Закономерности в динамиката на населението. Видове динамика на населението. Фактори, влияещи върху динамиката на населението. Към номера най-важните свойстваПопулациите включват характерната за тях динамика на броя на индивидите и механизмите на неговото регулиране.
Споделяйте работата си в социалните мрежи
Ако тази работа не ви устройва, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене
СТРАНИЦА \* ФОРМАТ НА СЛИВАНЕ 3
МИНИСТЕРСТВО НА ЗЕМЕДЕЛИЕТО НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ
FSBEI HPE "Кубански държавен аграрен университет"
Катедра по фитопатология, ентомология и растителна защита
ЕСЕ
в дисциплината "Екология на насекомите"
Тема: " Динамика на популацията и биотичен потенциал на насекомите».
Изпълнено:
Студент 1-ва година на Факултета по отбрана
Растения Kaloeva D.B.
Проверено:
Професор, д.б.с. А. С. Замоталов
КРАСНОДАР
2015
ВЪВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………3
- НАСЕЛЕНИЯ И ТЕХНИТЕ СВОЙСТВА……………………………………………………..4
- ДИНАМИКА НА НАСЕЛЕНИЕТО…………………………6
- Модели на динамиката на населението…………………………….7
- Видове динамика на населението………………………………………8
- Фактори, влияещи върху динамиката на населението………...11
- БИОТИЧЕН ПОТЕНЦИАЛ НА НАСЕКОМИТЕ………………………14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………18
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИ ИЗТОЧНИЦИ…………………………………...19
ВЪВЕДЕНИЕ
Екологията винаги се основава на живота на индивида, на връзката му с околната среда. Популациите са съставени от индивиди. В най-простите случаи реакцията на една популация към външно влияние се определя от статистическото разпределение на свойствата на съставляващите я индивиди и често се случват по-сложни взаимоотношения. И накрая, общата популация от животни и растения различни видовеживеещи на една и съща територия и/или биологично свързани един с друг – това е още по-сложна система, наречена биоценоза или екосистема.
Съответно е възможно да се разглежда екологията на насекомите последователно в три нива на сложност: индивид - популация - биоценоза (екосистема). Естествено, принципите на екологията на насекомите са същите като тези на общата екология.
Сред най-важните свойства на популациите е характерната за тях динамика на числеността на индивидите и механизмите на нейното регулиране. Всяко значително отклонение в броя на индивидите в популациите от оптималното е свързано с негативни последициза нейното съществуване. В тази връзка популациите обикновено имат адаптивни механизми, които допринасят както за намаляване на числеността, ако тя значително надвишава оптималната стойност, така и за нейното възстановяване, ако намалее под оптималните стойности.
Популациите, като правило, имат адаптивни механизми, които допринасят както за намаляване на изобилието, ако то значително надвишава оптималното, така и за неговото възстановяване, ако намалее под нормални стойности. За всяка популация и вид като цяло е характерен т. нар. биотичен потенциал, който се разбира като възможно потомство от една двойка индивиди при упражняване на способността на организмите за биологично детерминирано възпроизвеждане.
Цел на работата: изучаване на популационната динамика и биотичния потенциал на насекомите.
- НАСЕЛЕНИЯ И ТЕХНИ СВОЙСТВА
Поради хетерогенността на условията, видът никога не е равномерно разпределен в ареала си. На благоприятни места се появяват групи от индивиди, които са по-тясно свързани помежду си. Такива повече или по-малко изолирани групировки се наричатпопулации.
По този начин популацията е съвкупност от обитаващи индивиди от един и същи вид определена територия. При постоянни и достатъчно благоприятни условия популацията е в състояние да се задържи неопределено време поради самовъзпроизводство. Популацията има генетична вариабилност и може да се адаптира към новите условия. В най-често срещания случай на бисексуално размножаване в рамките на една популация има постоянен обмен на генетична информация, т.е. общ генофонд. Този обмен може да бъде възпрепятстван до известна степен от селективността на чифтосване или по други причини.
Така популацията има повече или по-малко дефинирани пространствени граници и обикновено общ генофонд. Индивидите, включени в популацията, са разположени по определен начин на земята. Най-важните характеристики на една популация са нейната големина и съответно плътност, т.е. броят на индивидите на единица площ (или обем на субстрата). население във всяка този моментима определен възрастов състав и съотношение на пола.
Плодовитостта, смъртността, емиграцията и имиграцията са сред така наречените динамични характеристики. Нестабилният им баланс води до повече или по-малко драстични промениброй и съответно гъстота на населението. Тези промени във времето се наричат динамика на населението. По правило промените в изобилието са придружени от промени в пространственото разпределение на индивидите.
Така популацията притежава свойства, които повтарят свойствата на индивида на ново ниво. Подобно на отделен организъм, популацията възниква, расте, диференцира се и има известна устойчивост на външни влияния. Популацията, за разлика от организма, може да бъде същество - за неопределено време, въпреки че може да умре при неблагоприятни условия.
Свойствата на една популация се определят от свойствата на съставляващите я индивиди и техния генофонд. Познавайки процента на индивидите на определени възрасти, пола на физиологичното състояние, можем да изградим многоизмерна характеристика на популацията – портрет на населението. Свойствата на една популация обаче зависят не само от свойствата на отделните индивиди, но и от пространственото и времевото разпределение на тези индивиди и техните взаимодействия помежду си. Следователно, когато се разглеждат екологичните взаимоотношения, популацията обикновено действа като едно цяло.
- ДИНАМИКА НА НАСЕЛЕНИЕТО
Динамиката на населението е промени в размера на населението във времето. Тези промени могат да бъдат свързани с процеси, възникващи спонтанно в самата популация, причинени от излагане на абиотични факторисреда или взаимодействия между популации от различни видове в рамките на биоценозата.
При изследване на динамиката на броя на насекомите е необходимо да се вземе предвид броят (плътността на популациите) едновременно на всички насекоми от даден вид на всички етапи от тяхното развитие или само на един етап. При отчитане на изобилието, особено на един етап, неговите сезонни промени ще бъдат много ясно изразени. Така едно насекомо обикновено преживява неблагоприятен сезон в един, най-често латентен стадий на развитие (яйце, какавида). По това време броят на индивидите на други етапи на развитие, като правило, е равен на нула.
През годината върховете на изобилието се появяват според броя на поколенията, но ако има много от тези поколения, развитието на насекоми от различни поколения, като правило, се припокрива. В редица случаи дългият живот на насекомото на един от етапите също изглажда пиковете на популацията. Такива например са много земни бръмбари, чиито възрастни живеят няколко години.
Именно тези промени обикновено се наричат динамика на населението. Трябва да се има предвид, че въпреки че има известна корелация между броя на последователните етапи, в цикъла на развитие тя е относителна и се ограничава само от факта, че броят на всеки етап от развитието, като се започне от яйцето, трябва да не е по-голям от предишния. Строго погледнато, това правило не винаги се спазва, тъй като броят на населението може да се увеличи поради мигрантите. Съответно, броят на възрастните в тази област може да бъде много по-висок от броя на какавидите, които са се случили.
