gimstamumo (dauginimosi) taisyklę, esant idealioms sąlygoms, populiacijose atsiranda didžiausias įmanomas naujų individų skaičius; vaisingumą riboja fiziologinės rūšies savybės.

Pavyzdys: per 10 metų kiaulpienė gali užpildyti visą Žemės rutulį, jei sudygs visos jos sėklos. Gluosniai, tuopos, beržai, drebulės, dauguma piktžolės. Bakterijos dalijasi kas 20 minučių ir per 36 valandas gali padengti visą planetą ištisiniu sluoksniu. Daugumos vabzdžių rūšių vaisingumas yra labai didelis, o plėšrūnų, stambių žinduolių – mažas.

mirtingumas, kaip ir gimstamumas, jis gali būti absoliutus (per tam tikrą laiką mirusių asmenų skaičius) ir specifinis. Tai apibūdina populiacijos mažėjimo greitį dėl mirčių dėl ligų, senatvės, plėšrūnų, maisto trūkumo ir žaidimų Pagrindinis vaidmuo populiacijos dinamikoje.

Yra trys mirtingumo tipai:

Tas pats visuose vystymosi etapuose; retas, optimaliomis sąlygomis;

Padidėjęs mirtingumas ankstyvas amžius; būdinga daugumai augalų ir gyvūnų rūšių (medžiuose iki brandos amžiaus išgyvena mažiau nei 1 proc. sodinukų, žuvyse – 1-2 proc. mailiaus, vabzdžiuose – mažiau nei 0,5 proc. lervų);

Didelė mirtis senatvėje; dažniausiai stebimas gyvūnams, kurių lervų tarpsniai vyksta palankiomis mažai kintančiomis sąlygomis: dirvožemyje, medienoje, gyvuose organizmuose.

Stabilios, augančios ir mažėjančios populiacijos

Gyventojai prisitaiko prie kintančių aplinkos sąlygų atnaujindami ir pakeisdami individus, t.y. gimimo (atsinaujinimo) ir mažėjimo (mirties) procesai, papildyti migracijos procesais. Stabilioje populiacijoje gimstamumo ir mirtingumo rodikliai yra artimi ir subalansuoti. Gali būti, kad jie nėra pastovūs, tačiau gyventojų tankis šiek tiek skiriasi nuo tam tikros vidutinės reikšmės. Šiuo atveju rūšies arealas nei didėja, nei mažėja.

Didėjant gyventojų skaičiui, gimstamumas viršija mirtingumą. Didėjančioms populiacijoms būdingi masinio dauginimosi protrūkiai, ypač smulkių gyvūnų (skėrių, 28 dėmėtųjų bulvinių boružėlių, Kolorado vabalų, graužikų, varnų, žvirblių; iš augalų – ambrozijos, Sosnovskio kiaulės šiaurinėje Komijos Respublikoje, kiaulpienės, Himalajų lipniosios žolės). , iš dalies ąžuolo mongolų). Dažnai didelių gyvūnų populiacijos auga saugomo režimo sąlygomis (briedžiai Magadano rezervate, Aliaskoje, dėmėtieji elniai Usūrijos rezervate, drambliai Nacionalinis parkas Kenija) arba prisistatymai (briedis in Leningrado sritis, ondatra in rytų Europa, naminės katės atskirose šeimose). Augalams perpildžius (dažniausiai tai sutampa su dangos, lajos lajos artumo pradžia), prasideda individų diferenciacija pagal dydį ir gyvenimo sąlyga, populiacijos savaime retėja, o gyvūnams (dažniausiai sutampa su jaunų gyvūnų brendimo pasiekimu) prasideda migracija į gretimas laisvas teritorijas.

Jeigu mirtingumas viršija gimstamumą, tai laikoma, kad toks gyventojų skaičius mažėja. AT natūrali aplinka jis sumažinamas iki tam tikros ribos, o tada vėl pakyla gimstamumas (vaisingumas), o gyventojų skaičius nuo mažėjimo auga. Dažniausiai nepageidautinų rūšių populiacijos nepaprastai daugėja, retų, reliktinių, vertingų tiek ekonomiškai, tiek estetiškai mažėja.

Gyventojų struktūra

Pagal demografinė struktūra gyventojų, visų pirma, supranta jo lytį ir amžių. Be to, įprasta kalbėti apie erdvinė struktūra populiacijos – tai yra apie individų išsidėstymo erdvėje populiacijoje ypatumus.

Žinios apie populiacijos struktūrą leidžia tyrėjui daryti išvadas apie jos gerovę ar trūkumus. Pavyzdžiui, jei populiacijoje nėra generatyvių (tai yra galinčių susilaukti palikuonių) individų ir tuo pačiu yra daug senyvo amžiaus (senatvinių) individų, tuomet galima daryti nepalankią prognozę. Tokia populiacija gali neturėti ateities. Pageidautina populiacijos struktūrą tirti dinamikoje: žinant jos kitimą per kelerius metus, galima daug drąsiau kalbėti apie tam tikras tendencijas.

