Extremo en el mundo de los animales. Vida en agua hirviendo Estructura de edad y sexo de las poblaciones

Las aguas termales, que generalmente se encuentran en áreas volcánicas, tienen una población viva bastante rica.

Tiempo atrás, cuando existía la idea más superficial sobre las bacterias y otros seres inferiores, se estableció la existencia de una peculiar flora y fauna en los baños. Así, por ejemplo, en 1774 Sonnerath informó de la presencia de peces en las aguas termales de Islandia, que tenían una temperatura de 69°. Esta conclusión no fue confirmada más tarde por otros investigadores en relación con los términos de Islandia, pero en otros lugares, sin embargo, se hicieron observaciones similares. En la isla de Ischia, Ehrenberg (1858) notó la presencia de peces en manantiales con temperaturas superiores a los 55°. Hoppe-Seyler (1875) también vio peces en agua con una temperatura también de unos 55°. Incluso si asumimos que en todos los casos señalados el termómetro fue inexacto, aún es posible sacar una conclusión sobre la capacidad de algunos peces para vivir a una temperatura bastante elevada. Junto a los peces, en ocasiones se notaba la presencia de ranas, gusanos y moluscos en los baños. Más tarde, también se descubrieron aquí protozoos.

En 1908 se publicó el trabajo de Issel que establecía con más detalle los límites de temperatura para el mundo animal que vive en las aguas termales.

Junto con el mundo animal, la presencia de algas en los baños es sumamente fácil de establecer, formando en ocasiones potentes ensuciamientos. Según Rodina (1945), el espesor de las algas acumuladas en las aguas termales suele alcanzar varios metros.

Ya hemos hablado bastante sobre las asociaciones de algas termófilas y los factores que determinan su composición en el apartado "Algas que viven a altas temperaturas". Aquí solo recordamos que las más estables térmicamente son las algas verdeazuladas, que pueden desarrollarse hasta una temperatura de 80-85 °. Las algas verdes toleran temperaturas ligeramente superiores a los 60 °C, mientras que las diatomeas dejan de desarrollarse a partir de los 50 °C.

Como ya se señaló, las algas que se desarrollan en los baños termales juegan un papel importante en la formación de varios tipos de escamas, que incluyen compuestos minerales.

Las algas termófilas proporcionan gran influencia sobre el desarrollo de la población bacteriana en los términos. Durante su vida, por exosmosis, liberan una cierta cantidad de compuestos orgánicos en el agua y, cuando mueren, crean un sustrato bastante favorable para las bacterias. No sorprende, por tanto, que la población bacteriana de las aguas termales esté más ricamente representada en los lugares donde se acumulan las algas.

Pasando a las bacterias termófilas de las aguas termales, debemos señalar que en nuestro país han sido estudiadas por bastantes microbiólogos. Aquí se deben anotar los nombres de Tsiklinskaya (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Motherland (1945) e Isachenko (1948).

La mayoría de los investigadores que se ocuparon de las aguas termales se limitaron únicamente al hecho de establecer en ellas una flora bacteriana. Solo relativamente pocos microbiólogos se han detenido en los aspectos fundamentales de la vida de las bacterias en las termas.

En nuestra revisión, nos detendremos solo en los estudios del último grupo.

Se han encontrado bacterias termófilas en aguas termales en varios países - Unión Soviética, Francia, Italia, Alemania, Eslovaquia, Japón, etc. Dado que las aguas de las fuentes termales suelen ser pobres en materia orgánica, no es de extrañar que a veces contengan muy poca un gran número de bacterias saprofitas.

La reproducción de las bacterias que se alimentan de forma autótrofa, entre las que se encuentran bastante extendidas en los baños las bacterias del hierro y del azufre, está determinada principalmente por la composición química del agua, así como por su temperatura.

Algunas bacterias termófilas aisladas de aguas calientes han sido descritas como nuevas especies. Estas formas incluyen: Bac. thermophilus filiformis. estudiado por Tsiklinskaya (1899), dos varillas que contienen esporas - Bac. ludwigi y bac. ilidzensis capsulatus aislada por Karlinsky (1895), Spirochaeta daxensis aislada por Kantakouzen (1910) y Thiospirillum pistiense aislada por Czurda (1935).

La temperatura del agua de las aguas termales afecta fuertemente la composición de especies de la población bacteriana. En aguas con temperatura más baja se han encontrado cocos y bacterias similares a las espiroquetas (trabajos de Rodina y Kantakouzena). Sin embargo, aquí también, las varillas portadoras de esporas son la forma predominante.

Recientemente, el efecto de la temperatura en composición de especies La población bacteriana del término se mostró de manera muy colorida en el trabajo de Rodina (1945), quien estudió las aguas termales de Khodji-Obi-Garm en Tayikistán. La temperatura de las fuentes individuales de este sistema oscila entre 50 y 86°. Conectados, estos términos dan un arroyo, en el fondo del cual, en lugares con una temperatura que no exceda los 68 °, se observó un rápido crecimiento de algas verdeazuladas. En algunos lugares, las algas formaron gruesas capas de diferentes colores. A la orilla del agua, en las paredes laterales de los nichos, había depósitos de azufre.

En diferentes fuentes, en el escurrimiento, así como en el espesor de algas verdeazuladas, se colocaron vasos de incrustación durante tres días. Además, el material colectado fue sembrado en medios nutritivos. Se encontró que el agua con la temperatura más alta tiene predominantemente bacterias en forma de varilla. Las formas en forma de cuña, en particular parecidas a Azotobacter, se producen a temperaturas que no superan los 60 °. A juzgar por todos los datos, se puede decir que la Azotobacter en sí misma no crece por encima de los 52 °C, mientras que las grandes células redondas que se encuentran en el ensuciamiento pertenecen a otros tipos de microbios.

Las más resistentes al calor son algunas formas de bacterias que se desarrollan en agar carne-peptona, tiobacterias como Tkiobacillus thioparus y desulfurantes. Por cierto, vale la pena mencionar que Egorova y Sokolova (1940) encontraron Microspira en agua a una temperatura de 50-60°.

En el trabajo de Rodina, no se encontraron bacterias fijadoras de nitrógeno en agua a 50°C. Sin embargo, al estudiar los suelos, se encontraron fijadores de nitrógeno anaeróbicos incluso a 77 °C, y Azotobacter, a 52 °C. Esto sugiere que el agua generalmente no es un sustrato adecuado para los fijadores de nitrógeno.

El estudio de las bacterias en los suelos de las fuentes termales reveló la misma dependencia de la composición del grupo de la temperatura allí como en el agua. Sin embargo, la micropoblación del suelo era mucho más rica numéricamente. arenoso, pobre compuestos orgánicos los suelos tenían una micropoblación bastante pobre, mientras que los que contenían materia orgánica de color oscuro estaban abundantemente poblados por bacterias. Así, la relación entre la composición del sustrato y la naturaleza de las criaturas microscópicas contenidas en él se reveló aquí muy claramente.

Cabe destacar que ni en el agua ni en los limos de Rodina se encontraron bacterias termófilas que descomponen la celulosa. Este momento nos inclinamos a atribuirlo a dificultades metodológicas, ya que las bacterias termófilas que descomponen la celulosa son bastante exigentes con los medios nutrientes. Como mostró Imshenetsky, se necesitan sustratos de nutrientes bastante específicos para su aislamiento.

En las aguas termales, además de los saprofitos, hay autótrofos: bacterias de azufre y hierro.

Las observaciones más antiguas sobre la posibilidad de crecimiento de bacterias del azufre en las termas aparentemente fueron realizadas por Meyer y Ahrens, y también por Mioshi. Mioshi observó el desarrollo de bacterias filamentosas del azufre en manantiales cuya temperatura del agua alcanzaba los 70°C. Egorova (1936), que estudió los manantiales de azufre de Bragun, notó la presencia de bacterias del azufre incluso a una temperatura del agua de 80°C.

En el capítulo " características generales Características morfológicas y fisiológicas de las bacterias termófilas” describimos con suficiente detalle las propiedades de las bacterias termófilas de hierro y azufre. No es conveniente repetir esta información, y nos limitaremos aquí a recordar que los géneros individuales e incluso las especies de bacterias autótrofas terminan su desarrollo a diferentes temperaturas.

Por lo tanto, la temperatura máxima para las bacterias del azufre es de unos 80°C. Para bacterias de hierro como Streptothrix ochraceae y Spirillum ferrugineum, Mioshi fijó un máximo de 41-45°.

Dufrenois (Dufrencfy, 1921) encontró en sedimentos en aguas calientes con una temperatura de 50-63° bacterias de hierro muy similares a Siderocapsa. Según sus observaciones, el crecimiento de las bacterias filamentosas del hierro solo se producía en aguas frías.

Volkova (1945) observó el desarrollo de bacterias del género Gallionella en los manantiales minerales del grupo Pyatigorsk cuando la temperatura del agua no superaba los 27-32°. En los baños con una temperatura más alta, las bacterias del hierro estaban completamente ausentes.

Comparando los materiales anotados por nosotros, involuntariamente tenemos que concluir que en casos individuales no la temperatura del agua, sino su composición química determina el desarrollo de ciertos microorganismos.

Las bacterias, junto con las algas, participan activamente en la formación de algunos minerales, biolitos y caustobiolitos. El papel de las bacterias en la precipitación de calcio se ha estudiado con más detalle. Este tema se discute en detalle en la sección sobre procesos fisiológicos causada por bacterias termófilas.

La conclusión hecha por Volkova merece atención. Ella señala que la "barezina", que se deposita en una capa gruesa en los arroyos de las fuentes de fuentes de azufre en Pyatigorsk, contiene mucho azufre elemental y básicamente tiene un micelio. hongo de moho del género Penicillium. El micelio forma el estroma, que incluye bacterias en forma de varilla, aparentemente relacionadas con las bacterias del azufre.

Brussoff cree que las bacterias del término también participan en la formación de depósitos de ácido silícico.

En los baños se encontraron sulfatos reductores de bacterias. Según Afanasieva-Kester, se asemejan a Microspira aestuarii van Delden y Vibrio thermodesulfuricans Elion. Gubin (1924-1929) expresó una serie de ideas sobre el posible papel de estas bacterias en la formación de sulfuro de hidrógeno en los baños.

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En agua hirviendo, a una temperatura de 100°C, mueren todas las formas de organismos vivos, incluidas las bacterias y los microbios, que son conocidos por su resistencia y vitalidad; este es un hecho ampliamente conocido y generalmente reconocido. ¡Pero qué mal resulta!

A fines de la década de 1970, con la llegada de los primeros vehículos de aguas profundas, manantiales hidrotermales, de donde brotan continuamente chorros de agua muy caliente y altamente mineralizada. La temperatura de tales arroyos alcanza increíbles 200-400°C. Al principio, nadie podría haber imaginado que la vida pudiera existir a una profundidad de varios miles de metros de la superficie, en la oscuridad eterna, e incluso a esa temperatura. Pero ella estaba allí. Y no vida unicelular primitiva, sino ecosistemas enteros independientes, formados por especies previamente desconocidas para la ciencia.

Un manantial hidrotermal que se encuentra en el fondo de la Fosa de las Caimán a una profundidad de unos 5.000 metros. Estas fuentes se denominan fumadores negros debido a la erupción de agua negra similar al humo.

La base de los ecosistemas que viven cerca de los manantiales hidrotermales son las bacterias quimiosintéticas, microorganismos que reciben los nutrientes necesarios al oxidar varios elementos químicos; en el caso específico por la oxidación del dióxido de carbono. Todos los demás representantes de los ecosistemas térmicos, incluidos los cangrejos, camarones, varios moluscos e incluso enormes gusanos marinos que se alimentan por filtración, dependen de estas bacterias.

Este fumador negro está completamente envuelto en anémonas de mar blancas. Condiciones que significan la muerte para otros. organismos marinos, son la norma para estas criaturas. Las anémonas blancas obtienen su alimento mediante la absorción de bacterias quimiosintéticas.

Organismos que viven en fumadores negros"son completamente dependientes de las condiciones locales y no pueden sobrevivir en el hábitat familiar para la gran mayoría vida marina. Por esta razón, durante mucho tiempo no fue posible levantar una sola criatura con vida a la superficie, todas morían cuando bajaba la temperatura del agua.

Gusano de Pompeya (lat. Alvinella pompejana): este habitante de los ecosistemas hidrotermales submarinos recibió un nombre bastante simbólico.

subir primero criatura tuvo éxito bajo el agua vehículo no tripulado ISIS dirigido por oceanógrafos británicos. Los científicos han descubierto que las temperaturas por debajo de los 70 °C son mortales para estas asombrosas criaturas. Esto es bastante notable, ya que las temperaturas de 70°C son letales para el 99% de los organismos que viven en la Tierra.

El descubrimiento de los ecosistemas termales submarinos fue de suma importancia para la ciencia. En primer lugar, se han ampliado los límites dentro de los cuales puede existir la vida. En segundo lugar, el descubrimiento llevó a los científicos a nueva versión sobre el origen de la vida en la Tierra, según el cual la vida se originó en fuentes hidrotermales. Y en tercer lugar, este descubrimiento una vez más nos hizo darnos cuenta de que sabemos muy poco sobre el mundo que nos rodea.

A primera vista, podría parecer que bacterias en aguas termales no vivas. Sin embargo, la naturaleza prueba convincentemente que esto no es así.

Todo el mundo sabe que el agua hierve a 100 grados centígrados. Hasta hace muy poco, la gente creía que absolutamente nada sobrevive a esta temperatura. Los científicos así lo creían hasta que, en el fondo del Océano Pacífico, en aguas termales, no encontraron bacterias desconocidas para la ciencia. ¡Se sienten geniales a 250 grados!

A grandes profundidades, el agua no se convierte en vapor, sino que sigue siendo agua, porque hay una gran profundidad y una gran presión. En el agua de esta temperatura hay muchos químicos que se alimentan de las bacterias mencionadas anteriormente. No está claro cómo los seres vivos se han arraigado a esa temperatura, pero están acostumbrados a vivir allí de tal manera que si se los lleva a una temperatura inferior a los 80 grados centígrados, les hará frío.

Al final resultó que - no es el límite para la vida de las bacterias - una temperatura de 250 grados. En el mismo Océano Pacífico encontraron muy primavera calurosa, el agua en la que alcanza los 400 grados. Incluso en tales condiciones, no solo viven muchas bacterias, sino también algunos gusanos, así como varios tipos de moluscos.

Todo el mundo sabe que cuando apareció la Tierra (fue hace muchos millones de años), era una bola caliente común y corriente. Durante siglos, la gente creía que la vida aparecía en nuestro planeta cuando la Tierra se enfriaba. Y también se creía que la vida no podía existir en otros planetas con altas temperaturas. Probablemente, los científicos ahora tendrán que reconsiderar sus puntos de vista en relación con este hecho.

