Контрольная работа по «Экология»

Вплоть до настоящего времени  нет четкого определения понятия  «популяция», которое бы удовлетворяло  потребностям различных биологических  направлений. Причиной этого является то, что генетики в понятие «популяция»  вкладывают свой конкретный смысл (как  совокупность свободно скрещивающихся особей), систематики подходят с позиций морфофункционального единства, биогеографы – с позиций исторически обособленной группы организмов, характерной для конкретного ландшафта или группы ландшафтов, и т.д. С другой стороны, понятие «популяция» строится в зависимости от применяемого подхода к ее изучению. В-третьих, и что, пожалуй, основное, споры ведутся о том, что же является наименьшей структурной единицей вида, ибо популяции могут подразделяться на микропопуляции или объединяться в более крупные популяционные системы. Подойдем к определению понятия «популяция» с экологической точки зрения. Современный эколог должен обязательно учитывать популяцию не просто как некое сообщество особей одного вида, но и как строго организованную в структурном и функциональном плане единицу вида как в пространстве, так и во времени.

Популяцией в экологии называют совокупность особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и населяющих общую территорию. Члены популяции оказывают друг на друга не меньшее воздействие, чем физико-химические факторы среды или обитающие рядом организмы других видов. Поскольку контакты между особями одной популяции происходят чаще, чем между особями разных популяций, то именно внутривидовые отношения являются более напряженными, чем межвидовые.

В популяциях проявляются  в той или иной степени все  формы биотических отношений, но наиболее ярко выражены мутуалистические и конкурентные. Мутуализм – крайняя степень ассоциации между особями, при которой каждый извлекает выгоду из связи с другим организмом. Специфические внутривидовые связи – это отношения, направленные на воспроизводство: между особями разных полов и между родительскими и дочерними поколениями.

Популяция представляет собой  форму внутривидовой организации  или форму существования вида, обеспечивающую наиболее полное использование  данной группой особей природных  ресурсов территории, к которой популяция  приурочена. Биологическое значение популяции состоит в наиболее полном и рациональном использовании  энергетических ресурсов, позволяющем  обеспечить оставление потомства. При  половом размножении обмен генами превращает популяцию в целостную  генетическую систему. Если размножение  происходит вегетативным путем (побегами, почками и т.д.) или другими  способами, то популяция представляет собой систему клонов, или чистых линий, совместно использующих среду.

В современной биологии популяция  рассматривается как элементарная единица в процессе эволюции, способная  реагировать на изменения среды  перестройкой своего генофонда.

Говоря об экологических  популяциях, необходимо отметить большое  разнообразие их масштабов. У одного и того же вида в разной среде  популяции могут сильно различаться. Эти различия обусловлены:

а) площадью ареала популяции  – они могут занимать территорию, сравнимую по площади с материком (популяции песца, кряквы), и могут  ограничиваться несколькими квадратными  метрами (некоторые амфибии и  моллюски);

б) количеством особей, образующих популяцию, – популяция может  объединять миллионы особей (комары) или  всего несколько десятков животных (крупные хищники);

в) количеством микропопуляций – одни популяции представлены множеством микропопуляций, приуроченных к разным биотопам, другие – едины в пространственном отношении.

Таким образом, популяции  представляют собой весьма разнообразные  видовые группировки, количество и  особенности которых соответствуют  пестроте и условиям местообитания, специфическим свойствам среды  и биологии самих животных.

Основные характеристики популяций:

1) численность – общее количество особей на выделяемой территории;

2) плотность популяции – среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства; плотность популяции можно выражать также через массу членов популяции в единице пространства;

3) рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения;

4) смертность – показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени;

5) прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью; прирост может быть как положительным, так и отрицательным;

6) темп роста – средний прирост за единицу времени.

Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношения групп  по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуру популяции.  Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой – под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяций имеет, следовательно, приспособительный характер. Разные популяции одного вида обладают как сходными особенностями структуры, так и отличительными, характеризующими специфику экологических условий в местах их обитания.

Таким образом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, население вида на определенной территории характеризуется  еще и приспособительными чертами  групповой организации, которые  являются свойствами популяции как  надиндивидуальной системы. Адаптивные возможности вида в целом как системы популяций значительно шире приспособительных особенностей каждой конкретной особи.

