Qué características describen las características ecológicas de la población. Estructura y dinámica de la población Lección 7. Propiedades específicas del agua como hábitat

¿Qué es una población?

Definición 1

Una población es un conjunto de organismos de la misma especie, que viven en un territorio determinado durante un período prolongado, que tienen un acervo genético común, así como la capacidad de cruzarse fácilmente, aislados en diversos grados de otras poblaciones de esta especie.

Los organismos de cada especie están representados por varias poblaciones que habitan diferentes territorios. Entre poblaciones de la misma especie, existen varias relaciones que sustentan a la especie como un todo. Sin embargo, si por alguna razón una población se aísla de otras poblaciones de su misma especie, esto puede conducir a la formación de una nueva especie de organismos vivos. Bajo la influencia de las condiciones ambientales, se forman las características fisiológicas, morfológicas y de comportamiento de los organismos. En este caso, las propiedades de los organismos pertenecientes a diferentes poblaciones diferirán entre sí cuanto más fuertes, más disímiles sean las condiciones de su hábitat y más débil el intercambio de individuos entre ellos.

Características de las poblaciones

Una población no es una acumulación aleatoria de individuos de la misma especie en un área común. Esta es una comunidad complejamente organizada con su propia estructura, composición y compleja jerarquía de conexiones.

Las propiedades que caracterizan a una población se pueden dividir en dos tipos:

1. propiedades biológicas - propiedades inherentes a cada organismo incluido en la población;
2. propiedades de grupo (emergentes) - propiedades que son inherentes no a individuos individuales, sino a la población como un todo.

En otras palabras, la asociación de organismos de la misma especie en una población (grupo) se lleva a cabo sobre la base de sus propiedades emergentes cualitativamente nuevas. Estas propiedades incluyen:

1. número;
2. densidad de población;
3. la tasa de natalidad de organismos en una población;
4. mortalidad de organismos en una población.

Definición 2

El tamaño de la población es el número total de individuos de la misma especie que habitan un área en particular.

El tamaño de la población cambia con el tiempo (por años, estaciones, de generación en generación) y depende de factores externos e internos.

Observación 1

El biólogo ruso SS Chetverikov llamó a las fluctuaciones en el número de individuos en una población "olas de vida".

Los territorios (rangos) ocupados por diferentes poblaciones pueden diferir significativamente entre sí en área, por lo que no siempre es recomendable comparar poblaciones por el número absoluto de individuos. En tales casos, el tamaño de la población se expresa como una densidad.

Definición 3

Densidad de población: la relación entre el número de representantes de una especie (o la biomasa correspondiente) y el volumen o área ocupada por la población (biomasa) del espacio.

Fertilidad- el número de individuos de nueva acuñación que aparecieron por unidad de tiempo como resultado de la reproducción. La tasa de natalidad en una población se determina principalmente caracteristicas biologicas especies, así como el promedio de vida de un individuo, la proporción de sexos en la población, la disponibilidad de alimentos, las condiciones climáticas y una serie de otros factores. Hay dos tipos de fertilidad:

1. fertilidad máxima (absoluta o fisiológica): el número teóricamente permisible de individuos que pueden nacer en condiciones ambientales ideales sin ningún factor limitante, determinado solo por los potenciales fisiológicos de los organismos;
2. tasa de natalidad ecológica (realizable): el número de individuos nacidos en un período determinado en condiciones ambientales específicas.

Mortalidad es el número de individuos de una población que mueren en un período de tiempo determinado. Depende principalmente de factores ambientales y puede ser muy alto durante desastres naturales, durante períodos de adversidad condiciones climáticas o en epidemias. Distinguir:

1. mortalidad fisiológica (muerte de un individuo en condiciones ideales como consecuencia de la vejez fisiológica);
2. mortalidad ambiental (muerte de un individuo en condiciones reales por diversas causas).

PARTE TEÓRICA

El concepto de población y sus principales características grupales.

población- un conjunto de organismos de la misma especie, que habitan conjuntamente un territorio común, interactuando entre sí y entrecruzándose libremente. Una población es una forma elemental de existencia de una especie en la naturaleza. Una especie de organismo puede incluir varias poblaciones, a veces muchas, más o menos aisladas entre sí. En las poblaciones, todas las formas de relaciones características de las relaciones interespecíficas se manifiestan en diversos grados, pero el mutualismo y la competencia son los más pronunciados. También existen relaciones intraespecíficas específicas: a) entre individuos de distinto sexo; b) entre generación padre e hijo. La propiedad más importante de una población es la capacidad de reproducirse.

Una población como asociación grupal de individuos tiene las siguientes características principales:

1) número- el número total de individuos en el territorio asignado; el número no es constante, porque depende de muchos factores (tasas de reproducción, muerte de individuos por vejez, enfermedades, destrucción por depredadores, migración); si por alguna razón es imposible determinar el tamaño de la población, entonces se determina su densidad;

2) densidad de población - el número medio (biomasa) de individuos por unidad de superficie o volumen de espacio ocupado por la población;

3) Fertilidad - el número de nuevos individuos (huevos, semillas) que aparecieron en una población por unidad de tiempo, en función de un cierto número de sus miembros (por ejemplo, el número de crías producidas por una hembra por año; en humanos, la fertilidad suele expresarse como el número de nacimientos por cada 1000 personas por año); distinguir absoluto y tasa de natalidad específica; el primero se caracteriza por el número total de individuos nacidos (por ejemplo, si en una población de renos, de 16 mil cabezas por año, aparecieron 2 mil ciervos en un año, entonces este número expresa la tasa de natalidad absoluta); la fecundidad específica se calcula como el cambio promedio en el número por individuo durante un cierto intervalo de tiempo (en este ejemplo, será, es decir, un recién nacido por cada ocho miembros de la población por año);

4) mortalidad - un indicador que refleja el número de individuos asesinados en una población durante un cierto período de tiempo, expresado ya sea como un porcentaje del número total de individuos, o como un número promedio de muertes por cada 1000 individuos por año; distinguir en consecuencia absoluto y mortalidad específica; el valor de la fecundidad específica o la mortalidad específica se utiliza para comparar la fecundidad o la mortalidad en diferentes poblaciones;

5) crecimiento de la población - la diferencia entre fecundidad y mortalidad; el crecimiento puede ser tanto positivo como negativo;

6) tasa de crecimiento es el crecimiento medio de la población por unidad de tiempo.

El estudio de las poblaciones tiene importantes aplicaciones prácticas: por ejemplo, para controlar el número de plagas, restaurar el número de animales salvajes, el uso racional de los recursos biológicos (pesca, etc.) y la conservación de especies raras.

Estructura poblacional.

Una población se caracteriza por cierta organización (estructura). Se forma sobre la base de comunes propiedades biológicas especies, bajo la influencia de poblaciones de otras especies y factores ambientales abióticos.

La estructura de la población tiene un carácter adaptativo. Diferentes poblaciones de la misma especie tienen rasgos distintivos que caracterizan las condiciones ambientales específicas en sus hábitats.

La estructura de una población puede ser espacial, etaria, sexual, genética y ecológica.

Estructura espacial determinada por la distribución de los individuos en el área de población. Todos los individuos de una población tienen espacio individual y grupal. Hay ciertos radios de actividad trófica (alimentación) y reproductiva. Hay dos procesos opuestos en la población: aislamiento y agregación. Factores de aislamiento: competencia entre individuos por alimentos con su falta y antagonismo directo. Esto lleva a uniforme o aleatorio distribución de individuos. Agregación - la asociación de individuos en grupos - aunque aumenta la competencia entre ellos, contribuye a la supervivencia del grupo como un todo debido a la ayuda mutua. La agregación conduce a atestado distribución de los individuos en una población. Por ejemplo, los organismos de muchas especies prefieren permanecer en bandadas (pájaros) o manadas (mamíferos).

Estructura por edades la población está determinada por el número y la proporción de individuos de diferentes edades, refleja la intensidad de la reproducción, la tasa de mortalidad, la velocidad del cambio generacional. En una población estable, los grupos de diferentes edades están aproximadamente en la misma proporción, la tasa de natalidad es igual a la tasa de mortalidad y el tamaño de la población permanece casi sin cambios. La población en crecimiento está representada principalmente por individuos jóvenes, aquí la tasa de natalidad supera la tasa de mortalidad. Si la población está dominada por individuos seniles, entonces su número disminuye.

