1. Същност предмет и задачи на екологията. Етапи на формиране място сред другите науки, подразделения, основни методи и значение
Изтегляне 1.41 Mb.
|
- Навигация на страницата:
- Генетична характеристика
- 11. Пространствена структура.
- Механизми за изграждане на териториална структура
- 12. Динамика и биологично значение на пространствената структура
- 13. Възрастова структура
- Особености на възрастовата структура при растителни популации
- Особености на възрастовата структура на популации на живатни
- Биологично значение на възрастовата структура.
Основни свойства на популациите. Всяка популация се характеризира с определено разпределение на съставящите я индивиди в пространство с определено съотношение на съставящите я групи по пол, възраст, морфология, физиология, поведенчески и генетични особености следователно популацията има своя многопосочна структура, която се формира на основата на биологичните свойства на вида и под въздействието на абиотичните фактори на средата и популациите на други видове. Следователно структурата на популациите има приспособителен характер. Генетична характеристика – всяка популация има своя генетична характеристика. Едно от основните свойства на всяка популация е генетичното родство на съставящите я индивиди. В една популация не могат да бъдат обединени, които са генетически изолирани. Популациине са взаимнокръстосващо се единство, но в природата има немалко животни и растения, които се размножават чрез самооплождане, партеногенетично или по безполов начин (делене, пъпкуване, спорообразуване) и не могат да се определят като взаимно кръстосващо се единство. Такива популации са системи от клонове или чисти линии, които използват средата, затова са относително мономорфни. Самооплождането, партенегенезисът и различните форми на неполово размножаване не са винаги първичен начин на размножаване. В повечето случаи са вторично явление. Например при самоопрашващите се растения периодично се извършва кръстосано опрашване. За покритосеменните растения, които се размножават вегетативно е задължително и половото размножаване. Партеногенезисът при много безгръбначни има периодично редуване с кръстосаното размножаване. Задължителната агамност е характерна за някои бактерии и синьо-зелени водорасли, но не е абсолютна. При тях няма полов процес, но се предполага, че се пренася генетична информация чрез вируси. Следователно такива популации се отличават от панмиктичните само по интензивността на наследствените изменения. Това се отразява на структурата им, но не е принципно тяхно отличие. Не трябва да се счита, че всяка група индивиди, обединени чрез панмиксия са една популация. В повечето случаи между съседни популации се осъществява обмен на индивиди. Благодарание на разселването на новородените (приплодите) при животните на неголеми разстояния, непрекъснато се извършва смесване на генофонда на различни популации. Смесването на генофонда определя тяхната генетична близост, но различията между тях се запазват поради фенотипичните им особености. Фенотипичните различия на организмите не се намират в съответствие с техните генотипични различия. Характерни фенотипове се формират под влиянията на конкретни условия. Тази закономерност се изразява в наличието на морфологични и физиологични различия между групи индивиди, живеещи при не еднакви условия. Различията засягат: скоростта на нарастване и развитие, размери, тегло, плодовитост, оцветяване и т.н. Затова и в такива случаи, когато генетичните общности на две съседни групи индивиди на даден вид не предизвикват съмнение, фенотипичните им особености са индикатои за различията в условията на съществуване на сравняваните видове, следователно не могат да се смятат за една популация индивиди, които не се различават генетически, но се отличават по своя фенотип. 11. Пространствена структура. Пространствената структура е типична за всяка популация. Изразява се в начина, по който съставляващите я индивиди се разпределят в пространството. Разпрделението на индивидите може да се сведе до три основни типа:
Механизми за изграждане на териториална структура При растенията териториалната структура се осъществява главно чрез промените на физико-химичните условия на средата – поради засенчване на едни видове от други и поради отделяне на алелопатични в-ва (метаболити отделяни от кората или листата). С химична природа са териториалните взаимоотношение при микроорганизмите и нисшите животни. Ларвите на стридите, морските жълъди ръководейки се от химичния си усет се прикрепят на места с индивиди от същия вид. При висшите животни териториалната структура се определя чрез система от инстинкти. Чрез инстинки се подържат териториалните структури на популациите на бозайници, птици, влечуги и много риби, в по- малка степен на земноводни, при много безгръбначни със сложна нервна система – паяци, главоноги, ракообразни, насекоми. Независимо от териториалната обособеност между членовете на популацията се поддържа връзка чрез системи от различни сигнали и чрез непосредствени контакти на границите на териториалните участъци. Запазването на териториалните участъци става по различен начин:
Обикновено борбата е само система от ритуални пози и завършва като правило с победа на собственика. Пришълеца се изгонва, дори когато е по- силния. В поведението на животните, които са на своя територия преобладавт рефлексите на активна отбрана, а тези които са на чужда територия - ориентировъчни рефлекси. Обикновено собственика веднага се нахвърля върху пришълеца и го преследва до границите на своята територия. Ако при преследването се увлече и попадне на неговата територия, ролите им се сменят. Обикновено животните рядко попадат в конфликти, т.е. избягват попадането в чужда територия. Обикновено се използва маркировка, тя е много разнообразна. При много птици има акустична маркировка – показват заетостта на територията чрез песен и се задържа там, където е най- вероягтно навлизането на съсед. По границите на индивидуалния си участък мечките и дивите котки правят дълбоки драскотини по корите на дърветата, които редовно възстановяват. По- височината, на която са разположени драскотините се съди за размера на животното и за силата на живитното. Много често се използва олфакторно маркиране (чрез урина или изпражнения). Например маркиране чрез урина използват семействата на котките и кучетата. По разположението и специфичната миризма животните получават разнобразна информация за този, който ги е оставил – възраст, физиологично състояние, пол, полова активност и т.н. Използването на това олфакторно средство за информация през размножителниа период рязко се увеличава. Аналогична роля играят екскрементите. При някои животни за маркиране и информация служат секрети от специални жлези наречени телегрони или феромон. Това са секрети на анални, гръбни, коремни, околоочни идруги жлези. При някои видове се отбранява целия индивидуален, семеен или групов участък, при други само част от него – около “биологичния център” – мястото на скривалището, гнездото. Част от териториалните участъци могат да си припокриват, там инстинктът за агресия изчезва – територия за общо ползване. Много животни имат индивидуален участък през целия си живот – дребни мишевидни гризачи. Повечето обаче имат териториален участък само през определен период от жизнения си цикъл – по време на размножаване и др. В постоянните семейни групи териториалните отношения между членовете могат да бъдат много сложни. Например тигрите са полигамни, семейството е от един мъжки и 2-3 женски и млади индивиди. Размножаването на териториалния участък зависи от числеността на жертвите. Мъжките постоянно обхождат територията и я маркират чрез екскременти или чрез урина. Участъците на младите индивиди се припокрива отчасти с тези на женските. Някои части се посещават само от мъжки. Всеки член си има любима територия за лов. Младите напускат територията на 3-5 години. При животни със скитащ начин на живот няма индивидуални участъци. Те имат силно развита ориентация за положението на съседните. Например при стадата от копитни се подържа определено средно разстояние между тях, така че да неси пречат. Пространствената структура при животните е възможна благодарение на две основни свойства:
Придвижването може да е пасивно и активно. Пасивно е при почти всички растения и някои неподвижни прикрепени животни. Пасивните движения се осъществяват чрез вятъра, водата, живите организми. Общуването се осъществява по различен начин – най- древно средство е хим. чувств. Характерна е за всички видове оргонизми. За растенията, микроорганизми и някои нисши животни е единствено средство за общуване. Химическата чувствителност се усложнява с появата на обонятелни и вкусови органи. За подържане на пространствената структура се използват и оптични сигнали. Сигнално значение има формата на тялото, оцветяването, жестове, мимики. Съществува език на цветовете, на жестовете, на формите. Всички звукове, които съпътстват движенията, изяждането на храната и други жизнени актове и техните производни от специални звукови органи са система за общуване, която е по- добре развите при по- висшите групи животни членестоноги, риби, земноводни, птици и бозайници. Акустичните параметри на гласа и звука при индивиди от един и същи вид са съгласувани. При някои птици са установени диалекти – видови и популационни. Звуковете издавани от индивиди на различни популации не са идентични и служат за общуване в рамките на популацията. Прилепите и делфините използват ехолокация. Електрична сигнализация при някои риби.