 

 

 

 

5. Типы роста популяций. Миграция.

Процессы увеличения и уменьшения размеров популяции подчиняются определенным законам. Увеличение размеров определяется репродуктивным (биотическим) потенциалом организмов и сопротивлением среды. Максимальный репродуктивный потенциал — это теоретическая скорость размножения при неограниченной доступности ресурсов среды. Он зависит от возрастной структуры популяции и соотношения в ней самцов и самок (в случае полового размножения).

Сопротивление среды соответствует всей совокупности лимитирующих (т. е. ограничивающих возможности организмов) биотических и абиотических факторов, которые препятствуют реализации максимального репродуктивного потенциала. Сюда относятся как внешние по отношению к популяции воздействия (хищничество, доступность пищи, тепло, свет, пространство и т. п.), так и ее внутренние регулирующие механизмы, например внутривидовая конкуренция и территориальность, Все эти факторы связаны механизмами отрицательной обратной связи. Например дефицит какого-либо ресурса (скажем, пищи) обостряет внутривидовую конкуренцию, а это сокращает популяцию, приводя к тому, что его снова хватает всем выжившим.

Равновесие между биотическим потенциалом и сопротивлением среды соответствует так называемой несущей емкости среды, т. е. количеству особей данного вида, способных выжить при существующей доступности ресурсов.

Типы кривых роста  популяции. А. Сигмоидная (S-образная) кривая роста культуры дрожжей. Простой случай, когда сопротивление среды (здесь — накопление метаболитов, выделяемых самими организмами) прямо пропорционально плотности популяции. Б. Кривая, соответствующая росту популяции дафнии (водяной блохи) в культуре. Такая форма соответствует периодам «взлета» и «падения» популяционной плотности.

Рисунок. 1 «Два типа кривых роста популяции»

 

Выделяют две основные формы  кривых роста — чисто экспоненциальную (J-образную) и сигмоидную (S-образную).

Сигмоидная, или S-образная, кривая описывает ситуацию, при которой в новом для популяции местообитании ее плотность сначала возрастает медленно (лаг-фаза, соответствующая периоду адаптации к условиям), а затем быстро, почти экспоненциально. По прошествии некоторого времени скорость роста замедляется и становится в конечном итоге нулевой: рождаемость полностью уравновешивается смертностью. Говорят, что кривая выходит на плато. Замедление роста популяции объясняется увеличением внутривидовой конкуренции за ресурсы, например пищу или места гнездования. В результате по механизму отрицательной обратной связи повышается смертность особей и замедляется их размножение (меньший процент спаривающихся животных, рост числа вызванных стрессом выкидышей и т. п.). Другими словами, растущее сопротивление среды уравновешивает биотический потенциал.

Такой тип популяционного роста называют зависимым от плотности, поскольку для данного набора ресурсов скорость роста определяется числом особей в ограниченном пространстве, занимаемом популяцией. Обилие организмов, соответствующее выходу кривой на плато (нулевая скорость роста), — это максимальная несущая емкость среды для данного вида.

S-образные кривые роста численности свойственны популяциям многих микроорганизмов, растений и животных как в лабораторных, так и в полевых условиях. Наглядным примером может служить рост бактерий на свежей культуральной среде (рис. 1). S-образный рост численности фитопланктона может наблюдаться весной в озерах и океанах. Он наблюдается также у насекомых (например, мучных хрущаков) и клешей, интродуцированных в новое местообитание с изобилием пищи и отсутствием хищников.

Экспоненциальный рост без выхода на плато (J-образная кривая) соответствует ситуации, при которой после начального адаптационного периода (лаг-фазы) численность особей резко возрастает, но затем рост внезапно прекращается, когда начинает проявляться отсутствовавшее прежде сопротивление среды. Такой рост популяции называют независимым от плотности, поскольку он ничем не сдерживается до последнего момента, за которым следует массовая гибель особей. Эта гибель в свою очередь может вызываться либо наступлением неблагоприятного сезона, либо окончанием сезона размножения самих организмов или их основных жертв. Иногда гибель запрограммирована в жизненном цикле особей на момент, непосредственно следующий за размножением (у однолетних растений, лососевых), или вызывается внешним вмешательством, например инсектицидной обработкой посевов для уничтожения насекомых-вредителей. В целом для таких популяций типичны циклические «взлеты» и «падения» численности (демографические взрывы и катастрофы), наблюдаемые, скажем, у некоторых прожорливых насекомых-фитофагов или связанные с водорослевыми «цветениями».

