что такое группа особей
Определение популяции и ее основные характеристики: общая структура и этологическая структура популяций
Определение популяции и ее основные характеристики
Понятие популяции
В природе отдельный вид обычно не распределяется на какой-либо территории полностью. Отдельные видовые особи создают неравномерные по численности группировки и концентрируются на части ареала, где этот вид обитает.
Популяция — совокупность особей одного вида, обитающие на протяжении длительного времени в части его ареала и изолированные от других похожих групп особей того же вида (частично или полностью).
Популяционная структура вида — важный элемент определенного биогеоценоза. Популяции формируются по простой причине: потому что оптимальные условия существования вида, к примеру, освещенность и наличие корма, распределяются на территории неравномерно.
Вид может включать небольшое количество популяций, занимающих внушительную территорию: это касается животных, которые активно перемещаются.
Небольшое количество популяций у копытных, грачей.
Виды, которые отличаются малоподвижным образом жизни, обычно имеют большое количество популяций — они обитают на небольших площадях.
Характеристики популяции
Являясь структурным элементом вида, популяция отличается определенными особенностями и характеристиками:
Структура популяций
У любой популяции есть структура, которая отличается адаптивным или приспособительным характером. Это объясняется тем, что структура — результат взаимодействия особей и условий среды. Также структура является динамичной: изменение условий ведет к изменениям в популяции.
Структура — разделение чего-либо на отдельные части, основываясь на конкретном критерии.
Структура популяции имеет несколько разновидностей:
Животные также делятся на несколько групп в зависимости от того, как они используют занимаемую территорию. Выделяют животных:
Этологическая структура популяций
Под этологической структурой популяций понимают систему взаимосвязей между ее особями, которые проявляются в поведенческих реакциях.
Есть два способа жизни, которого придерживаются особи разных видов:
Иерархия — определенная система поведенческих реакций между особями, определяющая очередность доступа к корму, спариванию и т. д.
В стае и табуне есть лидер ы: вожаки, которые могут управлять сообществом и подчинять себе других особей. Это позволяет стаям и табунам функционировать как одно целое.
Кроме того, в группах животные вырабатывают необходимые для выживания рефлексы более эффективно — на примере старших особей, путем обучения.
Виды и популяции
Видом называют совокупность особей, которых объединяет сходство морфологических, физиологических и биохимических особенностей, общее происхождение, способные скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающие определенный ареал.
Напомню, что название всех живых существ состоит из двух слов, так как во всем мире принята биноминальная номенклатура, созданная Карлом Линнеем.
Критерии вида
Особи объединяются в один вид на основании сходства по ряду критериев, однако замечу, что ни один из этих критериев не является абсолютным. Только в совокупности данные критерии позволяют объективно сделать вывод о том, к какому виду относится организм.
Данный критерий свидетельствует о сходстве процессов жизнедеятельности среди особей одного вида. К такому критерию можно отнести, к примеру, продолжительность беременности, периоды миграции и спячки у особей.
Белки и нуклеиновые кислоты у особей одного вида являются видоспецифичными. Это связано с уникальной последовательностью генов в ДНК.
Особи одного вида сходны по строению и числу хромосом. Этот критерий также не абсолютный, у разных видов число хромосом может быть одинаково: в клетках гориллы, картошки и ужовника по 48 хромосом. Однако различия здесь очевидны 🙂
Этот критерий акцентирует внимание на сходстве в поведении животных одного вида. Однако нельзя забывать, что разные виды могут проявлять схожее поведение.
Распространение вида на определенном ареале (территории).
Популяция (лат. populatio — население)
Именно на уровне популяции происходят элементарные эволюционные процессы, которыми так активно занимался советский генетик-эволюционист С.С. Четвериков. Он выдвинул предположение о накоплении мутаций в пределах популяции и подчеркнул особое значение естественного отбора, изоляции в появлении новых видов.