2.1 Модели на динамиката на населението
Дългосрочните наблюдения на популациите на различни видове насекоми показват, че броят на насекомите в природата варира от година на година, но тези промени настъпват в определени граници. Горната граница, разбира се, се определя от наличните ресурси за съществуването на дадена популация, капацитета на нейната среда. Долната граница е нулевата линия, при достигане на която популацията напълно загива. Напълно възможно е последното да е често срещан случай, но това не означава, че през следващата година тези насекоми ще липсват напълно в този биотоп. Имигрантите от съседни оцелели популации ще възстановят населението.
По принцип способността на насекомите, подобно на други организми, да увеличават популациите чрез размножаване е неограничена. В природата обаче горната граница на изобилие почти никога не се достига поради следните причини.
Първо, при благоприятни условия настъпват спонтанни промени в генетичната структура на популацията, което води до факта, че способността на популацията да расте постепенно намалява (вътрешно съпротивление ). Факт е, че при благоприятни условия генетично по-ниските индивиди оцеляват и дават потомство. В резултат на това се намалява както жизнеспособността на популацията като цяло, така и нейната способност да се възпроизвежда. Интересното е, че при определени условия спонтанно настъпват ритмични промени в средните характеристики на популацията с период от 1-2 или повече поколения. Очевидно генетичните промени в свойствата на популацията играят важна роля в динамиката на популацията („вълни на живот“). За съжаление този въпрос остава малко проучен. Към това трябва да се добави, че генетичната структура на популациите на други организми, взаимодействащи с даден вид, може да се промени по подобен начин във времето: микроорганизми, растения, други насекоми и т.н.
Второ, външната среда, която включва много абиотични и биотични фактори, предотвратява неограниченото нарастване на размера на популацията (средно съпротивление). Всеки от факторите има както специфични, така и косвени ефекти.
В природата могат да се наблюдават популации от насекоми, които продължават десетки и стотици години. Поради това в литературата често се изразява идеята за флуктуациите на популацията в биоценозата като саморегулиращ се процес. Образно казано, населението се разглежда като еластична опъната нишка, която може да се отклонява. външни факторинагоре или надолу до определени граници, но когато въздействието е отслабено, то отново се връща на предишното ниво.
- Типове динамика на населението
стабилен тип – се отличава с малък диапазон от колебания (няколко пъти, но не с няколко порядъка). Характерно е за видовете с добре дефинирани механизми на популационна хомеостаза, висока преживяемост, ниска плодовитост, дълъг живот, сложна възрастова структура и развита грижа за потомството. Цял комплекс от ефективно работещи регулаторни механизми поддържа такива популации в определени граници на плътност.
флуктуиращ тип– възникват флуктуации в значителен диапазон от плътности, които се различават с един или два порядъка. В същото време се разграничават три фази на колебателния цикъл: увеличаване, максимум, разреждане на популацията. Връщането към стабилно състояние е бързо. Регулаторните механизми не губят контрол върху броя на популациите, повишавайки тяхната ефективност след увеличаване на плътността. Преобладават слабо инерционните между- и интравидови взаимодействия. Тази популационна тенденция е широко разпространена в различни групиживотни.
Флуктуиращ тип динамика на популацията е характерен за много ксилофаги (консуматори на кора и дървесина): мряни, златни бръмбари и корояди. Характеризират се със съвместното уреждане на хранителните обекти - отслабването на дърветата. Това ви позволява бързо да намалите стабилността на дървото, но в същото време съвместното обитаване на ксилофагите влошава конкурентните отношения между тях, което действа като безинерционен механизъм за регулиране на изобилието.
За корояди, които се заселват първо върху отслабени дървета, с излишък хранителни вещества(разтворими въглехидрати и нишесте) развитието е ограничено от действието на защитните реакции на дървото, като например производството на смола в иглолистните дървета. Освен това все още няма симбиотични микроорганизми. Устойчивостта на все още жизнеспособните дървета може да бъде нарушена от концентрирана атака и прекомерно висока плътност на вредителите. Друго ограничение за пригодността на едно дърво за корояди е пълната смърт и унищожаване на лика. Между двете посочени състояния на дървото за корояди се създават оптимални условия за хранене, отбелязват се максималната степен на оцеляване на всички фази на развитие и най-високите нива на размножаване.
Експлозивен тип с огнища на масово размножаване - прекратяването на действието на модифициращи фактори не води до бързо връщане на населението в стабилно състояние. Динамиката на популацията се състои от цикли, в които се разграничават пет задължителни фази: нарастване на популацията, максимум, разреждане, депресия, възстановяване. Популациите периодично се характеризират с изключително високи и необичайно ниски нива на изобилие. Според фазите на цикъла значително се променят и показателите за размножаване, възрастовата и полова структура на популацията, физиологичното състояние, поведението, а понякога и морфологичните особености на съставляващите го индивиди. Такъв ход на числеността се среща най-често при видове с кратък живот, висока плодовитост и бърза смяна на поколенията. Характерно е например за някои насекоми (скакалци, горски неприятели - мряни, корояди, редица лустокрили и триончета и др.).
В сибирската тайга, сред скрити живи видове, експлозивен тип динамика на популацията е характерен за алтайската лиственица, голямата черна иглолистна мряна, мряната от лиственица и някои други. Сред насекомите, които се хранят с отворени листа, способността да дават огнища на масово размножаване е характерна само за някои видове Lepidoptera и Hymenoptera (триони, тъкачи). Отличителни чертиекология на такива видове: висока преживяемост в силно променлива среда поради специални адаптации, висока миграционна активност, висока и променлива плодовитост. При отворени видове често се откриват груповият ефект и фазовата променливост.
Един от най-опасните вредители иглолистни дървета- Сибирска копринена буба Dendrolimus sibiricus, разпространена от Урал до Тихи океан. При огнищата на сибирската копринена буба съотношението на половете се променя значително във фазите на огнището. Делът на жените варира от 32 до 76%. Когато огнището нараства, женските доминират, докато отслабването доминират мъжките. При пренаселените популации смъртността на женските нараства във всички фази на развитие, като се отбелязва и по-високата им миграционна активност от размножителни центрове. Във фазата на максимално изобилие по периферията на огнището делът на женските е до 73%, а в центъра - 44%.
2.3 Фактори, влияещи върху динамиката на населението
Насекомите придобиват значението на вредители по селскостопанските култури само ако броят им надвишава икономическите прагове на вредност, тъй като индивид, дори най-ненаситното насекомо, не е в състояние да причини значителни щети на културата. Следователно планирането на защитните мерки и съответните Научно изследваненасочени към намаляване на броя на индивидите в популациите до тези прагове.
