Популяцияның негізгі сипаттамалары

Жоспары:

Кіріспе

1. Популяция туралы жалпы мағлұмат.

2. Популяцияның құрылымы мен  түрлері.

3. Популяцияның статистикалық және  динамикалық сипаттамалары.

4. Популяциялық гомеостаз –  популяцияның санын реттеу.

5. Популяцияның негізгі сипаттамалары

Қортынды

Пайдаланылған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Жалпы популяция әрбір түр белгілі бір территорияда - ареалда тіршілік етеді. Көбіне ареалдың әр жерінде орналасқан особьтар топтары бір-бірімен байланыса да алмай, шағылыса да алмай бөлектеніп өмір сүреді. Бұл топтардың саны түрдің санына, тарихи (филогенетикалық) жасына, ареалдың аумағына және басқа да себептерге байланысты. Популяция - тіршілік циклдары, морфологиялық белгілері ұқсас, генефондары ортақ особьтар жиынтығы. «Популяция» ұғымы латьшша populus - халық деген мағынаны білдіреді. Бұл терминді алғаш рет дат генетигі В.Л.Иогансен қолданды.

«Популяция» ұғымы биологияда негізгі ұғымдардың бірі, ал популяцияны генетикалық, эволюциялық және экологиялық тұрғыдан зерттеу жұмыстары ерекше бағытқа - полуляциялық биологияға бірігеді.Популяциялық, экология немесе демэкология осы бағыттың бір бөлігі болып табылады.

Бір популяцияға жататын организмдер бір-біріне қоршаған ортаның факторлары немесе басқа да бірге тіршілік ететін түрлерден кем әсер етпейді. Популяцияда түраралык, қарым-қатынастың барлық формалары кездеседі. Алайда популяцияда көбіне бәсекелестік және мутуалистік (бір-біріне пайдалы) байланыстар қатты байқалады. Популяциядағы өзіндік қарым қатынастары - бұл ұрпақ әкелуге қатысты байланыстар; әртүрлі жынысқа жататын особьтар арасындағы және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар.

Экологиялық жүйелердің, сонымен қатар популяцияның негізгі қасиеті - олар үнемі өзгерісте, қозғалыста болады. Бұл жүйенің өнімділігіне, биологиялық алуантүрлілігіне, құрылымдық-функционалдық ерекшелігіне әсер етеді. Тірі материяның ұйымдасу жүйесінде популяциялық деңгей ерекше орын алады.

Бір жағынан популяция тіршіліктің әртүрлі деңгейінде:организм-популяция-биоценоз-биогеоценоз-биосферафункционалдық-экологиялық қатарына кіретін биоценотикалық қарым-қатынастың элементарлық бірлігі болып табылады.

Екінші жағынан популяция әртүрлі деңгейдегі таксондардың филогенетикалық байланысын:организм-популяция-түр-туыс-тұқымдас-отряд-класс-патшалық көрсететін генетикалық-эволюциялық қатарына кіретін эволюциялық процестің элементарлық бірлігі.

 

 

 

1. Популяция туралы жалпы мағлұмат.

 

Популяция дегеніміз - белгілі бір географиялық аумақта тіршілік етуге бейімделген, генетикалық шығу тегі бір, бір түрге жататын особьтар жиынтығы. Популяция латынның "попилус" - "халық, топ" деген мағынаны білдіреді. Элементар (жергілікті) популяция - табиғаты бірдей кішігірім аумактарды мекендейтін бір түрге жататын особьтар жиынтығы. Элементар популяциялардың табиғаттағы саны, даму эволюциясы мен үзақтығы биоценоздың күрделі немесе қарапайымдылығына, бірегейлігіне байланысты болады.

Экологиялық популяция - жергілікті популяциялардың жиынтығы негізінде қалыптасады. Олар негізінде түр ішіндегі топтар болғандыктан белгілі бір биоценозда тіршілік етуге бейімделген. Мәселен, кәдімгі ақ тиін көптеген ормандарда кең таралған.

Географиялық популяция - географиялық жағдайлары бірдей аумақты қамтитын, особьтар топтарын қүрайтын экологиялық популяциялардан түрады. Географиялық популяциялар салыстырмалы түрде бір-бірімен нақты шектелген әрі өсімталдығы, особьтар формасы, экологиялық қатарлары, физиологиялық мінез-қүлқы және басқа да қасиеттері арқылы ерекшеленеді.