Вся совокупность генов у особей, составляющих популяцию, называется генофонд и представляет собой механизм обмена и передачи генетического материала. У отдельных особей возникают мутации, которые накапливаются в генофонде, и могут привести к появлению новых признаков (возможно полезных, а возможно и не очень).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Популяции и их роль в эволюции
теория по биологии 🌿 эволюция
Группы особей, на которые делится вид, образуют популяции. Очевидно, что целый вид не обитает в сплоченном коллективе.
С точки зрения биологии, популяция – группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.
Виды раздробились на популяции из-за того, что наша среда неоднородна: есть географические преграды, такие как леса, реки, горы, а также ограниченность ресурсов необходимых для жизнедеятельности. Так организмы объединились в группы и разошлись по разным территориям, чтобы обеспечить себя всем необходимым.
Генетика популяции
У каждой популяции сформирован свой генофонд – совокупность всех генотипов особей из данной популяции. Почему же популяции, которые относятся к одному и тому же виду имеют свой индивидуальный генофонд? Дело в том, что как раз-таки из-за географической изоляции и расселения по разным территориям ареала, особи скрещиваются с теми, которые ближе, то есть внутри популяции. Так, с каждым новым поколением, накапливается все больше мутаций. Раз генетический материал так мельчает, то как же популяции продолжают свое существование? Это возможно из-за того, что происходит мутационный процесс (мутагенез), в результате которого становится возможной наследственная изменчивость.
Мутации возникают абсолютно случайно, совершенно не зависят от условий среды (если мы не говорим о мутационных факторах, таких, как например, ультрафиолетовое излучение). Чаще всего отклонения по признакам закрепляются в рецессивном гене и несут негативные последствия для организма. Из-за скрещивания близкородственных видов, что особенно часто встречается в маленьких популяциях, увеличивается вероятность составления комбинации двух рецессивных гомозигот. Сам признак можно наследовать и в гетерозиготе, но не в таком объеме проявления.
Именно мутационный процесс создает генетический материал для эволюции, формирует основу для наследственной изменчивости. Богатый генетический материал – основа для естественного отбора и микроэволюции (например, появления подвида в ходе эволюции популяции).
Генетическое равновесие в популяциях
На частоту встречаемости аллелей в генотипе популяции влияют сразу несколько факторов:
Если условия более-менее стабильные, то в популяции наблюдается генетическое равновесие, т.е постоянство частот встречаемости различных аллелей.
Причины нарушения генетического равновесия
А) Миграции. Если мигрирует часть популяции, то, очевидно, ее генофонд будет меньше, чем генофонд популяции, от которой она отделилась. Кроме того, эта мигрировавшая часть сократит и генофонд своей бывшей популяции. Если же, мигрирующая популяция сможет влиться в другую, то генофонд будет увеличен.
Б) Разделение популяции на части природными барьерами.
Генофонды частей популяции будут отличаться, так как разделение произойдет случайным образом. Будущее новых популяций зависит от того, какие особи в них попали: с благоприятными признаками или нет.
В) Катастрофы. С одной стороны, резко сокращают численность популяции. Часто это происходит без шанса на попытку выживания, как, например, при лесном пожаре. С другой стороны, если это что-то вроде засухи, есть вероятность, что выживут те, кто смогут приспособиться к дефициту воды. А это проявление большей приспособленности. Естественно, и такой вид катаклизмов приводит к резкому сокращению популяции, что не может иметь хороший исход.
Если кто-то забыл, что такое популяция, то повторите обязательно:
Популяция — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп
Положения, подтверждающие, что популяция является «единицей эволюции»: мутационный процесс начинается в популяции; разные популяции обладают разными генофондами; вид не может быть единицей эволюции, так как его ареал, как правило, разорван на составные части.
pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить
Что такое популяция
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.
Сегодня мы поговорим про значение популяций в эволюционном процессе, рассмотрим их структуру и свойства.
Популяция — это.
В биологии под популяцией понимается совокупность (группировка) особей одного и того же вида, длительное время (в течение нескольких поколений) занимающих отдельную территорию (ареал обитания), полностью или частично изолированных от других подобных групп и способных к репродукции (скрещиванию).