Hoy, 6 de octubre, es el Día Mundial del Hábitat Animal. En honor a esta festividad, te ofrecemos una selección de 5 animales que han elegido como hogar los lugares con las condiciones más extremas.

Los organismos vivos están distribuidos por todo nuestro planeta, y muchos de ellos viven en lugares con condiciones extremas. Estos organismos se denominan extremófilos. Estos incluyen bacterias, arqueas y solo unos pocos animales. Hablamos de esto último en este artículo. 1. Gusanos de Pompeya. Estos mares profundos gusanos poliquetos, que no superan los 13 cm de longitud, son uno de los animales más resistentes al calor. Por lo tanto, no es de extrañar que se puedan encontrar exclusivamente en fuentes hidrotermales en el fondo de los océanos (), de las cuales altamente mineralizadas agua caliente. Así, por primera vez, se descubrió una colonia de gusanos de Pompeya a principios de la década de 1980 en manantiales hidrotermales en el Océano Pacífico cerca de las Islas Galápagos, y más tarde, en 1997, no lejos de Costa Rica y nuevamente en manantiales hidrotermales.

Típicamente, el gusano de Pompeya ubica su cuerpo en las estructuras tubulares de las fumadoras negras, donde la temperatura alcanza los 80°C, y asoma la cabeza con formaciones parecidas a plumas en el exterior, donde la temperatura es más baja (alrededor de 22°C). Los científicos han tratado durante mucho tiempo de entender cómo el gusano pompeyano se las arregla para soportar temperaturas tan extremas. Los estudios han demostrado que bacterias especiales lo ayudan en esto, que forman una capa de hasta 1 cm de espesor en la parte posterior del gusano, que se asemeja a una manta de lana. Al estar en una relación simbiótica, los gusanos secretan mucosidad de pequeñas glándulas en la espalda, que se alimentan de bacterias, que a su vez aíslan el cuerpo del animal de las altas temperaturas. Se cree que estas bacterias tienen proteínas especiales que permiten proteger a los gusanos y a las bacterias de las altas temperaturas. 2. Oruga Gynaephora. En Groenlandia y Canadá vive la polilla Gynaephora groenlandica, conocida por su capacidad para soportar temperaturas extremadamente bajas. Entonces, viviendo en un clima frío, las orugas de G. groenlandica, mientras están en hibernación, ¡pueden tolerar temperaturas de hasta -70 ° C! Esto es posible gracias a los compuestos (glicerol y betaína) que las orugas comienzan a sintetizar a fines del verano cuando bajan las temperaturas. Estas sustancias evitan la formación de cristales de hielo en las células del animal y así permiten que no muera congelado.

Sin embargo, esta no es la única característica de la especie. Mientras que la mayoría de las otras especies de polillas tardan aproximadamente un mes en madurar de huevo a adulto, G. groenlandica puede tardar entre 7 y 14 años en desarrollarse. Un crecimiento tan lento de Gynaephora groenlandica se debe a las condiciones extremas ambiente en el que el insecto tiene que desarrollarse. Es interesante que las orugas de Gynaephora groenlandica pasan la mayor parte de su vida en hibernación, y el resto del tiempo (alrededor del 5% de su vida) lo dedican a comer vegetación, por ejemplo, brotes de sauce ártico. 3. Moscas del aceite. Estos son los únicos insectos conocidos por la ciencia que pueden vivir y alimentarse de petróleo crudo. Esta especie fue descubierta por primera vez en La Brea Ranch en California, donde hay varios lagos bituminosos.

Autores: Michael S. Caterino y Cristina Sandoval. Como saben, el petróleo es muy Sustancia tóxica para la mayoría de los animales. Sin embargo, como larvas, las moscas del petróleo nadan cerca de la superficie del petróleo y respiran a través de espiráculos especiales que sobresalen por encima de la mancha de petróleo. Las moscas comen mucho aceite, pero sobre todo insectos que se meten en él. A veces, los intestinos de las moscas están completamente llenos de aceite. Hasta ahora, los científicos no han descrito el comportamiento de apareamiento de estas moscas, así como tampoco dónde ponen sus huevos. Sin embargo, se supone que esto no ocurre dentro de la piscina de petróleo.

Lago bituminoso en el rancho La Brea en California. Curiosamente, la temperatura del aceite en la piscina puede alcanzar los 38°C, pero las larvas toleran fácilmente estos cambios. 4. Artemia. Ubicado en la parte noroeste del estado estadounidense de Utah, Big Lago salado tiene una salinidad que alcanza las 270 ppm (a modo de comparación: el mar más salino del Océano Mundial, el Mar Rojo, tiene una salinidad de solo 41 ppm). La salinidad extremadamente alta del embalse lo hace inadecuado para la vida de todas las criaturas vivientes en él, a excepción de las larvas de moscas de la costa, algunas algas y camarones de salmuera, pequeños crustáceos.

Estos últimos, por cierto, viven no solo en este lago, sino también en otros cuerpos de agua, cuya salinidad no es inferior a 60 ppm. Esta característica permite que el camarón de salmuera evite la cohabitación con la mayoría de las especies de depredadores, como los peces. Estos crustáceos tienen un cuerpo segmentado con un apéndice ancho en forma de hoja en el extremo y, por lo general, no superan los 12 milímetros de longitud. Son ampliamente utilizados como alimento para peces de acuario y también se crían en acuarios. 5. Tardígrados. Estas diminutas criaturas, que no superan el milímetro de longitud, son los animales más resistentes al calor. Viven en diferentes lugares del planeta. Por ejemplo, se encontraron en aguas termales donde la temperatura alcanzaba los 100°C, y en la cima del Himalaya, bajo una gruesa capa de hielo, donde la temperatura estaba muy por debajo de cero. ¡Y pronto se descubrió que estos animales son capaces no solo de soportar temperaturas extremas, sino también de prescindir de comida y agua durante más de 10 años!

Los científicos han descubierto que la capacidad de suspender su metabolismo les ayuda en esto, entrando en un estado de criptobiosis, cuando los procesos químicos en el cuerpo del animal se acercan a cero. ¡En este estado, el contenido de agua en el cuerpo de un tardígrado puede caer al 1%! Y además, la capacidad de prescindir del agua depende en gran medida del alto nivel de una sustancia especial en el cuerpo de este animal: el azúcar no reductor trehalosa, que protege las membranas de la destrucción. Curiosamente, mientras que los tardígrados pueden vivir en ambientes extremos, muchas especies se pueden encontrar en ambientes más templados, como lagos, estanques o praderas. Los tardígrados son más comunes en ambientes húmedos, en musgos y líquenes.

La temperatura es el factor ambiental más importante. La temperatura tiene un gran impacto en muchos aspectos de la vida de los organismos, su geografía de distribución, reproducción y otras propiedades biológicas de los organismos que dependen principalmente de la temperatura. Rango, es decir los límites de temperatura a los que puede existir vida van desde unos -200°C a +100°C, en ocasiones se constata la existencia de bacterias en aguas termales a una temperatura de 250°C. De hecho, la mayoría de los organismos pueden sobrevivir dentro de un rango de temperaturas aún más estrecho.