Gyventojų amžiaus struktūra

Šio tipo struktūra siejama su įvairaus amžiaus individų santykiu populiacijoje. To paties amžiaus asmenys dažniausiai jungiami į kohortos y., amžiaus grupės.

Labai išsamiai aprašyta augalų populiacijų amžiaus struktūra. Jis išskiria (pagal T. A. Robotnovą) šiuos amžius (organizmų amžiaus grupes):

• latentinis laikotarpis - sėklos būklė;
• ikigeneracinis laikotarpis (apima sėjinuko, jauniklių, nesubrendusio augalo ir jaunojo augalo būsenas);
• generacinis laikotarpis (dažniausiai skirstomas į tris poperiodžius – jauni, subrendę ir seni generatyviniai individai);
• pogeneracinis laikotarpis (apima subsenilinio augalo būsenas, senatvinio augalo būsenas ir nykstančią fazę).

Gyvūnų populiacijose taip pat galima išskirti skirtingus amžiaus tarpsnius. Pavyzdžiui, vabzdžiai, kurie vystosi su visiška metamorfoze, pereina kiaušinėlio, lervos, lėliukės, suaugusio (suaugusio vabzdžio) stadijas. Kitų gyvūnų (besivystančių be metamorfozės) taip pat galima išskirti skirtingas amžiaus būsenas, nors ribos tarp jų gali būti ne tokios aiškios.

Seksualinė populiacijos struktūra

Seksualinė struktūra, tai yra lyčių santykis, yra tiesiogiai susijęs su populiacijos dauginimu ir jos tvarumu.

Populiacijoje įprasta atskirti pirminį, antrinį ir tretinį lyčių santykį. Pirminis lyties santykis lemia genetiniai mechanizmai – lytinių chromosomų divergencijos vienodumas. Pavyzdžiui, žmonėms XY chromosomos lemia vyriškos lyties vystymąsi, o XX – moters. Šiuo atveju pirminis lyties santykis yra 1:1, tai yra vienodai tikėtinas.

Antrinis lyties santykis- tai yra lyčių santykis gimimo metu (tarp naujagimių). Jis gali labai skirtis nuo pirminio dėl kelių priežasčių: kiaušinėlių selektyvumo X arba Y chromosomą turintiems spermatozoidams, nevienodo tokių spermatozoidų gebėjimo apvaisinti ir įvairių išorinių veiksnių. Pavyzdžiui, zoologai aprašė temperatūros poveikį antriniam roplių lyties santykiui. Panašus modelis būdingas kai kuriems vabzdžiams. Taigi skruzdėlėse tręšimas užtikrinamas aukštesnėje nei 20 C temperatūroje ir aukštesnėje temperatūroje žemos temperatūros dedama neapvaisintų kiaušinėlių. Iš pastarųjų išsirita patinai, o iš apvaisintų – patelės.

Tretinis lyties santykis yra suaugusių gyvūnų lyčių santykis.

Erdvinė gyventojų struktūra

Erdvinė populiacijos struktūra atspindi individų pasiskirstymo erdvėje pobūdį.

Yra trys pagrindiniai individų pasiskirstymo erdvėje tipai:

• uniforma(individai yra tolygiai išsidėstę erdvėje, vienodais atstumais vienas nuo kito), tipas dar vadinamas vienodu pasiskirstymu;
• kongregacinis, arba mozaika (tai yra „dėmėtieji“, individai dedami į atskiras grupes);
• atsitiktinis, arba difuzinis (individai atsitiktinai pasiskirsto erdvėje).

Vienodas pasiskirstymas gamtoje yra retas ir dažniausiai sukeliamas intensyvios tarprūšinės konkurencijos (kaip, pavyzdžiui, plėšriųjų žuvų).

Atsitiktinis pasiskirstymas gali būti stebimas tik vienalytėje aplinkoje ir tik tose rūšyse, kurios nerodo jokios tendencijos grupuoti. Kaip vadovėlinis tolygaus pasiskirstymo pavyzdys dažniausiai pateikiamas Tribolium vabalo pasiskirstymas miltuose.

Grupavimas yra daug dažnesnis. Jis siejamas su mikroaplinkos ypatybėmis arba su gyvūnų elgsenos ypatybėmis.

Erdvinė struktūra yra svarbi aplinkosauginę reikšmę. Visų pirma, tam tikras teritorijos naudojimo būdas leidžia gyventojams efektyviai naudoti aplinkos išteklius ir mažinti tarprūšinė konkurencija. Aplinkos naudojimo efektyvumas ir konkurencijos tarp populiacijos atstovų mažėjimas leidžia jai sustiprinti savo pozicijas kitų šioje ekosistemoje gyvenančių rūšių atžvilgiu.