Динамиката на популациите от насекоми се проявява или в сезонна промянатехния брой през цялата година или в продължение на няколко години, като същевременно придобиват, благодарение на изключителната енергия на размножаване на много видове, естеството на редовно редуващи се популационни вълни
Съществуват две противоположни гледни точки относно ролята на факторите от различни категории в регулирането на размера на населението. Ако приемем, че нивото на изобилие се определя от фактори, независими от гъстотата на населението, привържениците на една гледна точка се позовават на рядкост на комбинацията от условия, необходими за постоянния растеж на популациите. Примери масово отглежданенасекомите, според тях, са рядко изключение от правилото и изразяват специфичните свойства на няколко вида. Броят на популациите на преобладаващото мнозинство видове е ограничен от краткото време, когато комбинации от условия осигуряват растеж на популацията. В същото време ограничените ресурси, тяхната относителна недостъпност със слабо развитие на миграционните и търсещи способности, както и преходността на периода, когато раждаемостта преобладава над смъртността, а темпът на нарастване на населението е положителен, могат да се считат за основни фактори, ограничаващи броя. Въпреки това, произволните колебания в числеността в отговор на промени в условията, които не са свързани с гъстотата на популацията, рано или късно ще доведат популациите до долните граници на численост и изчезване.
Заемайки различна гледна точка, която благоприятства фактори, които зависят от гъстотата на населението, изследователите - привърженици на обратната посока - формулират концепцията за автоматичен контрол на населението. Доскоро търсенето на критерии за оценка на регулаторната роля на тези фактори беше ограничено само от гъстотата на населението, която намалява при превишаване на определено средно ниво или, обратно, нараства, ако това ниво остава недостигнато.
- БИОТИЧЕН ПОТЕНЦИАЛ НА НАСЕКОМИТЕ
Плодовитостта на насекомите и способността им да се възпроизвеждат често са необичайно големи. Често тази способност за възпроизвеждане се обозначава с понятието репродуктивен потенциал, илибиотичен потенциал. Най-рационално е с него да се обозначи не плодовитостта на даден вид като цяло, а теоретичният максимум на потомството, получено от една двойка индивиди (при партеногенезата, от един индивид) за цялата година. Например, треската снася средно 100 яйца, така че нейният биотичен потенциал в две поколения ще бъде на двойка индивиди (с равен броймъже и жени от населението) 50 2 , т.е. 2500. При листни въшки, които дават до 15 или повече партеногенетични поколения през лятото със същата плодовитост, т.е. 50 индивида на женска, биотичният потенциал достига астрономически показатели - в този пример 50 15 , тоест милиарди милиарди индивиди.
Академик В. И. Вернадски разглежда размножаването на организмите като проява на едно от свойствата на живата материя - способността да се разпространява по земна повърхносткато резултат от химическа работаи създаването на нови количества жива материя. Той обозначи тази способност с концепцията за скоростта на предаване на живота, която е постоянна стойност и характеристика на всеки тип организъм; определя се от размера и теглото на тялото, половата продуктивност, броя на поколенията в даден период от време и изискванията към местообитанието. Като цяло скоростта на пренос на живот характеризира геохимичната енергия на видовете и се изразява като брой cm/s.
Например скоростта на предаване на живот при скакалците е приблизително 13-15 cm/s, а при ливадния молец – 45 cm/s; това означава, че разпространението на тези насекоми ще бъде завършено на Земята, като се има предвид дължината на екватора от около 40 хиляди км, в първия случай в рамките на около 9 години, а във втория около 3 години.
Биотичният потенциал и скоростта на предаване на живот са теоретични абстракции и в реалната природа размножаването на организмите никога не отговаря на тези стойности. И двете концепции обаче са ценни с това, че ни позволяват да установим числени показатели за видовете на тяхната потенциална енергия на възпроизвеждане.
Невъзможност за пълна реализация в природата биотичен потенциалвида е следствие от ограничаващото влияние на външната среда: под нейно влияние настъпва или намаляване на плодовитостта, или смърт на част от потомството. Като цяло огромната репродуктивна способност на насекомите ги осигурява от пълна смърт и изчезване в природата при възникване на неблагоприятни условия на околната среда.
Да приемем, че женска от даден вид снася средно 200 яйца (плодовитостта F е 200) и че смъртността през цялото развитие е нула. Ако съотношението на половете в поколението, както е най-често 1:1 (пропорцията на женските q = 0,5), това означава, че в първото поколение ще има F q тези. 200 0,5 = 100 женски. Всяка от тези женски ще роди още сто жени в следващото поколение, което ще доведе до 10 000 жени във второто поколение. Очевидно е, че вн -n поколение, броят на женските може да се изчисли по следната формула:
Ако първоначално имаме не една жена, а N женски, тогава презн техните поколения ще бъдат:
(1)
Очевидно при такива условия броят на населението ще се увеличи експоненциално ( функция за захранване). Смяната на поколенията все още отнема известно време. Тогава скоростта на промяна на населението с голям брой поколения или тяхната бърза промяна може да бъде представена като резултат от разделяне на нарастването на населението на интервал от време (абсолютен темп на растеж на населението) или въз основа на първоначалния брой индивиди -
С последователно намаляване на интервала от време (0) получаваме моментния темп на нарастване на населението - r( биотичен потенциал):
(2)
Връщайки се към формулата за растеж на населението (1), сега можем да я запишем по следния начин:
(3)
къде е размерът на населението във времетот , N – начален размер на популацията, e – основа на естествените логаритми, r – биотичен потенциал,т - времеви интервал. Графиката на тази експоненциална (експоненциална) функция е показана на фиг.27. Ако вземем логаритъма на формула 3, получаваме следния израз:
(4)
Графиката на тази функция е права линия. Биотичният потенциал на тази графика може да бъде представен като тангенс на наклона на графиката към оста x. Очевидно биотичният потенциал не е чисто спекулативна категория. Знаейки размера на населението N по това времет , и последващото число N в моментат , можете да определите биотичния потенциал по формулата:
(5)
В началото предположихме, че смъртността на насекомите по време на развитие е нула. В такава ситуация биотичният потенциал ще бъде максимално възможен при дадените условия. В природата това условие почти никога не е изпълнено, а определеният биотичен потенциал ще се определя от разликата между плодовитост и смъртност. Поради желанието да се размножават, насекомите биха могли да увеличават броя си за неопределено време, ако не бяха фактори, които инхибират растежа на популацията, намаляват плодовитостта или водят някои насекоми до смърт. Такавасредно съпротивлениеможе да се определи като разлика между максимално възможния и реално наблюдавания биотичен потенциал.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Броят на популациите не остава постоянен, тъй като се променят условията за тяхното съществуване. Обхватът на флуктуациите на популацията зависи от степента на променливост на абиотичните и биотичните фактори, както и от биологични особеностиспецифичен вид (плодовитост, скорост на смяна на поколенията, възраст, на която индивидите достигат полова зрялост и др.). Най-големите диапазони на колебания в популацията са характерни за малки, бързо размножаващи се организми, включително насекоми.
Насекомите, като малки същества, имат изключително висок биотичен потенциал. Високата стойност на биотичния потенциал означава възможност за внезапни изблици на опасни за тях числа икономическа дейностлице. В допълнение, способността за бързо увеличаване на техния брой е в основата на използването на насекомите като източник на животински протеин.
