Проф. Байко Димитров Байков, д н. Основи на екологията ІІ допълнено и преработено издание София Съдържание
Изтегляне 4.76 Mb.
|
- Навигация на страницата:
- Структура на популацията
- Численост и плътност на популацията
- Раждаемост.
- Смъртност на популацията.
- Демографски строеж.
Генетичен фонд (генофонд). Устойчивостта на биосферата, респективно нейните перспективи за съществуване неограничено дълго във времето, се определят от екологичното разнообразие, което включва според Одум два критерия /1989/: • като брой на представителите на различни видове на единица площ или обем • като относителна представителност /в %/ на всеки от видовете в изследваното пространство.
• генетично разнообразие /съвкупността на генетичната информация на гените на всички растения, животни и микроорганизми, обитаващи Земята/; • видово разнообразие /количество на видовете живеещи на земята/; • разнообразие на екоситемите /включващо обитателите на различни екотопи, биотичните съобщества и екологични системи/. Като синоним на генетичното и видово разнообразие в литературата се използва понятието генетичен фонд или генофонд, като понятието има две значения: а/ съвкупност на гените на група индивиди /популации, групи от популации или на вида като цяло/; б/ наследствените качества /проявени или потенциални/ на всички живеещи на Земята организми. Всеки биологичен вид е уникален и с определено значение за функционирането на екосистемите и биосферата. Многообразието на видове, които са потенциално безсмъртни благодарение на предаването на наследствената информация от поколение на поколение, гарантира устойчивостта на екосистемите и на биосферата. По тази причина целият генофонд на нашата планета, с изключение на някои опасни болестотворни организми, трябва да бъде запазен. Недостатъчни са познанията ни за възможностите за използуване на нетрадиционни видове в стопанската дейност на човека, за прилагане на “патентите на живата природа” в техниката /тази насока на научни изследвания е предмет на биониката/. Накратко ще анализираме биологичното разнообразие в момента. В World Resources 1994-95 - A Guide to the Global Environment заглавието “Биологичното разнообразие - зряло съвършенство на природата” е показателно за ролята на многообразието от видове за устойчивостта на биосферата. Биологичното разнообразие включва всички форми на живот на Земята: видово разнообразие, генетично разнообразие /вариациите между индивидите и между популаците на един бологичен вид/, разнообразие на екосистемите /различията между обитателите в отделни екосистеми/, функционално разнообразие /различия в ролята, която организмите изпълняват в една или дрга екосистема/. Вид. Основна единица в биологичната класификация и по тази причина е мярка за биологичното разнообразие. Видът /species/ е качествен етап в еволюция на организмите. Той представлява съвкупност от индивиди със сходни морфологични, физиологични и биохимични особености, които се възпроизвеждат и дават плодовито потомство, адаптирано към жизнена среда. Средата на живот включва определени елементи и характерни параметри както на абиотичните, така и на биотичните фактори, и тази съвкупност от условия определя ареала на разпространение на вида. Специфична особеност на вида като надорганизмово равнище на организация на живото вещество е невъзможността да се възпроизвежда с еднотипни по морфология, местообитание и физиолиогични особености представители. Поради факта, че това определение е до голяма степен лишено от конкретност за характеризиране на вида, се прилагат признаци и свойства, включени в сборното понятие критерии. 1. Морфологичният критерий се основава на сходството в структурата /външна и вътрешна/ на даден вид. В рамките на един вид се наблюдават както индивиди с различни морфологични особености, така и т. нар. видове-двойници, при които е невъзможно възпроизводство. При черния плъх са установени напълно идентични на външен вид представители, но тяхното възпроизводство е невъзможно поради различия в наследствената информация - съответно 38 и 42 хромозоми. 2. Генетичен критерий - за всеки вид е характерен набор от хромозоми, които са строго определени по брой, размери и форма. Те предвляват основен признак на вида, който го отличава от всички останали морфологично подобни видове. 3. Физиологичен критерий - който се определя по сходството на жизнената дейност при представители от един и същи вид, но преди всичко по еднаквите механизми на възпроизводство. Независимо от това, че липсата на възможност за възпроизводство е основен принцип във физиологичния критерий, съществуват и изключения на възпроизводство между различни видове канарчета, тополи, върби и т. н. , което е показател, че този критерий не може да бъде приет за основен. 4. Географски критерий - определения ареал /територия или акватория/, заеман от дадения вид в природата. Той може да е с различни размери, но е възможно в резултат на антропогенните фактори да включва огромни територии /организми-космополити/. 5. Екологичен критерий - съвкупността от фактори на външната среда, които дават възможност за съществуване на вида. Между многото представители на семйство Лютичета в зависимост от този критерий е и тяхното разпространение. 6. Химичен критерий - съвременната апаратура и прецизни методи позволяват да се установи точно химичният състав на всеки организъм. Химичната нееднородност на биосферата, която се проявява и на равнище видове дава възможност видовата идентификация да се осъществи по химичният състав на вида, който е уникален. Направеният кратък преглед показва, че при дефиниране на вида не е достатъчен един критерий, а цялата съвкупност от изисквания към околната среда или физиологични особености на изследвания вид, които дават възможност той да бъде включен към съответната основна структура на класификация на живото вещество.
Популацията /от лат. Рорulus = народ/ е първото надорганизмово равнище на организация на живото вещество. Представлява съвкупност от индивиди от даден вид, която продължително време съществува и заема определена част от ареала, като е обособена от други съвкупности на същия вид. Популацията е елементарна структура на вида, формата, в която той съществува в природата. От общобиоло-гична гледна точка представлява самостоятелно равнище на организация на материята, каквито са организма, органа, клетката и гена. Тази съвкупност от представители на един и същ вид притежава основното качество на кибернетичните системи - способност към саморегулация, самоорганизация и самовъзпроизвеж-дане. Популацията е група от представители на един вид, между които може да се обменя генетична информация и която заема определено пространство и функционира като част от биотичното съобщество. Индивидите имат еднотипни външни признаци и физиологични особености, единна реакция при въздействие на факторите на средата, своеобразен тип на динамиката на числеността, определен демографски и териториален строеж с общо биологично сигнално поле и всичко това като цяло обезпечава популационната хомеостаза, самостоятелно съществуване и развитие, характеризиращо се с взаимодействие с жизнената среда и влияние над нея. Популацията е вътрешновидова групировка, която е възникнала в резултат на еволюцията. Тази групировка е потенциално безсмъртна, тъй като за разлика от отделния организъм може да съществува неопределено време. Възможно е да възникне и като резултат от антропогенната дейност при интродукция на определен брой индивиди и последващо размножаване или възникване на популаци-онни групировки в преобразени от човека биотопи. Накратко: популацията представлява групировка от индивиди с общ генофонд, сходна морфология и единен жизнен цикъл. Първият екологичен закон за популацията е формулиран от Четверников /1903/ като „правило за обединяване в популации", според което инвидите от всеки вид съществуват не изолирано, а в организирани по определен начин съвкупности. Поради това, че всяка популация има строго определена генетична, фенотипна и полововъзрастова структура, тя не може да съществува при по-малък брой индивиди от необходимите за осигуряване на стабилно поддържане на тази структура и на нейната устойчивост спрямо факторите на външната среда
та от популацията територия влияят върху морфологичните и физиологичните особености на изграждащите я индивиди. В зависимост от заеманата територия се различават елементарна, екологична и географска популация. 1. Елементарна (местна) популация - представлява съвкупност от представители на един вид, която заема относително неголям участък от еднородна площ. Броят на елементарните популации, с които съществува видът зависи от разно-родността на условията в биогеоценозата - колкото те са по-еднообразни, толкова по-малкък е броят им и обратно. 2. Екологична популация - формира се като съвкупност от популации. Това са вътрешновидови групировки, приспособени към конкретна биогеоценоза. Те са слабо изолирани една от друга, като често се осъществява кръстосване на индивиди и обмен на наследствена информация. Екологичната популация е предмет на изучаване в екологията и представлява пространствено ограничена вътрешно-видова групировка, в основата на която е известна общност на произхода, сходство във фенотипа и единност на реакциите спрямо външни въздействия. Функционалното единство е една от най-важните особености на екологичната популация. То обуславя едновременната и еднотипна реакция на всички членове на популацията при дадени въздействия на средата, което е резултат от наследствено родство и генетична обусловеност на реакциите, както и на силно развити подражателни рефлекси. Съществено е, че популацията не просто заема определена площ, а съществува на нея, което означава, използува нейните жизнени ресурси и възможности, но се развива в единство с тази среда. Взаимоотношенията популация -жизнена среда са двустранни. В жизнената среда организмите натрупват и взаимно си предават информация, т.е. тя представлява тяхното биологично сигнално поле. Съгласно закона за популационния максимум, при еволюцията на популациите регулирането на тяхната плътност е до степен, която е значително по-малка в сравнение максимума на ресурсите в жизнената среда с оглед наличие на жизнени ресурси при кризисни за популацията ситуации. В природните екосистеми, различните популации използуват в различна степен достъпните ресурси. Растенията усвояват максимално /в рамките на екологичните ограничения/ енергийните ресурси и територията, но по отношение на използуването на минералните соли те, подобно на животните, притежават механизми за саморегулация, които възпрепятствуват изтощаването на почвата. При популациите от животни оставят значителни хранителни ресурси: наземните животни /едрите бозайници/ използуват около 30-60 % от тревната растителност и 10 % от горската растителност. В по-висока степен оползотворяват растителните ресурси водните хетеротрофни организми. Влиянието на средата върху числеността на популацията е обект на още два екологични закона. Според теорията за лимита на числеността на популацията, числеността на природните популации е ограничена от изтощаването на хранителните ресурси и условията за възпроизводство /за размножаване/, респективно недостъпността на тези ресурси и извънредно краткия период за увеличаване нарастването на популацията. Според теорията на биоценотичната регулация на числеността на популацията, формулирана от Фредерикс /1927/, регулацията на числеността на популацията е резултат от комплексното въздействие на абиотичната и биотичната среда в местообитанието. Популацията също въздействува върху жизнената среда. Това въздействие е разностранно и значително. В резултат на жизнената дейност на индивидите коренно се променя обликът на тяхната жизнена среда. При въздействието на популацията върху средата действува правилото за съхранение на жизнената среда, формулирано едновременно от Уини-Едуардс и Реймерс /1955/, според което гръбначните и безгръбначните животни притежават еволюционно формирани механизми, които възпрепятствуват разрушителната дейност на популацията върху собствената й жизнена среда. 3. Географска популация - представлява съвкупност от екологични популации, населяващи географски еднородна, но биоценологично разнообразна територия. Географските популации населяват относително големи територии и са относително изолирани помежду си. Различават се по плодовитост, размер на индивидите и по редица екологични, физиологични и поведенчески особености. В природата границите и размерът на популациите се определят не само от особеностите на територията, но преди всичко от екологичните особености на самата популация. В основата на разпространението й е нейното генетично и екологично единство. Раздробяването на вида на множество малки териториални групировки представлява процес на приспособяване към огромното разнообразие на условията на съществуване. По такъв начин се увеличава генетичното му разнообразие и се обогатява неговият генофонд. Сега се приема, че популацията представлява елементарна единица на еволюцията, а елементарният еволюционен акт се заключава в приспособителното й преобразуване. Популациите проявяват биологично разнообразие. То повишава жизнеността на вида е възможностите му да съществува. Обобщаващ показател за биологичното многообразие е степента на популационна еврибионтност, т.е. приспособителната изменчивост и способността на индивидите да обитават биотопи с различаващи се екологични фактори. Колкото по-подчертано е разнообразието на групите индивиди, толкова по-широка е екологичната им пластичност, което дава възможност популацията да се приспособява към цикличните или внезапните промени в жизнената среда. Сред формите на биологично многообразие може да се подчертае съществуването при много видове на биологични раси, принадлежащи към един вид, но с различен начин на живот, хранене, размножаване и др. Популацията има определена пространствена организация или териториална структура. По принцип всяка популация съществува на определена територия, която при растенията и някои безгръбначни животни, които не се придвижват, е относително постоянна. Пространствената организация се характеризира с начина на разпределение на индивидите върху територията. На фис 8.1 са показани са три типа на разпределение на организмите в пространството: а. Случайно - съществува само в еднородна проявяват склонност към струпване. Първоначално е случайно разпределението на дъждовните червеи в полето. След като се увеличи популацията, тяхното разпределение престава да бъде случайно. б. Равномерноразпределение - среща се рядко в природата. То често е свързано с остра конкуренция между отделните индивиди. Този тип на разпределение е установен при някои хищни риби. в. Групово разпределение - най-разпространено в природните екосистеми. То осигурява най-висока устойчивост по отношение на неблагоприятните въздействия на средата в сравнение с отделния индивид. При случайното и груповото разпределение само част от територията представлява непоссреда и при видове, които непосредствена жизнена среда фиг. 8.1. Разпределение на организмите в екотопа.
1 2 3
1 - случайно; 2 - равномерно разпределение; 3 - групово разпределение
При анализ на разпределението на популациите следва да се посочат два основни принципа или правила. Съгласно принципа на териториалността всички индивиди и групи от индивиди в популацията притежават индивидуално и групово пространство, което се придобива благодарение на механизмите на активно общуване - поведенческо при висшите организми или физико-химично /алело-патия и др./ при нисшите. Правилото за топографската или популационна разно-родност на ареала дефинира неравномерното разпределение на популацията в пространството, при което остават „празни места", с неподходящи за жизнената дейност на организмите условия и се формират екологично разнородни микропо-пулации, всяка от които е приспособена към конкретни условия на местообита-нието си /Реймерс, 1994/. Численост и плътност на популацията. Числеността на популацията е общото количество на индивидите, които я формират. Тя не е постоянна и като правило зависи от съотношението между интензивността на размножаването и смъртността. При интензивно размножаване и нормална смъртност числеността се увеличава, а при нормално или понижено размножаване и увеличена смъртност тя намалява. Следва да се има предвид и правилото за колебанията /цикличността/ на популацията /Реймерс, 1994/: „популацията никога не е с еднакъв брой индивиди, като задължително освен сезонните изменения в числеността, възникват и периодични флуктуации, обусловени от външни по отношение на популацията фактори и осцилации, свързани със собствени /вътрешни/ промени в популацията". Независимо от измененията и осцилациите, числеността на популацията има определени предели, за които Одум /1975/ пише: „Съществуват определени горни и долни граници на числеността на популацията, които са установени в природата или които теоретично могат да съществуват неопределено време". Плътността на популацията представлява количеството индивиди или биомаса на единица площ или обем. Плътността е променлива и зависи от числеността и територията. Плътността се характеризира с величините: средна плътност т.е. числеността /или биомасата/ на единица от цялото пространство и екологична плътност, т.е числеността /или биомасата/ на единица обем от обитаваното пространство, което е реално възможната за обитаване част от екотопа. При увеличаване на числеността се увеличава плътността, освен ако е възможна мигра-ция.Всяка популация се характеризира с тенденция за неограничено разселване, което се ограничава от съществуващи или създадени от човека ограничаващи фактори. Популациите са стабилни надорганизмови системи на организация на живото вещество, които имат възможности за противодействия срещу неблагоприятните фактори на външната среда и за адаптиране към тези фактори чрез промени в плътността, като компенсация на промените. Понижаването на плътността под оптималната води до намаляване на защитните възможности, плодовитостта и редица други отрицателни явления. Повишаването на плътността над оптималните граници също се отразява неблагоприятно, тъй като при тези условия се ограничават хранителните ресурси, намалява се жизненото пространство, създават се условия за възникване на заразни и паразитни заболявания /виж биотични фактори/. Съществуват непериодични, относително рядко наблюдавани колебания и периодични, постоянни колебания в числеността на естествените популации. Периодичните колебания в числеността се осъществяват обикновено в продължение на няколко години или за един сезон.
Придвижването на животни и хора под влияние на външни фактори или на биологичните ритми се означава като миграции. Те са периодични и непериодични. Периодичните представляват неразделна част от екологичната характеристика на даден вид. Непериодичните са неочаквани, тъй като са предизвикани от фактор, който не действува през определени периоди, като пожар, засушаване, наводнение, масово размножаване. В някои случаи неблагоприятните въздействия от антропогенната дейност могат да бъдат причина за непериодични миграции. Биологичното значение на непериодичната миграция е извеждането на животните от места с неблагоприятни условия, т.е. запазването на вида. От периодичните най-добре са проучени сезонните миграции. Класически пример за тях е пролетното и есенното придвижване на птиците във връзка с промените на сезона. Сезонен характер имат и миграциите на някои видове копитни бозайници. Съществуват и денонощни миграции. Много видове бозайници и птици се придвижват от местата за хранене към местата за водопой и местата за почивка. Морският планктон сутрин се придвижва на дълбочина, а вечер излиза на повърхността, на което се дължи нощното светене на някои места в океана под въздействие на фосфоресциращи организми. Изучаването на миграцията на отделните видове и популации е важно с оглед стопанската дейност на човека при лов и риболов и с оглед опазване на изчезващите видове. От изключителна важност е опазването на местата за отдих на прелетните водоплаващи птици. Пресушаването на блатата ги лишава от такива места и прави прелета им невъзможен. При несъобразена с екологичните особености на видовете, живеещи в дадена биоценоза, дейност на човека е възможно да се попречи сериозно на миграционните процеси. Понякога миграцията на животните достига застрашителни размери, при което щетите са значителни. Известни са нашествията на скакалци, на някои видове мишевидни гризачи, на птици и др. При равновесие между раждаемост и смъртност, и липса на приток или напускане на индивиди, се формираустойчива популация. В естествените екосистеми устойчиви популации съществуват за относително кратко време. В случаите, когато раждаемостта превишава смъртността и числеността нараства, популацията е нарастваща. При прекомерно нарастване се влошават условията на съществуване, което е резултат от пренаселеността. Това води до повишена смъртност. Когато смъртността превиши раждаемостта, популацията се означава като намаляваща. Съкръщаването също не може да продължи неограничено. При определено равнище на числеността започва обратния процес. Раждаемостта започва да нараства и в определен момент се изравнява със смъртността, като популацията за кратък период става устойчива, след което повтаря посочената динамика. Намаляването често е в резултат на антропогенната дейност. Особено интензивно намаляват популациите от животни, които са обект на лов и риболов. Демографски строеж. Зависи от съотношението между половете и възрастовия състав. Половото съотношение зависи от биологията на вида и се различава значително при еднобрачните и многобрачните видове. При първите, нормалното съотношение е 1:1 с някои отклонения, които се определят от особеностите на популацията и от жизнената среда. При многобрачните видове преобладават женските, като съществуват големи различия в съотношението. Много често при еднобрачните видове броят на мъжките превишава броят на женските. Тези мъжки представляват възпроизводителен резерв. Това са индивиди, достигнали полова зрелост, които обаче не участвуват в размножителния процес. Тяхното съществуване е биологично оправдано поради по-високата смъртност при мъжките индивиди. Вторият параметър на демографския строеж е възрастовия състав, който зависи от продължителността на живота на индивидите, от времето на настъпване на половата зрелост, продължителността на периода на размножаване, броят на поколенията или приплодите за един сезон, плодовитостта и смъртността при различните възрастови групи. През 1925г. Ьогка формулира правилото за стабилността на възрастовата структура на популацията: всяка естествена популация се стреми към стабилна възрастова структура. След достигане на това стабилно състояние отклоненията от него могат да бъдат предизвикани от нехарактерни за системата промени в раждаемостта или смъртността, след което се възстановява стабилността на възрастовата структура на популацията. Очевидно е, че тази екологична закономерност не е валидна за всички организми. Различават се три екологични възрасти: предразмножителна, размножителна и следразмножителна. В намаляващите популации преобладават старите индивиди, които са в следразмножителна възраст. Такъв възрастов състав е показател за неблагоприятни условия на съществуване. В бързо нарастващите преобладават интензивно размножаващите се млади индивиди. При благоприятни жизнени условия в популациите съществуват всички възрастови класове - 
Фиг. 8.2. Човешка възрастова пирамида /по данни на Световната банка, 1998/ и се поддържа относително постоянна численост. Начинът на живот и поведението на животните дават основание еколозите да различават не само териториален и демографски, но и етологичен строеж на популацията. Някои животни живеят единично или на малки семейства. Те заемат определен участък, който отговаря на потребностите им. В повечето случаи това е територията, върху която те разполагат гнездата или леговищата си и намират храната си. Индивидите или семейните групи охраняват тези индивидуални участъци от навлизане на други индивиди от съседния вид. Този начин на живот е характерен за едрите хищници. Други видове живеят на стада. Извън размножителния период те се събират на различни по големина групи и живеят съвместно. Характерни за този начин на съществуване са съгласуваните действия и йерархичните отношения в стадото. Следващият по-сложен тип на организация на индивидите в популацията е колониалното съществуване. В този случай животните са разположени на сравнително малка територия, върху която живеят постоянно или образуват групировка само по време на размножителния период. Каталог: wp-content -> uploads uploads -> Цдг №3 „Пролет Списък на приетите деца uploads -> За приемане чрез централизирано класиране на децата в общинскиte детски ясли, целодневни детски градини и обединени детски заведения на територията на община пловдив раздел І – Основни положения uploads -> Българска федерация по тенис на маса „В”-1” рг мъже – Югоизточна България мъже временно класиране uploads -> Временно класиране „В”-1” рг мъже – Югоизточна България Изтегляне 4.76 Mb. Сподели с приятели:
|
