Динамічні характеристики популяції.

Коли ми говоримо про популяції, то зазвичай маємо на увазі, що так звана сукупність особин - це не тільки просторове угруповання, а й деяка цілісність, яка існує в часі. Якщо чисельність популяції постійна, то сталість цього параметра є результатом деякої динамічної рівноваги процесів, які забезпечують прибуток і спад особин. Очевидно, що «прибуток» може відбуватися як за рахунок розмноження організмів, так і за рахунок вселення їх (імміграції) з інших областей (інших популяцій), а «спад» - за рахунок загибелі (смертності в широкому сенсі слова) організмів і (або) виселення (еміграції) їх в інші області. У найзагальнішому вигляді співвідношення процесів, що визначають динаміку чисельності популяцій, можна записати як: (ГІляров)

Приріст популяції (r) = (народження особин+ імміграція особин)-(смертність особин - еміграція особин)

ПАУЗА! Приріст популяції часто називають біотичним потенціалом або мальтузіанським параметром (r). Приріст популяції (r) залежить від вікового складу і питомої швидкості росту. Таким чином, показники швидкості росту для одного виду можуть бути різними в залежності від структури популяцій. Максимальне значення г часто називають біотичних або репродуктивним потенціалом. Різницю між максимальним приростом популяції в ідеальних (лабораторних умовах), і приростом у реальних умовах, використовують як міру опору середовища, яка характеризує суму всіх лімітуючих факторів середовища, що перешкоджають реалізації біотичного потенціалу. (Одум)

Народжуваність – число особин (яєць, насіння і т. д.) - ΔN_n, що народилися (чи відкладених) у популяції за певний проміжок часу Δt. Для того щоб зручніше було порівнювати між собою популяції різної чисельності, величину ΔNn/Δt зазвичай відносять до загальної кількості особин N на початку проміжку часу Δt. Отриману величину ΔNn / NΔt називають питомою народжуваністю. Оскільки протягом досліджуваного проміжку Δt величина народжуваності може змінюватися, цей проміжок намагаються зробити по можливості коротше. Переходячи на мову математики, можна записати, що при Δt→0 вираз ΔNn/NΔt прийме вигляд dNn/Ndt = b. Отриману величину b називають також миттєвою питомою народжуваністю. Розмірність миттєвої питомої народжуваності - «1/одиниця часу».

Слайд 20

Розрізняють два основні типи росту чисельності (чи щільності) популяцій - J-подібний і S-подібний, названі так за характером кривих росту.

Якщо чисельність особин зростає з відносно постійною швидкістю, то має місце типовий J- подібний ріст.

При цьому миттєва швидкість росту визначається таким чином:

dN/dt = rN,

звідки:

r=dN/Ndt,

Nt = Nt.,ert.

Якщо r = const, то ріст відбувається за експоненційним законом.

Якщо величини чисельності наводяться в логарифмічному масштабі, то графік експоненційного росту набуває вигляду прямої лінії. Тому інколи експоненційний ріст називають логарифмічним.

J-подібний ріст характерний для опортуністичних популяцій видів, які мешкають у порушених екосистемах або є піонерними видами.

Слайд 21

S-подібний ріст – характерний для популяцій, ріст чисельності яких обмежується щільністю особин, наявністю ресурсу або накопиченням токсичних продуктів у середовищі. На перших етапах відбувається експоненційний ріст у сприятливих умовах

Лаг-фаза. На першому етапі популяція пристосовується до умов довкілля. Відбувається нарощування біотичного потенціалу.

Фаза експоненційного росту – характеризується максимальною швидкістю приросту популяції. Внутрішньовидові відносини та умови середовища не обмежують ріст. Фактично відповідає J-подібному росту. Такий ріст триває до досягнення величини К - ємкості середовища.

Стаціонарна фаза – чисельність популяції досягає стабільних показників: кількість народжених відповідає кількості відмерлих. Величина приросту дорівнює нулю.