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИ ИЗТОЧНИЦИ
- Бей - Биенко Г. Я. Обща ентомология. Учебник за университети и селскостопански университети. - 3-то изд. - М.: Висше училище, 1980. - 416 с.
- Захваткин Ю. А. Курс по обща ентомология. М.: Колос, 2001, - 376 с.
- Чернишев В.Б. Екология на насекомите. Учебник. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1996. - 304 с.
- Yakhontov VV Екология на насекомите. М.: Висше училище, 1964. - 460 с.
- http://www.entomologa.ru/book/35.htm
- http://www.plam.ru/ekolog/obshaja_yekologija/p9.php#metkadoc12
- http://biofile.ru/bio/6684.html
- http://www.vitadez.ru/katalog/populyatsiya–nasekomich/dinamika–chislennosti–populyatsii
- http://slovo.ws/urok/biology/11/01/txt/04.html
Други свързани произведения, които може да ви заинтересуват.vshm> |
|||
| 10816. | Динамика на населението | 252,45 КБ | |
| Динамиката на популацията е едно от най-значимите биологични и екологични явления. Образно казано животът на едно население се проявява в неговата динамика. Модели на динамика и растеж на населението. | |||
| 17753. | Оценка на промените в населението и броя на медицинския персонал на територията на Камчатка за 2008-2013 г. | 79,02 КБ | |
| Ролята на здравеопазването за осигуряване на качеството на живот на населението на Руската федерация. Оценка на промените в населението и броя на медицинския персонал на територията на Камчатка за 2008-2013 г. Динамиката на населението на територията на Камчатка. Степента, до която дадена държава е развита и просперираща, се оценява по здравословното състояние на населението. | |||
| 5957. | Биология на развитието на насекомите | 18,19 КБ | |
| Тялото на насекомите, както всички членестоноги, е покрито отвън с плътна кутикула. Образувайки един вид черупка, кутикулата е външният скелет на насекомото и служи като добра защита срещу неблагоприятните въздействия на външната среда. | |||
| 14828. | Потенциал на вятърна енергия. Вятърен енергиен потенциал на Джунгарските порти и коридора Шелек в Казахстан | 245,11 КБ | |
| Тъй като по своята същност вятърът постоянно променя скоростта на вятърните турбини, те или трябва да имат устройства, които акумулират електрическа енергия за автономни електроцентрали с малък капацитет, или трябва да бъдат свързани към електрическата мрежа, което е типично за големите вятърни паркове . Тъй като в този случай те могат да бъдат монтирани неподвижно, е възможно те да създадат концентратори на вятърния поток, които могат да увеличат производството на енергия на вятърен генератор... | |||
| 10819. | Екология на популациите (демекология) | 18,74 КБ | |
| Концепцията за популация Всеки вид се адаптира към постоянно променящите се условия на съществуване и се утвърждава в често неблагоприятна външна среда не поотделно и дори не като обикновен сбор от индивиди, а под формата на определени и своеобразни групи от организми. демос - народ, разглеждан като раздел от общата екология, изучаващ структурните и функционални характеристики, динамиката на населението, вътрешнопопулационните групи и техните взаимоотношения, изяснявайки условията, при които... | |||
| 7433. | Развитие на ларвите на безопашати земноводни от различни популации на Западно Предкавказие | 65,4 КБ | |
| Да се сравнят характеристиките на развитието на ларвите на езерната жаба Pelophylax ridibundus и зелената жаба жаба Буфо viridis в популациите на Западно Предкавказие (време на хвърляне на хайвера, поява на попови лъжички, степен на оцеляване, скорост на линейно и тегловно нарастване). | |||
| 16850. | Иконометрично моделиране на размера на руския автомобилен парк | 179,75 КБ | |
| За прилагане на разумна политика за предотвратяване на щети от моторизация са необходими количествени оценки на различни показатели. Това проучване описва възможни модели за прогнозиране автомобили– най-значимата част от автопарка – в Русия като цяло и за всеки отделен регион. Общ преглед чужда литературапосветен на прогнозните модели... | |||
| 17016. | Ендогенна полицентричност и ограниченост на градското население | 9,53 КБ | |
| Сидоров Слабост на традиционната теория за градската икономика е, че тя е твърде силно обвързана с моноцентричния градски модел. Адекватният градски модел трябва да се основава на предположението, че производството и заселването могат да се извършват навсякъде в пространство, което няма географски характеристики. Обратно, ако децентрализацията намали тежестта на градските разходи, възниква полицентрична градска структура. Целта на работата е да обясни как децентрализацията на производството ви позволява да оцелеете много ... | |||
| 17880. | Анализ на планирането на персонала и производителността на труда в предприятието | 292,75 КБ | |
| Производителност и ефективност на труда: концепцията за методология за изчисление на характеристиките. Анализ на производителността на труда на персонала на предприятието. Икономическа обосновкаброят и производителността на предприятието следващата година. Планиране на производителността и ефективността на труда на служителите на предприятието за следващата година... | |||
| 1210. | Персоналът на предприятието и начини за подобряване на ефективността на използването на работната сила | 150 КБ | |
| Тъй като човешкият фактор до голяма степен влияе върху повишаването на производителността на труда. Повишаването на ефективността на използването на труда в предприятието в много отношения означава повишаване на производителността на труда. Факторите за растеж на производителността на труда включват: нивото на развитие на науката; организация на производството; производствен опит; повишаване на квалификацията на работниците; материални и морални стимули; подобряване и модернизация на оборудването. Стимулирането на труда включва създаването на условия за икономически ... | |||
Често използван в екологичната литература, изразът „естествен баланс“ означава състояние на баланс (динамично равновесие), което е характерно за повечето популации в дадена общност; би било напълно погрешно да се разбира в този случай равновесието като статично състояние. Изучаването на колебанията в броя на животните е най-важната област на екологията, оказваща влияние върху такива привидно далечни области на науката и дейността като генетиката, селско стопанствои медицина.
Сезонните и циклични (обикновено обхващащи няколко години) колебания на населението отдавна представляват интерес за естествоизпитателите, които се опитват да установят корелации между наблюдаваните процеси на населението и различни климатични фактори. В практически план този проблеме много важно: прогнозите за масово размножаване на вредни насекоми или огнища на епидемии зависят от неговото решение. Съвсем независимо специалисти, изучаващи механизмите на естествения подбор, се интересуват от математическото описание на разпространението на нови генетични варианти на организми в една популация. За да се направят съответните изчисления, беше необходимо да има данни за действителната гъстота на населението и колко бързо се променя. Скоростта, с която се разпространява нов генетичен вариант, очевидно ще се различава в зависимост от това дали популацията се увеличава, намалява или остава стабилна в даден период. Генетиците са открили, че разпределението на гените в популацията може да бъде от естеството на редовни циклични флуктуации. Като цяло изследването на динамиката на животинските популации е изключително важно за решаване на различни биологични проблеми. Динамиката на растителните популации е изследвана в по-малка степен, може би поради относителната стабилност на тяхното разпространение.