Estructura sexual - el número y proporción de hombres y mujeres de la población. La determinación genética del sexo cromosómico de dos factores proporciona un número igual de sexos. Pero en algunos casos, la proporción de sexos está determinada por factores hormonales que actúan después de la fecundación, así como ambientales. Como resultado, la proporción de sexos en la población fluctúa a lo largo de los años, desviándose de 1:1.

estructura genetica está determinado por la variabilidad y diversidad de genotipos, la frecuencia de variaciones de genes individuales, así como la división de la población en grupos de individuos genéticamente cercanos, entre los cuales hay un intercambio constante. La diversidad de genotipos depende del tamaño de la población y de factores externos que afectan su estructura. En poblaciones pequeñas, aisladas y estables, la frecuencia de endogamia aumenta naturalmente, lo que reduce la diversidad genética y aumenta la amenaza de extinción.

estructura ecologica- esta es la subdivisión de una población en grupos de individuos que interactúan de manera diferente con los factores ambientales. Los agrupamientos se revelan por la nutrición (individuos de diferente sexo y edad tienen diferentes preferencias alimentarias), por el comportamiento de orientación y por la actividad física. A menudo hay una distribución de funciones al cazar presas, al cuidar a la descendencia. Todas las poblaciones se caracterizan también por la diferenciación fenológica (diferentes fechas de inicio y fin de los ciclos estacionales de desarrollo y comportamiento: hibernación, actividad sexual, muda, floración, fructificación, caída de hojas, etc.).

Dinámica poblacional.

Una población no puede existir sin cambios constantes, por lo que se adapta a las condiciones cambiantes. medioambiente. Los cambios en el número de organismos a lo largo del tiempo se denominan dinámica poblaciones El concepto de crecimiento de la población es necesario para comprender su capacidad para restaurar los números, así como para comprender algunas de las propiedades de la dinámica.

Cualquier población es teóricamente capaz de un crecimiento ilimitado en número, si no está limitada por factores ambientales. En este caso, la tasa de crecimiento de la población dependerá únicamente de la magnitud potencial biótico (pb), característica de la especie. BP refleja el máximo teórico de descendencia de una pareja o individuo por unidad de tiempo. La presión arterial se expresa mediante el coeficiente r y se calcula según la siguiente fórmula:

donde ΔN - crecimiento de la población;

Δt es el período de tiempo durante el cual se produce un aumento de ΔN;

N 0 - tamaño inicial de la población.

En la naturaleza, la presión arterial de una población nunca se realiza por completo. Por lo general, su valor se agrega como la diferencia entre nacimientos y muertes en las poblaciones:

donde: en - el número de nacimientos,

d - el número de individuos muertos en la población para el mismo período de tiempo.

Crecimiento de la población y curvas de crecimiento. Si la tasa de natalidad en una población excede la tasa de mortalidad, entonces la población crecerá (si el cambio debido a la migración es insignificante). Para comprender los patrones de crecimiento de la población, es útil considerar primero un modelo que describa el crecimiento de una población bacteriana después de la inoculación en un medio de cultivo fresco. En este nuevo y favorable entorno, las condiciones para el crecimiento de la población son óptimas y se observa un crecimiento exponencial (en forma de J). Esta curva de crecimiento se llama exponencial, o logarítmica (Fig. 1).

Figura 2. Curva logística de crecimiento de la población (en forma de S)

Finalmente, se llega a un punto en el que, por varias razones, incluida la disminución de los recursos alimentarios y la acumulación de productos de desecho tóxicos del metabolismo, el crecimiento exponencial se vuelve imposible. Comienza a desacelerarse de modo que la curva de crecimiento adopta una forma sigmoidea (en forma de S) y se denomina logístico(Figura 2).

Las curvas sigmoideas y en forma de J son dos patrones de crecimiento de la población. Se supone que todos los organismos son muy similares entre sí, tienen la misma capacidad de reproducción y la misma probabilidad de morir, por lo que la tasa de crecimiento de la población en la fase exponencial depende únicamente de su tamaño y no está limitada por las condiciones ambientales, que permanecer constante.

En la naturaleza, después de la fase exponencial, el desarrollo posterior de la población procede de acuerdo con el modelo logístico, mientras que la tasa de crecimiento de la población disminuye linealmente a medida que la población crece hasta cero en un cierto valor de K. El valor de K se llama capacidad biológica del medio(el grado de capacidad del ambiente natural o natural-antropogénico para asegurar el funcionamiento normal de un cierto número de organismos sin una violación notable del ambiente mismo).

Se puede obtener una curva de supervivencia comenzando con una población de recién nacidos y luego graficando el número de sobrevivientes a lo largo del tiempo. En el eje vertical, generalmente se establece el número absoluto de individuos sobrevivientes o su porcentaje de la población original:

Cada especie tiene una curva de supervivencia característica, cuya forma depende en parte de la mortalidad de los individuos inmaduros. Los ejemplos típicos se muestran en la Figura 3.

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Fig. 3. Tres tipos de curvas de supervivencia

La mayoría de los animales y plantas están sujetos a la senescencia, que se manifiesta en una disminución de la vitalidad con la edad después de un período de madurez. Tan pronto como comienza el envejecimiento, aumenta la probabilidad de muerte en un cierto período de tiempo. Las causas inmediatas de muerte pueden ser diferentes, pero se basan en una disminución de la resistencia del organismo a la acción de factores adversos (por ejemplo, enfermedades). La curva A de la figura 2 se acerca mucho a la curva de supervivencia ideal para una población en la que el envejecimiento es el principal factor que influye en la mortalidad. Un ejemplo sería la población humana en los tiempos modernos. país desarrollado con nivel alto atención médica y nutrición racional donde la mayoría de la gente vive hasta la vejez. Una curva similar a la curva A también es característica de las plantas anuales cultivadas, cuando envejecen simultáneamente en un campo dado.

La curva Tipo B es característica de poblaciones de organismos con alta mortalidad temprana, como ovejas de montaña, o una población humana en un país donde la hambruna y la enfermedad están muy extendidas. Se puede obtener una curva suave de tipo B si la mortalidad es constante a lo largo de la vida de los organismos (50% por unidad de tiempo). Esto puede ocurrir cuando el azar se convierte en el principal factor determinante de la mortalidad y los individuos mueren antes de que comience un envejecimiento perceptible. Una curva similar es típica para las poblaciones de algunos animales (por ejemplo, la hidra) que no están particularmente amenazadas en temprana edad. La mayoría de los invertebrados y plantas también exhiben este tipo de curva, pero la alta mortalidad juvenil hace que la parte inicial de la curva descienda aún más abruptamente.

Existen pequeñas diferencias intraespecíficas en las curvas de supervivencia. Pueden deberse a varias razones y, a menudo, se asocian con el género. En los humanos, por ejemplo, las mujeres viven un poco más que los hombres, aunque se desconocen las razones exactas de esto.

Dibujar curvas de supervivencia para varios tipos, es posible determinar la mortalidad de individuos diferentes edades y asi saber a que edad esta especie los más vulnerables. Al establecer las causas de muerte a esta edad, se puede entender cómo se regula el tamaño de la población.

Información similar.

Cualquier población se caracteriza por indicadores que son únicos para ellos, tiene una cierta organización y estructura. Tales características pueden expresarse mediante funciones estadísticas, es decir, la población y sus propiedades se pueden describir utilizando herramientas matemáticas. Tales son, por ejemplo, la estructura, la densidad, la población, la natalidad y la mortalidad. Algunas características de las poblaciones están interrelacionadas: la mortalidad determina la estructura, la fecundidad determina la densidad, etc.

Debe enfatizarse que existe una diferencia fundamental entre un organismo individual y una población de organismos. Así como una gota de agua no refleja las propiedades de un río, lago u océano, un organismo individual no puede caracterizar a toda la población como un todo.

El único portador de las características de una población es un grupo de individuos, pero no los individuos de este grupo. Un organismo individual en una población nace, vive, muere, pero a los ecologistas solo les interesa esto como una oportunidad para aprender las propiedades del grupo como un todo a través del estudio del comportamiento de un individuo. Las propiedades especiales inherentes a una población reflejan su estado como un grupo de organismos como un todo, y no como individuos separados, es decir, la propiedad de una población como conjunto de organismos no es una suma mecánica de las propiedades de cada individuo que la compone.

El ecologista soviético S.S. Schwartz en su obra “Principios y métodos de la ecología moderna” parte del postulado de que “la población es la principal, y para los animales superiores es la única forma de existencia de la especie. Así como la existencia de una célula de un organismo multicelular es inconcebible fuera del organismo, también lo es la existencia de individuos fuera de la población. Esto no significa, por supuesto, que una población sea un organismo de un orden superior, sino que es una determinada organización (un todo estructural) de individuos, fuera de la cual no pueden existir.