Algunos tipos de microorganismos, principalmente bacterias y algas, son capaces de vivir y multiplicarse en aguas termales a temperaturas cercanas al punto de ebullición. El límite de temperatura superior para las bacterias de las aguas termales se encuentra alrededor de los 90°C. La variabilidad de la temperatura es muy importante desde un punto de vista ecológico.

Cualquier especie puede vivir solo dentro de un cierto rango de temperaturas, las llamadas temperaturas letales máximas y mínimas. Más allá de estas temperaturas extremas críticas, frías o calientes, se produce la muerte del organismo. En algún punto intermedio está temperatura óptima, en el que se activa la actividad vital de todos los organismos, la materia viva en su conjunto.

Según la tolerancia de los organismos a régimen de temperatura se dividen en euritérmicos y estenotérmicos, es decir, capaz de soportar fluctuaciones de temperatura amplias o estrechas. Por ejemplo, los líquenes y muchas bacterias pueden vivir a diferentes temperaturas, o las orquídeas y otras plantas amantes del calor de las zonas tropicales son estenotérmicas.

Algunos animales son capaces de mantener una temperatura corporal constante, independientemente de la temperatura ambiente. Tales organismos se llaman homeotérmicos. En otros animales, la temperatura corporal cambia dependiendo de la temperatura ambiente. Se llaman poiquilotermos. Según la forma en que los organismos se adaptan al régimen de temperatura, se dividen en dos grupos ecológicos: criófilos: organismos adaptados al frío, a las bajas temperaturas; termófilos - o amantes del calor.

la regla de allen- regla ecogeográfica establecida por D. Allen en 1877. De acuerdo con esta regla, entre las formas relacionadas de animales homoiotérmicos (de sangre caliente) que llevan un estilo de vida similar, aquellos que viven en climas más fríos tienen partes del cuerpo que sobresalen relativamente más pequeñas: orejas, patas, colas , etc

La reducción de las partes sobresalientes del cuerpo conduce a una disminución de la superficie relativa del cuerpo y ayuda a ahorrar calor.

Un ejemplo de esta regla son los representantes de la familia canina de varias regiones. Las orejas más pequeñas (en relación con la longitud del cuerpo) y un hocico menos alargado en esta familia están en el zorro ártico (rango - Ártico), y las orejas más grandes y el hocico estrecho y alargado - en el zorro fennec (rango - Sahara).

Esta regla también se lleva a cabo en relación con las poblaciones humanas: la nariz, los brazos y las piernas más cortos (en relación con el tamaño del cuerpo) son característicos de los pueblos esquimo-aleutianos (esquimales, inuit), y los brazos y piernas largos para las pieles y los tutsis.

regla de bergman es una regla ecogeográfica formulada en 1847 por el biólogo alemán Carl Bergman. La regla dice que entre formas similares de animales homoiotérmicos (de sangre caliente), los más grandes son los que viven en climas más fríos, en latitudes altas o en las montañas. Si hay especies estrechamente relacionadas (por ejemplo, especies del mismo género) que no difieren significativamente en su dieta y estilo de vida, entonces también se encuentran especies más grandes en climas más severos (fríos).

La regla se basa en la suposición de que la producción total de calor en las especies endotérmicas depende del volumen del cuerpo y la tasa de transferencia de calor depende de su área de superficie. Con un aumento en el tamaño de los organismos, el volumen del cuerpo crece más rápido que su superficie. Experimentalmente, esta regla se probó por primera vez en perros de diferentes tamaños. Resultó que la producción de calor en perros pequeños es mayor por unidad de masa, pero independientemente del tamaño, permanece casi constante por unidad de superficie.

De hecho, la regla de Bergman se cumple a menudo tanto dentro de la misma especie como entre especies estrechamente relacionadas. Por ejemplo, la forma de Amur del tigre con Lejano Oriente más grande que el Sumatra de Indonesia. Las subespecies del norte del lobo son en promedio más grandes que las del sur. Entre las especies relacionadas del género oso, las más grandes viven en las latitudes del norte ( oso polar, osos pardos con aproximadamente Kodiak), y las especies más pequeñas (por ejemplo, el oso de anteojos), en áreas con un clima cálido.

Al mismo tiempo, esta regla fue criticada a menudo; señaló que no puede general, ya que el tamaño de los mamíferos y las aves está influenciado por muchos otros factores además de la temperatura. Además, las adaptaciones a un clima severo a nivel de población y especie a menudo ocurren no debido a cambios en el tamaño del cuerpo, sino debido a cambios en el tamaño del cuerpo. órganos internos(un aumento en el tamaño del corazón y los pulmones) o a través de adaptaciones bioquímicas. En vista de esta crítica, debe enfatizarse que la regla de Bergman es de naturaleza estadística y manifiesta su efecto claramente, en igualdad de condiciones.

De hecho, hay muchas excepciones a esta regla. Por lo tanto, la raza más pequeña del mamut lanudo se conoce en la isla polar de Wrangel; muchas subespecies de lobos de bosque son más grandes que las de la tundra (por ejemplo, la subespecie extinta de la península de Kenai; se supone que los grandes tamaños podrían dar a estos lobos una ventaja cuando cazan grandes alces que habitan en la península). La subespecie del Lejano Oriente del leopardo que vive en el Amur es significativamente más pequeña que la africana. En los ejemplos dados, las formas comparadas difieren en su forma de vida (poblaciones insulares y continentales; la subespecie de la tundra se alimenta de presas más pequeñas y la subespecie del bosque se alimenta de presas más grandes).

En relación con el hombre, la regla es aplicable hasta cierto punto (por ejemplo, las tribus de pigmeos, aparentemente, aparecieron repetida e independientemente en Diferentes areas clima tropical) sin embargo, debido a las diferencias en las dietas y costumbres locales, la migración y la deriva genética entre poblaciones, se imponen restricciones a la aplicabilidad de esta regla.

regla de glöger consiste en el hecho de que entre las formas emparentadas (diferentes razas o subespecies de la misma especie, especies emparentadas) de animales homoiotérmicos (de sangre caliente), los que viven en climas cálidos y húmedos tienen un color más brillante que los que viven en climas fríos y secos . Establecido en 1833 por Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), ornitólogo polaco y alemán.

Por ejemplo, la mayoría de las especies de aves del desierto son más tenues que sus parientes de las zonas subtropicales y tropicales. selva. La regla de Gloger puede explicarse tanto por consideraciones de enmascaramiento como por la influencia de las condiciones climáticas en la síntesis de pigmentos. Hasta cierto punto, la regla de Gloger también se aplica a los animales borrachos kilotérmicos (de sangre fría), en particular a los insectos.

La humedad como factor ambiental

Inicialmente, todos los organismos eran acuáticos. Habiendo conquistado la tierra, no perdieron su dependencia del agua. Parte integral de todos los organismos vivos es el agua. La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire. Sin humedad ni agua, no hay vida.

La humedad es un parámetro que caracteriza el contenido de vapor de agua en el aire. La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua en el aire y depende de la temperatura y la presión. Esta cantidad se llama humedad relativa (es decir, la relación entre la cantidad de vapor de agua en el aire y la cantidad saturada de vapor bajo ciertas condiciones de temperatura y presión).

En la naturaleza, hay un ritmo diario de humedad. La humedad fluctúa tanto vertical como horizontalmente. Este factor, junto con la luz y la temperatura, juega un papel importante en la regulación de la actividad de los organismos y su distribución. La humedad también cambia el efecto de la temperatura.

El secado al aire es un factor ambiental importante. Especialmente para los organismos terrestres, el efecto secante del aire es de gran importancia. Los animales se adaptan trasladándose a áreas protegidas y están activos durante la noche.