Популяция образует самостоятельную генетическую систему и формирует собственную экологическую нишу. Популяции разных видов, которые сосуществуют в пределах географической зоны, в совокупности образуют биоценоз.
Как правило, биологический вид существует в форме популяций: это обеспечивает видовое разнообразие и предоставляет больше шансов выжить в постоянно меняющихся условиях внешней среды.
К тому же в рамках одной популяции вероятность скрещивания (как полового, так и бесполого) многократно превосходит вероятность скрещивания с особями соседних сообществ. Поэтому эволюционная теория рассматривает популяцию как единицу эволюционного процесса.
Изучение популяции имеет практическое значение. В частности, с помощью популяционной генетики и экологии разрабатываются стратегии рационального использования биологических ресурсов, способы защиты растений, природоохранные мероприятия.
Структура популяции
Структура популяции выглядит следующим образом:
Сведения о структуре популяции помогают сделать вывод о её благополучии (неблагополучии).
Свойства популяции
Практически все популяции имеют взаимосвязанные характерные признаки, из которых принято выделять биологические и групповые.
К первым относятся самовоспроизводство и изменчивость, вторые можно разделить на следующие категории:
Численность – количество живых организмов одного и того же вида, совместно проживающих на определённой территории.
Число входящих в популяцию особей варьируется во времени в очень широких пределах (от нескольких сотен до многих сотен тысяч) и зависит от множества факторов, таких как условия обитания, наличие пищи, миграционные процессы и т.д. Динамика численности популяции во времени характеризуется соотношением рождаемости и смертности, а также эмиграционными и иммиграционными процессами.
При отсутствии катастрофических явлений (природные катаклизмы, эпидемии, вмешательство человека) средняя численность популяции на протяжении длительного периода стремится к стабильности благодаря действию механизмов саморегуляции. Если бы не наступление ледникового периода, популяция мамонтов, возможно, дожила бы до наших дней.
Плотность определяется делением численности особей (или биомассы) на площадь (объём) занимаемого ими жизненного пространства.
Этот показатель напрямую зависит от численности и характера пространственного распределения популяции, поэтому также подвержен сезонным и годичным колебаниям. Исключением является случай, когда рост численности сопровождается адекватным расширением ареала.
Различают среднюю и экологическую плотность. В первом случае количество особей соотносится с площадью всей занимаемой популяцией местности, во втором – только с площадью местности, пригодной для обитания.
Занимаемое популяцией пространство не имеет ярко выраженных границ. В определённый момент оно может расшириться, сузиться, а то и совсем исчезнуть – всё зависит от сочетания множественных факторов, включая хозяйственную деятельность человека.
Многие животные и птицы перемещаются настолько активно, что их ареал постоянно меняется. С другой стороны, у малоподвижных организмов (растения, земноводные) границы ареала относительно стабильны либо колеблются незначительно.
Рождаемость и смертность относятся к демографическим показателям и в совокупности характеризуют степень выживаемости популяции.
Рождаемость отражает частоту появления новых особей за отрезок времени, а смертность – частоту их исчезновения по всевозможным причинам (болезни, гибель от хищников, естественное старение и пр.). Различают абсолютную и относительную рождаемость (смертность).
В последнем случае вычисляется, сколько родившихся (погибших) особей приходится на некое количество, принятое за эталон (например, на 1000, на 10 000 единиц и т.д.). Рождаемость и смертность в сочетании с иммиграцией и эмиграцией определяют численность популяции.
На рождаемость влияют разнообразные факторы, среди которых:
Теоретически, если рождаемость стабильно превышает смертность, популяция может разрастись до огромных размеров. В природе такого не происходит ввиду того, что ёмкость среды (сумма биологических ресурсов места обитания) имеет определённый лимит и способна обеспечить жизнь строго ограниченному числу особей конкретного вида.
С другой стороны, при низкой рождаемости конкуренция за пищу и лучшие участки территории снижается, что позволяет популяции выжить.