При изучаване на динамиката на популацията широко се използва такова важно понятие като „биотичен потенциал“, т.е. скоростта на размножаване, характерна за даден вид (чиято стойност се влияе от съотношението на половете, броя на потомството на женска и броя на поколенията за единица време). Биотичният потенциал на много организми, особено на най-малките, е огромен и ако нищо не възпрепятства растежа на техните популации, те много бързо биха заселили цялата Земя. Размерът на всяка съществуваща популация може да бъде представен като съотношение на биотичния потенциал към устойчивостта на околната среда, т.е. към сбора на всички фактори, възпрепятстващи растежа на популацията на този вид. Тъй като реалните популации от растения и животни са повече или по-малко стабилни във времето, устойчивостта на околната среда към видове с висок биотичен потенциал трябва да бъде доста силна.
При благоприятни условия се наблюдава нарастване на населението и може да бъде толкова бързо, че да доведе до популационна експлозия. Съвкупността от всички фактори, допринасящи за растежа на популацията, се нарича биотичен потенциал. Тя е доста висока за различните видове, но вероятността да се достигне границата на популацията в vivoниско, защото това се противопоставя на ограничаващи (ограничаващи) фактори. Съвкупността от фактори, които ограничават растежа на населението, се нарича устойчивост на околната среда. Състоянието на равновесие между биотичния потенциал на вида и устойчивостта на средата (фиг. 1), което поддържа постоянството на популацията, се нарича хомеостаза или динамично равновесие. Когато се нарушава, настъпват колебания в размера на популацията, тоест промени в нея.
Динамика на населението
Въпрос №24
Динамиката на населението са процесите на промяна на основните му биологични характеристикина време. Има два основни типа криви на растеж на населението.
Всяко население теоретично е способно на неограничен брой, ако не е ограничено от фактори на околната среда. В такъв хипотетичен случай темпът на нарастване на населението ще зависи само от величината биотичен потенциал , характерни за вида. Концепцията за биотичен потенциал е въведена в екологията през 1928 г. от Р. Чапман. Този индикатор отразява теоретичния максимум на потомци от една двойка (или един индивид) за единица време, например за една година или за целия жизнен цикъл. При изчисленията най-често се изразява с коефициента r и се изчислява като максимално възможен прираст на населението? т,приписани на един индивид, при първоначалния размер на популацията N0:
Където 1. Експоненциален растежчисла ( Дж-образна крива) (фиг. 9):
н t = н 0 д rt, къде н t е размерът на популацията към момента т, н 0 – размер на популацията в началния момент от време т 0 , де основата на естествения логаритъм, r- показател, характеризиращ скоростта на възпроизводство на индивидите в дадена популация (специфична скорост на изменение на числеността). Ако r> 0, тогава размерът на популацията нараства, при r < 0 – сокращается. Экспоненциальный рост возможен лишь при отсутствии лимитирующих факторов. Такой рост в природе не происходит, либо происходит в течение очень непродолжительного времени (например, популяции едноклетъчни организми, водорасли, малки ракообразни при благоприятни условия се размножават по експоненциален закон). Това е увеличаване на броя на индивидите в непроменени условия.
Ориз. 122.Истински (1) и теоретични (2) крива на растежа на популацията на парамеция
Въздействие фактори на околната средавърху темпа на нарастване на населението може да доведе населението до стабилно ( r= 0) или го намали, т.е. експоненциалният растеж се забавя или спира. Дж-образна крива се превръща в С-оформен.
2. Крива на логистичен растеж (С-образна крива) (фиг. 10): темпът на нарастване на населението линейно намалява, когато броят нараства до 0 при определено ограничаващо число ДА СЕ (ДА СЕе максималният брой индивиди, способни да живеят в разглежданата среда). В н 0 r= максимум, докато н = K r= 0. В диференциална форма логистичното уравнение изглежда така: d н/д т = rмакс н(К–н)/К
В природата биотичният потенциал на популацията никога не се реализира напълно. Стойността му обикновено се сумира като разликата между ражданията и смъртните случаи в популациите: r = b - d,където бе броят на ражданията и д- броят на умрелите индивиди в популацията за същия период от време.
Плодовитостта е броят на новите индивиди, които се появяват в една популация за единица време на определен брой нейни членове.
абсолютен-(B) се характеризира с общия брой индивиди, появяващи се за единица време в дадена популация, и се определя по формулата: B = A Nn/ A t, където A Nn е броят на индивидите, появили се в населението през времето A t, A t, - анализиран период от време. общ брой родени индивиди (на 16 хиляди глави 2 хиляди елени)
специфичен - (b) се характеризира със средния брой индивиди, появили се за единица време на един индивид от популацията, и се определя по формулата: b = ANn / (At x No) = B / No, където B е абсолютен коефициент на раждаемост, No - начален размер на населението средна стойност 0,125 т.е. едно новородено на 8 души от населението годишно
Раждаемостта зависи от много фактори. Голямо значениеима съотношение на индивидите, способни да се размножават в даден период, което се определя от съотношението на половете и възрастовите групи. Честотата на последователността на поколенията също е важна.
1. Моноволтин- едно поколение годишно.
2. Поливолтин- няколко поколения годишно (листни въшки)
Според броя на периодите на размножаване през живота те разграничават
1.моноцикличност , или единично размножаване, обикновено характерно за видове с кратък живот в зряло състояние ( сьомга, майски мухи, майски бъгове и много други насекоми) .
2Полицикличностхарактеризира се с многократно възпроизвеждане на индивиди и е присъщо на повечето гръбначни животни и редица безгръбначни, като ракообразни.
В растенията се разграничават монокарпични и поликарпични видове, тоест с единично и многократно размножаване през живота.
Смъртност- реципрочната стойност на раждаемостта, броя на умрелите индивиди в населението за единица време от всички причини. Правете разлика между минимална (минимално възможна) и действителна смъртност. Те също така разграничават абсолютната и специфичната смъртност, които се изчисляват по същия начин като раждаемостта.
Разлики в биотичния потенциал на видоветезависят от техния размер, системна принадлежност и други причини, но при прочие равни условия се свързват със зависимостта от смъртността в популациите. Тази закономерност, забелязана от Ч. Дарвин, е обоснована в трудовете на акад. И. И. Шмалхаузен през 40-те години на миналия век. Ако един вид е изложен в природата на маса безразборни елиминиране, т.е. смърт от многобройни врагове, от които той е безсилен да избегне или е потиснат от други екстремни обстоятелства, тогава единствената посока на селекция става увеличаване на размножаването. В този случай вероятността за случайно запазване на потомството се увеличава и видът избягва изчезването. При безразборното елиминиране различията между индивидите нямат значение за тяхното оцеляване, тъй като силата на въздействието на деструктивните фактори е твърде голяма. В селективно елиминиране, когато смъртността до голяма степен се определя от различията между индивидите, селекцията се подобрява различни формиморфофизиологични адаптации, които повишават устойчивостта на вида към влиянието на неблагоприятни условия. По този начин високият биотичен потенциал е еволюционен отговор на даден вид на натиска на неблагоприятни влияния на околната среда, които причиняват висока смъртност.
