Lect01

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ
Жукова Анна Анатольевна,
комн. 136;
Лекции – 22 ч,
Лаб. работы – 8 ч
Рекомендуемая литература:
► Гиляров
А. М. Популяционная экология. М.:
Изд-во Московского ун-та, 1990. 190 с.
► Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд Е. Экология:
Особи, популяции и сообщества. В 2 т. М.:
Мир, 1989. Т. 1. 667 с. Т. 2. 477 с.
► Джиллер П. Структура сообществ и
экологическая ниша. М.: Мир, 1988. 184 с.
► Уильямсон М. Анализ биологических
популяций. М.: Мир, 1975. 271 с.
► Галковская Г. А. Основы популяционной
экологии: Учеб. пособие. Мн.: Лексис. 2001.
196 с.
Тема 1
Предмет и задачи популяционной
экологии. Понятие «популяции»
1.1. Место популяционной
экологии в системе экологических
дисциплин
Все живое дифференцировано на
соподчиненные уровни
Изучением разных уровней организации
живого занимаются разные дисциплины:
► Биохимия
и молекулярная биология,
► Цитология
► Анатомия и физиология
► и т.д.
экология
►…
Экологические дисциплины:
Аутэкология
Синэкология
Поп. экология
Поп. генетика
Популяционная биология
Экология
экосистем
Основной предмет популяционной
экологии:
Структура и динамика
популяции, а также
определяющие их факторы
Основные вопросы, на которые
отвечает популяционная экология:
Почему те или иные организмы в данный
момент времени встречаются в этом, а не в
каком-либо другом месте?
► Почему численность или биомасса данных
организмов именно такая, а не какая-либо
другая?
► Если численность и биомасса особей меняется
во времени, то почему именно так, а не какнибудь по-другому?
►
1.2. Определение понятия
«популяция»
Почему сложно дать определение
«популяции»?
►
►
►
Разные специалисты (экологи и
генетики) подходят к этому по-разному;
Популяции имеют сложную
иерархическую структуру
(метапопулции, семьи, демы и т.д.);
Организмы разных систематических
групп представляют собой очень разные
объекты, которые иногда только
условно можно обозначить словом
«популяция».
В Древней Греции «популяцией»
называли общество в целом и
отдельные собрания людей.
В качестве научного термина слово
«популяция» впервые было
использовано в 1903 г.
Часто экологи вообще не задумываются
над определением популяции…
Обычно популяцией они называют любую
совокупность особей одного вида,
населяющих какую-то более или менее
однородную территорию (или акваторию) или
содержащихся в лабораторных условиях.
Например:
«Популяция – группа живых особей,
выделяемая в некоторых рамках
пространства и времени» (Pearl, 1937)».
Гиляров, 1981:
Популяция – совокупность
особей одного вида, обитающих
на определенной территории.
Хадорн и Венер, 1989:
Популяция – совокупность
особей одного вида в
определенном биотопе.
Пианка, 1981:
Популяция – группа особей
определенного вида,
вероятность скрещивания
которых друг с другом велика по
сравнению с вероятностью
скрещивания с представителями
какой-то другой группы.
Тимофеев-Ресовский, Яблоков,
Глотов, 1973:
Популяция – совокупность особей одного
вида, в течение достаточно длительного
времени населяющих определенное
пространство, внутри которого
осуществляется определенная степень
панмиксии и нет заметных изоляционных
барьеров, которая отделена от соседних
таких же совокупностей особей данного
вида определенной степенью давления
определенных форм изоляции.
Яблоков, 1987:
Популяция – минимальная
самовоспроизводящаяся группа
особей одного вида, на протяжении
эволюционно длительного времени
населяющая определенное
пространство, образующая
самостоятельную генетическую
систему и формирующая
собственное экологическое
гиперпространство.
Некоторые важные положения в
определении Яблокова:
Минимально
самовоспроизводящаяся группа –
группа особей, которая способна
участвовать в эволюционных
процессах в изменчивых условиях
среды.
Некоторые важные положения в
определении Яблокова:
Самостоятельные генетические
системы формируют не только
двуполые виды, но и агамные и
партеногенетические организмы.
Агамия - размножение без участия половых
клеток, т.е. деление, почкование.
Партеногенез – размножение из женской
половой клетки без участия мужской
клетки.
Некоторые важные положения в
определении Яблокова:
Для каждой из популяций, даже
одного вида, характерен
уникальный набор экологических
параметров (экологическое
гиперпространство).
Ареал популяции может расширяться
только при условии, что популяция
сможет освоить новое пространство и его
ресурсы.
Виды, которые «все портят»:
Гетеротопные виды – организмы, у
которых разные стадии жизненного
цикла проходят в разных средах.
Например: комары, стрекозы, трематоды…
Жизненный цикл трематод сем.
Shistosomatidae
Гемипопуляция
(hemipopulation) –
самостоятельная часть
популяции, представленная
определенной стадией
жизненного цикла организма
(по В. Н. Беклемишеву).
Макропопуляция (component
population) – совокупность
всех гемипопуляций одного
вида паразита в популяции
хозяина.
Микропопуляция
(infrapopulation) –
совокупность всех особей
одного вида паразита внутри
или на одной особи хозяина.
Вывод:
Эколог, по возможности, должен
параллельно наблюдать за
всеми стадиями жизненного
цикла изучаемого вида.
Еще пример: морская звезда терновый
венец Acanthaster planci .
1.3. Пространственно-временной
масштаб изучения популяций
Экосистемы с «точки зрения» разных видов:
(по: Гиляров, 1990):
► Тля
Cinaria pini : дерево, на котором она
обитает;
► Лесная полевка Clethrionomys glareolus:
целый участок леса площадью в десятки
км2;
► Лось Alces alces: пространство в сотни км2.
Пример (Гиляров, 1990):
Вид
Плодовитость
одной самки,
особей/год
Тля
>1000
Амплитуда
колебаний
численности за
год, раз
100-1000
Полевка
30-40
десятки
Лось
1-2
???
1.4. Эмерджентные свойства
популяций
Характеристики популяций:
СТАТИЧЕСКИЕ:
численность
(плотность), характер
пространственного
распределения,
возрастная и
генетическая
структура.
ДИНАМИЧЕСКИЕ:
рождаемость и
смертность
Свойства популяций:
БИОЛОГИЧЕСКИЕ:
Жизненный цикл,
рост,
дифференцировка,
гомеостаз
ГРУППОВЫЕ:
рождаемость,
смертность,
размерно-возрастная
структура,
генетическая
пластичность
Эмерджентные свойства –
свойства, отсутствующие
у особей, но возникающие
у группы.
В отличие от организма,
популяция:
не имеет морфологической отграниченности от
среды и других популяций;
► в популяциях не вычленяются части,
физиологически аналогичные
функциональным системам и органам
организма;
► организм как биологическая система
относительно недолговечен, популяция же при
сохранении необходимых условий практически
бессмертна.
►
Черты сходства между популяцией
и организмом:
►
структурированность
пространственная и
функциональная;
►
интегрированность составных
частей;
►
саморегуляция – проявляется при
сдвигах в функционировании.
1.5. Популяционная экология и
математическое моделирование
Модель – упрощенный
аналог реального объекта,
процесса, явления.
Факторы, определяющие степень
сложности модели:
►
►
►
свойства изучаемого вида (его
экология);
объем имеющихся знаний о
виде (т.е. доступность
необходимых данных)
вопрос, на который должна
отвечать модель.
Связь между реальным миром и
моделью:
Реальная система
Модель
Абстракция
Интерпретация