Популяцияның саны дегеніміз белгілі бір көлемдегі немесе аумақтағы особьтардың жалпы саны. Организмдердің саны табиғатта түрақты болмайды. Оның аз немесе көп болуы особьтардың өсімталдығы мен шығынына (өлуі) байланысты.  Популяцияның тығыздығы белгілі бір көлемдегі немесе кеңістіктегі особьтардың саны мен биомассасының салмағымен өлшенеді. Мәселен, 1 гектардағы шыршалардың саны 150 немесе 1 м3 көлемдегі су дафниялардың биомассасы 0,5 г. Популяцияның тығыздығы олардың санына байланысты өзгеріп отырады. Тығыздық шексіз өсуі мүмкін емес. Ол үшін особьтардың кең таралуына қолайлы жағдай мен кеңістік болуы керек. Организмдердің кеңістікте таралуы олардың шектеуші факторы кездеспейінше жүре беруі мүмкін. Осыған орай, популяциялардың кездейсоқ, біркелкі және топтанып таралу жолдары бар.

Кездейсоқ таралу тек бірегей ортаға тән кұбылыс. Мәселен, егістіктерде зиянкес жәндіктердің таралуы алғашында кездейсоқ болғанымен бірте-бірте көбейе түсіп, топтану немесе шашыранды таралу сипатын алады. Популяцияның табиғаттағы санын озін-өзі реттеу мүмкіндігі бар. Әрбір түрдің көбеюінің жоғарғы және төменгі шегі болады. Организмдердін жалпы шығынын үш типке жіктеп қарастыруға болады. Яғни, организмдердің тірі қалу мүмкіндігінің үш типі бар.

Тірі қалу мүмкіндігінің бірінші типі көбінесе насекомдарға, ірі сүтқоректілерге, ағаштарға, адамдарға тән. Бұл жағдайда организмдердің өмір ұзақтығы біркелкі дами келе ең соңғы жылдары (кәрілік кезеңі) қысқа уақыт аралығында шығын күрт көбейіп кетеді.

Екінші типке жататын организмдердің өлім-жітімі өмірінің ұзына бойында тұрақты болатын түрлерге тән. Бұларға тұщы суларда тіршілік ететін ішек куыстылар жатады, әрі бұл сирек кездесетін құбылыс.

Үшінші тип те көптеген организмдердің өкілдерін қамтиды. Организмдердің өсімталдығы және шығынымен қатар олардың кеңістікте таралуы (миграция) да табиғаттағы саны немесе тығыздығына тікелей әсер етеді. Популяция өзінің бар мүмкіндігінше ареалын кеңітуге тырысады. Табиғатта сирек болса да популяциялардың кейбір түрлерінің өсу немесе өлім-жітімі шектен тыс көбейіп кету жәйі кездеседі. Егерде популяция күрт көбейіп кетсе, оны өсімталдыгы жогары типке жатқызамыз. Ондай популяцияларды көбінесе үсақ организмдердің өкілдері күрайды. Популяцияларға қатысты организмдердің предпродуктивті, репродуктивті және пострепродутивті экологиялық топтарын ажыратады. Жастық кұрылымы аз немесе көп болуы әрбір особьтің өмірінің үзақтығына байланысты. Кейбір біркүндіктер деп аталған насекомдардың личинкаларының жасы бірнеше жылға созылса, ал ересектері бірнеше күн ғана өмір сүреді. Бүған жататын организмдер езінің табиғаттағы сан мөлшерін тез арада қалпына келтіреді. Табиғатта популяциялардың санының азаю процесі ондағы жас особьтардің азайып, ересектерінің көбейгендігін көрсетеді. Негізінен жас особьтардың көп болуы популяцияның сандық және сапалық қүрамын жаңартып, әрі түрақты үстап түруға тікелей әсер етеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Популяцияның құрылымы мен түрлері.

Популяцияның түрлері:          

Қалыпты популяцияда - барлық жастағылар тең болуы қажет. Егер популяцияда кәрі особьтар көп болса, онда олар көбеюі функциясын бұзады.Мұндай популяциялар регрессивтік популяция немесе өліп бара жатқан популяция деп аталады. Популяцияда жас особьтар көп болса жаңартатын немесе инвазивтік деп аталады. Популяцияның өмір жастары қорқыныш туғызбайды, бірақ особьтардың саны өте көп болып кетуі мүмкін, себебі мұндай популяцияда трофикалық байланыстар қалыптаспаған.