В края на 60-те години тази идея се възражда в концепцията ДА СЕ-И г- селекция, предложена от американските еколози Р. Макартър и Е. Уилсън. Те предложиха да се разграничат две основни стратегии за възпроизвеждане на организми, които осигуряват оцеляване при различни условия, като ги обозначават чрез коефициентите, включени в уравнението за растеж на популацията. В r-стратегия селекцията се основава на висока плодовитост, смяна на поколенията и способност за бързо разпространение, което позволява на видовете бързо да възстановят броя си след рязък спад. В K-стратегии селекцията подобрява различните форми на грижа за потомството, което намалява плодовитостта. В същото време продължителността жизнени циклии се усъвършенстват механизмите за устойчиво поддържане на числеността в биоценозите. Естествено, между крайните форми има всички междинни опции. Елементи ДА СЕ-И г-стратегиите за оцеляване могат да бъдат проследени във всички систематични групиорганизми. Дори в рамките на един вид, в популации, живеещи в различни условия, една или друга посока на селекция се засилва.
На практика, когато е необходимо да се анализира хода на смъртността в популациите, те са таблици за оцеляване(виж по-долу), където за всяка възрастова група са посочени емпирично получените данни, характеризиращи смъртта на индивиди от дадена възраст.
На базата на такива таблици се съставят криви на оцеляване, които позволяват да се предвиди състоянието на последователните поколения при подобни условия.
Зависимостта на броя на оцелелите индивиди от времето (или възрастта) се нарича криви на оцеляване. Криви на оцеляванеразделени на три основни типа (фиг. 8):
1. Крива I тип – силно изпъкнала крива, характерна за видове, при които смъртността е ниска през целия живот и рязко нараства в края на живота (дрозофили, хора).
2. Тип III крива е силно вдлъбната крива, характерна за видовете с висока смъртност в начален периодживот (стрида).
3. Крива тип II (диагонална) е типична за видове, при които смъртността остава приблизително постоянна през целия живот (хидра, риби, птици).
» Биотичен потенциал
Всяко население теоретично е способно на неограничен брой, ако не е ограничено от фактори на околната среда. В такъв хипотетичен случай темпът на нарастване на населението ще зависи само от величината биотичен потенциал,
характерни за вида. Концепцията за биотичен потенциал е въведена в екологията през 1928 г. от Р. Чапман. Този индикатор отразява теоретичния максимум на потомството от една двойка (или един индивид) за единица време, например за една година или за целия жизнен цикъл.
При изчисленията той най-често се изразява чрез коефициента r и се изчислява като максимално възможно увеличение на популацията ΔN за интервала от време Δt, отнасящ се до един индивид, с първоначален размер на популацията N0:
Големината на биотичния потенциал е изключително различна при различните видове. Например, женска сръндак е способна да роди 10-15 ярета през живота си, трихин (Trichinella spiralis) може да снесе 1,8 хиляди ларви, женска медна пчела- 50 хиляди яйца, а лунната риба - до 3 милиарда яйца. Ако всички ембриони бяха запазени и цялото потомство оцелееше, размерът на всяка популация на определени интервали щеше да се увеличи експоненциално.
Кривата, отразяваща такъв прираст на населението на графиката, бързо увеличава стръмността и отива до безкрайност (фиг. 122). Такава крива се нарича експоненциален.
В логаритмичен мащаб такава зависимост на размера на популацията от времето ще бъде представена с права линия, а биотичният потенциал r ще бъде отразен от неговия наклон спрямо хоризонталната ос, която е по-стръмна, колкото по-голяма е стойността на r .
Ориз. 122.
Реална (1) и теоретична (2) крива на нарастване на населението на парамеция
В природата биотичният потенциал на популацията никога не се реализира напълно. Стойността му обикновено се събира като разлика между раждаемостта и смъртността в популациите: r = b – d, където b е броят на ражданията, а d е броят на смъртните случаи в населението за същия период от време.
Общите промени в числеността на населението се формират поради четири явления: плодовитост, смъртност, въвеждане и изгонване на индивиди (имиграция и емиграция).
Изпратете вашата добра работа в базата от знания е лесно. Използвайте формуляра по-долу
Студенти, специализанти, млади учени, които използват базата от знания в своето обучение и работа, ще Ви бъдат много благодарни.
Хоствано на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО НА ЗЕМЕДЕЛИЕТО НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ
FGBOU VPO "Кубански държавен аграрен университет"
Катедра по фитопатология, ентомология и растителна защита
в дисциплината "Екология на насекомите"
Тема: "Популационна динамика и биотичен потенциал на насекомите"
КРАСНОДАР
Въведение
1. Популациите и техните свойства
2. Динамика на населението
Заключение
Въведение
Екологията винаги се основава на живота на индивида, на връзката му с околната среда. Популациите са съставени от индивиди. В най-простите случаи реакцията на една популация към външно влияние се определя от статистическото разпределение на свойствата на съставляващите я индивиди и често се случват по-сложни взаимоотношения. И накрая, съвкупността от популации от животни и растения от различни видове, живеещи на една и съща територия и/или биологично свързани помежду си, е още по-сложна система, наречена биоценоза или екосистема.
Съответно е възможно да се разглежда екологията на насекомите последователно според три нива на сложност: индивид - популация - биоценоза (екосистема). Естествено, принципите на екологията на насекомите са същите като тези на общата екология. Сред най-важните свойства на популациите е характерната за тях динамика на числеността на индивидите и механизмите на нейното регулиране. Всяко съществено отклонение в броя на индивидите в популациите от оптималното е свързано с негативни последици за неговото съществуване. В тази връзка популациите обикновено имат адаптивни механизми, които допринасят както за намаляване на числеността, ако тя значително надвишава оптималната стойност, така и за нейното възстановяване, ако намалее под оптималните стойности.
Популациите, като правило, имат адаптивни механизми, които допринасят както за намаляване на изобилието, ако то значително надвиши оптималната стойност, така и за неговото възстановяване, ако намалее под нормалните стойности. За всяка популация и вид като цяло е характерен т. нар. биотичен потенциал, който се разбира като възможно потомство от една двойка индивиди при упражняване на способността на организмите за биологично детерминирано възпроизвеждане.
Цел на работата: изучаване на популационната динамика и биотичния потенциал на насекомите.
1. Популациите и техните свойства
Поради хетерогенността на условията, видът никога не е равномерно разпределен в ареала си. На благоприятни места се появяват групи от индивиди, които са по-тясно свързани помежду си. Такива повече или по-малко изолирани групировки се наричат популации.
И така, популацията е съвкупност от индивиди от един и същи вид, обитаващи определен район. При постоянни и достатъчно благоприятни условия популацията е в състояние да се задържи неопределено време поради самовъзпроизводство. Популацията има генетична вариабилност и може да се адаптира към новите условия. В най-често срещания случай на бисексуално размножаване в рамките на една популация има постоянен обмен на генетична информация, т.е. общ генофонд. Този обмен може да бъде възпрепятстван до известна степен от селективността на чифтосване или по други причини.
