Популяционная экология презентация

Термин «Популяция» введен датским генетиком Вильгельмом Л. Иогансеном в 1903.
Определялась им, как «совокупность генетически неоднородных особей» в противоположность чистым линиям.
Происходит от латинского «populus» (народ, нация, публика, толпа, граждане)

Семантические различия отечественного и западного подходов
Популяция особый термин, характеризующий определенный уровень интеграции биологических систем.
У нас термин «население» занят и относится к фаунистике.
Population – это население. Население –оленей определенного парка, определенного штата и т.п.
открытые закрытые

В рамках определения Иогансена термину популяция придается генетико-эволюционный смысл.
Популяция - элементарная (ячейка) единица эволюционного процесса.
Главные критерии: изолированность и способность к относительно свободному генетическому обмену (панмиксии). (0,8-1,5 га у деревьев; 30-280 особей у травянистых растений).

Эффективный размер популяции (Wright, 1931, 1938)
Эффективный размер популяции (Ne) – это число размножающихся особей в идеальной популяции (соотношение полов 1:1 и панмиксия) распределение частот аллелей такое же, как в рассматриваемой
Сивэлл Райт (1889–1988)

Определение Н.В. Тимофеева-Ресовского, А.В. Яблокова, Н.В. Глотова (1973)
совокупность особей определенного вида,
в течение достаточно длительного времени (большого числа поколений)
населяющих определенное пространство,
внутри которого практически осуществляется та или иная степень панмиксии и нет заметных изоляционных барьеров,
которая отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида той или иной степенью давления тех или иных форм изоляции

Популяции являются специфическими единицами эволюционного процесса. Представления популяционной генетики (С.С. Четвериков) стали основой Синтетической теории эволюции.

Определение И.А. Шилова
Популяция – это группировка особей одного вида, населяющих определенную территорию, характеризующаяся общностью морфобиологического типа, специфичностью генофонда и системой устойчивых функциональных взаимосвязей.

Оба определения не дают возможности выделения конкретных популяций
И.А. Шилов считал, что споры о границах популяций беспочвенны, так как они (границы) в силу природы популяций стохастичны

Различная динамика
численности
обыкновенной
бурозубки
(Sorex araneus)
в двух соседних
лесах в Тверской
области
(по Щипанову и др., 2004) а, б – численность в разных биотопах в лесах 1 и 3;
в – численность в лесах 1 и 3; г - % совместно использ. Территории в лесах 1 и 3

Результаты хоминга территориальных самок Sorex araneus

Популяционная структура вида.
Любой вид, имеющий широкий ареал, распадается на ряд территориальных группировок различного масштаба

Подвид
Категория таксономическая
Территориальная группировка видового населения
ОПРЕДЕЛЕНИЕ – совокупность особей, населяющих географически однородную часть видового ареала и отличающаяся устойчивыми морфологическими признаками от особей других подвидов

Подвиды белки (Sciurus vulgaris)

Географические популяции белки в Эвенкии по Наумову (1934)
У трех географических
Популяций различаются
Могут различаться –
1. уровнем плодовитости,
2. типом питания,
3. соотношением оседлых
и мигрирующих.

Географическая популяция – совокупность особей одного вида, населяющих территорию с однородными условиями и обладающих общим морфологическим типом и единым ритмом жизненных явлений и динамики численности.
Отличаются по условиям (зона сходного благоприятствования).
Морфологических отличий нет, но эколого-физиологическая специфика выражена четко.
Если у подвидов географические барьеры, то здесь их нет. Различия в системе размножения – влияние на популяционную структуру вида: пример с зимовками (утки, гуси)

Экологическая популяция – это население одного типа местообитания (биотопа), характеризующееся общим ритмом биологических циклов и
характером образа жизни.

Ленточные поселения большой песчанки и динамика численности в ленточных и сплошных поселениях в Приаральских Каракумах

Другие примеры экологических популяций
бурундук (стланик – кедр)
серая ворона (в Москве и под Москвой)
европейский бобр (в реках и на водоразделах по И.А. Шилову).

Элементарные популяции по Н.П. Наумову (не обеспечивают воспроизводства)
Субпопуляции по С.С. Шварцу
Локальные или местные (К.М. Завадский)
Более дробное деление
Парцеллы и Демы

Две цветовые морфы у самок и только одна у самцов
Цветовые морфы обыкновенной кукушки

По Н. Н. Балацкому
Экологические (биологические) расы

Две кладки толстоклювой камышевки с яйцами кукушки, Хинганский заповедник, Л. В. Капитонова
Две кладки толстоклювой камышевки с яйцами кукушки, Хинганский заповедник, Л. В. Капитонова

В 60-70 гг. существовали и иные точки зрения на популяцию. Если концепция Наумова подчеркивала иерархический пространственный аспект популяционной структуры вида, то его оппонент С.С. Шварц развивал другой «функциональный» подход.
Популяция это такая пространственная группировка все особи которой прямо связаны друг в другом функциональными или информационными связями.

Место популяции в иерархии биологических систем
Генетико-эволюционный ряд
Организм–популяция–подвид–вид–род… царство
Популяция выступает как форма существования вида, как элементарная единица эволюционного процесса
Функционально-энергетический ряд
Организм–популяция–Биогеоценоз–биосфера
Как функциональная субсистема конкретного биогеоценоза, как звено в трофических цепях

Хронопопуляции
у дальневосточных лососей рода Oncorhynchus
Летняя и осенняя
формы кеты
Весенняя и осенняя формы нерки

«Зимовочные» популяции
Белые гуси
Anser caerulescens

О-в Врангеля – единственное место в России, где гнездятся белые гуси

Гнездовая колония белых гусей

А есть ли обмен генами между зимовочными популяциями?

Фото Е.Н. Гуртовой
Фото Е.Н. Гуртовой
Внутривидовой гнездовой паразитизм

Миграции двух подвидов черной казарки
в Евразии и Америке
Branta bernicla bernicla
Branta bernicla nigricans

Модулярные организмы
Коралл-
мозговик
Овсяница
Festuca
brachyphylla
Пырей
Agropyron
boreale
Песчанка
Arenaria
laricifolia

Популяции у растений и др. модулярных организмов
Морфологическая счетная единица
(для растений с семенами)
Фитоценотическая счетная единица
Генета и рамета (единица вегетативного
размножения)
Такие показатели как смертность
надо посчитывать и для генет, и для рамет
Но легче устанавливать границы
Ценопопуляции – их границы совпадают
с биоценозом

Как биологическая система обладает свойствами,
которых нет у ее частей.
Какие?
Численность
Плотность
Половой и возрастной состав
(три примера: Полевки, Калмыкия, Бадай-Тугай,),
4. Уровень размножения и смертности

Популяция vs Организм
Нет морфологической ограниченности от других популяций
Нет частей аналогичных функциональным системам организма (Хотя, эусоциальность).
Организмы, как части, автономны. Интеграция за счет принципиально иных систем.
Сроки существования. Структурированность
Интегрированость частей и целостность
Авторегуляция
Способность к адаптивному ответу

ПОПУЛЯЦИЯ КАК СИСТЕМА
Занимает определенное пространство, пространственно структурирована
Две функции – с одной стороны обеспечивает эффективное использование ресурсов, с другой устойчивость внутрипопуляционных взаимоотношений.
Особи неравноценны по функциям, генетическому вкладу и по свойствам. Структурирована и функционально.
Информационный обмен – основа популяционной интеграции. Информационные процессы – это специфические механизмы поддержания целостности.

Общее у популяции и организма
Структурированность
Интегрированность частей и целостность
Авторегуляция
Способность к адаптивному ответу