Популяцияның басқа да классификациясы бар. Популяцияны көбею түріне, өмір сүру ұзақтығына, генетикалық дәрежесіне байланысты да жіктейді. Популяцияның орналасқан  территориясына және особьтар арасындағы қарым-қатынас дәрежесіне байланысты элементарлы, экологиялық, географиялық деп бөледі.

Элементарлы популяция толық пнмиксиямен сипатталатын особьтардың қарапайым топтары. 

Панмиксия –популяция ішінде немесе қандай да бір басқа түрішілік топтарда особьтардың еркін  будандасуы. Панмиксия терминін 1885 жылы Вейсман енгізген.

Экологиялық популяция –кеңістіктегі біріккен элементарлы популяциялардың жиынтығы.

Географиялық популяция кеңістіктегі біріккен экологиялық популяциялардың жиынтығы.

Өздігінен пайда болу және эволюциялық түр түзілу процестері жүру қабілетіне байланысты перманентті-тұрақты, және темпоральды-уақытша деп бөлінеді:

Перманентті попцляция –кеңістікте уақыт бойынша салыстырмалы түрде тұрақты, ұзақ уақыт бойы шексіз ұзақ уақыт бойы өздігінен қалыптасуға қабілетті эволюцияның элементарлы бірлігі.

Темпоральды популяция кеңістікте өмір сүруі тұрақсыз, өздігінен ұзақ уақыт қалыптасуға қабілетсіз популяция. Ол жағдайлар өзгерсе перманентті популяцияға айналады немесе мүлде жойылып кетеді.

Көбею тәсіліне байланысты популяцияны панмиктикалық, клональды, клональды-панмиктикалық деп бөледі:

Панмиктикалық популяция- жыныстық жолмен көбейетін особьтардан тұрады.

Клональды популяция –тек қана жыныссыз жолмен көбею қасиеті тәне особьтардан тұрады.

Клональды-панмиктикалық популяция-жыныстық және жыныссыз жолмен көбеюі ауысып отыратын особьтардан тұрады.

Популяциялар құрылымы – бір жағынан түрдің биологиялық қасиеттеріне негізделіп, екінші жағынан – ортаның абиотикалық факторлары мен басқа түрлердің популяциялары әсерінен қалыптасып құрылады. Популяциялар құрылымы тұрақты болмайды. Территориядағы особьтардың таралуы топтардың жынысы, жасы, морфологиялық, физиологиялық және генетикалық ерекшеліктері бойынша ара қатынастары популяцияның құрылымын көрсетеді. 

• Популяцияның кеңістіктегі құрылымы – популяция особьтарының кеңістікте орналасу ерекшеліктері. Ол тіршілік ортасының және түрдің биологиялық ерекшелігіне байланысты. Жылдың маусымы, популяцияның сандық мөлшері уақыт бойынша өзгеруі мүмкін. Сондықтан популяция особьтары кеңістіктебірқалыпты, кездейсоқ және топтанып орналасады
• Популяцияның жыныстық құрылымы– особьтардың жыныстары бойынша ара қатынасы. Популяциядағы жыныстардың ара қатынасы генетикалық заңдар бойынша анықталады және оларға орта әсер етеді. Көптеген түрлерде болашақ особьтың жынысы ұрықтану кезінде хромосомдардың комбинацияларының өзгеруі нәтижесінде анықталады. Жыныстық белгілерімен тіркескен белгілері көбіне аталықтары мен аналықтарының морфологиялық, физиологиялық, экологиялық және мінез-құлықтық айырмашылықтарын анықтайды. 
• Популяцияның генетикалық құрылымы– особьтардың әртүрлі дәрежедегі генетикалық әр түрлілігімен сипатталады. Популяция особьтарындағы гендердің жиынтығын генефонддеп, ал бір организмнің хромосомасындағы бүкіл гендердің жиынтығын генотип деп атайды. Генетика тұрғысынан, популяция – генотиптер жиынтығы.
• Популяцияның жастық құрылымыособьтардың барлық жас топтарын, оның ішінде организмнің барлық даму стадиялары мен фазаларын қамтиды. Жануарлар популяциясында үш экологиялық жасты бөледі: репродуктив алды (өндіруге дейінгі), репродуктивті (өндіруші) және репродуктив соңы (өндіруден кейін). Жалпы өмірінің ұзақтығына қатысты әрбір жастың ұзақтығы әр түрде әр қалай болады. Адамдарда әрбір жас тобына бүкіл өмірінің үштен бір бөлігі келеді. Көптеген өсімдіктер мен жануарларда алғашқы жас тобы ұзақ болып келеді.

