Понятие популяции, биоценоза и экологической ниши

Министерство  образования и науки Российской федерации

Федеральное бюджетное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Новокузнецкий институт (филиал)

Кемеровского  государственного университета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

Понятие популяции, биоценоза и экологической ниши.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. гр. ГЭ-10-2

Поспелова А.С.

Проверил: преп.

Головко А.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новокузнецк 2012

Содержание.

Введение………………………………………………..………………………….3

Глава 1 Понятие и характеристики популяций…………………………………4

1.1 Понятие популяции и типы…………...……………………………….4

1.2 Пространственная и временная структура популяций………………5

1.2.1. Статические и динамические показатели популяции.……...5

1.2.2. Половая структура популяции. …………………………….6

1.2.3. Возрастная структура популяций. ………………………...7

1.2.4. Пространственная структура популяций……………………9

1.3 Экологические стратегии популяций………………………………..10

Глава 2 Понятие биоценоза……………………………………………………..12

2.1 Биоценоз как явление…………………………………………………12

2.2 Видовая структура биоценоза………………………………………..13

2.3 Пространственная  структура биоценоза…………………………….13

2.4 Отношение между организмами внутри биоценоза………………..15

Глава 3 Понятие экологической ниши…………………………………………17

3.1 Понятие и виды экологической ниши…………………………….....17

3.2 Экологическая специфичность видов……………………………….18

3.3 Механизмы конкуренции в экологических нишах…………………19

Заключение…………………………………………………….…………………21

Список литературы……………………………………………………………....22

 

Введение.

Все живые организмы имеют непосредственное отношения к понятию популяция, биоценоз и экологическая ниша.

Популяция является первой надорганизменной биологической системой. С экологических позиций четкого определения определение популяции еще не выработано. Наибольшее признание получила трактовка С.С. Шварца, популяция – группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время.

Второй  надорганизменной системой является биоценоз. Он представляет собой организованную группу взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно в одних и тех же условиях среды.

Термин  «Биоценоз», как известно, был впервые  использован немецким гидробиологом  Карлом Мёбиусом (1877) для обозначения  комплекса животных и растительных форм, постоянно встречающихся в  различных пунктах одного и того же водного бассейна при наличии  одинаковых условий существования, комплекса всегда тождественного состава.

Безусловно, это два понятия тесно связаны  с факторами и условиями окружающей среды.  Следовательно,  положение вида, которое он занимает в общей системе биоценоза, комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды называют экологической нишей  вида.

 Концепция  экологической ниши оказалась  очень плодотворной для понимания  законов совместной жизни видов.  Над ее развитием работали  многие экологи: Дж. Гриннелл, Ч. Элтон, Г. Хатчинсон, Ю. Одум и др.

Цель  работы: рассмотреть понятие популяция, биоценоз и экологическая ниша и установить их взаимосвязь. 
Глава 1 Понятие и характеристики популяций.

1.1 Понятие  популяции и типы

Популяция (populus – от лат. народ. население) – одно из центральных понятий в биологии и обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию.

Основным  свойством популяций, как и других биологических систем является то, что они находятся в беспрерывном движении, постоянно изменяются. Это отражается на всех параметрах: продуктивности, устойчивости, структуре, распределении в пространстве. Популяциям присущи конкретные генетические и экологические признаки, отражающие способность систем поддерживать существование в постоянно меняющихся условиях: рост, развитие, устойчивость.

Популяции могут занимать разные по размеру площади и условия  обитания в пределах местообитания  одной популяции тоже могут быть не одинаковы. По этому признаку выделяют три типа популяций: Экологическая популяция  – совокупность элементарных популяций, внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным биоценозам. Обмен генетической информацией между ними происходит достаточно часто.           Элементарная (локальная) популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих небольшой участок однородной площади. Между ними постоянно идет обмен генетической информацией.             Географическая популяция – совокупность экологических популяций, заселивших географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко – у животных и птиц – во время миграций, у растений – при разносе пыльцы, семян и плодов. На этом уровне происходит формирование географических рас, разновидностей, выделяются подвиды.

1.2 Пространственная и временная структура популяций

1.2.1. Статические и динамические показатели популяции.

При описании структур и функционирования популяции используют две группы показателей. Если мы даем характеристику состояния популяции на конкретное данное время t, то мы используем статические показатели – количество особей в популяции, площадь ареала (пространства, где обитает данная популяция), плотность особей (средняя и в разных частях ареала), характер пространственного распределения особей, численность разных возрастных групп, численность особей разных полов, численность особей по разным размерам, численность здоровых и больных особей.

С другой стороны, эколога всегда интересуют изменения, которые происходят в  популяции не только в пространстве, но и во времени. Именно такие наблюдения лежат в основе моделирования  характера и степени устойчивости экосистем, зависимости поведения  экосистем в условиях экологических  кризисов, в том числе и антропогенных. Экологу очень важно знать, какие  изменения произошли с популяцией за время от первого до второго  наблюдения t₁-t₀ = Dt. Иными словами, эколог должен определить, с какой интенсивностью происходят все возможно наблюдаемые изменения в популяции.

Следовательно, динамические (временные) характеристики популяций связаны с понятием скорости, т.е., с какой скоростью происходят все изменения в популяции. К динамическим характеристикам относятся рождаемость, смертность, мгновенная скорость роста популяции, продолжительность жизни и кривые выживания. Динамические характеристики всегда строятся по конкретным изменениям, которые произошли в статических структурах. Поэтому классификация популяций по статическим структурам чрезвычайно важна.

