Популяция - одновидовое сообщество - РЕГУЛЯЦИЯ НА ПОПУЛЯЦИОННОМ И БИОСФЕРНОМ УРОВНЯХ

Постановка проблемы урока

Рассмотрите рис. 23.1. Насколько равномерно особи распределены по области своего обитания?

23.1. Пространственная структура ареала лесного лемминга в различных масштабах.

• Сформулируйте главный вопрос урока. (См. авторский вариант на с. 349.)

Необходимые базовые знания

• Какие существуют уровни организации живого? (§ 3)

• Где может обитать вид и где он чувствует себя наиболее благоприятно? Что такое лимитирующий фактор? (§ 22)

• Что такое экологическая ниша? (§ 21)

• Какая наименьшая часть вида может существовать в течение многих поколений? (§ 3)

Решение проблемы

Кружево ареала

Область географического распространения вида называется его ареалом.

• Почему сплошной ареал на мелкомасштабной карте превращается на крупномасштабной карте в “дырявое кружево”? Вспомните об оптимуме и лимитирующих факторах.

Факторы, ограничивающие численность вида, не остаются постоянными на протяжении всего ареала. В результате заселённые и незаселённые участки образуют кружевную структуру, в которой при укрупнении масштаба обнаруживаются новые детали. Вид дробится на относительно изолированные группировки — популяции.

Популяции

Популяция — это одновидовое сообщество организмов, обеспечивающее размножение и способное к самовоспроизведению в течение многих поколений.

23.2. Схема распределения особей внутри ареала вида.

Точками обозначены особи, пунктиром -радиус индивидуальной активности особей.

• Как распределены в рельефе места обитания видов на рисунках А-В? Найдите среди них наиболее выносливый вид. Сравните рисунки Г и Д. Только ли подвижность особей определяет границы поселений?

Представление о популяции показывает неравномерность распределения особей в пределах ареала вида. Это вызвано тем, что условия, соответствующие экологической нише вида, также распределены неравномерно. Отсюда понятно, почему потенциальная способность выйти за пределы популяции реализуется не часто, хотя всегда существует. Пределы популяции ограничиваются разного рода лимитирующими факторами: за её границами расположена неудобная для жизни территория. Но и внутри популяции поселение вида неоднородно. Плотность популяции — численность особей на единицу площади — повышается в оптимальных местообитаниях и понижается вблизи границ популяции.

Пространственная структура популяции

Популяция представляет собой “соседскую общину”.

23.3. Распределение особей внутри популяции (пунктиром обозначены семейные территории у зяблика и льва или участки обитания желтогорлой мыши и стада сайгаков.

Самец зяблика защищает свой гнездовой участок — семейную территорию. Это требует от защитника существенных затрат энергии, но позволяет ограничить число семей в “соседской общине” и тем самым избежать дефицита корма.

Лев защищает территорию прайда — семейной группы, включающей несколько львиц с детёнышами.

Участки обитания желтогорлых мышей перекрываются, хотя особь защищает только дупло, а не территорию.

Сайгак ведёт стадный образ жизни и постоянно кочует по территории популяции. Поэтому индивидуальные участки обитания всех сайгаков в стаде постоянно перекрываются.

Бегемоты (см. рис. 21.9) день проводят в воде, а ночью питаются на берегу низкокалорийной растительной пищей, которую поглощают в большом количестве. Защищаемые индивидуальные кормовые территории гарантируют пропитание, но выход из реки является территорией общего пользования.

Пространственная структура повышает шансы на выживание популяции в целом. При повышении плотности популяции возникает дефицит кормов. Животные, владеющие территорией, защищают её, обеспечивая пищей себя и потомство. Более слабые особи оттесняются в малопригодные условия, устраняются от размножения, иногда погибают. Однако собственники территорий успешно переживают период дефицита, благодаря чему популяция продолжает устойчивое существование.

Возрастная структура популяции

23.4. Кривые выживания различных видов (максимальная продолжительность жизни особи принята за единицу).

23.5. Возрастная пирамида населения России.

23.6. Возрастная пирамида популяции зяблика.

Кривые выживания показывают, в каком возрасте происходит основная гибель особей (рис. 23.4). В развитых странах детская смертность низка, а смерть человека, как правило, наступает в результате старения (рис. 23.5). Такие виды, тратящие энергию преимущественно на выживание, называются К-стратегами. В противоположность им луна-рыба и устрица откладывают миллионы икринок, из которых до состояния зрелости доживает всего пара. Виды, вкладывающие энергию преимущественно в размножение, называются r-стратегами. У гидры ситуация промежуточная: вероятность гибели на разных стадиях развития примерно одинаковая.

• Часто ли в популяции луны-рыбы особи доживают до старости?

• К кому зяблик ближе по возрастной структуре популяции: к человеку или устрице?

• Чем, на ваш взгляд, обусловлено резкое сокращение числа жителей России в возрасте более 50 лет?

Этологическая структура популяции

23.7. Отологическая структура в популяциях разных видов различная.

Тигр живёт на своей территории, как в “отдельной квартире”: только так он может прокормить себя. Самец и самка встречаются на короткое время в брачный период, а детёнышей тигрица выкармливает одна. У лебедей пара постоянная на всю жизнь. Так им легче защищать и выводить потомство. Грачи гнездятся большими колониями. Это позволяет им эффективно противостоять хищникам. Но кормятся они, как правило, вдали от гнёзд.

Стадо павианов, в отличие от стаи рыб, — пример постоянного объединения особей со строгим порядком взаимоотношений между его членами (рис. 23.8 и 23.9). Управляют стадом вожаки, а защищают — вожаки и взрослые самцы. Они нередко погибают, поэтому их всегда немного, а роль каждого велика. Самки воспитывают и защищают своих детёнышей (в том числе и от самцов). Самцы-подростки — наименее ценная часть стада: они ещё не защитники, но уже и не детёныши.

Как наиболее ценные члены стада вожаки первыми получают доступ к пище, независимо от того, кто её нашёл. Последними пищу получают подростки. Такой порядок называется поведенческой иерархией и широко распространён среди животных.

23.8. Стая мальков - временное объединение.

23.9. Стадо павианов обороняется от леопарда.

Обобщение новых знаний

Вид распределён по территории неравномерно и образует популяции. Структура популяции повышает шансы её членов на выживание.

Популяция, плотность популяции, структура популяции

Применение знаний

1. Что такое популяция?

2. Почему живые организмы распределены по территории неравномерно?

3. Что такое пространственная структура популяции и какое значение она имеет?

4. Какие варианты возрастной структуры популяции мы встречаем у живых организмов? В чём их различия и чем они обусловлены?

5. Какова роль отологической структуры в жизни популяции?

6. Почему у людей, в отличие от животных, самый лакомый кусок достаётся детям?

7. Как вы думаете, какие сообщества людей можно назвать популяциями?