Las plantas absorben agua del suelo y casi por completo (97-99%) se evaporan a través de las hojas. Este proceso se llama transpiración. La evaporación enfría las hojas. Gracias a la evaporación se transportan iones a través del suelo hasta las raíces, transporte de iones entre células, etc.

Una cierta cantidad de humedad es esencial para los organismos terrestres. Muchos de ellos necesitan una humedad relativa del 100% para la vida normal, y viceversa, un organismo en estado normal no puede vivir mucho tiempo en un aire absolutamente seco, porque pierde agua constantemente. El agua es una parte esencial de la materia viva. Por lo tanto, la pérdida de agua en cierta cantidad conduce a la muerte.

Las plantas de clima seco se adaptan a los cambios morfológicos, reducción organos vegetativos especialmente las hojas.

Los animales terrestres también se adaptan. Muchos de ellos beben agua, otros la succionan a través del tegumento del cuerpo en estado líquido o vapor. Por ejemplo, la mayoría de los anfibios, algunos insectos y ácaros. La mayoría de los animales del desierto nunca beben, satisfacen sus necesidades a expensas del agua que se les proporciona con los alimentos. Otros animales reciben agua en el proceso de oxidación de grasas.

El agua es esencial para los organismos vivos. Por tanto, los organismos se esparcen por el hábitat en función de sus necesidades: los organismos acuáticos viven en el agua constantemente; los hidrófitos solo pueden vivir en ambientes muy húmedos.

Desde el punto de vista de la valencia ecológica, los hidrófitos y los higrófitos pertenecen al grupo de los stenogigers. La humedad afecta en gran medida las funciones vitales de los organismos, por ejemplo, 70% humedad relativa fue muy favorable para la maduración en el campo y la fertilidad de las hembras de langosta migratoria. Con una reproducción favorable, causan enormes perjuicios económicos a los cultivos de muchos países.

Para una evaluación ecológica de la distribución de organismos, se utiliza un indicador de la sequedad del clima. La sequedad sirve como factor selectivo para la clasificación ecológica de los organismos.

Así, dependiendo de las características de la humedad del clima local, las especies de organismos se distribuyen en grupos ecológicos:

1. Los hidatofitos son plantas acuáticas.

2. Los hidrófitos son plantas terrestres y acuáticas.

3. Hygrophytes: plantas terrestres que viven en condiciones de alta humedad.

4. Los mesófitos son plantas que crecen con humedad media.

5. Las xerófitas son plantas que crecen con humedad insuficiente. Ellos, a su vez, se dividen en: suculentas - plantas suculentas (cactus); Las esclerofitas son plantas con hojas estrechas y pequeñas, y plegadas en túbulos. También se dividen en euxerófitas y estipaxerófitas. Las euxerófitas son plantas esteparias. Los stipaxerófitos son un grupo de pastos de hojas angostas (hierba plumosa, festuca, de patas delgadas, etc.). A su vez, los mesofitos también se dividen en mesohigrofitos, mesoxerofitos, etc.

Cediendo en su valor a la temperatura, la humedad es, sin embargo, uno de los principales factores ambientales. Durante la mayor parte de la historia de la vida silvestre, el mundo orgánico estuvo representado exclusivamente por las normas acuáticas de los organismos. Parte integral de la gran mayoría de los seres vivos es el agua, y para la reproducción o fusión de los gametos, casi todos ellos necesitan de un medio acuático. Los animales terrestres se ven obligados a crear en su cuerpo un ambiente acuático para la fertilización, y esto lleva al hecho de que este último se vuelve interno.

La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire. Se puede expresar en gramos por metro cúbico.

La luz como factor ambiental. El papel de la luz en la vida de los organismos.

La luz es una forma de energía. Según la primera ley de la termodinámica, o la ley de conservación de la energía, la energía puede cambiar de una forma a otra. De acuerdo con esta ley, los organismos son un sistema termodinámico en constante intercambio de energía y materia con el medio ambiente. Los organismos en la superficie de la Tierra están expuestos al flujo de energía, principalmente energía solar, así como a la radiación térmica de onda larga de los cuerpos cósmicos.

Ambos factores determinan condiciones climáticas medio ambiente (temperatura, tasa de evaporación del agua, movimiento del aire y del agua). La luz del sol con una energía de 2 cal cae sobre la biosfera desde el espacio. por 1 cm 2 en 1 min. Esta llamada constante solar. Esta luz, al atravesar la atmósfera, se atenúa y no más del 67% de su energía puede llegar a la superficie terrestre en un mediodía despejado, es decir, 1,34 cal. por cm 2 en 1 min. Al pasar a través de la capa de nubes, el agua y la vegetación, la luz solar se debilita aún más y la distribución de energía en diferentes partes del espectro cambia significativamente.

El grado de atenuación de la luz solar y la radiación cósmica depende de la longitud de onda (frecuencia) de la luz. La radiación ultravioleta con una longitud de onda inferior a 0,3 micras casi no atraviesa la capa de ozono (a una altitud de unos 25 km). Tal radiación es peligrosa para un organismo vivo, en particular para el protoplasma.

En la naturaleza viva, la luz es la única fuente de energía; todas las plantas, excepto las bacterias, fotosintetizan, es decir, sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas(es decir, de agua, sales minerales y CO-En la naturaleza viva, la luz es la única fuente de energía, todas las plantas, excepto las bacterias 2 - con la ayuda de la energía radiante en el proceso de asimilación). Todos los organismos dependen para la alimentación de los fotosintetizadores terrestres, es decir. plantas portadoras de clorofila.

La luz como factor ambiental se divide en ultravioleta con una longitud de onda de 0,40 - 0,75 micras e infrarroja con una longitud de onda superior a estas grandezas.

El efecto de estos factores depende de las propiedades de los organismos. Cada tipo de organismo está adaptado a uno u otro espectro de longitudes de onda de la luz. Algunas especies de organismos se han adaptado al ultravioleta, mientras que otras al infrarrojo.

Algunos organismos son capaces de distinguir la longitud de onda. Tienen sistemas especiales de percepción de la luz y tienen visión del color, que son de gran importancia en su vida. Muchos insectos son sensibles a la radiación de onda corta, que los humanos no perciben. Las mariposas nocturnas perciben bien los rayos ultravioleta. Las abejas y las aves determinan con precisión su ubicación y navegar por el terreno incluso de noche.

Los organismos también reaccionan fuertemente a la intensidad de la luz. De acuerdo con estas características, las plantas se dividen en tres grupos ecológicos:

1. Amante de la luz, amante del sol o heliófitos, que pueden desarrollarse normalmente solo bajo los rayos del sol.

2. Los amantes de la sombra, o sciophytes, son plantas de los niveles inferiores de los bosques y plantas de aguas profundas, por ejemplo, lirios del valle y otros.

A medida que disminuye la intensidad de la luz, la fotosíntesis también se ralentiza. Todos los organismos vivos tienen un umbral de sensibilidad a la intensidad de la luz, así como a otros factores ambientales. Diferentes organismos tienen diferentes umbrales de sensibilidad a los factores ambientales. Por ejemplo, la luz intensa inhibe el desarrollo de las moscas Drosophyll, provocando incluso su muerte. No les gusta la luz y las cucarachas y otros insectos. En la mayoría de las plantas fotosintéticas, a baja intensidad de luz, se inhibe la síntesis de proteínas, mientras que en los animales se inhiben los procesos de biosíntesis.