На протяжении своего существования каждая популяция накапливает специфический набор генов, так называемый генофонд. Генофонд популяции постоянно меняется под воздействием разного рода факторов (мутации, миграции особей). Образующиеся при этом уникальные гены обеспечивают выживаемость популяции при наступлении неблагоприятных обстоятельств.
Популяция и раса
Понятие «популяция» применительно к виду Homo sapiens (человек разумный) эквивалентно термину «раса».
То есть расу можно охарактеризовать как популяцию людей со сходными наследственными и физиологическими признаками и общим географическим происхождением.
Расы как биологическая категория сформировались, по разным оценкам, 40-50 тыс. лет назад в результате длительного процесса адаптации к среде обитания.
Представители различных рас отличаются друг от друга по физиологическим и фенотипическим признакам, таким как:
Антропологи не пришли к единому мнению относительно числа рас. Чаще всего выделяют пять основных групп, различия которых провляются наиболее очевидно: негроидная, монголоидная, европеоидная, американоидная и австралоидная.
Существуют также смешанные и переходные расы. Но вот что интересно: структура ДНК всех людей, вне зависимости от внешних различий, практически одинакова (совпадение – 99,9%). Так что с позиции генетики понятие «раса» весьма условное.
Если провести параллель между популяцией и расой, то нетрудно заметить, что это «одного поля ягоды». Только у людей гораздо больше возможностей для перемещения по планете Земля и выживания в самых суровых условиях. Поэтому встретить негра в Сибири – не такая уж диковинка, а вот зайца в пустыне найти не удастся.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (2)
Если популяция небольшая и скрещивание происходит только внутри группы, это может привести к ее вырождению. Потому, взаимодействие с другими особями того же вида необходимый элемент выживания и эволюции.
Теория о том, что раса сформировалась под влиянием адаптации часто поддается критике, и не зря. Ведь современные люди никак не эволюционируют в биологическом отношении, как и другие приматы.
Экология
Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке
Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера
. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке
Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке
План урока:
Отличия популяции от вида
Вид – это самовоспроизводящаяся структура, способная поддерживать свою численность во времени и пространстве, совокупность особей со схожими характеристиками и распространенная в пределах единого ареала, способная к скрещиванию, результатом которого становится плодовитое потомство.
Основными характеристиками вида являются:
Способность скрещиваться и давать плодовитое потомство.
В биологической концепции вида, родоначальником которой стал Джон Рэй, именно последний критерий является самым важным. Известно множество случаев образования гибридов между разными видами (особенно в ботанике), но при этом полученные таким образом организмы не способны давать потомство, то есть являются стерильными. Это, например, лигр – гибрид льва и тигра, мул – гибрид осла и лошади и т.д.
Лигр – пример межвидового гибрида Источник
Очень часто ареал вида довольно обширен и представлен большой и неоднородной по своим условиям территорией. Например, мелкие грызуны могут обитать как на острове, так и на берегу. Чайки одного вида обитают на североамериканском и евроазиатском побережье Тихого океана. В таких условиях принцип свободного скрещивания реализовать достаточно сложно, поэтому часто пары возникают среди ближайшего окружения. Из-за постоянного скрещивания между соседями в удаленных или обособленных местах ареала появляются группы особей с определенными особенностями. Например, островные грызуны имеют меньшие размеры, чем на суше, зато островные растения – наоборот, крупнее. При этом сохраняется возможность скрещивания между такими группами, то есть репродуктивный критерий вида соблюдается. Для таких групп было введено понятие «популяция».
Итак, популяция – это совокупность особей одного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.
Признаками популяции являются:
Популяционная структура и основные характеристики
Любая популяция обладает определенной структурой – поло-возрастной пространственной, поведенческой.
Поло-возрастная структура популяции показывает соотношение полов и особей разных возрастов. Известно, что у большинства видов соотношение самцов и самок близко к 1:1. Это обеспечивает возможность размножения для большинства особей и объясняется генетическими механизмами регуляции пола.
