Краткое содержание: Параграф § 54. / Биология 11 класс

Популяция как форма существования вида в природе

Популяция — это группа особей одного вида, которые совместно обитают на определенной территории (биотопе) или акватории (акватопе) и взаимодействуют друг с другом. Это основная форма существования любого вида в природе. Популяции широко распространены, например, крупные популяции усатых китов в Мировом океане. Могут существовать виды-эндемики, ареал которых ограничен одной популяцией (например, журавль-стерх, гнездящийся только в низовьях реки Оби), а также виды с обширными ареалами, включающими множество популяций (например, обыкновенная лисица).

Признаки популяции

Признаки популяции отражают ее способность к длительному существованию и эволюции. Основные признаки, отличающие популяцию от простого скопления особей:

• Генетическая общность: наличие общего генофонда, обеспечивающего обмен генами через скрещивание.
• Относительная изолированность: отделение от других популяций своего вида условиями обитания, возможным отсутствием расселения или наличием преград.
• Значительная численность: популяция состоит из большого числа особей (от нескольких сотен до десятков тысяч), что обеспечивает ее устойчивость.
• Наличие связей: особи в популяции могут объединяться в группы (самцы, самки, молодняк, взрослые, стареющие), что влияет на эволюционные факторы (естественный отбор, дрейф генов, мутации).
• Временная изменчивость: возможность возникновения новых сочетаний генов и наследственных изменений (дрейф генов, мутации) под действием эволюционных факторов.
• Уникальность: каждая популяция неповторима благодаря особому набору генотипов входящих в нее особей.

Основные показатели популяции

Популяция является целостной биологической системой, для характеристики которой используются следующие основные показатели:

• Рождаемость: количество новых особей, появившихся в популяции в результате размножения за единицу времени. Различают потенциальную (теоретически возможную) и реализованную (наблюдаемую в естественных условиях) рождаемость.
• Смертность: отражает количество особей, погибших в популяции за единицу времени. Как и рождаемость, может быть потенциальной и реализованной.
• Прирост: разность между рождаемостью и смертностью. Может быть положительным или отрицательным. Прирост за единицу времени отражает темп роста популяции.
• Численность: общее количество особей в популяции.
• Плотность: количество особей, приходящееся на единицу пространства или объема (например, число растений на 1 м² или число рачков-дафний в 1 л воды).
• Биотический потенциал (\( Potentia \)): способность популяции к увеличению численности. Его можно теоретически рассчитать как скорость, с которой смертность может быть замещена рождением новых особей.

Рост численности популяции

Теоретически рост популяции, не ограниченный внешними факторами, описывается экспоненциальной кривой (\( N_t = N_0 e^{rt} \)), что отражает геометрическую прогрессию размножения. Однако в реальности (при наличии лимитирующих факторов, таких как недостаток ресурсов, хищники, болезни) наблюдается логистическая кривая роста. Экспоненциальный рост может привести к истощению ресурсов среды обитания, снижению численности и даже к вымиранию популяции. На численность также влияют иммиграция (вселение) и эмиграция (выселение) особей.

Ключевые понятия и определения:

• Популяция: Группа особей одного вида, совместно обитающая на определенной территории или акватории, взаимодействующая друг с другом.
• Генофонд: Совокупность генов, которыми обладают особи, составляющие популяцию.
• Биотический потенциал (\( Potentia \)): Способность популяции увеличивать свою численность.
• Рождаемость: Количество новых особей, появившихся в популяции за единицу времени.
• Потенциальная рождаемость: Теоретически возможная скорость увеличения численности при отсутствии лимитирующих факторов.
• Реализованная рождаемость: Фактически наблюдаемая скорость увеличения численности в естественных условиях.
• Смертность: Количество особей, погибших в популяции за единицу времени.
• Прирост: Разность между рождаемостью и смертностью, определяющая темп роста популяции.
• Численность: Общее количество особей, входящих в состав популяции.
• Плотность: Число особей популяции на единицу площади или объема.
• Экспоненциальный рост: Теоретический рост численности в геометрической прогрессии, не ограниченный ресурсами.
• Логистический рост: Реальный рост численности, который замедляется при приближении к пределу емкости среды.
• Иммиграция (вселение): Приток особей в данную популяцию из других популяций.
• Эмиграция (выселение): Отток особей из данной популяции в другие места обитания.