3. Heliófitos tolerantes a la sombra o facultativos. Plantas que crecen bien tanto en sombra como en luz. En los animales, estas propiedades de los organismos se denominan amantes de la luz (fotófilos), amantes de la sombra (fotófobos), eurifóbicos - estenofóbicos.

Valencia ecológica

el grado de adaptabilidad de un organismo vivo a los cambios en las condiciones ambientales. Ev es una propiedad de vista. Cuantitativamente, se expresa por el rango de cambios en el ambiente, dentro del cual esta especie mantiene una vida normal. Ev puede considerarse tanto en relación con la respuesta de una especie a factores ambientales individuales, como en relación con un complejo de factores.

En el primer caso, las especies que toleran grandes cambios en la fuerza del factor de influencia se designan con un término que consiste en el nombre de este factor con el prefijo "evry" (euritermal - en relación con la influencia de la temperatura, eurihalino - a la salinidad , euribático - a profundidad, etc.); especies adaptadas a pequeños cambios de este factor se denotan con un término similar con el prefijo "steno" (estenotérmico, estenohalino, etc.). Los tipos que poseen ancho E. en. en relación con un complejo de factores, se denominan eurybionts (Ver Eurybionts) en oposición a stenobionts (Ver Stenobionts), que tienen poca adaptabilidad. Dado que la euribionticidad hace posible poblar una variedad de hábitats, y la estenobionticidad reduce drásticamente el rango de hábitats adecuados para la especie, estos dos grupos a menudo se denominan euri- o estenotópicos, respectivamente.

euribiontes, organismos animales y vegetales que pueden existir con cambios significativos en las condiciones ambientales. Entonces, por ejemplo, los habitantes del litoral marino soportan un secado regular durante la marea baja, en verano, un fuerte calentamiento, y en invierno, enfriamiento y, a veces, congelación (animales euritermales); los habitantes de los estuarios de los ríos resisten los medios. fluctuaciones en la salinidad del agua (animales eurihalinos); existen varios animales en un amplio rango de presión hidrostática (eurybats). Muchos habitantes de la tierra latitudes templadas capaz de soportar grandes fluctuaciones de temperatura estacionales.

El euribionteness de la especie se incrementa por la capacidad de tolerar condiciones desfavorables en estado de animación suspendida (muchas bacterias, esporas y semillas de muchas plantas, perennes adultas de latitudes frías y templadas, yemas invernales de esponjas de agua dulce y briozoos, huevos de branquiópodos, tardígrados adultos y algunos rotíferos, etc.) o hibernación (algunas mamíferos).

REGLA DE CHETVERIKOV, como regla, según Krom en la naturaleza, todos los tipos de organismos vivos no están representados por individuos aislados separados, sino en forma de agregados de un número (a veces muy grande) de individuos-poblaciones. Criado por S. S. Chetverikov (1903).

Vista- este es un conjunto históricamente establecido de poblaciones de individuos que son similares en propiedades morfológicas y fisiológicas, capaces de cruzarse libremente y producir descendencia fértil, ocupando un área determinada. Cada tipo de organismo vivo puede ser descrito por un conjunto de rasgos característicos, propiedades, que se denominan características de la vista. Las características de una especie, por medio de las cuales se puede distinguir una especie de otra, se denominan criterios de especie.

Los siete criterios de visión general más utilizados son:

1. Tipo específico de organización: población rasgos característicos para distinguir los individuos de una especie dada de los individuos de otra.

2. Certeza geográfica: la existencia de individuos de una especie en un lugar determinado el mundo; rango - el área donde viven los individuos de una especie determinada.

3. Certeza ecológica: los individuos de una especie viven en un rango específico de valores de factores ambientales físicos, como temperatura, humedad, presión, etc.

4. Diferenciación: la especie se compone de grupos más pequeños de individuos.

5. Discreción: los individuos de una determinada especie están separados de los individuos de otra por un hiato - hiato El hiato está determinado por la acción de mecanismos de aislamiento, como el desajuste en los períodos de reproducción, el uso de reacciones de comportamiento específicas, la esterilidad de los híbridos , etc

6. Reproducibilidad: la reproducción de los individuos puede realizarse de forma asexual (el grado de variabilidad es bajo) y sexual (el grado de variabilidad es alto, ya que cada organismo combina las características del padre y la madre).

7. Cierto nivel de abundancia: la población sufre cambios periódicos (olas de vida) y no periódicos.

Los individuos de cualquier especie se distribuyen en el espacio de manera extremadamente desigual. Por ejemplo, la ortiga dentro de su rango se encuentra solo en lugares húmedos y sombreados con suelo fértil, formando matorrales en las llanuras aluviales de ríos, arroyos, alrededor de lagos, a lo largo de las afueras de pantanos, en bosques mixtos y matorrales de arbustos. Las colonias del topo europeo, claramente visibles en los montículos de tierra, se encuentran en los bordes de los bosques, prados y campos. Adecuado para la vida
aunque los hábitats a menudo se encuentran dentro del rango, no cubren todo el rango y, por lo tanto, los individuos de esta especie no se encuentran en otras partes del mismo. No tiene sentido buscar ortigas en un pinar o un topo en un pantano.

Así, la distribución desigual de las especies en el espacio se expresa en forma de "islas de densidad", "aglomeraciones". Las áreas con una distribución relativamente alta de esta especie se alternan con áreas de baja abundancia. Tales "centros de densidad" de la población de cada especie se denominan poblaciones. Una población es un conjunto de individuos de una determinada especie, durante un largo tiempo (un gran número de generaciones) que habitan un determinado espacio (parte del rango), y aislados de otras poblaciones similares.

Dentro de la población se realiza prácticamente la travesía libre (panmixia). En otras palabras, una población es un conjunto de individuos que se vinculan libremente entre sí, que viven durante mucho tiempo en un determinado territorio y relativamente aislados de otros grupos similares. Una especie es, pues, una colección de poblaciones, y una población es la unidad estructural de una especie.

La diferencia entre una población y una especie:

1) los individuos de diferentes poblaciones se cruzan libremente entre sí,

2) los individuos de diferentes poblaciones difieren poco entre sí,

3) no hay brecha entre dos poblaciones vecinas, es decir, hay una transición gradual entre ellas.

Proceso de especiación. Supongamos que una especie dada ocupa un área determinada, determinada por la naturaleza de su dieta. Como resultado de la divergencia entre individuos, el rango aumenta. La nueva área contendrá áreas con varias plantas forrajeras, propiedades físicas y químicas etc. Los individuos que se encuentran en diferentes partes del rango forman poblaciones. En el futuro, como resultado de las diferencias cada vez mayores entre los individuos de las poblaciones, será cada vez más claro que los individuos de una población difieren de alguna manera de los individuos de otra población. Hay un proceso de divergencia de poblaciones. Las mutaciones se acumulan en cada uno de ellos.

Los representantes de cualquier especie en la parte local del área de distribución forman una población local. La totalidad de las poblaciones locales asociadas con partes del rango que son homogéneas en términos de condiciones de vida es población ecológica. Entonces, si una especie vive en un prado y en un bosque, entonces hablan de sus poblaciones de goma y prado. Las poblaciones dentro del rango de una especie asociada con ciertos límites geográficos se denominan poblaciones geográficas.
El tamaño y los límites de las poblaciones pueden cambiar drásticamente. Durante los brotes de reproducción masiva, la especie se propaga ampliamente y surgen poblaciones gigantescas.