Una población como sistema biológico tiene una estructura y funciones. La estructura de una población se caracteriza por los individuos que la componen (número) y su distribución en el espacio. Las funciones de una población son similares a las de otros sistemas biológicos. Se caracterizan por el crecimiento, el desarrollo, la capacidad de mantener la existencia en condiciones en constante cambio.

Uno de los parámetros importantes que determinan la estructura espacial es el número de individuos en la población. Observando las propiedades de diferentes poblaciones, ya sean poblaciones animales o vegetales, se puede ver que su número varía mucho. Pueden ser cien árboles que se encuentran en una hectárea de un pinar, y millones de algas unicelulares en el ecosistema de un estanque o lago, y unos cuantos buitres viviendo sobre rocas inaccesibles, y nubes de estorninos sobre un centeno recién sembrado. .

Por debajo tamaño de la poblacion se refiere al número total de individuos en una población. El tamaño de la población no puede ser constante y depende de la relación entre la intensidad de la reproducción y la mortalidad.

densidad de población definida como el número de individuos de una especie por unidad de área (principalmente superficie de la Tierra) o en unidad de volumen ( entorno acuático, cultivo experimental), por ejemplo, 200 árboles por 1 ha, 50 personas por 1 km 2, 20 renacuajos por 1 m 3 de agua. La densidad máxima para diferentes tipos de organismos y condiciones de existencia varía mucho. En una hectárea de tierra, pueden vivir significativamente más plátanos que, digamos, ciervos o jabalíes. Algunas especies de aves (pingüinos, gaviotas) forman las llamadas "colonias de aves". Enormes concentraciones de flamencos rosas no son infrecuentes en algunos lagos África ecuatorial. Al mismo tiempo, muchas especies de pájaros cantores de los bosques de Europa Central nunca alcanzan ni 1/10 de tal densidad.

Los individuos de los organismos vivos (plantas, animales, microorganismos) suelen estar distribuidos de manera desigual en el espacio. Cada población ocupa un espacio que proporciona los medios de vida sólo a un número determinado de individuos.

EN vista general Se pueden distinguir tres tipos de distribución de individuos: aleatoria, regular (uniforme) y grupal (manchada, aglomerada, agregada).

Aleatorio la distribución es característica de las poblaciones, cuyo número de individuos es pequeño y el potencial de competencia es pequeño. En este caso, el hábitat de los organismos debería ser más o menos homogéneo. En este caso, la fuerza y ​​la dirección del impacto de los factores abióticos y bióticos cambian aleatoriamente en el tiempo y el espacio. La distribución aleatoria no es muy común en la naturaleza, aunque la acción misma de los factores naturales aleatorios en sí misma no es infrecuente. Tal distribución aleatoria es típica, por ejemplo, para las arañas que viven en el suelo del bosque.

Más común en la naturaleza grupo (manchado) distribución. Es característico de muchos organismos que viven no solo en ecosistemas terrestres, sino también acuáticos. Con este tipo de distribución, los organismos forman varios agrupamientos. Estos grupos se forman diferentes razones: heterogeneidad del medio ambiente, diferencias locales en los hábitats, la influencia de los cambios diarios y estacionales en las condiciones climáticas; características del proceso de reproducción, etc.

Hay muchos ejemplos de distribución de grupos. Muchos peces se mueven de un lugar a otro en grandes cardúmenes. Las aves acuáticas se reúnen en grandes bandadas, preparándose para vuelos de larga distancia, y los renos caribúes norteamericanos forman enormes manadas en la tundra.

Se pueden dar los mismos ejemplos para las plantas: colocación irregular de plantas de trébol en un prado, parches de musgos y líquenes en la tundra, grupos de arbustos de arándano rojo en un bosque de pinos, grandes manchas de oxalis en un bosque de abetos, claros de fresas en un bosque claro bordes, etc

regular (uniforme) Se puede observar distribución con fuerte antagonismo de individuos (competencia), cuando la probabilidad de encontrar un individuo junto a otro es extremadamente pequeña. En la naturaleza, este tipo de distribución es difícil de cumplir, aunque no es raro encontrar la distribución de organismos que se desvía del azar hacia una mayor regularidad.

La distribución regular se puede observar con mayor frecuencia en los sistemas agrícolas creados artificialmente por el hombre: jardines, huertos. Entonces, al plantar, puede distribuir uniformemente los manzanos en el jardín con una cinta métrica. En el jardín de esta manera, puedes plantar arbustos de cultivos de bayas, algunas plantas vegetales.

Una característica importante en el estudio de una población es su estructura por edades. La estructura de edad refleja la proporción de diferentes grupos de edad en una población y determina su capacidad de reproducción. En poblaciones de rápido crecimiento, los juveniles constituyen una gran proporción. Por lo tanto, el estado de la población después de un cierto período de tiempo dependerá de su composición actual por sexo y edad.

Si la reproducción ocurre constantemente en una población, entonces, de acuerdo con la estructura de edad, se establece si el número está disminuyendo o aumentando.

En la mayoría de las poblaciones, la capacidad reproductiva de sus miembros (capacidad reproductiva) cambia con la edad. En la ecología moderna, al estudiar la composición por edades de una población, se distinguen tres grupos de edades ecológicas:

■ pre-reproductivo (antes de la reproducción);

■ reproductiva (durante la temporada de cría);

■ posreproductiva (después de la reproducción).

La duración de estas edades en relación con la duración total de la vida varía mucho en los diferentes organismos.

En condiciones favorables, la población contiene todos los grupos de edad y mantiene un nivel de abundancia relativamente estable. La composición por edades de la población, además de la esperanza de vida total, se ve afectada por la duración de la temporada reproductiva, el número de generaciones por temporada, la fecundidad y la mortalidad de los diferentes grupos de edad. Por ejemplo, en los campañoles, los adultos pueden dar a luz tres veces al año o más, y los juveniles pueden reproducirse después de 2 o 3 meses.

Por lo general, en el período inicial de crecimiento (la etapa prerreproductiva), los organismos no pueden reproducirse. La duración de este período en diferentes especies varía mucho, desde varios minutos en microorganismos hasta varios años en humanos, muchos mamíferos y árboles. El período pre-reproductivo puede durar gran parte de la vida, como, por ejemplo, en las efímeras (el desarrollo de las larvas en el agua toma de un año a varios años debido al largo desarrollo de las larvas) y una cigarra de 17 años ( la etapa pre-reproductiva alcanza varios años). Sin embargo, es característico que el período reproductivo en estas especies es muy corto (las efímeras tienen varios días, la cigarra tiene menos de una temporada), y el período post-reproductivo está prácticamente ausente, como en muchas otras especies.

Una situación diferente se observa en las poblaciones humanas, así como en los animales que se mantienen en condiciones creadas artificialmente (mascotas, mascotas, habitantes de zoológicos). Los individuos de tales poblaciones sobreviven hasta el período posreproductivo. En una persona moderna, estas tres "edades" son aproximadamente iguales, cada una de ellas representa aproximadamente un tercio de la vida. En los pueblos primitivos, el período post-reproductivo era mucho más corto.

Actualmente, la proporción de grupos ecológicos de edad en la población humana está cambiando. El número de niños, adolescentes y pensionados va en aumento; segmentos improductivos de la población. La proporción de niños menores de 15 años en la mayoría países en desarrollo aumentó al 50%, los ancianos mayores de 65 años, hasta el 15%. Tal cambio en la proporción de grupos de edad conduce a un aumento en la carga sobre la parte sin discapacidad de la población.

Las poblaciones naturales no son un conjunto de individuos congelados de una vez por todas, sino una unidad dinámica de organismos que interactúan. El cambio en el tamaño, estructura y distribución de las poblaciones en respuesta a las condiciones ambientales se denomina dinámica de población.

La dinámica de las poblaciones en una versión simplificada puede describirse mediante indicadores como la fecundidad y la mortalidad. Estas son las características más importantes de la población, con base en cuyo análisis se puede juzgar la estabilidad y el desarrollo prospectivo de la población.

Fertilidad - una de las principales características de una población y se define como el número de individuos nacidos en una población durante un determinado período de tiempo (hora, día, mes, año). Al mismo tiempo, el término "fertilidad" caracteriza la aparición de individuos de cualquier especie, independientemente de cómo hayan nacido: ya sea la germinación de semillas de plátano o avena, la aparición de crías de huevos en una gallina o tortuga, el nacimiento de la descendencia en un elefante, una ballena o un hombre.