Kita svarbą erdvinė struktūra populiacija yra ta, kad ji užtikrina individų sąveiką populiacijoje. Neturint tam tikro lygio tarppopuliacinių kontaktų, populiacija negalės atlikti tiek savo rūšies funkcijų (dauginimosi, persikėlimo), tiek su dalyvavimu ekosistemoje funkcijų (dalyvavimas medžiagų cikluose, biologinių produktų kūrimas ir pan.). ).

Gyventojų savybės: savaiminis dauginimasis, kintamumas, sąveika su kitomis populiacijomis, stabilumas.

33 34 35 36 37 38 39 ..

9.4.

Gimimo ir mirtingumo rodikliai gyventojų

Populiacijų skaičiaus ir tankio dinamika labai priklauso nuo gimstamumo arba vaisingumo ir mirtingumo.

vaisingumas -yra gyventojų gebėjimas didėti. Apibūdina naujų individų atsiradimo populiacijoje dažnumą. Yra absoliutus ir specifinis gimstamumas. Absoliutus(bendras) gimstamumas – naujų asmenų skaičius (DNn), kuris pasirodė per laiko vienetą (Dt). Konkretus gimstamumas išreiškiamas individų skaičiumi vienam asmeniui per laiko vienetą:

. (9.2)

Taigi žmonių populiacijoms kaip specifinio vaisingumo rodiklis naudojamas per metus gimusių vaikų skaičius 1000 žmonių. Gyvuose organizmuose yra didžiulė galimybė daugintis ir tai patvirtinta maksimalaus vaisingumo (dauginimosi) taisyklė: populiacijoje yra tendencija formuotis teoriškai didžiausias įmanomas naujų individų skaičius. Jis pasiekiamas idealiomis sąlygomis, kai nėra ribojančių aplinkos veiksnių, o dauginimąsi riboja tik rūšies fiziologinės savybės. Pavyzdžiui, viena kiaulpienė per mažiau nei 10 metų gali apgyvendinti Žemės rutulį savo palikuonimis, jei sudygsta visos sėklos. Kitas pavyzdys. Bakterijos dalijasi kas 20 minučių. Tokiu greičiu viena ląstelė per 36 valandas gali duoti palikuonių, kurie visą mūsų planetą padengs ištisiniu sluoksniu. Paprastai egzistuoja ekologinis arba realizuojamas gimstamumas, kuris atsiranda įprastomis arba specifinėmis aplinkos sąlygomis. Vidutinė vaisingumo vertė istoriškai buvo suformuota kaip adaptacija, užtikrinanti populiacijų mažėjimo pasipildymą. Natūralu, kad mažiau prisitaikiusiose rūšyse nepalankiomis sąlygomis didelį mirtingumą jauname (lervos) amžiuje kompensuoja reikšmingas vaisingumas.

Nuo jos mirtingumo priklauso ir gyventojų skaičius bei tankumas. Populiacijos mirtingumas – tai per tam tikrą laikotarpį mirusių individų skaičius. Absoliutus (bendras) mirtingumas yra asmenų, mirusių per laiko vienetą, skaičius (DNm).

Specifinis mirtingumas ( d) išreiškiamas kaip absoliutaus mirtingumo ir populiacijos dydžio santykis:

Absoliutus ir specifinis mirtingumas apibūdinti populiacijos mažėjimo tempą dėl individų mirties nuo plėšrūnų, ligų, senatvės ir kt.

Yra trys mirtingumo tipai. Pirmasis mirtingumo tipas būdingas vienodas visų amžių mirtingumas. Išreiškiama kaip eksponentinė kreivė (mažėjanti geometrinė progresija). Šio tipo mirtingumas yra retas ir pasitaiko tik tose populiacijose, kuriose nuolat yra optimalios sąlygos.

Antrasis mirtingumo tipas būdingas padidėjęs individų mirtis ankstyvosiose vystymosi stadijose ir būdingas daugumai augalų ir gyvūnų. Didžiausia gyvūnų mirtis įvyksta lervų fazėje arba viduje jaunas amžius, daugelyje augalų – sėklų augimo ir daigų stadijoje. Iš vabzdžių iki suaugusiųjų išgyvena 0,3–0,5 % padėtų ikrų, daugelio žuvų – 1–2 % išnerštų ikrų kiekio.

Trečias mirtingumo tipas būdingas padidėjęs suaugusiųjų, ypač senų, mirtingumas. Jis skiriasi vabzdžiais, kurių lervos gyvena dirvoje, vandenyje, medienoje ir kitose palankiose sąlygose. Ekologijoje plačiai paplito grafinė „išlikimo kreivių“ konstravimas (9.3 pav.).