Миграция.

Миграция – "(латинское migratio, от migro — перехожу, переселяюсь), перемещение, переселение. Миграции населения связаны, как правило, со сменой места жительства; подразделяется на безвозвратную (смена постоянного места жительства), временную (переселение на ограниченный срок), сезонную (перемещение в определенные периоды года). Различают внешнюю (эмиграция, иммиграция) и внутреннюю (из села в город, межрайонные переселения и другие) миграцию населения. Выделяют и так называемые маятниковые миграции (регулярные поездки к месту работы или учебы за пределы своего населенного пункта)."

То есть слово "миграция" имеет достаточно широкое значение. Это может быть и миграция животных в период засушливого сезона, либо миграция населения. Существуют также  понятия, как миграции химических элементов, миграции веществ. Понятие терминов "эмиграция" и "иммиграция" несколько различны, это не одно и то же. Под эмиграцией имеется в виду переселение жителей за пределы своей страны происхождения или проживания. Иммиграция же подразумевает поток, наплыв, въезд иностранцев или переселенцев из другого региона с последующим получением ПМЖ.

Миграция населения - это добровольное перемещение, переселение жителей в пределах страны из одного региона в другой регион (внутренняя миграция), или же переселение из одного государства в другую страну (международная миграция).

Причины миграции. Причин миграция населения может быть несколько:

• неблагоприятная экономическая обстановка в стране: инфляция, массовая безработица, экономический кризис и др. ;
• гражданские войны;
• экологическая катастрофа в данном регионе или государстве.

Также миграция может быть связана с экономическими факторами, например, связанная с желанием граждан  улучшить свое экономическое благосостояние, т.е. поиск более высокооплачиваемой работы за рубежом, получить ПМЖ в  развитой стране и т. д..

Миграция рабочей силы. Под миграцией рабочей силы или миграцией трудовых ресурсов, как видно из названия, мы понимаем миграцию населения с целью трудоустройства за рубежом или в другом регионе страны в личных интересах. В данный момент, также как и раньше, происходит международная миграция рабочей силы из третьих стран в развитые страны (страны Западной Европы, Канада, США, Австралия и др.). Это так называемая внешняя трудовая миграция. Также может происходить миграция трудовых ресурсов в пределах государства. К примеру, в настоящее время происходит миграция населения России из одного регионов в столицу Москва. Другими словами, мы наблюдаем внутреннюю трудовую миграцию населения России.

Международная трудовая миграция. В настоящее время международная трудовая миграция приобретает устойчивый характер. Эмигранты из стран Африки, юго-восточной Азии, стран Латинской Америки, а равно из ряда стран Западной Европы неумолимо стремятся всеми правдами и неправдами получить работу (постоянную или сезонную) в развитых странах. К примеру, граждане Мексики стремятся в США, поляки находят работу в других странах Европы: Норвегия, Швеция и др. экономически развитые страны.

Нелегальная миграция. Зачастую миграция носит незаконный характер. Здесь имеется ввиду различного рода способы и ухищрения проникновения за рубеж при отсутствии у иммигранта рабочей визы и разрешения на работу. Нелегальная миграция имеет место постоянно не только в России, но и во многих других странах.

 

 

 

 

6. Назовите типы межвидовых взаимодействий

Живые организмы не могут существовать сами по себе. Они связаны воедино  разнообразными отношениями, вся полнота  которых выявляется лишь при анализе  экосистемы как целого. Живые существа зависимы от своего окружения, поскольку  им надо питаться, расселяться, защищаться от хищников и т. д. Виды по-разному  влияют друг на друга: конкурируют с  соседями за пищу и выделяют ядовитые вещества, оказываются полезными  друг для друга или "эксплуатируют" другие виды. Выделяют несколько типов  межвидовых отношений.