Los ecologistas distinguen entre la tasa de natalidad máxima en ausencia de factores ambientales limitantes (es prácticamente muy difícil, si no imposible, lograr esto). Por debajo tasa máxima de natalidad se entiende como la tasa máxima teóricamente posible de formación de nuevos individuos en condiciones ideales. La reproducción de los organismos está restringida únicamente por sus características fisiológicas. Por ejemplo, la tasa de reproducción teórica de varias especies puede ser bastante alta en muchos casos. Si tomamos como base un indicador como el tiempo que tarda una especie en capturar toda la superficie de la Tierra, entonces para la bacteria del cólera Vibrio cholerae será de 1,25 días, para diatomeas nitsquia putrida- 16.8, para moscas domésticas Musca domestica- 366, para un pollo - unos 6.000, para un elefante - 376.000 días. Así, la tasa máxima de natalidad es un indicador teórico y es constante para una población determinada.

A diferencia de la fecundidad máxima, ecológica o realizada, la fecundidad (o simplemente la fecundidad) caracteriza el crecimiento o aumento del tamaño de la población en condiciones ambientales reales y específicas.

El número de individuos nacidos en un tiempo dado se llama fecundidad absoluta o total.

Debido al hecho de que el valor de la tasa de natalidad absoluta depende directamente del número de poblaciones, los ecologistas determinan la tasa de natalidad específica. Tasa de natalidad específica está determinada por el número de individuos nacidos en un tiempo determinado por cada individuo de la población.

La unidad de tiempo puede ser diferente dependiendo de la velocidad y el ritmo de reproducción del organismo. Para las bacterias, esto puede ser una hora, para los insectos, un día o un mes, para la mayoría de los mamíferos, este proceso se prolonga durante meses. Supongamos que una ciudad de 100.000 habitantes tiene 8.000 recién nacidos. La tasa de natalidad absoluta será de 8.000 por año y la tasa de natalidad específica será de 0,08 u 8%.

La diferencia entre fecundidad absoluta y específica se ilustra fácilmente con un ejemplo. Una población de 20 protozoos en cierto volumen de agua aumenta por división. Una hora más tarde, su número aumentó a 100 individuos. En este caso, la tasa de natalidad absoluta será de 80 individuos por hora, y la tasa de natalidad específica (la tasa de cambio promedio en el número por individuo en la población) será de 4 individuos por hora con 20 iniciales.

Mortalidad - el recíproco de la fecundidad. Es el número de muertes en una población de individuos por unidad de tiempo. . Al igual que la tasa de natalidad, la mortalidad puede expresarse como el número de individuos que fallecieron durante un período determinado (el número de muertes por unidad de tiempo) o como mortalidad específica para toda la población o parte de ella. Al determinar la mortalidad de una población, se tienen en cuenta todos los individuos muertos, independientemente de la causa de la muerte (si murieron de vejez o en las garras de un depredador, envenenados por pesticidas o congelados por frío, etc.).

Lección 7. Poblaciones: estructura y dinámica

El concepto de población.

En la naturaleza, cada especie existente es un complejo complejo o incluso un sistema de grupos intraespecíficos que incluyen individuos con características específicas de estructura, fisiología y comportamiento. Tal asociación intraespecífica de individuos es una población.

población(populus - del lat. personas. población) - uno de los conceptos centrales en biología y denota un conjunto de individuos de la misma especie que tiene un acervo genético común y tiene un territorio común. Es el primer sistema biológico superorgánico. Desde un punto de vista ecológico, aún no se ha desarrollado una definición clara de la población.

El término "población" fue introducido por primera vez en 1903 por el científico danés Johansen para denotar "una mezcla natural de individuos de la misma especie, genéticamente heterogénea".

La interpretación de S.S. Schwartz, población - una agrupación de individuos, que es una forma de existencia de una especie y es capaz de desarrollarse independientemente indefinidamente.

La propiedad principal de las poblaciones, como otros sistemas biológicos, es que están en constante movimiento, en constante cambio. Esto afecta a todos los parámetros:

productividad,

estabilidad,

estructura,

en distribución en el espacio.

La capacidad de adaptación de una población es muy superior a la de los individuos que la componen. La población como unidad biológica tiene una cierta estructura y función.

· Estructura Una población se caracteriza por los individuos que la componen y su distribución en el espacio.

· Funciones las poblaciones son similares a las funciones de otros sistemas biológicos. Se caracterizan por el crecimiento, el desarrollo, la capacidad de mantener la existencia en condiciones en constante cambio.

Tipos de población

Subdivisiones espaciales de poblaciones

El espacio o superficie que ocupa una población puede ser diferente tanto para distintas especies como dentro de una misma especie. El tamaño del rango de población está determinado en gran medida por la movilidad de los individuos o radio de actividad individual. Si el radio de actividad individual es pequeño, el tamaño del rango de población suele ser también pequeño (Cuadro 7.1).

Tabla 7.1

El valor del radio de actividad individual de animales y plantas.

(según AV Yablokov, A.G. Yusufov, 1976)

En las plantas, el radio de actividad individual está determinado por la distancia a la que pueden propagarse el polen, las semillas o las partes vegetativas, capaces de dar lugar a una nueva planta.

En muchos otros casos rango trófico no coincide con reproducción. Entonces, a pesar del enorme rango trófico de la cigüeña blanca (Ciconia alba), que vive en Europa y en invierno, en África, cada pareja de aves generalmente regresa al área de su antiguo nido, y la población de cigüeñas, aunque se mezclan en lugares de invernada, pero durante la reproducción ocupan un área relativamente pequeña.

Según el tamaño del territorio ocupado, N.P. Naumov (1963) distingue tres tipos de poblaciones: elementales, ecológicos y geográficos. (Figura 7.1)..

Elemental Una población (local) es una colección de individuos de la misma especie que ocupan un área pequeña de un área homogénea. Entre ellos hay un constante intercambio de información genética.

EJEMPLOS. Uno de varios bancos de peces de la misma especie en el lago; microgrupos de lirio de los valles Keiske en el bosque de abedules blancos, que crecen en las bases de los árboles y en lugares abiertos;

Ecológico población - un conjunto de poblaciones elementales, grupos intraespecíficos confinados a biocenosis específicas. Las plantas de la misma especie en una cenosis se denominan coenopoblación. El intercambio de información genética entre ellos ocurre con bastante frecuencia.

EJEMPLOS. Peces de la misma especie en todas las bandadas de un embalse común; poblaciones de ardillas en bosques de pinos, abetos y frondosas de un área

Geográfico población - un conjunto de poblaciones ecológicas que habitan áreas geográficamente similares. Las poblaciones geográficas existen de forma autónoma, sus rangos están relativamente aislados, el intercambio de genes ocurre raramente, en animales y aves, durante las migraciones, en plantas, cuando transportan polen, semillas y frutos. En este nivel, se distingue la formación de razas geográficas, variedades, subespecies.

EJEMPLOS. Se conocen razas geográficas de alerce de Dahurian (Larix dahurica): occidental (oeste de Lena (L. dahurica ssp. dahurica) y oriental (este de Lena, aislado en L. dahurica ssp. cajanderi), razas norte y sur de Kuril alerce.

La especie "ardilla común" tiene unas 20 poblaciones geográficas, o subespecies. Los zoólogos distinguen entre poblaciones de tundra y estepa en el campañol de cráneo angosto (Microtis gregalis

Las poblaciones geográficas de ambas regiones tienen diferencias significativas en la fisiología y el tamaño de los animales. Las tundras, a diferencia de las estepas, son más grandes, empiezan a multiplicarse mucho antes, tienen una mayor fertilidad y acumulan más grasa. Las diferencias son tan claras que largo tiempo considera estos grupos diferentes tipos. Sin embargo, los experimentos han demostrado que ambas formas de topillos se cruzan fácilmente y producen descendencia fértil, por lo tanto, pertenecen a la misma especie.

Características principales de las poblaciones

El número y la densidad son los principales parámetros de la población.

población- el número total de individuos en un territorio dado o en un volumen dado.

Densidad- el número de individuos o su biomasa por unidad de superficie o volumen. En la naturaleza, hay fluctuaciones constantes en abundancia y densidad.

Distribución espacial los individuos en las poblaciones es aleatorio, grupal y uniforme (Fig. 7.2).

Arroz. 7.2. Los principales tipos de distribución de individuos en la población:

A - distribución uniforme; B - distribución aleatoria; B - distribución de grupos (según Odum, 1986)

Aleatorio distribución (difusa) - desigual, observada en un ambiente homogéneo; las relaciones entre los individuos se expresan débilmente. La distribución aleatoria es característica de las poblaciones en el período inicial de asentamiento; poblaciones de plantas que experimentan una fuerte opresión desde el exterior, poblaciones de animales en las que la conexión social se expresa débilmente.