Впрочем, иногда пол зависит от внешних условий, и в этом случае соотношение может отличаться. Морские черви эхиуриды обитают на дне и для размножения выметывают половые клетки в морскую воду. Там же происходит оплодотворение и образование личинок. Если личинка оседает на дно и попадает в грунт, то из неё со временем развивается самка. Если личинка попадает на другую эхиуриду, то из неё образуется самец. Естественно, шанс попасть на пустое пространство выше, поэтому самцов в такой популяции довольно мало.
У людей соотношение мужчин и женщин при рождении уже отличается от эталонного. Дело в том, что эмбрионы мужского пола по какой-то причине погибают в два-три раза чаще, чем женского, следовательно, девочек рождается больше. Эта разница становится очевидной в подростковом возрасте, когда смертность мальчиков гораздо выше в связи с их поведенческими особенностями. Учитывая риск гибели при беременности и родах, к среднему возрасту количество женщин и мужчин выравнивается. Количество женщин существенно превышает количество мужчин в пожилом возрасте, поскольку в среднем женщины живут дольше.
Пространственная структура показывает, как расселены особи в популяции. Если они образуют скопления, то такое распределения называют неравномерным. Морские моллюски мидии образуют скопления весом до нескольких тонн, занимая пространство между подводными скалами или крупными камнями. Моллюски гребешки предпочитают находиться на удалении друг от друга, обитают не скоплениями, а одиночно. Такую структуру называют равномерной. Она образуется в том случае, если между особями одного вида имеется сильная конкуренция. Наконец, планктонные организмы, обитающие в толще воды, могут в зависимости от движения водных масс либо образовывать скопления, либо обитать обособленно. Такой тип распределения называется случайным.
Если животные образуют скопления, они могут быть либо случайными, с меняющимся составом, либо постоянными.
Среди последних выделяют:
Анонимные стаи предполагают большие скопления однотипных и плохо отличимых друг от друга организмов, которые держатся вместе для защиты от врагов. При нападении на такое скопление хищник не может выбрать одну жертву, теряется, и особи успевают спастись. Кроме того, в большой группе у каждой особи статистически меньше шансов быть съеденной. Примером анонимной стали являются стаи птиц и косяки рыб.
Пример анонимной стаи – косяк рыб Источник
Пример стада – зебры Источник
Семейные группы предполагают совместное проживание родственных друг другу особей. Эти скопления могут быть либо одновозрастными (дружественные группы молодых самцов шимпанзе), либо разновозрастными (прайд [2] львов, стая волков, семья пчёл).
По количеству особей выделяют большие и малые семейные группы. Самой маленькой группой является пара. Как правило, она образуется только на период размножения и выращивания потомства, но у некоторых организмов пары постоянны. Их называют моногамными (лебеди, попугаи-неразлучники).
Пример семейной группы – прайд львов Источник
Пространственная структура популяций также характеризуется способностью к передвижению. Некоторые организмы (сороки, вороны, воробьи) постоянно обитают на одном месте, вне зависимости от погодных условий. Такие популяции называются оседлыми. Другие, напротив, активно мигрируют в холодное время года (гуси, лебеди, утки). Такие популяции называют мигрирующими.
Поведенческая структура популяции предполагает, прежде всего, закрепление за особями определённых территорий. Это может выражаться как в агрессивном поведении по защите территории, так и в активном строительстве жилищ.
Тигр является одиночным территориальным животным, участок которого занимает до 800 квадратных километров. Животное регулярно обходит его границы, оставляя запаховые метки и поскребы (обдирает на деревьях кору). Это говорит другим тиграм о том, что данная территория занята. На чужой участок может зайти только самец в период размножения.
Пример территориального поведения – тигр оставляет поскреб Источник
При семейном образе жизни на одном участке проживают особи, связанные родством. Они используют общее пространство практически без агрессии друг к другу и совместно защищают его от нападения представителей других семей.