 

 

 

 

3. Популяцияның статистикалық және динамикалық сипаттамалары.

Популяцияның маңызды қасиетінің біріне оның динамикасы жатады. Ол особьтар санының ауытқуы жағымсыз салдарды туғызады. Соған байланысты популяцияның адаптациялық механиздері пайда болады.Әрбір популяцияға биотикалық потенциял тән-ұрпақты көп қалдыру. Әдетте, неғұрлым биотикалық потенциал жоғары болса, соғұрлым ағзалардың ұйымдасу деңгейі төмен болады. Мысалы, ашытқы саңырау құлақ .

Популяция динамикасының екі түрі бар:

1) Особьтар санының тығыздығына байланысты биотикалық факторларға тәуелді. Бұл жағдайда особьтар санының өсуі түрі J-түрі тәрізді қисықпен жүреді: Мұндай өсу түрі  экспоненциалдық деп аталады. Бұл адамдар популяциясына тән. Ол ең біріншіден , балалардың өлімінің төмендеуіне байланысты. Популяциядағы особьтардың өсу санын биотикалық  факторлар реттеп отарады. Оны популяцияның реттеуші факторы деп аталады.

2) Особьтар санының тығыздығына байланысты емес түрі-особьтар саны жоғарғы  өлім-жітіммен сипатталады. Бұл жағдайда  особьтар санының  өсуі S-тәрізді қисықпен сипатталады: мұндай қисықты логистикалық деп аталады. Логистикалық өсу қисығына обиотикалық факторлар әсер етеді( ауа-райы құбылыстары, тамақтың бар-жоқтығы әр-түрлі катастрофалар т. б.). Осындай фактор популяцияның уақытша шексіз өсуіне, сондай-ақ 0-ге дейін төмендеуіне қамтамасыз етіп отырады. Осындай факторларды модификалық фактор деп атайды. Динамикалық көрсеткіштер белгілі бір уақыт аралығында популяцияда жүретін процестерді сипаттайды. Популяцияның негізгі динамикалық көрсеткіштеріне туылым, өлім-жітім және популяцияның өсу жылдамдығы жатады. 
Туылым 
Көбею нәтижесіндігі уақыт бірлігінде пайда болған жаңа особьтар саны. Тірі организмдерде көбеюдің зор мүмкіншілігі бар. Мысалы, бактерия әрбір 20 минут сайын бөлінеді. Мұндай қарқындылықпен көбейсе, бір клетка 36 сағатта бүкіл планетаны жабатын ұрпақ береді. Сол сияқты бақбақ 10 жылдың ішінде егер бүкіл тұқымдары өссе, өз ұрпақтарымен бүкіл жер шарын қаптайды. Бірақ табиғатта іс жүзінде организмнің мұндай өнімділігі жүзеге аспайды. Туылым немесе туылым жылдамдығы-популяция санының ұлғаюы белгілі уақыт аралығында туылған және иммиграцияланған особьтерге байланысты, ал сандардың азаюы- өлім мен особьтердің эмиграциясына байланысты. 
Өлім – жітім 
Белгілі бір уақыт аралығында популяциядағы өлген особьтер саны. Бірақ популяциядағы организмдердің санының көбеюі немесе азаюы туылым мен өлім-жітімге ғана емес, сонымен қатар олардың иммиграциясы мен эммиграция жылдамдығына, яғни белгілі бір уақыт аралығындағы популяцияға келген және кеткен особьтер санына да байланысты болады. Өлім-жітім туылымға қарама-қарсы шама. Популяцияның өлім -жітімі белгілі бір кезеңде өлген особьтар санын көрсетеді. Популяциядағы өлім тығыздыққа тәуелді болуы мүмкін. Бұл құбылыс өсімдіктердің тұқымдарымен болады, тығыздыққа тәуелділіктен туатын өлім-жітім өскіндер кезеңінде жүзеге асады. 
Өлім-жітімнің үш түрі бар:  
Бірінші түрі 
- бірдей жас кезеңдеріндегі өлім -жітім.  
Екінші түрі  
- дамуының ерте кезеңіндегі өлімнің жоғарылығымен ерекшеленеді. Үшінші түрі