EJEMPLOS. En las etapas iniciales de asentamiento e injerto: plagas de insectos en el campo; plántulas de especies pioneras: sauces, alerces, etc., en áreas perturbadas (sierra montañosa, canteras);

grupo la distribución ocurre con mayor frecuencia; refleja la heterogeneidad de las condiciones de vida o los diferentes patrones genéticos (de edad) de la población. Proporciona la mayor estabilidad de la población.

EJEMPLOS. Por muy homogénea que parezca la estructura del bosque, no tiene una distribución tan uniforme de la cubierta vegetal como en un campo o en un césped. Cuanto más pronunciado es el microrrelieve que determina el microclima en la comunidad forestal, más pronunciada es la edad desigual del rodal. Los animales herbívoros se unen en manadas para resistir con más éxito a los enemigos depredadores. El carácter de grupo es característico de los animales sedentarios y pequeños. Tales son las poblaciones de moluscos terrestres, muchos anfibios.

Uniforme la colocación en la naturaleza es rara. Caracteriza rodales secundarios de edad uniforme después del cierre de copas y autoaclareos intensivos; rodales dispersos que crecen en un ambiente homogéneo; plantas sin pretensiones de los niveles inferiores.

La mayoría de los animales depredadores que llevan un estilo de vida activo también se caracterizan por una distribución uniforme después de que se asientan y ocupan todo el territorio apto para la vida.

Dinámica poblacional y densidad determinado principalmente nacimientos, defunciones y procesos migratorios . Estos son indicadores que caracterizan el cambio en la población durante un período determinado: mes, estación, año, etc. El estudio de estos procesos y sus causas es muy importante para predecir el estado de las poblaciones.

Fertilidad- es la capacidad de una población para aumentar en número. Caracteriza la frecuencia de aparición de nuevos individuos en la población Distingue entre fecundidad absoluta y específica. Fertilidad absoluta es el número de nuevos individuos que aparecieron por unidad de tiempo, y específico- el mismo número, pero relacionado con un cierto número de individuos.

Por ejemplo, un indicador de la tasa de natalidad específica de una persona es el número de niños nacidos por cada 1000 personas durante el año.

La fertilidad está determinada por muchos factores: condiciones ambientales, disponibilidad de alimentos, biología de la especie (tasa de pubertad, número de generaciones durante la temporada, proporción de machos y hembras en la población).

De acuerdo con la regla de la tasa máxima de natalidad (reproducción), en condiciones ideales, aparece en las poblaciones el máximo número posible de nuevos individuos; la tasa de natalidad está limitada por las características fisiológicas de la especie.

EJEMPLO. El diente de león en 10 años puede llenar todo el globo terráqueo, siempre que todas sus semillas germinen. Los sauces, álamos, abedules, álamos y la mayoría de las malas hierbas producen semillas excepcionalmente abundantes. Las bacterias se dividen cada 20 minutos y en 36 horas pueden cubrir todo el planeta en una capa continua.

Mortalidad Las poblaciones son el número de individuos que murieron en un período determinado. La mortalidad, como la fecundidad, es absoluta (el número de individuos que mueren en un tiempo determinado), y específica. Caracteriza la tasa de disminución de la población por muerte por enfermedades, vejez, depredadores, falta de alimentos y obras de teatro. papel principal en la dinámica de la población.

Hay tres tipos de mortalidad:

Lo mismo en todas las etapas de desarrollo; raro, en óptimas condiciones;

Aumento de la mortalidad a edades tempranas; característico de la mayoría de las especies de plantas y animales (en los árboles, menos del 1% de las plántulas sobreviven hasta la edad de madurez, en los peces, el 1-2% de los alevines, en los insectos, menos del 0,5% de las larvas);

Alta muerte en la vejez; generalmente se observa en animales cuyos estadios larvarios tienen lugar en condiciones favorables poco cambiantes: suelo, madera, organismos vivos.

En ecología, la construcción gráfica de "curvas de supervivencia" (Fig. 7.3) se ha generalizado.

Arroz. 7.3. Varios tipos curvas de supervivencia

La curva del tipo I (tipo Drosophila) tiene una forma convexa. Describe una situación en la que se produce una alta mortalidad en la edad adulta. Esto es típico de las moscas de la fruta, efímeras y otros insectos, que poco después de dejar la pupa dejan crías y mueren. Las curvas de supervivencia de los grandes mamíferos se aproximan a la curva Tipo I.

La curva tipo II (tipo hidra) es típica de organismos con mortalidad uniforme a cualquier edad. En el gráfico, esto corresponde a una línea recta. Este tipo de curvas son típicas de peces, reptiles, aves, herbáceas plantas perennes etc., con la única salvedad de que el conteo es de organismos que ya han superado las etapas más vulnerables de su desarrollo.

La curva tipo III (tipo ostra) tiene una forma cóncava. Es típico de los organismos que en su mayoría mueren en las etapas iniciales de su vida. Las ostras llevan un estilo de vida adjunto en la edad adulta y sus larvas son planctónicas. Es durante este período que son más vulnerables. En los individuos que han superado con éxito la etapa larvaria, la posibilidad de supervivencia aumenta considerablemente. Este tipo de curva de supervivencia es característica de muchos animales con alta fecundidad y falta de cuidado de las crías.

Trazando la vida útil como un porcentaje de la vida útil total en el eje de abscisas, se pueden comparar las curvas de supervivencia de organismos cuya vida útil varía mucho. Con base en tales curvas, es posible determinar los períodos durante los cuales una especie en particular es especialmente vulnerable. Debido a que la mortalidad es más volátil y depende más de factores ambientales que la fertilidad, juega un papel importante en la regulación de la población.

Poblaciones estables, en crecimiento y en declive. La población se adapta a las condiciones ambientales cambiantes actualizando y reemplazando a los individuos, es decir. procesos de nacimiento (renovación) y decrecimiento (muerte), complementados con procesos migratorios.

EN población estable las tasas de natalidad y mortalidad son cercanas y equilibradas. Puede que no sean constantes, pero la densidad de población difiere ligeramente de algún valor promedio. En este caso, el rango de la especie ni aumenta ni disminuye.

EN población creciente la tasa de natalidad supera a la tasa de mortalidad. Las poblaciones en crecimiento se caracterizan por brotes de reproducción masiva, especialmente en pequeños animales ( langosta, escarabajo de la patata de Colorado, roedores, cuervos, gorriones; de plantas - ambrosía, perejil, diente de león).

A menudo, las poblaciones de animales grandes crecen bajo las condiciones de un régimen protegido ( alces en la reserva de Magadan, en Alaska, elefantes en parque Nacional Kenia.) Cuando el hacinamiento en los animales (generalmente coincide con el logro de la pubertad de los animales jóvenes), la migración comienza a las áreas libres adyacentes.

Si la tasa de mortalidad excede la tasa de natalidad, entonces se considera que dicha población declinante YO. EN entorno natural se reduce a un cierto límite, y luego la tasa de natalidad (fertilidad) aumenta nuevamente y la población de decreciente se vuelve creciente. La mayoría de las veces, las poblaciones de especies indeseables están creciendo de manera exorbitante, las poblaciones de especies raras, relictas, valiosas, tanto económica como estéticamente, son poblaciones en declive.

1.1 Qué es una población, composición, estructura.

1.2 Propiedades de la población.

1.3 Características demográficas. Densidad. Número.

Una población es un grupo de individuos de la misma especie que tienen la capacidad de cruzarse libremente y mantener su existencia durante un tiempo suficientemente largo en un hábitat determinado.

La existencia sostenible de varias especies de animales y plantas requiere la presencia de ciertas condiciones ambientales y los recursos necesarios. Al pasar de un área a otra, tanto las condiciones como los recursos pueden cambiar; y estos cambios ocurren de manera inconsistente. Algunos factores pueden cambiar suavemente (por ejemplo, la temperatura al moverse de sur a norte), no cambiar en absoluto (por ejemplo, el contenido de dióxido de carbono en el aire) o cambiar abruptamente (como, por ejemplo, sucede con los cambios en la temperatura). composición y estructura de los suelos). Todo esto lleva al hecho de que los hábitats adecuados para una especie en particular se forman en el espacio, por así decirlo, en forma de islas separadas. Las especies pueblan estos hábitats - "islas" con sus poblaciones.

En consecuencia, las especies no se distribuyen uniformemente, sino por grupos separados de individuos - poblaciones. Los individuos de la población, al reproducirse, desarrollan hábitats adecuados. Las poblaciones de la misma especie pueden estar separadas entre sí por límites claros. Para organismos acuáticos, por regla general, los límites pasan a lo largo de las costas de los cuerpos de agua. En algunas especies, los límites entre poblaciones son borrosos, borrosos, por ejemplo, en especies de plantas y animales que viven en el ambiente terrestre-aéreo y tienen una amplia distribución geográfica. Un ejemplo es el cuervo gris, o la liebre, porque. se encuentran en varios hábitats.