El conjunto de poblaciones geográficas con rasgos estables, la capacidad de cruzarse y producir descendencia fértil se denomina subespecie. Darwin decía que la formación de nuevas especies pasa por variedades (subespecies).

Sin embargo, conviene recordar que algún elemento suele estar ausente en la naturaleza.
Las mutaciones que ocurren en los individuos de cada subespecie no pueden conducir por sí solas a la formación de nuevas especies. La razón radica en que esta mutación vagará por la población, ya que los individuos de las subespecies, como sabemos, no se encuentran aislados reproductivamente. Si la mutación es beneficiosa, aumenta la heterocigosidad de la población; si es dañina, simplemente será rechazada por selección.

Como resultado del constante proceso de mutación y el cruce libre, las mutaciones se acumulan en las poblaciones. Según la teoría de I. I. Schmalhausen, se crea una reserva de variabilidad hereditaria, es decir, la gran mayoría de las mutaciones emergentes son recesivas y no aparecen fenotípicamente. Al alcanzar una alta concentración de mutaciones en el estado heterocigoto, se hace probable el cruzamiento de individuos portadores de genes recesivos. En este caso aparecen individuos homocigóticos, en los que las mutaciones ya se manifiestan fenotípicamente. En estos casos, las mutaciones ya están bajo el control de la selección natural.
Pero esto todavía no tiene una importancia decisiva para el proceso de especiación, porque las poblaciones naturales están abiertas y constantemente se introducen en ellas genes extraños de poblaciones vecinas.

Hay suficiente flujo de genes para mantener la gran similitud de los acervos genéticos (la totalidad de todos los genotipos) de todas las poblaciones locales. Se estima que la reposición del acervo genético debida a genes extraños en una población de 200 individuos, cada uno de los cuales tiene 100 000 loci, es 100 veces mayor que la debida a mutaciones. Como consecuencia, ninguna población puede cambiar drásticamente mientras esté sujeta a la influencia normalizadora del flujo de genes. La resistencia de una población a los cambios en su composición genética bajo la influencia de la selección se denomina homeostasis genética.

Como resultado de la homeostasis genética en una población, la formación de una nueva especie es muy difícil. ¡Se debe cumplir una condición más! Es decir, es necesario aislar el acervo genético de la población hija del acervo genético materno. El aislamiento puede ser de dos formas: espacial y temporal. El aislamiento espacial se produce debido a diversas barreras geográficas, como desiertos, bosques, ríos, dunas, llanuras aluviales. Muy a menudo, el aislamiento espacial ocurre debido a una fuerte reducción en el rango continuo y su ruptura en bolsas o nichos separados.

A menudo, una población queda aislada como resultado de la migración. En este caso, surge una población aislada. Sin embargo, dado que el número de individuos en una población aislada suele ser pequeño, existe el peligro de la consanguinidad, la degeneración asociada con la consanguinidad. La especiación basada en el aislamiento espacial se denomina geográfica.

La forma temporal de aislamiento incluye un cambio en el momento de la reproducción y cambios en todo el ciclo de vida. La especiación basada en el aislamiento temporal se denomina ecológica.
Lo decisivo en ambos casos es la creación de un nuevo sistema genético incompatible con el antiguo. A través de la especiación se realiza la evolución, por eso dicen que una especie es un sistema evolutivo elemental. ¡Una población es una unidad evolutiva elemental!

Características estadísticas y dinámicas de las poblaciones.

Las especies de organismos se incluyen en la biocenosis no como individuos separados, sino como poblaciones o sus partes. Una población es una parte de una especie (consiste en individuos de la misma especie), que ocupa un espacio relativamente homogéneo y capaz de autorregularse y mantener un cierto número. Cada especie dentro del territorio ocupado se divide en poblaciones.Si consideramos el impacto de los factores ambientales en un solo organismo, entonces en un cierto nivel del factor (por ejemplo, la temperatura), el individuo en estudio sobrevivirá o morirá. El panorama cambia cuando se estudia el impacto de un mismo factor sobre un grupo de organismos de la misma especie.

Algunos individuos morirán o reducirán su actividad vital a una temperatura específica, otros a una temperatura más baja y otros aún a una más alta, por lo que se puede dar una definición más de población: para sobrevivir y dar descendencia, todos los seres vivos Los organismos deben, bajo las condiciones de los regímenes ambientales dinámicos, existir factores en forma de agrupaciones o poblaciones, es decir. agregados de individuos que viven juntos con una herencia similar.La característica más importante de una población es el territorio total que ocupa. Pero dentro de una población puede haber agrupaciones más o menos aisladas por diversas razones.

Por lo tanto, es difícil dar una definición exhaustiva de la población debido a la difuminación de los límites entre grupos individuales de individuos. Cada especie consta de una o más poblaciones, y una población es, por lo tanto, la forma de existencia de una especie, su unidad evolutiva más pequeña. Para poblaciones varios tipos existen límites aceptables para la disminución del número de individuos, más allá de los cuales la existencia de una población se vuelve imposible. No existen datos exactos sobre los valores críticos del tamaño poblacional en la literatura. Los valores dados son contradictorios. Sin embargo, el hecho es que cuanto más pequeños son los individuos, mayores son los valores críticos de sus números. Para los microorganismos, estos son millones de individuos, para los insectos, decenas y cientos de miles, y para grandes mamiferos- Algunas docenas.

El número no debe disminuir por debajo de los límites más allá de los cuales la probabilidad de encontrar parejas sexuales se reduce drásticamente. El número crítico también depende de otros factores. Por ejemplo, para algunos organismos, un estilo de vida grupal es específico (colonias, bandadas, manadas). Los grupos dentro de una población están relativamente aislados. Puede haber casos en los que el tamaño de la población en su conjunto sea todavía bastante grande y el número de grupos individuales se reduzca por debajo de los límites críticos.

Por ejemplo, una colonia (grupo) del cormorán peruano debe tener una población de al menos 10 mil individuos y una manada de renos: 300 - 400 cabezas. Para comprender los mecanismos de funcionamiento y resolver los problemas de utilización de las poblaciones, la información sobre su estructura es de gran importancia. Hay género, edad, territorial y otros tipos de estructura. En términos teóricos y aplicados, los datos sobre la estructura de edad son los más importantes: la proporción de individuos (a menudo combinados en grupos) de diferentes edades.

Los animales se dividen en los siguientes grupos de edad:

Grupo juvenil (niños) Grupo senil (senil, no involucrado en la reproducción)

Grupo de adultos (individuos que realizan la reproducción).

Por lo general, las poblaciones normales se caracterizan por la mayor viabilidad, en la que todas las edades están representadas de manera relativamente uniforme. En la población regresiva (en peligro de extinción) predominan los individuos seniles, lo que indica la presencia de factores negativos que perturban las funciones reproductivas. Se requieren medidas urgentes para identificar y eliminar las causas de esta condición. Las poblaciones invasoras (invasoras) están representadas principalmente por individuos jóvenes. Por lo general, su vitalidad no es motivo de preocupación, pero es probable que se produzcan brotes de un número excesivamente alto de individuos, ya que no se han formado relaciones tróficas y de otro tipo en tales poblaciones.