Vaisingumas yra populiacijos gebėjimas padidinti savo dydį per laiko vienetą dėl naujų individų atsiradimo dauginimosi procese. Ekologijoje vaisingumas suprantamas kaip bet koks naujų individų atsiradimas (ląstelių dalijimasis, sėklų daigumas, išsiritimas iš kiaušinėlių ir kt.).
Pagal skaičiavimo metodą skiriamas bendras arba absoliutus (B) ir specifinis (b) vaisingumas. Būdingas absoliutus vaisingumas iš viso individų, atsirandančių per laiko vienetą tam tikroje populiacijoje, ir nustatoma pagal formulę: B = A Nn/ A t, kur A Nn yra individų, atsiradusių populiacijoje per laiką A t, skaičius, A t yra analizuojamas skaičius. laiko periodas. Konkretus gimstamumo rodiklis apibūdinamas vidutiniu individų, atsiradusių per laiko vienetą vienam populiacijos individui, skaičiumi ir nustatomas pagal formulę: b = ANn / (At x No) = B / Ne, kur B yra absoliutus gimstamumas, Ne yra pradinis populiacijos dydis . Demografijoje specifinis vaisingumas dažniausiai skaičiuojamas vienai reprodukcinio amžiaus moteriai, o ne visai populiacijai.
Priklausomai nuo populiacijos išsidėstymo sąlygų, išskiriamas fiziologinis, arba maksimalus, vaisingumas ir ekologinis, arba realizuotas, vaisingumas. Teoriškai įmanomas fiziologinis arba maksimalus vaisingumas Maksimalus greitis naujų individų formavimasis idealiomis sąlygomis. Jis priklauso nuo paveldimumo ir yra pastovus visoms konkrečios rūšies populiacijoms. Ekologinis, arba realizuotas, vaisingumas – tai populiacijos augimo tempas tam tikromis aplinkos sąlygomis. Tai priklauso nuo aplinkos sąlygos vidutinis
dy, lyties ir amžiaus gyventojų sudėtis, todėl tai yra nepastovi reikšmė skirtingos populiacijos tos pačios rūšies viduje. Skirtumas tarp fiziologinio ir ekologinio vaisingumo yra aplinkos kokybės kriterijus. Pavyzdžiui, pavasarį šios rūšies paukščiai padėjo 510 kiaušinių – tai fiziologinis gimstamumas, iš kurių išsirito ir išskrido 265 jaunikliai – toks yra ekologinis gimstamumas. Šioje aplinkoje ekologinis gimstamumas yra 52% didžiausio galimo.
Gimstamumas priklauso nuo kartų skaičiaus per metus. Vieną kartą per metus duodantys vabzdžiai vadinami monovoltinais, o tie, kurie duoda kelias kartas – polivoltinais. Vaisingumas taip pat priklauso nuo veisimosi laikotarpių skaičiaus gyvenimo ciklas. Gyvūnai, kurie dauginasi tik kartą per gyvenimą, vadinami monocikliniais. lašišos žuvys, gegužinės, gegužinės ir kt.; veisimas kelis kartus – policiklinis – dauguma stuburinių ir nemažai bestuburių; augalai, kurie sėklas išaugina tik kartą gyvenime, vadinami monokarpiniais – beveik visi vienmečiai, dvimečiai ir kai kurie daugiamečiai augalai; auginančios sėklas kelis kartus – polikarpinės – kai kurie vienmečiai ir dauguma daugiamečių augalų. Gimstamumą taip pat lemia veisimosi laikotarpio ir bendros gyvenimo trukmės santykis, taip pat priklauso nuo vaisingumo – individų skaičiaus vienoje kartoje. Tačiau tiesioginio ryšio tarp vaisingumo ir vaisingumo nėra. proporcinga priklausomybė. Vaisingumas priklauso nuo palikuonių priežiūros laipsnio, kiaušinėlių prieinamumo maistinių medžiagų. Didelis vaisingumas atsiranda toms rūšims, kurių mirtingumas didesnis. Atranka siekiant didesnio vaisingumo yra viena iš adaptacijų, kompensuojančių didelį populiacijos mirtingumą. Esant dideliam vaisingumui, bendras gimstamumas gali būti labai mažas. Dažniausiai vaisingumas yra didesnis, tuo nepalankesnė buveinė.
Pagal gimstamumo pobūdį galima numatyti būsimą gyventojų skaičiaus kitimą, jei mirtingumas
tai išlieka pastovi. Jei gyventojų gimstamumas padidės, tai ateityje jų skaičius didės. Jei gimstamumas nesikeis, tai gyventojų skaičius išliks pastovus. Ir jei gimstamumas populiacijoje mažės, tai ateityje sumažės jo skaičius.