Cada población tiene una cierta estructura - estructura. La estructura de la población se manifiesta en una cierta proporción cuantitativa de individuos de diferente edad, sexo y tamaño. Hay edad, sexo, tamaño, estructuras genéticas.

En una población de cualquier especie vegetal o animal, se encuentran diferentes grupos de edad de individuos.

Convencionalmente, se pueden distinguir tres grupos ecológicos en la población: jóvenes (pre-reproductivos), maduros (reproductivos) y viejos (post-reproductivos).

prereproductivo- un grupo de individuos cuya edad no ha alcanzado la capacidad de reproducirse;

reproductivo- un grupo que reproduce nuevos individuos;

posreproductivo- individuos que han perdido la capacidad de participar en la reproducción de nuevas generaciones.

¿Qué agrupaciones forman los animales y cómo se distribuyen en el espacio?

Los individuos de una población pueden vivir solos.

pueden formar grupos - familias

Una familia es la agrupación permanente más simple de individuos, que después de la temporada de reproducción puede desintegrarse, o puede consistir en padres y descendientes de varias generaciones: clanes en perros hiena, manadas de leones, manadas de muchos primates. Los cetáceos, ungulados, primates viven, por regla general, en manadas.

rebaños

rebaños

o representado por colonias.

Una manada es un grupo de animales de la misma especie que permanecen cerca unos de otros, se comportan de la misma manera. El tamaño del rebaño y su composición por edad y sexo son variables a lo largo del tiempo. Manadas de ballenas, monos incluyen decenas de animales, manadas de renos, saigas, ñus forman cientos y miles de individuos. Los animales de la manada aprenden sobre la apariencia de un depredador, la presencia de comida, un camino seguro hacia un abrevadero, un refugio por el comportamiento del líder de la manada o por el comportamiento de sus vecinos. Una bandada es una agrupación móvil temporal de individuos, insectos, peces, pájaros. Las bandadas de aves sedentarias como los carboneros ocupan un territorio permanente y tienen una estructura jerárquica. Una manada de lobos consta de 5-10, como máximo 22 individuos, que incluyen parejas monógamas y varias generaciones de su descendencia. La bandada está unida por un solo hábitat, donde cazan juntos. Individuos, familias y otros grupos de individuos se dispersan activamente en el espacio, utilizando diversos métodos para marcar y proteger el territorio.

Considere cómo una manada de babuinos se encuentra con una manada de vecinos en la frontera de sus posesiones. Los machos en edad de pelea avanzan, formando una formación en forma de media luna, se detienen y asumen poses de amenaza. Los vecinos también. Los jerarcas atraviesan la formación y se acercan lentamente a la frontera, observando a los jerarcas de otra manada que camina hacia ellos. Si el encuentro tuvo lugar en la frontera y el territorio no se perturba, pero el rebaño es familiar, los jerarcas, reconociéndose, convergen y se abrazan. Después de eso, los machos más jóvenes también pueden encontrarse. La manada de babuinos tiene varias docenas de cabezas. Cuando los babuinos se mueven de un lugar a otro, lo hacen en cierto orden, lo que se puede llamar formación de marcha. En medio de la manada hay machos viejos, dominantes. Desde esta posición les conviene vigilar el rebaño y gestionarlo. Al mismo tiempo, esto es lo más lugar peligroso en la manada en caso de un ataque inesperado de un depredador.

Cerca de los machos dominantes hay hembras jóvenes, hembras con cachorros jóvenes y cachorros dependientes. Por un lado, esto te permite seguirlos, y por otro lado, esto es lo más lugar seguro. En las afueras del núcleo de la manada está la juventud. Delante de la manada, a una distancia de visibilidad, los machos de la segunda fila van en una cadena desplegada. Más adelante, los individuos que caminan ocupan el lugar más peligroso. Ante un depredador moderadamente fuerte, se despliegan en forma de media luna y buscan retrasarlo, mientras la manada huye. Los depredadores prefieren no involucrarse con los machos, que son bastante fuertes incluso de uno en uno, y más cuando actúan juntos.

Detrás de la manada, también a distancia de visibilidad, hay machos del tercer rango jerárquico, no peligrosos para los jerarcas. Si la manada se desplaza por un terreno accidentado y la visibilidad es escasa, puede seleccionar uno o dos grupos de individuos para proteger la manada desde los lados.

El sistema de señales permite a los animales encontrar pareja para aparearse, proteger su territorio y asegurar la supervivencia de sus crías. Los machos de muchos ungulados se apoderan y protegen ciertas zonas durante el celo. En el ciervo rojo, la división territorial entre los machos se superpone, por así decirlo, a la división a largo plazo del territorio entre grupos de hembras con animales jóvenes. Con su rugido, el olor de las secreciones de las glándulas odoríferas y la orina en el suelo, las marcas en la corteza de los árboles, aplicadas con cuernos, los machos se señalan entre sí sobre la ocupación del lugar y, si es necesario, se baten en duelo con un oponente Los ciervos que no han capturado su territorio no tienen un harén de hembras. Por lo tanto, el número de machos que participan en la reproducción es limitado.

Serpientes venenosas durante una escaramuza territorial, se estiran, se levantan, se balancean, se empujan, pero nunca solo nunca muerden, sino que ni siquiera muestran las armas. Los animales bien armados pueden amenazarse entre sí durante mucho tiempo, y cuando uno de ellos se cansa, cambia bruscamente de posición, exponiendo al enemigo al lugar más desprotegido para atacar. Para el enemigo, la prohibición funciona como una descarga eléctrica: todo su ardor enojado se evapora y esconde su arma. "El que es más grande que tú es más fuerte que tú".

La gente ha pensado durante mucho tiempo que los pájaros cantan para el placer humano. Ahora sabemos que el canto de los pájaros es un lenguaje hablado, una forma de marcar tu territorio, de llamar la atención de una hembra. El canto de un gallo es la señal sonora territorial.

Durante la distribución del territorio, durante una escaramuza agresiva, el animal, que evaluó al enemigo como uno más grande, reconoce una derrota psicológica y puede que no haya más lucha: uno cede ante el otro. Si se trata de pelear, en muchas especies el objetivo es el mismo: humillar al enemigo: derribar o tirar al suelo. La caída a veces va acompañada de lesiones físicas, pero también puede ser completamente indolora, como serpientes dejándose caer unas a otras. Sigue siendo una derrota y el perdedor reconoce.

El perdedor en la disputa "deja sus armas" (espinas, mechones, dientes, cuernos), las esconde para no asustar al ganador. Muchos animales se caen y se dan la vuelta.

Muchas especies de animales están tan armados que una escaramuza entre rivales terminaría con la muerte de uno o ambos. Por lo tanto, los animales han desarrollado tales formas de comportamiento que se denominan prohibiciones instintivas o moralidad natural: en el comportamiento de los animales, se observan prohibiciones innatas: "no matar", "no golpear a la mentira", es decir. un oponente que ha asumido una pose de humildad, no toques a los cachorros, no invadas el territorio de otra persona, el nido de otra persona, la hembra de otra persona, no ataques inesperadamente o por detrás, no quites comida, no la robes . Tales prohibiciones se llaman moralidad biológica.

¿Y cuál es el destino de las personas que no pudieron aferrarse al territorio? Su destino es permanecer solos, no están incluidos en el proceso de reproducción y mueren más rápido que sus contrapartes más afortunadas en la población.

Las personas mayores ocupan un papel especial en la manada. Rodeado de cachorros embelesados ​​que lo miran, el viejo babuino muestra cómo cavar en la tierra, desgarrar tocones podridos, voltear piedras, romper nueces, cavar en busca de agua y hacer muchas otras cosas que le enseñaron en la infancia y que él mismo comprendió. en una larga vida.

En los animales de manada, la relación madre-hijo juega un papel especial. El nacimiento de un cachorro, cuidarlo en muchos animales es un problema grave. Para que el ciervo recién nacido recuerde bien a la madre, la hembra se retira durante el parto. El primer hilo que conecta a la madre y la cría es el olor de una cría. La madre lame al bebé, se siente atraída por el olor a líquido amniótico. Madre y cría solas. La madre grita durante dos horas y luego se detiene. Y ahora, en la manada, el ternero distingue con confianza la voz de la madre de las voces de otros ciervos. El ciervo está dotado de una reacción innata para moverse hacia un objeto grande y oscuro, es decir, a la madre Una vez debajo de su madre, sacude la cabeza. Esta reacción ayuda a encontrar la ubre. La madre lame al venado y él trata de pararse con la cabeza hacia la madre. Ni un solo movimiento de la madre y el cervatillo es accidental.