Es especialmente peligroso si se trata de una población de especies que antes estaban ausentes en la zona. En este caso, las poblaciones generalmente encuentran y ocupan un nicho ecológico libre y realizan su potencial de reproducción, aumentando intensamente su número.Si la población está en un estado normal o casi normal, una persona puede eliminar el número de individuos (en animales ) o biomasa (en plantas), que aumenta durante el período de tiempo entre incautaciones. En primer lugar, se deben retirar los individuos en edad posproductiva (reproducción completa). Si el objetivo es obtener un determinado producto, entonces la edad, el sexo y otras características de las poblaciones se ajustan teniendo en cuenta la tarea.

La explotación de poblaciones de comunidades vegetales (por ejemplo, para obtener madera) suele programarse para que coincida con el período de desaceleración del crecimiento relacionado con la edad (acumulación de producción). Este período suele coincidir con la máxima acumulación de masa leñosa por unidad de superficie. La población también se caracteriza por una cierta proporción de sexos, y la proporción de hombres y mujeres no es igual a 1:1. Se conocen casos de marcado predominio de uno u otro sexo, alternancia de generaciones con ausencia de machos. Cada población también puede tener una estructura espacial compleja (subdividiéndose en grupos jerárquicos más o menos grandes, desde geográficos hasta elementales (micropoblaciones).

Entonces, si la tasa de mortalidad no depende de la edad de los individuos, entonces la curva de supervivencia es una línea decreciente (ver figura, tipo I). Es decir, la muerte de los individuos se produce en este tipo uniformemente, la tasa de mortalidad permanece constante a lo largo de la vida. Tal curva de supervivencia es característica de especies cuyo desarrollo ocurre sin metamorfosis con suficiente estabilidad de la descendencia nacida. Este tipo generalmente se denomina tipo de hidra: se caracteriza por una curva de supervivencia que se acerca a una línea recta. En las especies en las que el papel de los factores externos en la mortalidad es pequeño, la curva de supervivencia se caracteriza por un ligero descenso hasta una determinada edad, a partir de la cual se produce un fuerte descenso debido a la mortalidad natural (fisiológica).

Tipo II en la figura. Una curva de supervivencia cercana a este tipo es característica de los humanos (aunque la curva de supervivencia humana es algo más plana y, por lo tanto, se encuentra entre los tipos I y II). Este tipo se llama el tipo de Drosophila: es este tipo el que Drosophila demuestra en condiciones de laboratorio (no comido por los depredadores). Muchas especies se caracterizan por una alta mortalidad en primeras etapas ontogenia. En tales especies, la curva de supervivencia se caracteriza por una fuerte caída en la región de las edades más jóvenes. Los individuos que han sobrevivido a la edad "crítica" muestran una baja mortalidad y viven hasta edades muy avanzadas. El tipo se llama el tipo de ostra. Tipo III en la figura. El estudio de las curvas de supervivencia es de gran interés para el ecólogo. Le permite juzgar a qué edad una especie en particular es más vulnerable. Si la acción de las causas que pueden cambiar la natalidad o la mortalidad cae en la etapa más vulnerable, entonces su influencia en el desarrollo posterior de la población será máxima. Este patrón debe tenerse en cuenta a la hora de organizar la caza o en el control de plagas.

Estructura por edad y sexo de las poblaciones.

Cualquier población tiene una cierta organización. La distribución de los individuos en el territorio, la proporción de grupos de individuos por sexo, edad, características morfológicas, fisiológicas, comportamentales y genéticas reflejan las correspondientes estructura poblacional : espacial, género, edad, etc. La estructura se forma, por un lado, sobre la base de propiedades biológicas especies, y por otro lado, bajo la influencia de factores ambientales abióticos y poblaciones de otras especies.

La estructura de la población tiene así un carácter adaptativo. Diferentes poblaciones de la misma especie tienen características similares y características distintivas que caracterizan las condiciones ambientales específicas en sus hábitats.

En general, además de las capacidades adaptativas de los individuos, en determinados territorios se forman rasgos adaptativos de adaptación grupal de una población como sistema supraindividual, lo que indica que los rasgos adaptativos de una población son muy superiores a los de los individuos que la componen. .

Composición por edades- es indispensable para la existencia de la población. La vida útil promedio de los organismos y la proporción del número (o biomasa) de individuos de diferentes edades se caracteriza por la estructura de edad de la población. La formación de la estructura de edad se produce como resultado de la acción combinada de los procesos de reproducción y mortalidad.

En cualquier población, se distinguen condicionalmente 3 grupos ecológicos de edad:

Pre-reproductivo;

reproductivo;

Post-reproductivo.

El grupo pre-reproductivo incluye individuos que aún no son capaces de reproducirse. Reproductivo - individuos capaces de reproducirse. Posreproductivo: individuos que han perdido la capacidad de reproducirse. La duración de estos períodos varía mucho según el tipo de organismos.

En condiciones favorables, la población contiene todos los grupos de edad y mantiene una composición por edades más o menos estable. En las poblaciones en rápido crecimiento predominan los individuos jóvenes, mientras que en las poblaciones en declive predominan los viejos, que ya no pueden reproducirse intensamente. Tales poblaciones son improductivas y no lo suficientemente estables.

Hay vistas desde estructura de edad simple poblaciones formadas por individuos de casi la misma edad.

Por ejemplo, todas las plantas anuales de una población están en la etapa de plántula en primavera, luego florecen casi simultáneamente y producen semillas en otoño.

En especies de estructura de edad compleja las poblaciones viven simultáneamente durante varias generaciones.

Por ejemplo, en la experiencia de los elefantes hay animales jóvenes, maduros y envejecidos.

Las poblaciones que incluyen muchas generaciones (de diferentes grupos de edad) son más estables, menos susceptibles a la influencia de factores que afectan la reproducción o la mortalidad en un año en particular. Las condiciones extremas pueden provocar la muerte de los grupos de edad más vulnerables, pero los más resistentes sobreviven y producen nuevas generaciones.

Por ejemplo, una persona es vista como especies con una estructura de edad compleja. La estabilidad de las poblaciones de la especie se manifestó, por ejemplo, durante la Segunda Guerra Mundial.

Para estudiar las estructuras de edad de las poblaciones se utilizan técnicas gráficas, por ejemplo, las pirámides de edad de una población, que son muy utilizadas en estudios demográficos (Fig. 3.9).

Figura 3.9. Pirámides de edad de la población.

A - reproducción en masa, B - población estable, C - población en declive

La estabilidad de las poblaciones de una especie depende en gran medida de estructura sexual , es decir. proporciones de individuos de diferentes sexos. Los grupos sexuales dentro de las poblaciones se forman sobre la base de las diferencias en la morfología (forma y estructura del cuerpo) y la ecología de los diferentes sexos.

Por ejemplo, en algunos insectos, los machos tienen alas, pero las hembras no, los machos de algunos mamíferos tienen cuernos, pero las hembras no los tienen, los pájaros machos tienen un plumaje brillante y las hembras tienen camuflaje.

Las diferencias ecológicas se expresan en las preferencias alimentarias (las hembras de muchos mosquitos chupan sangre, mientras que los machos se alimentan de néctar).

El mecanismo genético proporciona una proporción aproximadamente igual de individuos de ambos sexos al nacer. Sin embargo, la proporción original pronto se rompe como resultado de las diferencias fisiológicas, de comportamiento y ecológicas entre machos y hembras, lo que provoca una mortalidad desigual.

Un análisis de la estructura de edad y sexo de las poblaciones permite predecir su número para varias generaciones y años siguientes. Esto es importante cuando se evalúan las posibilidades de pescar, disparar animales, salvar cultivos de invasiones de langostas y en otros casos.