Пространствената структура е различна при различните видове. Възможно е един и същи вид да използва различни системи на пространствена организация. Един вид използва различна пространствена сруктура през различните сезони или в различни части на ареала си. В една част от ареала в един сезон са възможни възрастови и полови различия на пространствената структура. Например гора от един вид – в началото индивидите се разпределят групово, а после в резултат на конкуренцията за светлина гъстота е по- малка и дърветата са на еднакво разстояние. Водният плъх през зимата в северните части на ареала си води единичен начин на живот, а в южните групов. В групи прекарват зимата и някои насекоми (калинки), много риби, земноводни, птици, бозайници, влечуги, които през топлите месеци водят единичен начин на живот. Някои птици през топлите месеци водят единичен начин на живот, а малките като се излюпят – групов. При дивите свине мъжките водят единичен, а женските с малките групов. Някои птици некрофаги – C. Corax, врана образуват рехави ята със слаба връзка между индивидите. Водят семеен начин на живот но отделните индивиди се следят във въздуха и се струпват там, където един индивид намери храна. Биологично значение. При равномерно и случайно разпределение в сравнение с груповото се намалява вътрепопулационната конкуренция. Пригодната за живот територия се заселва по- плътно и се използва по- пълно. Предотвратява се пренаселването и изчерпването на в-ва. Разсредоточаването на индивидите изключва възможност от масово унищожение от хищници и болести. Обратно- агрегациите засилват вътрепопулационната конкуренция. Например група зелени растения по- добре се противопоставя на вятъра, по- ефективно намалява загубите на вода, но нуждите от хранителни в-ва и от светлина са по- слабо задоволени. Вреденият ефект от тази конкуренция често превишава предимствата от обедининието в групи. При животните предимствата от групов начин на живот са повече и се среща по- често. Повишаването на жизненоспособността при групов начин на живот се нарича групов ефект. Груповите обединения често влияят положително върху метаболизма и способността за създаване на по- благоприятни микроклимати и химизъм на средата. При обществено живеещите насекоми (термити, пчели, мравки) се подържа такава температура каквато един индивид не може да поддържа. Благодарение на съвместното зимуване на някои гризачи (полевки) температурата на дупките превишава тази на околната среда с 10-20 градуса. Взаимното затопляне на индивидите в ятата дава възможност на много кокошеви птици да преживеят много сурови студове. Рибите, живеещи в групи могат да издържат много повече дози отрови във водата от един индивид. Дори ако един индивид се премести във вода, в която е живяла група, устойчивостта му се повишава. Причината за неутрализирането на отровата са отделените слуз и секрети от рибите в групата. Физичните и химичните свойства на водата, в която живеят организми са различни от водата без организми. В зимните струпвания на мирните риби се намалява нивото на обмяната на в-вата. Златните рибки, отлеждани единично, употребяват повече кислород, отколкото ако са няколко. При овца извън стадото пулсът и дишането се учестяват (повече кислород), при вида на стадото се нормализира. Снижаването нивото на обмяната при струпвания спомага изразходването на резервни в-ва – единично зимуване приели са много по- ниско ниво на обмяна от това в група, това води до повишаване загубата на енергия, изтощаване, смърт. Същото е и при земноводни, влечуги и бозайници. Груповият начин на живот при много птици и бозайници способства за по- успешно намиране на храна, по- добра защита от неприятели. Вълците ловуват по- успешно обединени в глутници. Пеликаните гонят рибата групово към плитчините. Много струпвания са свързани с размножаването. Колониалните патици не могат да се размножават ако колонията силно намалее по численост. За африканските слонове стадата трябва да са не повече от 25 индивида. При северния елен най- продуктивни са стадата от 300-400 индивида. Груповият ефект не трябва да се смесва с т.нар. масов ефект, който се получава при преуплътняване и е с отрицателен ефект за популацията. За всеки вид е свойствен и специфичен минимален размер на популациите, под който те не могат да съществуват. Това се нарича принцип на минималния размер. При повечето популации смъртността е минимална при малки размери на популацията, а при други при промеждутъчен размер. Тогава е вредна пренаселеността и недонаселеността. Това се нарича принцип на Оьееш.