¿Cuál es la función principal de una población? Solo una población puede reproducir incansablemente nuevas generaciones de una especie en un ecosistema particular. Individuos de diferentes sexos de poblaciones de la misma especie se encuentran, mientras que los individuos de especies estrechamente relacionadas se aíslan reproductivamente y no pueden cruzarse (Fig. 7).

Las principales propiedades de las poblaciones:

Autorreproducción. Las poblaciones son capaces de mantener su existencia indefinidamente en un hábitat dado y ser agrupaciones estables de individuos de una especie determinada en el tiempo y el espacio. El término “población” no es aplicable a un banco de peces o gorriones, ya que pueden decaer fácilmente bajo la influencia de factores externos o mezclarse con otros y no pueden reproducirse de forma sostenible. Los grandes grupos tienen las principales propiedades de la especie y están representados por todas las categorías de sus individuos constituyentes, por ejemplo, todas las percas en un lago o todos los pinos en un bosque.

Herencia proporciona la interrelación de las generaciones en la población.

Variabilidad. El complejo de condiciones en diferentes hábitats no es el mismo. Bajo influencia diferentes condiciones Las propiedades que los distinguen entre sí pueden surgir y acumularse en poblaciones individuales, lo que se manifiesta en pequeñas desviaciones en la estructura de los organismos que pertenecen a diferentes poblaciones, sus parámetros fisiológicos y otras características.

Así, las poblaciones, como los organismos individuales, están sujetas a variabilidad.

La variabilidad, el factor más importante en la evolución. La variabilidad de la población aumenta la diversidad interna de la especie, lo que aumenta la resistencia de la especie a los cambios locales (locales) en las condiciones de vida, le permite penetrar y afianzarse en nuevas condiciones y áreas. De lo que se sigue que la existencia en forma de poblaciones enriquece a la especie, asegura su integridad y la autorregulación de las principales propiedades de la especie. Es gracias al funcionamiento de las poblaciones que se crean las condiciones propicias para el mantenimiento de la vida.

indicadores demográficos. Las características de la población: abundancia, fertilidad, mortalidad, composición por edades, se denominan indicadores demográficos. Conocerlas es muy importante para comprender las leyes que rigen la vida de las poblaciones y predecir los constantes cambios que se producen en ellas.

El estudio de indicadores demográficos es de gran importancia práctica, por ejemplo, para planificar correctamente la intensidad de tala durante la extracción de madera, es muy importante conocer la tasa de restauración forestal. Algunas poblaciones animales se utilizan para obtener valiosos alimentos o materias primas para pieles. El estudio de otros es importante desde el punto de vista sanitario, por ejemplo, poblaciones de pequeños roedores, entre los que circulan patógenos de enfermedades peligrosas para el hombre.

En primer lugar, nos interesan los cambios en la población en su conjunto, así como las causas y la velocidad de estos cambios, lo que a su vez brindará la posibilidad de predecir los cambios, su regulación, por ejemplo, reduciendo el número de plagas agrícolas. .

La medición de la densidad también se utiliza en casos en los que es más importante conocer no el tamaño total de la población en un momento u otro, sino su dinámica, es decir, el curso de los cambios en la población a lo largo del tiempo. El tamaño de la población son todos los individuos de la población.

Índice de población. Una medida de abundancia también pueden ser indicadores relacionados no con una unidad de espacio, sino con una unidad de tiempo, por ejemplo, el número de aves registradas durante una hora, o el número de peces capturados por día. De hecho, estos indicadores difieren de la densidad solo en la dimensión. Ambos son indicadores relativos y se denominan índices de población.

Las densidades de población de diferentes representantes de mamíferos pueden diferir en decenas de miles de veces. Sin embargo, en animales que consumen un tipo de alimento similar, las diferencias de densidad son mucho menores. Cuanto más alejada esté la población de la fuente primaria de alimentos orgánicos, menor será su densidad. Ese. la densidad de población es el número de individuos por unidad de superficie.

La fertilidad ecológica da una idea de la tasa de crecimiento de la población, es decir, la actividad de reproducción de la población en las condiciones reales de vida. En general, las especies que no cuidan la descendencia se caracterizan por un alto potencial y una baja fertilidad ecológica. Entonces, por ejemplo, un bacalao hembra adulto genera millones de huevos, de los cuales, en promedio, solo 2 individuos sobreviven hasta la edad adulta.

Mortalidad. Si rastreamos el destino de cierto grupo de individuos nacidos al mismo tiempo, es fácil encontrar que su número disminuye continuamente durante la vida como resultado de la muerte de algunos de los individuos. La tasa del proceso de disminución de la población se caracteriza por un indicador llamado mortalidad. La mortalidad caracteriza los procesos de disminución de la población en subgrupos de población individuales (por ejemplo, solo entre hombres o solo entre mujeres) o en la población en su conjunto.

La mortalidad de los organismos se manifiesta incluso cuando las condiciones de vida son bastante favorables. En estos casos, hablamos de mortalidad mínima. Su naturaleza está asociada con defectos en el desarrollo fisiológico, lo que lleva a la muerte de organismos individuales. En condiciones ambientales específicas, la mortalidad, por regla general, está por encima del nivel mínimo, ya que la influencia de factores externos (depredación, falta de alimentos suficientes, contaminación ambiental y otros) crean causas adicionales de muerte de organismos.

Hasta cierto punto, la tasa de mortalidad es opuesta a la tasa de natalidad. Sin embargo, la mortalidad, como la fecundidad, se expresa en términos del número de individuos que murieron durante un período de tiempo dado, pero más a menudo en forma de valor relativo (o específico). El indicador específico de mortalidad es el porcentaje de individuos que fallecieron en un solo período de tiempo, o su participación en el tamaño inicial del grupo. En la mayoría de los organismos, la tasa de mortalidad varía a lo largo de la vida. Como regla general, es alto en las primeras etapas de su desarrollo, luego disminuye y aumenta nuevamente en la vejez.

La estructura de edad de una población caracteriza el número total de grupos de edad representados en ella y la proporción de sus números o la masa total de organismos presentes en el grupo (biomasa). Esta relación suele denominarse distribución por edad (es decir, la distribución de números por grupos de edad) o espectro de edad de la población. La estructura de edad de una población puede cambiar bajo la influencia de factores externos, ya que controlan los procesos tanto de fecundidad como de mortalidad.

El análisis de la estructura de edad de las poblaciones y la asignación de grupos de edad en plantas y animales se lleva a cabo de diferentes maneras. La capacidad de la población para el automantenimiento de los números y su resistencia a las influencias externas se evalúan por el espectro de edad. Cuanto más complejo es el espectro de edades, más estable es la reproducción de la población. Un análisis de la estructura de edad permite predecir el tamaño de la población para los próximos años, lo que se utiliza, por ejemplo, para evaluar las posibilidades de capturar peces en una economía de caza, en algunos estudios zoológicos.

Las peculiaridades de la estructura de edad determinan muchas propiedades de una población como sistema. Una población que incluye muchos grupos de edad se ve menos afectada por los factores que determinan el éxito reproductivo. Después de todo, incluso las condiciones de reproducción extremadamente desfavorables, capaces de conducir a la muerte completa de la descendencia de un año determinado, no son catastróficas para una población de estructura compleja.

La vida de una población se manifiesta en su dinámica. Una población no puede existir sin cambios constantes, por lo que, por así decirlo, se adapta a los cambios en las condiciones externas.

En el curso de la evolución, diferentes tipos de organismos vivos adquieren diferentes propiedades. Algunos de ellos están adaptados para existir en condiciones duras pero estables, por ejemplo, en desiertos, semidesiertos y tundras. Un ejemplo son plantas como el saxaul y el tamarisco que viven en zonas desérticas, o algunos tipos de musgos que habitan en la tundra.

Las propiedades de las especies de los organismos que viven en tales condiciones también se reflejan en las propiedades de sus poblaciones. Los procesos de mantenimiento de la abundancia y estructura de las poblaciones de estas especies (procesos de reproducción) se vuelven altamente sensibles a las violaciones de las condiciones ambientales. Se vuelven fácilmente vulnerables al creciente impacto humano y son difíciles de restaurar.