Иные внутривидовые группировки также предполагают совместное использование пространства и ресурсов либо длительное время, либо только на период размножения. Хорошо известны колонии птиц (ласточек, чаек, буревестников), которые расположены на отдельно стоящих скалах или откосах. При попытке хищника напасть на одно из гнезд колония дает отпор.
Пример полиморфизма – все эти божьи коровки относятся к одному виду Источник
На основании особенностей структуры выделяют несколько типов популяций.
Морские звёзды могут обитать только в солёной воде, поэтому их постоянные популяции существуют в морях с высокой соленостью. Осенью при сильном приливе и интенсивных ветрах морская вода может высоко подниматься по руслу реки. В таких местах образуются временные популяции, которые исчезнут сразу же, как только пресная вода восстановит свой объем.
По способности к самовоспроизведению выделяют независимые популяции (существующие автономно, не зависящие от притока особей извне), зависимые (популяции с высокой смертностью, которые не могут самостоятельно поддерживать свою численность и поэтому зависит от притока особей извне), псевдопопуляции (не могут существовать без притока особей извне).
Изоляция и ее типы
По своей природе она бывает:
Экологическая изоляция предполагает появление барьеров, связанных с экологией отдельных групп. Многие мигрирующие птицы образуют пары перед вылетом. Как правило, внутри одного вида птиц есть особи, которые вылетают в тёплые страны раньше, чем другие, которые ещё только готовятся и откармливаются для вылета. Соответственно, пары могут образоваться только среди рано вылетающих и поздно вылетающих птиц и никогда – между птицами из разных групп.
Схема географической и экологической изоляции Источник
Поведенческая, или этологическая изоляция связана с особенностями поведения особей. Например, в тропических странах птицы-шалашники строят гнёзда из предметов разного цвета. Это является их поведенческой особенностью. Иногда самка выбирает себе самца строго по определенному цвету гнезда (например, только самцов с синими гнездами), хотя по другим признакам эти самцы ничем не выделяются среди других. Так образуются поведенческие популяции шалашников, которые отличаются друг от друга только цветом гнезд.
Шалашник строит гнездо Источник
В зависимости от того, какой тип изоляции действует для популяции конкретного вида, её называют либо географической, либо экологической, либо этологической.
Известно, что любая изоляция может привести к появлению нового вида. Обычно это очень длительный процесс, который занимает несколько тысяч или даже сотен тысяч лет. Иногда можно наблюдать промежуточные его этапы. Например, чайки, обитающие на тихоокеанском побережье, генетический представляют собой один вид. Чайки, которые проживают в районе Берингова пролива, могут свободно скрещиваться и оставлять плодовитое потомство как друг с другом, так и чайками из окрестностей Владивостока и Сан-Франциско. Однако чайки из Владивостока и Сан-Франциско уже не могут скрещиваться и давать плодовитое потомство, если их искусственно поместить на одной территории. Это явление получило название кольцевой вид.
У организмов с быстрым жизненным циклом (насекомые, грызуны, бактерии) он проходит быстрее, так что его можно наблюдать в эксперименте. Например, при искусственном выращивании бактерий в разных емкостях уже через несколько дней можно наблюдать существенную разницу в их генах.
Основные характеристики популяции
Основными характеристиками популяции являются численность и плотность.
Два указанных параметра тесно связаны со структурой популяции. Например, численность зависит от количества молодых особей и особей репродуктивного возраста.
Если в какой-то популяции мало молодых и способных размножаться особей, но много тех, кто уже не способен размножаться, такая популяция называется стареющий и обречена на вымирание, если не будет притока молодых особей извне.
Популяция, в которой доминируют молодые особи, называется ювенильной. Это не очень благоприятная ситуация на текущий период, потому что молодые особи могут погибнуть без поддержки и защиты старших, но если они доживут до репродуктивного возраста, то популяция сохранится.
Наиболее благоприятна является ситуация, когда в популяции доминирует особи репродуктивного возраста. Благодаря этому, популяция может поддерживать постоянную численность.
Следует отметить, что существует две стратегии поддержания численности популяции.