Възрастова структура - съотношението на съставящите популацията възрастови групи индивиди. Това е много важна характеристика на популацията, защото определя репродуктивните и възможности в момента и показва какво може да се очаква в бъдеще. Прието е данните за за разпределение на възрастовите групи да се представят във вид на възрастови пирамиди. В тях броят на индивидите в различни възрасти или техният дял в проценти от индивидите на цялата популация се означава с ширината на хоризонтално ориентирани и последователно подредени във вертикална плоскост фигури. Отдолу се намират най- младите индивиди, а най- отгоре най- старите. Различават се три вида възрастови пирамиди – А, В, С.
А – на нарастваща популация В – на стабилна популация С – на намаляваща популация А е сширока основа и много висок процент млади индивиди. Това показва, че сезона на размножаване е бил приятен и ако смъртността на ювенилните индивиди до момента на половото им съзряване не е голяма може да се очаква увеличаване на популацията през размножителния период, в който те ще участват. В е с умерен процент млади индивиди. Характерно е за стабилни популации – раждаемостта се уравновесява със смъртността. С е с по- тясна основа в сравнение със средната част. Характерна е за намаляващи популации - смъртността е по- голяма от раждаемостта. При разделнополовите видове за женските и мъжките се правят отделни пирамиди. За интерпретация на данните за възрастовата структура се отчита и продължителността на различните възрастови стадии. Различават се три екологичне възрасти:
Продължителността им е различна при различните видове. При различни условия в един вид също е различна. При съвременния човек тези възрасти са почти еднакви (по1/3). За много растения и животни е характерен дълъг предрепродуктивен период. При някои животни (насекоми) е прекалено дълъг, репродуктивният е къс, а пострепродуктивнят период може да липсва. Например еднодневките – предрепродуктивният период е 1-2 години, репродуктивния – няколко дни до една седмица, а пострепродуктивен период няма. Пострепродуктивният отсъства при растенията с еднократно плодоношение, включително и едногодишнште и при някои с многократно плодоношение. При такива видове с различна продължителност на екологичната структура, при стабилна възрастова структура отношенето между отделните възрастови групи няма да е еднакво. Особености на възрастовата структура при растителни популации Наблюдават се 4 възрастови периода:
Популация, която в даден момент е представена само от семена и от млади растения се нарича инвазионна. Популация, която няма млади индивиди, а има само сенилни и субсенилни, или от цъфтящи, но не образуващи семена индивиди се нарича регресивна. Тя не може да се самоподдържа и зависи от внесените семена от вън. Популация, която включва индивиди от всички или от почти всички възрастови групи е нормална. Нормална популация, която има индивиди от всички възрастови групи е пълночисленна, а ако има от почти всички – непълночисленна Особености на възрастовата структура на популации на живатни В зависимост от особеностите на размногаване на вида, индивидите на популацията може да са от една или от различни генерации. В първия случай всички индивиди са близки по възраст и едновременно преминават в следващия стадий от жизнения цикъл. Такива са популациите на много видове нестадни скакалци. През пролетта от снесените в почвата предната година яйца се развиват ларви, които се развиват едновременно и в края на лятото популацията се състои само от полово зрели индивиди, те снасят яйца и с наближаване на зимата загиват. При видовите с еднократно размножаване и кратък жизнен цикъл се сменят няколко поколения през годината. Във втория случай видовете с едновременно съществуване на различни генерации в популацията си могат де се разделят на две основни групи:
Такъв вид, който се размножава един път в живота и популацията му се състои от няколко генерации е майският бръмбар. Имагото снася яйцата през пролетта и възрастните загиват. Ежегодно това се повтаря. От яйце до имаго развитието продължава 4 години следователно едновременно в популациите присъстват 4 генерации. Всяка година една генерация завършва своя жизнен цикъл и се появява нова. Възрастовите групи в такива популации са ясно разграничени. Едновременното съществуване на няколко генерации при видовете с еднократно размножаване маже да се обуславя също от разтеглено във времето снасяне на яйца, нарастване и полово съзряване на индивидите. Това става в резултат на наследствена нееднородност на индивидите в популацията и под влияние на различия в микроклиматичните и други условия. Например домашната муха зимува като ларва и като имаго. През лятото се развиват 4-5 генерации. Едновременно се срещат представители от няколко поколения, но винаги едно от тях (най- скоро създалото се) преобладава. Много по сложна е възрастовата структура в популации с видове, размножаващи се многократно. Възможни са две крайни ситуации:
Биологично значение на възрастовата структура. Всяка популация се състои от различни възрастови групи, които преминават една в друга. Те са биологично различни, тъй като притежават различни морфо- физиологични и екологични особености, които им осигуряват известна самостоятелност, а понякога и разделно съществуване. Например при проходните риби отделните възрастови групи живеят разделно. При повечето видове подобно пространствено разделение няма. Те живеят обикновено на едни и същи територии, но и те често са биологично изолирани, тъй като заемат различни екологични ниши. Всяка възрастова фаза представлява от само себе си обемна жизнена форма и нейната смяна се съпровожда с промяна характера и на връзките със средата, а често и с начина и на живот. Например гъсеницата се раличава от имагото толкова рязко, като разредите и дори класовете. Гъсениците живеят за сметка на пълноценна и богата на енергия храна, какавидите изобщо не се хранят, а имагото е с въглехидратна хранене или не се храни. Поповите лъжички след образуването на уста се хранят с детрит, диатомей, зелени водорасли, а възрастните са зоофаги. При птиците и бозайниците младите животни се явяват пойкилатермни – не поддържат постоянна температура на тялото. В хипотермни се превръщат по- късно – с развитието на оперението при птиците и 10-15 дни след раждането при бозайниците. При всички организми в течение на индивидуалния им живот се променя храненето, топлообмена, водообмена и начинът им на живот. Биологичното значение на възрастовите различия в устройството, функциите и поведението е огромно, тъй като така се усложняват и обогатяват връзките между организмите и средата и се откриват възможности за по- пълното и използване. Възрастовата структура не е статично явление. Тя непрекъснато се променя – поради промяна на външната среда или в самата популация. Въпреки, че е динамично явление, за всяка популация е характерна известна нормална/стабилна възрастова структура, към коята всяка популация се стреми.
Каталог: files -> su files su files -> "Икономиката е история на човешката трудова дейност." Маршал su files -> Календар и хронология Астрономични основи на календара su files -> 1. предмет и задачи на историчната геология su files -> Икономика на околната среда: Преглед su files -> Регулиране на пазара: информация и несигурност su files -> Отлики и единство на цивилизациите От праистория към история su files -> Карл Велики е един забележителен за времето си властелин su files -> Панславизмът е културно-политическо движение, имащо за цел освобождението, а след това политическото, културното и икономическото обединение на славяните Изтегляне 1.41 Mb. Сподели с приятели:
|