Основными статическими показателями структуры  популяций являются численность  и распределение организмов в  пространстве, а также соотношение  разнокачественных особей. В популяции  выделяют половые и возрастные группы и соответственно различают половую и возрастную структуру популяций. Обе эти характеристики иногда объединяют, говоря обобщенно о демографической структуре популяции. Кроме того, популяцию характеризует пространственная и этологическая (т.е. связанная с поведением) структура. Знание структуры популяции позволяет оценивать не только состояние популяции в данный момент, но и представить направление ее дальнейшего развития.

Исходя  из вышесказанного, популяции можно  также классифицировать по их пространственной и возрастной структуре, по постоянству приуроченности или смене сред обитания и другим экологическим критериям.

 

1.2.2. Половая структура популяции.

Численное соотношение полов, т.е. половой состав, и особенно доля размножающихся самок  в популяции, имеет большое значение для дальнейшего роста ее численности. Соотношение полов зависит, прежде всего, от биологии вида и сильно различается  у моногамных (самец за сезон спаривается с одной самкой) и полигамных животных. Для первых (например, журавли, лебеди) нормой является соотношение полов 1:1. Для вторых (например, морские котики, павианы) типично преобладание самок. Среди моногамных животных почти постоянно имеются «резервные» самцы. Это уже половозрелые, но еще не размножающиеся животные; они представляют собой репродуктивный резерв популяции.

Неравномерность гибели разных полов, неодинаковая их выживаемость распространены среди  животных. Как правило, более жизнеспособными  являются самки.

В молодом  возрасте самки и самцы различаются  поведением. Самцы обычно более подвижны, менее привязаны к убежищам, поэтому  чаще становятся жертвами хищников и  непогоды.

При неблагоприятных  условиях, когда популяция находится  в депрессии, выживаемость самок  резко возрастает и процент женских  особей сильно превышает норму. Это  явление имеет важное адаптивное значение, поскольку именно от самок  зависит восстановление подорванной  популяции.

Экологические и поведенческие различия между  особями мужского и женского пола могут быть сильно выражены. Так, самцы  комаров питаются нектаром растений и слизывают росу, а самки являются кровососущими.

Но даже если образ жизни  самцов и самок сходен, они различаются  по многим физиологическим признакам: темпам роста, срокам полового созревания, устойчивостью к климатическим  изменениям, голоданию и т.д.

 

1.2.3. Возрастная структура популяций.

В каждом возрасте требование особей к среде  и устойчивость к отдельным факторам заметно различаются. На ранних стадиях  особи, как правило, более чувствительны  к любым неблагоприятным факторам, а в зрелом возрасте они обычно выносливее. Кроме того, на разных стадиях  жизненного цикла могут происходить  смены сред обитания, типов адаптаций, характера передвижения, общей активности. Часто возрастные экологические  различия в пределах вида выражены значительно сильнее, чем различия между видами. Так, сидящие на морском  дне моллюски  и морские ежи и их пелагические личинки; травяные лягушки на суше и их головастики в водоемах, гусеницы и бабочки – это всего лишь разные стадии онтогенеза одних и тех же видов.

Возрастная  структура у многих видов отличается большой сложностью. Так, в популяциях растений выделяют четыре возрастные фазы:

1) латентный период – фаза первичного покоя. В эту группу входят семена, плоды и другие зачатки растений;

2) виргинильный (девственный или юношеский) период, охватывающий группу растений в период от прорастания зачатков до образования генеративных органов;

3) генеративный период – фаза размножения семенами или другими разносимыми зачатками, т.е. время полового размножения;

4) сенильный, или старческий, период, к которому принадлежат особи, закончившие половое размножение и способные только вегетировать.

На каждом возрастном этапе  особи растений характеризуются определенными отношениями со средой. Они выражаются в различиях питания, строении и размерах вегетативного тела, протекании биохимических процессов и т.д.

Среди животных различают следующие возрастные группы:

1) новорожденные  (до момента прозревания);

2) молодые – подрастающие  особи, не достигшие половой  зрелости;

3) полувзрослые  – особи, близкие к половой  зрелости;

4) взрослые  – половозрелые животные, которые  уже размножаются или физиологически  способны к этому;

5) старые  – переставшие размножаться особи,  они часто играют заметную  роль в жизни популяций, охраняя,  воспитывая молодняк.

У долгоживущих и размножающихся многократно видов  возникает относительно устойчивая структура популяции с длительным существованием различных поколений. У видов с непродолжительным  периодом взрослого состояния ежегодно сменяется значительная часть популяции. Численность такой популяции  неустойчива и может резко  различаться в отдельные годы, а возрастная структура популяции  сильно варьирует (полевка-экономка).

Возрастной состав популяции  определяется несколькими причинами, среди которых можно указать  на время достижения половой зрелости, общую продолжительность жизни, длительность периода размножения, продолжительность жизни поколения, частоту приплода, смертность, тип  динамики численности.

Возрастная  структура популяции является весьма неустойчивой характеристикой.

1.2.4. Пространственная структура популяций.

Занимаемое  популяцией пространство предоставляет  ей средство к жизни. Каждая территория или акватория может прокормить лишь определенное число особей. Однако полнота использования ресурсов зависит не только от общей численности  особей популяции, но и от их размещения в пространстве.

Равномерное упорядоченное  распределение особей на занимаемой территории в природе встречается  редко. В каждом конкретном случае тип  распределения в занимаемом пространстве оказывается приспособительным, т.е. позволяющим оптимально использовать имеющиеся ресурсы.