Слайд 22

Слайд 23

Якщо середовище не накладає ніяких обмежень на організми – то питома швидкість росту для даних мікрокліматичних умов стає постійною і максимальною. (ГІляров)

Смертність - величина, протилежна народжуваності, - може бути визначена як число особин ΔNm, які загинули за час Δt. Так само як і при оцінці народжуваності, смертність зазвичай відносять до загального числа особин в популяції N, а проміжок Δt намагаються брати по можливості коротше. Миттєва питома смертність d виражается формулою d = dNm / Ndt. За визначенням смертність може бути величиною позитивної чи рівної нулю (останнє буває рідко і лише протягом дуже нетривалого часу).

В екології величина смертності враховує всіх загиблих особин незалежно від того, померли вони від старості і хвороб, чи були з'їдені хижаком або загинули від будь-яких інших несприятливих впливів (наприклад, отруєні пестицидами). Вивчаючи причини смертності, дослідник зазвичай шукає кореляцію між інтенсивністю впливу передбачуваного фактора (наприклад, активністю хижака) і величиною смертності його жертви. (ГІляров)

Слайд 24

Як і народжуваність, смертність, особливо у вищих організмів, широко варіює з віком. У зв'язку з цим велике значення має визначення питомої смертності для можливо більшого числа вікових груп або стадій розвитку. Повна картина смертності в популяції послідовно описується статистичними таблицями виживання, спеціально розробленими в демографічних дослідженнях. Повний варіант такої таблиці представлений на слайді.

Таблиця виживання - простий і ефективний спосіб зменшити обсяг великої кількості даних і представити їх у зручній для аналізу формі. З накопиченої інформації відразу виявляються деякі дані, корисні безпосередньо для практики, наприклад дати появи і тривалість стадій шкідників, а можливо, і кореляція між щільністю шкідника і рівнем пошкодження врожаю; вони можуть бути використані фермерами коли перед ними постане питання про необхідність і застосування інсектицидів або інших заходів.

Для візуалізації динаміки виживання використовують графічне зображення частки особин, які дожили до певного періоду часу, в залежності від часу – крива виживання.

Криві виживання поділяють на три загальних типи. Сильно опукла крива 1 характерна для таких видів, як, наприклад, баран Далла, в популяціях яких смертність майже до кінця життєвого циклу залишається низькою. Цей тип кривої виживання характерний для багатьох видів великих тварин і, звичайно, для людини. Інший крайній варіант, сильно ввігнута крива 5, виходить, якщо смертність висока на ранніх стадіях. Доброю ілюстрацією цього є устриці та інші двостулкові молюски, а також дуби: смертність дуже велика у вільно плаваючих личинок і жолудів, що проростають але, як тільки особина добре приживеться на субстраті, очікувана тривалість життя сильно збільшується. До проміжного типу відносяться криві виживання для тих видів, у яких питома виживання для кожної вікової групи більш-менш однакова, так що в напівлогарифмічному масштабі криві наближаються до діагоналях 3. Ступінчастий тип кривої виживання 2 характерний для видів, у яких виживання сильно варіює на послідовних стадіях життєвого циклу, як це часто буває у комах з повним перетворенням, наприклад у метеликів. На зображеної кривої круті ділянки відповідають стадіям яйця, заляльковування, корото живучому імаго; пологі ділянки відповідають стадіям личинки і лялечки, у яких смертність нижче. Ймовірно, з природі не існує популяцій, у яких виживання постійна протягом всього життєвого циклу, а проте злегка увігнуті або сигмоподібні криві 4 завжди характерні для багатьох птахів, мишей.

Форма кривої виживання пов'язана зі ступенем турботи про потомство і іншими способами захисту молоді. Так, криві виживання бджіл і дроздів (які піклуються про потомство) значно менше увігнуті, ніж у коників і сардин (які не піклуються про потомство).

Слайд 25

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: