ПОПУЛЯЦИОННАЯ ЭКОЛОГИЯ Жукова Анна Анатольевна, комн. 136; Лекции – 22 ч, Лаб. работы – 8 ч

Рекомендуемая литература: Гиляров А. М. Популяционная экология. М.: Изд-во Московского ун-та, с. Гиляров А. М. Популяционная экология. М.: Изд-во Московского ун-та, с. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд Е. Экология: Особи, популяции и сообщества. В 2 т. М.: Мир, Т с. Т с. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд Е. Экология: Особи, популяции и сообщества. В 2 т. М.: Мир, Т с. Т с. Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша. М.: Мир, с. Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша. М.: Мир, с. Уильямсон М. Анализ биологических популяций. М.: Мир, с. Уильямсон М. Анализ биологических популяций. М.: Мир, с. Галковская Г. А. Основы популяционной экологии: Учеб. пособие. Мн.: Лексис с. Галковская Г. А. Основы популяционной экологии: Учеб. пособие. Мн.: Лексис с.

Тема 1 Предмет и задачи популяционной экологии. Понятие «популяции»

1.1. Место популяционной экологии в системе экологических дисциплин

Все живое дифференцировано на соподчиненные уровни Изучением разных уровней организации живого занимаются разные дисциплины: Биохимия и молекулярная биология, Биохимия и молекулярная биология, Цитология Цитология Анатомия и физиология Анатомия и физиология и т.д. и т.д. … экология … экология

Экологические дисциплины: Аутэкология Поп. экология Синэкология Экология экосистем Популяционная биология Поп. генетика

Основной предмет популяционной экологии: Структура и динамика популяции, а также определяющие их факторы

Основные вопросы, на которые отвечает популяционная экология: Почему те или иные организмы в данный момент времени встречаются в этом, а не в каком-либо другом месте? Почему те или иные организмы в данный момент времени встречаются в этом, а не в каком-либо другом месте? Почему численность или биомасса данных организмов именно такая, а не какая-либо другая? Почему численность или биомасса данных организмов именно такая, а не какая-либо другая? Если численность и биомасса особей меняется во времени, то почему именно так, а не как- нибудь по-другому? Если численность и биомасса особей меняется во времени, то почему именно так, а не как- нибудь по-другому?

1.2. Определение понятия «популяция»

Почему сложно дать определение «популяции»? Разные специалисты (экологи и генетики) подходят к этому по-разному; Разные специалисты (экологи и генетики) подходят к этому по-разному; Популяции имеют сложную иерархическую структуру (метапопулции, семьи, демы и т.д.); Популяции имеют сложную иерархическую структуру (метапопулции, семьи, демы и т.д.); Организмы разных систематических групп представляют собой очень разные объекты, которые иногда только условно можно обозначить словом «популяция». Организмы разных систематических групп представляют собой очень разные объекты, которые иногда только условно можно обозначить словом «популяция».

В Древней Греции «популяцией» называли общество в целом и отдельные собрания людей. В качестве научного термина слово «популяция» впервые было использовано в 1903 г.

Часто экологи вообще не задумываются над определением популяции… Обычно популяцией они называют любую совокупность особей одного вида, населяющих какую-то более или менее однородную территорию (или акваторию) или содержащихся в лабораторных условиях. Например: «Популяция – группа живых особей, выделяемая в некоторых рамках пространства и времени» (Pearl, 1937)».

Гиляров, 1981: Популяция – совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории.

Хадорн и Венер, 1989: Популяция – совокупность особей одного вида в определенном биотопе.

Пианка, 1981: Популяция – группа особей определенного вида, вероятность скрещивания которых друг с другом велика по сравнению с вероятностью скрещивания с представителями какой-то другой группы.

Тимофеев-Ресовский, Яблоков, Глотов, 1973: Популяция – совокупность особей одного вида, в течение достаточно длительного времени населяющих определенное пространство, внутри которого осуществляется определенная степень панмиксии и нет заметных изоляционных барьеров, которая отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида определенной степенью давления определенных форм изоляции.

Яблоков, 1987: Популяция – минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая самостоятельную генетическую систему и формирующая собственное экологическое гиперпространство.

Некоторые важные положения в определении Яблокова: Минимально самовоспроизводящаяся группа – группа особей, которая способна участвовать в эволюционных процессах в изменчивых условиях среды.

Некоторые важные положения в определении Яблокова: Самостоятельные генетические системы формируют не только двуполые виды, но и агамные и партеногенетические организмы. Агамия - размножение без участия половых клеток, т.е. деление, почкование. Партеногенез – размножение из женской половой клетки без участия мужской клетки.

Некоторые важные положения в определении Яблокова: Для каждой из популяций, даже одного вида, характерен уникальный набор экологических параметров (экологическое гиперпространство). Ареал популяции может расширяться только при условии, что популяция сможет освоить новое пространство и его ресурсы.

Виды, которые «все портят»: Гетеротопные виды – организмы, у которых разные стадии жизненного цикла проходят в разных средах. Например: комары, стрекозы, трематоды…

Жизненный цикл трематод сем. Shistosomatidae

Гемипопуляция (hemipopulation) – самостоятельная часть популяции, представленная определенной стадией жизненного цикла организма (по В. Н. Беклемишеву).

Макропопуляция (component population) – совокупность всех геи популяций одного вида паразита в популяции хозяина.

Микропопуляция (infrapopulation) – совокупность всех особей одного вида паразита внутри или на одной особи хозяина.

Вывод: Эколог, по возможности, должен параллельно наблюдать за всеми стадиями жизненного цикла изучаемого вида. Еще пример: морская звезда терновый венец Acanthaster planci.

1.3. Пространственно-временной масштаб изучения популяций

Экосистемы с «точки зрения» разных видов: (по: Гиляров, 1990): Тля Cinaria pini : дерево, на котором она обитает; Тля Cinaria pini : дерево, на котором она обитает; Лесная полевка Clethrionomys glareolus: целый участок леса площадью в десятки км 2 ; Лесная полевка Clethrionomys glareolus: целый участок леса площадью в десятки км 2 ; Лось Alces alces: пространство в сотни км 2. Лось Alces alces: пространство в сотни км 2.

Пример (Гиляров, 1990): Вид Плодовитость одной самки, особей/год Амплитуда колебаний численности за год, раз Тля> Полевка десятки Лось 1-2???

1.4. Эмерджентные свойства популяций

Характеристики популяций: СТАТИЧЕСКИЕ: численность (плотность), характер пространственного распределения, возрастная и генетическая структура. ДИНАМИЧЕСКИЕ: рождаемость и смертность

Свойства популяций: БИОЛОГИЧЕСКИЕ: Жизненный цикл, рост, дифференцировка, гомеостаз ГРУППОВЫЕ: рождаемость, смертность, размерно-возрастная структура, генетическая пластичность

Эмерджентные свойства – свойства, отсутствующие у особей, но возникающие у группы.

В отличие от организма, популяция: не имеет морфологической ограниченности от среды и других популяций; не имеет морфологической ограниченности от среды и других популяций; в популяциях не вычленяются части, физиологически аналогичные функциональным системам и органам организма; в популяциях не вычленяются части, физиологически аналогичные функциональным системам и органам организма; организм как биологическая система относительно недолговечен, популяция же при сохранении необходимых условий практически бессмертна. организм как биологическая система относительно недолговечен, популяция же при сохранении необходимых условий практически бессмертна.

Черты сходства между популяцией и организмом: структурированность пространственная и функциональная; структурированность пространственная и функциональная; интегрированность составных частей; интегрированность составных частей; саморегуляция – проявляется при сдвигах в функционировании. саморегуляция – проявляется при сдвигах в функционировании.

1.5. Популяционная экология и математическое моделирование

Модель – упрощенный аналог реального объекта, процесса, явления.

Факторы, определяющие степень сложности модели: свойства изучаемого вида (его экология); свойства изучаемого вида (его экология); объем имеющихся знаний о виде (т.е. доступность необходимых данных) объем имеющихся знаний о виде (т.е. доступность необходимых данных) вопрос, на который должна отвечать модель. вопрос, на который должна отвечать модель.

Связь между реальным миром и моделью: Реальная система Модель Абстракция Интерпретация