38. Структура популяции
1. Ключевые вопросы.
1. Назовите типы пространственной структуры популяций и причины их формирования. Приведите примеры живых организмов с различным типом пространственной структуры популяций.
В природе популяциям свойственны три типа пространственного распределения особей: случайное, равномерное, групповое. Они формируются в зависимости от степени неоднородности среды обитания, биологических особенностей вида и поведения особей.
Случайное распределение
Редкие растения, гидры, пауки, двустворчатые моллюски, мелкие животные степей и пустынь.
Равномерное распределение
Кустарники в пустыне; некоторые виды хищных рыб, птиц и млекопитающих, охраняющих свои кормовые территории.
Групповое распределение
Лещина, дуб, пырей ползучий, ландыш майский, клевер ползучий.
2. Почему изменяется соотношение полов в популяциях на разных стадиях жизненного цикла особей?
В эмбриональный период на генетическую обусловленность пола накладывается влияние факторов среды, что приводит к изменению соотношения полов при рождении особей.
К моменту полового созревания соотношение полов также изменяется. Оно зависит от устойчивости особей разного пола к факторам среды, что связано с физиологическими, экологическими, поведенческими и другими особенностями самцов и самок.
3. Приведите примеры разных типов этологической структуры в социальных группах животных.
При семейном образе жизни усиливаются связи и взаимоотношения между родителями и потомством. Например, такой образ характерен для африканских львов. Семья львов (прайд) состоит из взрослого самца, нескольких самок и их детёнышей. Взрослые члены прайда сообща охотятся, защищают и воспитывают потомство. При семейном образе жизни проявляется территориальное поведение животных. Владение семейным участком обеспечивается его маркировкой при помощи звуковых сигналов и пахучих меток, демонстрацией поз угрозы, а также прямым нападением на чужака при его вторжении на занимаемый участок.
Некоторые животные, например волки и гиеновые собаки, объединяются в стаи. В стаях сильно развиты подражательные реакции и существует строгий порядок подчинения. Все действия членов стаи согласованы звуковой, зрительной или химической сигнализациями. На период размножения стая может распадаться на отдельные пары, которые рождают и воспитывают потомство. После выведения потомства стая образуется снова.
Более длительное и постоянное, чем стая, объединение животных называют стадом. В стадах есть вожак, которым становится наиболее сильная особь. Вожак берёт на себя руководство всей деятельностью стада и поддерживает строгую иерархию его членов путём специальных сигналов, угроз или прямым нападением. В таких стадах у всех особей есть определённый ранг (от высшего до низшего), предполагающий, например, преимущественное право потребления пищи, подхода к водопою, обладания самкой и т. п.
Групповое поселение оседлых животных, длительно существующее или возникающее на период размножения, называют колонией. Сложность взаимосвязей в колониях может варьировать – от простых территориальных скоплений одиночных форм (устрицы, мидии и др.) и поселений, в которых некоторые жизненные функции животных (например, защита от врагов) выполняются сообща (чайки, ласточки, грачи, пингвины), до очень сложных образований, в которых отдельные члены колонии функционируют как определённые органы целого организма (большинство общественных насекомых – термиты, муравьи, пчёлы, осы и др.).
2. Сложные вопросы.
1. Какое значение для хозяйственной и природоохранной деятельности человека имеет изучение возрастной структуры популяций?
Изучение возрастной структуры популяций имеет практическую значимость для человека. Оно позволяет оценить, какую возрастную группу и в каком объеме можно изъять для использования. Или наоборот, какая возрастная группа особей в наибольшей степени нуждается в охране.
2. Две популяции промысловых рыб обитают в разных водоемах и имеют разную возрастную структуру: у одной популяции возрастная пирамида с широким основанием, а у другой — с узким. Составьте план мероприятий по нормализации возрастной структуры данных популяций.
При малой доле предрепродуктивных особей популяция будет иметь возрастную пирамиду с узким основанием — ее численность будет снижаться. Она нуждается в охране или дополнительном вселении особей.
3. Две популяции северных оленей оказались в разных условиях среды, что повлияло на их возрастную структуру. В первой популяции было 140 предрепродуктивных особей, 80 особей репродуктивного и 40 особей пострепродуктивного возраста. Во второй популяции оказалось 60 предрепродуктивных, 140 репродуктивных и 80 пострепродуктивных особей. Постройте возрастные пирамиды, используя масштаб 1 см = 20 особей. Дайте прогноз на будущее для этих популяций. Укажите, какие действия в отношении каждой из популяций должен предпринять человек, чтобы они сохранили свое существование.
Первая популяция (с большой долей предрепродуктивных особей относительно других возрастных групп) будет увеличивать свою численность. Вторая популяция (с малой долей предрепродуктивных особей) будет снижать свою численность. Она нуждается в охране или дополнительном вселении особей.