Otras especies que se encuentran en las zonas templadas, especialmente las poblaciones de animales anuales (la mayoría de los insectos) y plantas (algunas gramíneas), son capaces de resistir una perturbación significativa. Las fluctuaciones en sus números se caracterizan por una amplia gama. Durante los años de abundancia mínima y máxima, el número de tales poblaciones puede diferir en decenas, cientos y, a veces, miles de veces.

Crecimiento de la población. A primera vista, está claro que la naturaleza de la dinámica de la abundancia de varias especies de organismos en una población debe estar asociada con indicadores demográficos, que también se forman en el proceso de evolución y reflejan las condiciones de vida de una especie en un hábitat particular. Sin embargo, a pesar de que tanto la fecundidad como la mortalidad y la estructura por edades son muy importantes, ninguno de estos indicadores puede utilizarse para juzgar las propiedades de la dinámica de la población en su conjunto.

En cierta medida, estas propiedades son reveladas por el proceso de crecimiento de la población, que caracteriza su capacidad para restaurar los números después de una catástrofe o aumentar los números cuando los organismos pueblan nichos ecológicos libres.

Fluctuaciones demográficas. Cuando se completa el crecimiento de la población, sus números comienzan a fluctuar (en comparación con un valor más o menos constante). Este fenómeno es causado por varios factores. El propio proceso de la dinámica de la población también puede manifestarse de diferentes maneras.

En muchas especies de animales y plantas, las fluctuaciones de población son causadas por cambios estacionales en las condiciones de vida (temperatura, humedad, luz, suministro de alimentos, etc.). Ejemplos de fluctuaciones estacionales en las poblaciones demuestran -nubes de mosquitos, bosques llenos de pájaros, campos cubiertos de acianos- en tiempo cálido año, en invierno, estos fenómenos se reducen prácticamente a nada.

De mayor interés son las fluctuaciones en el número de poblaciones que ocurren de un año a otro. Se denominan interanuales en lugar de intraanuales o estacionales. La dinámica interanual de la población puede haber personaje diferente y se manifiesta en forma de ondas suaves de cambios (abundancia, biomasa, estructura de la población) o en forma de cambios bruscos frecuentes.

En ambos casos, estos cambios pueden ser regulares, es decir, cíclicos o irregulares, caóticos. Los primeros, a diferencia de los segundos, contienen elementos que se repiten a intervalos regulares (por ejemplo, cada 10 años la población alcanza un determinado valor máximo).

Las fluctuaciones observadas de año en año en el número de ciertas especies de aves (por ejemplo, el gorrión de la ciudad) o peces (algodón, vendace, gobios, etc.) dan un ejemplo de cambios irregulares en el tamaño de la población, generalmente asociados con cambios en las condiciones climáticas o cambios en la contaminación ambiental que viven con sustancias que tienen un efecto perjudicial sobre los organismos.

Los ejemplos más conocidos de fluctuaciones cíclicas incluyen fluctuaciones conjuntas en la abundancia de algunas especies de mamíferos del norte. Por ejemplo, los ciclos de periodicidad de tres y cuatro años son característicos de muchos roedores murinos del norte (ratones, campañoles, lemmings) y sus depredadores (búhos nivales, zorros árticos), así como liebres y linces.

En Europa, los lemmings a veces alcanzan densidades tan altas que comienzan a migrar fuera de sus hábitats superpoblados. Tanto en los lemmings como en las langostas, no todos los casos de aumento en el número van acompañados de migración.

A veces, las fluctuaciones cíclicas en el tamaño de la población pueden explicarse por interacciones complejas entre poblaciones de diferentes especies animales y vegetales en comunidades.

Como ejemplo, consideremos las fluctuaciones en el número de ciertas especies de insectos en los bosques europeos, por ejemplo, las mariposas de la polilla del pino y el gusano de la hoja del alerce (Fig. 24), cuyas larvas se alimentan de las hojas de los árboles. Los picos de sus números se repiten en unos 4-10 años.

Las fluctuaciones en la abundancia de estas especies están determinadas tanto por la dinámica de la biomasa arbórea como por las fluctuaciones en la abundancia de aves insectívoras. A medida que aumenta la biomasa de árboles en el bosque, los árboles más grandes y viejos se vuelven susceptibles a las orugas del gusano de los cogollos y, a menudo, mueren debido a la defoliación repetida (pérdida de hojas).

La muerte y descomposición de la madera vuelve al suelo del bosque nutrientes. Son aprovechadas para su desarrollo por árboles jóvenes menos sensibles al ataque de insectos. El crecimiento de árboles jóvenes también se ve facilitado por un aumento en la iluminación debido a la muerte de árboles viejos con copas grandes. Mientras tanto, las aves están reduciendo el número de gusanos cogolleros. Sin embargo, como resultado del crecimiento de los árboles, (el número) nuevamente comienza a aumentar y el proceso se repite.

Teniendo en cuenta la existencia bosques de coníferas durante largos períodos de tiempo, queda claro que el rodillo de hojas periódicamente, por así decirlo, rejuvenece el ecosistema del bosque de coníferas, es una parte integral de él. Por lo tanto, el aumento en el número de esta mariposa no representa una catástrofe, como puede parecerle a cualquiera que vea árboles muertos y moribundos en una determinada etapa del ciclo.

Causas fluctuaciones bruscas el número de algunas poblaciones puede ser diferente a factores abióticos y bióticos. A veces, estas fluctuaciones concuerdan bien con los cambios en las condiciones climáticas. Sin embargo, en algunos casos, es imposible explicar los cambios en el tamaño de una población en particular por la influencia de factores externos. Las causas que provocan las fluctuaciones demográficas pueden estar en sí mismas; entonces se habla de factores internos de la dinámica demográfica.

regulación de la población. La regulación poblacional se entiende como la capacidad de una población para autorreparar el número de sus individuos a su tamaño habitual, determinado por las condiciones y recursos de su nicho ecológico. Esta capacidad la proporciona un sistema de mecanismos que, por así decirlo, funcionan automáticamente cuando la densidad de población alcanza valores demasiado altos o demasiado bajos. Los mecanismos reguladores pueden tener la naturaleza de reacciones fisiológicas, demográficas y de comportamiento de los organismos a los cambios en su densidad.

Se conocen casos en los que, en condiciones de superpoblación, varios mamíferos experimentan cambios bruscos en su estado fisiológico. Dichos cambios afectan principalmente a los órganos del sistema neuroendocrino, afectando el comportamiento de los animales, cambiando su resistencia a las enfermedades y otros tipos de estrés. A veces, esto conduce a un aumento de la mortalidad de los individuos y luego a una disminución de la densidad de población. Las liebres blancas, por ejemplo, durante los períodos de mayor número a menudo mueren repentinamente de "enfermedad del shock". En algunas especies de peces, con una gran abundancia de individuos, los adultos pasan a alimentarse de sus juveniles, por lo que la población comienza a disminuir.

No se debe pensar que la presencia de mecanismos reguladores siempre deba estabilizar a la población. En algunos casos, su acción puede provocar fluctuaciones cíclicas en el número, incluso en condiciones de vida constantes. Huellas de manifestación Varias actividades Los factores reguladores se encuentran a menudo en la dinámica de las poblaciones, que se caracterizan por fluctuaciones cíclicas en los números.

Las poblaciones de especies son las principales unidades funcionales de la vida silvestre. Son elementos de comunidades, ecosistemas, participando en los principales procesos de transformación de materia y transferencia de energía.

Las poblaciones tienen indicadores característicos que son exclusivos de ellas, por ejemplo, estructura, densidad, abundancia, tasa de natalidad y mortalidad. Algunas características de las poblaciones están interrelacionadas: la mortalidad determina la estructura, la fecundidad - densidad, etc.

Los procesos de cambios en las poblaciones a lo largo del tiempo se denominan dinámicas de población. Estos cambios son el resultado de la acción de muchos factores ambientales, así como de mecanismos internos de regulación de la población.

La composición en número, densidad, sexo y edad de la población cambia todo el tiempo. Estos cambios están asociados tanto a causas externas en relación a la población, como a mecanismos internos de regulación inherentes a cada población. Todos estos cambios son importantes para la población, ayudándola a sobrevivir y adaptarse a las cambiantes condiciones de vida. La proporción de reguladores internos y externos es diferente. La importancia de unos en comparación con otros todavía es discutida por varios científicos.

Con base en la información actualmente disponible en la literatura ambiental sobre la población, responde las preguntas y explica tus respuestas con ejemplos específicos.

Pero primero, averigüe qué es Desafío ambiental (situación)?

- se originó en vivos o una situación formulada artificialmente en la que se requiere obtener un cierto resultado útil en la armonización de las relaciones en los sistemas "hombre - medio ambiente", "naturaleza - sociedad", "organismo - medio ambiente".

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