Така популацията има повече или по-малко дефинирани пространствени граници и обикновено общ генофонд. Индивидите, включени в популацията, са разположени по определен начин на земята. Най-важните характеристики на една популация са нейната големина и съответно плътност, т.е. броят на индивидите на единица площ (или обем на субстрата). Населението във всеки един момент има определен възрастов състав и съотношение по пол.
Плодовитостта, смъртността, емиграцията и имиграцията са сред така наречените динамични характеристики. Нестабилното им равновесие води до повече или по-малко резки промени в числеността и съответно в гъстотата на населението. Тези промени във времето се наричат динамика на населението. По правило промените в изобилието са придружени от промени в пространственото разпределение на индивидите.
Така популацията притежава свойства, които повтарят свойствата на индивида на ново ниво. Подобно на отделен организъм, популацията възниква, расте, диференцира се и има известна устойчивост на външни влияния. Популацията, за разлика от организма, може да бъде същество - за неопределено време, въпреки че може да умре при неблагоприятни условия.
Свойствата на една популация се определят от свойствата на съставляващите я индивиди и техния генофонд. Познавайки процента на индивидите на определени възрасти, пола на физиологичното състояние, можем да изградим многоизмерна характеристика на популацията – портрет на населението. Свойствата на една популация обаче зависят не само от свойствата на отделните индивиди, но и от пространственото и времевото разпределение на тези индивиди и техните взаимодействия помежду си. Следователно, когато се разглеждат екологичните взаимоотношения, популацията обикновено действа като едно цяло.
2. Динамика на населението
Динамиката на населението е промени в размера на населението във времето. Тези промени могат да бъдат свързани с процеси, протичащи спонтанно в самата популация, причинени от въздействието на абиотични фактори на околната среда или от взаимодействия между популации от различни видове в рамките на биоценозата.
При изследване на динамиката на броя на насекомите е необходимо да се вземе предвид броят (плътността на популациите) едновременно на всички насекоми от даден вид на всички етапи от тяхното развитие или само на един етап. При отчитане на изобилието, особено на един етап, неговите сезонни промени ще бъдат много ясно изразени. Така едно насекомо обикновено преживява неблагоприятен сезон в един, най-често латентен стадий на развитие (яйце, какавида). По това време броят на индивидите на други етапи на развитие, като правило, е равен на нула.
През годината върховете на изобилието се появяват според броя на поколенията, но ако има много от тези поколения, развитието на насекоми от различни поколения, като правило, се припокрива. В редица случаи дългият живот на насекомото на един от етапите също изглажда пиковете на популацията. Такива например са много земни бръмбари, чиито възрастни живеят няколко години.
Именно тези промени обикновено се наричат динамика на населението. Трябва да се има предвид, че въпреки че има известна корелация между броя на последователните етапи, в цикъла на развитие тя е относителна и се ограничава само от факта, че броят на всеки етап от развитието, като се започне от яйцето, трябва да не е по-голям от предишния. Строго погледнато, това правило не винаги се спазва, тъй като броят на населението може да се увеличи поради мигрантите. Съответно, броят на възрастните в тази област може да бъде много по-висок от броя на какавидите, които са се случили.
2.1 Модели на динамиката на населението
Дългосрочните наблюдения на популациите на различни видове насекоми показват, че броят на насекомите в природата варира от година на година, но тези промени настъпват в определени граници. Горната граница, разбира се, се определя от наличните ресурси за съществуването на дадена популация, капацитета на нейната среда. Долната граница е нулевата линия, при достигане на която популацията напълно загива. Напълно възможно е последното да е често срещан случай, но това не означава, че през следващата година тези насекоми ще липсват напълно в този биотоп. Имигрантите от съседни оцелели популации ще възстановят населението.
По принцип способността на насекомите, подобно на други организми, да увеличават популациите чрез размножаване е неограничена. В природата обаче горната граница на изобилие почти никога не се достига поради следните причини.
Първо, при благоприятни условия настъпват спонтанни промени в генетичната структура на популацията, което води до факта, че способността на популацията да расте постепенно намалява ( вътрешно съпротивление). Факт е, че при благоприятни условия генетично по-ниските индивиди оцеляват и дават потомство. В резултат на това се намалява както жизнеспособността на популацията като цяло, така и нейната способност да се възпроизвежда. Интересното е, че при определени условия спонтанно настъпват ритмични промени в средните характеристики на популацията с период от 1 - 2 или повече поколения. Очевидно генетичните промени в свойствата на популацията играят важна роля в динамиката на популацията („вълни на живот“). За съжаление този въпрос остава малко проучен. Към това трябва да се добави, че генетичната структура на популациите на други организми, взаимодействащи с даден вид, може да се промени по подобен начин във времето: микроорганизми, растения, други насекоми и т.н.
Второ, външната среда, която включва много абиотични и биотични фактори, предотвратява неограничения растеж на населението ( средно съпротивление). Всеки от факторите има както специфични, така и косвени ефекти.
В природата могат да се наблюдават популации от насекоми, които продължават десетки и стотици години. Поради това в литературата често се изразява идеята за флуктуациите на популацията в биоценозата като саморегулиращ се процес. Образно казано, популацията се разглежда като еластична опъната нишка, която може да бъде отклонена от външни фактори нагоре или надолу до определени граници, но при отслабване на въздействието отново се връща на предишното ниво.
2.2 Видове динамика на населението
стабилен тип- характеризира се с малък диапазон от колебания (от няколко пъти, но не и от няколко порядъка). Характерно е за видовете с добре дефинирани механизми на популационна хомеостаза, висока преживяемост, ниска плодовитост, дълъг живот, сложна възрастова структура и развита грижа за потомството. Цял комплекс от ефективно работещи регулаторни механизми поддържа такива популации в определени граници на плътност.
флуктуиращ тип- възникват флуктуации в значителен диапазон от плътности, които се различават с един или два порядъка. В същото време се разграничават три фази на колебателния цикъл: увеличаване, максимум, разреждане на популацията. Връщането към стабилно състояние е бързо. Регулаторните механизми не губят контрол върху броя на популациите, повишавайки тяхната ефективност след увеличаване на плътността. Преобладават слабо инерционните между- и интравидови взаимодействия. Такъв ход на числата е широко разпространен при различни групи животни.
Флуктуиращ тип динамика на популацията е характерен за много ксилофаги (консуматори на кора и дървесина): мряни, златни бръмбари и корояди. Характеризират се със съвместното уреждане на хранителните обекти – отслабването на дърветата. Това ви позволява бързо да намалите стабилността на дървото, но в същото време съвместното обитаване на ксилофагите влошава конкурентните отношения между тях, което действа като безинерционен механизъм за регулиране на изобилието.
За короядите, които първи се заселват върху отслабени дървета, с излишък от хранителни вещества (разтворими въглехидрати и нишесте), развитието е ограничено от влиянието на защитните реакции на дървото, като например производството на смола при иглолистни дървета . Освен това все още няма симбиотични микроорганизми. Устойчивостта на все още жизнеспособните дървета може да бъде нарушена от концентрирана атака и прекомерно висока плътност на вредителите. Друго ограничение за пригодността на едно дърво за корояди е пълната смърт и унищожаване на лика. Между двете посочени състояния на дървото за корояди се създават оптимални условия за хранене, отбелязват се максималната степен на оцеляване на всички фази на развитие и най-високите нива на размножаване.
Експлозивен типс огнища на масово размножаване - прекратяването на действието на модифициращи фактори не води до бързо връщане на населението в стабилно състояние. Динамиката на популацията се състои от цикли, в които се разграничават пет задължителни фази: нарастване на популацията, максимум, разреждане, депресия, възстановяване. Популациите периодично се характеризират с изключително високи и необичайно ниски нива на изобилие. Според фазите на цикъла значително се променят и показателите за размножаване, възрастовата и полова структура на популацията, физиологичното състояние, поведението, а понякога и морфологичните особености на съставляващите го индивиди. Такъв ход на числеността се среща най-често при видове с кратък живот, висока плодовитост и бърза смяна на поколенията. Характерно е например за някои насекоми (скакалци, горски неприятели - мряни, корояди, редица лустокрили и триончета и др.).
В сибирската тайга, сред скрити живи видове, експлозивен тип динамика на популацията е характерен за алтайската лиственица, голямата черна иглолистна мряна, мряната от лиственица и някои други. Сред насекомите, които се хранят с отворени листа, способността да дават огнища на масово размножаване е характерна само за някои видове Lepidoptera и Hymenoptera (триони, тъкачи). Отличителни черти на екологията на тези видове: висока преживяемост в силно променлива среда поради специални адаптации, висока миграционна активност, висока и променлива плодовитост. При отворени видове често се откриват груповият ефект и фазовата променливост.
Един от най-опасните вредители по иглолистните дървета е сибирската копринена буба Dendrolimus sibiricus, разпространена от Урал до Тихия океан. При огнищата на сибирската копринена буба съотношението на половете се променя значително във фазите на огнището. Делът на жените варира от 32 до 76%. Когато огнището нараства, женските доминират, докато затихването - мъжките. При пренаселените популации смъртността на женските нараства във всички фази на развитие, като се отбелязва и по-високата им миграционна активност от размножителни центрове. Във фазата на популационен максимум в периферията на огнището делът на женските е до 73%, а в центъра - 44%.
2.3 Фактори, влияещи върху динамиката на населението
Насекомите придобиват значението на вредители по селскостопанските култури само ако броят им надвишава икономическите прагове на вредност, тъй като едно, дори и най-ненаситното насекомо не е в състояние да причини значителни щети на културата. Следователно планирането на защитните мерки и съответните научни изследвания са насочени към намаляване на броя на индивидите в популациите до тези прагове. Динамиката на броя на популациите от насекоми се проявява или в сезонна промяна в броя им през цялата година, или в продължение на няколко години, като се придобива, поради изключителната енергия на размножаване на много видове, естеството на редовно редуващи се популационни вълни .
Съществуват две противоположни гледни точки относно ролята на факторите от различни категории в регулирането на размера на населението. Ако приемем, че нивото на изобилие се определя от фактори, независими от гъстотата на населението, привържениците на една гледна точка се позовават на рядкост на комбинацията от условия, необходими за постоянния растеж на популациите. Примерите за масово размножаване на насекоми, според тях, са редки изключения от правилото и изразяват специфичните свойства на няколко вида. Броят на популациите на преобладаващото мнозинство видове е ограничен от краткото време, когато комбинации от условия осигуряват растеж на популацията. В същото време ограничените ресурси, тяхната относителна недостъпност със слабо развитие на миграционните и търсещи способности, както и преходността на периода, когато раждаемостта преобладава над смъртността, а темпът на нарастване на населението е положителен, могат да се считат за основни фактори, ограничаващи броя. Въпреки това, произволните колебания в числеността в отговор на промени в условията, които не са свързани с гъстотата на популацията, рано или късно ще доведат популациите до долните граници на численост и изчезване. Заемайки различна гледна точка, която благоприятства фактори, които зависят от гъстотата на населението, изследователите - привърженици на обратната посока - формулират концепцията за автоматичен контрол на населението. Доскоро търсенето на критерии за оценка на регулаторната роля на тези фактори беше ограничено само от гъстотата на населението, която намалява при превишаване на определено средно ниво или, обратно, нараства, ако това ниво остава недостигнато.
3. Биотичен потенциал на насекомите
популационен генетичен биотичен потенциал
Плодовитостта на насекомите и способността им да се възпроизвеждат често са необичайно големи. Често тази способност за възпроизвеждане се обозначава с понятието репродуктивен потенциал, или биотичен потенциал. Най-рационално е да ги обозначим не плодовитостта на даден вид като цяло, а теоретичния максимум на потомството, получено от една двойка индивиди (при партеногенезата, от един индивид) за цялата година. Например треската снася средно 100 яйца, така че нейният биотичен потенциал в две поколения ще бъде 50 2 на двойка индивиди (при равен брой мъжки и женски в популацията), т.е. 2500. При листните въшки, които се отказват. до 15 и повече партеногенетични поколения със същата плодовитост, т.е. 50 индивида на женска, биотичният потенциал достига астрономически показатели - в този пример 50 15, т.е. милиарди милиарди индивиди.
Академик В. И. Вернадски разглежда размножаването на организмите като проява на едно от свойствата на живата материя - способността да се разпространява по земната повърхност в резултат на химическа работа и създаването на нови количества жива материя. Той обозначи тази способност с концепцията за скоростта на предаване на живота, която е постоянна стойност и характеристика на всеки тип организъм; определя се от размера и теглото на тялото, половата продуктивност, броя на поколенията в даден период от време и изискванията към местообитанието. Като цяло скоростта на пренос на живот характеризира геохимичната енергия на видовете и се изразява като брой cm/s.
Например скоростта на предаване на живот при скакалците е приблизително 13-15 cm/s, а при ливадния молец - 45 cm/s; това означава, че разпространението на тези насекоми ще бъде завършено на Земята, като се има предвид дължината на екватора от около 40 хиляди км, в първия случай в рамките на около 9 години, а във втория около 3 години.
Биотичният потенциал и скоростта на предаване на живот са теоретични абстракции и в реалната природа размножаването на организмите никога не отговаря на тези стойности. И двете концепции обаче са ценни с това, че ни позволяват да установим числени показатели за видовете на тяхната потенциална енергия на възпроизвеждане.
Невъзможността за пълна реализация в природата на биотичния потенциал на видовете е следствие от ограничаващото влияние на външната среда: под нейно влияние настъпва или намаляване на плодовитостта, или смърт на част от потомството. Като цяло огромната репродуктивна способност на насекомите ги осигурява от пълна смърт и изчезване в природата при възникване на неблагоприятни условия на околната среда.
Да приемем, че женска от даден вид снася средно 200 яйца (плодовитостта F е 200) и че смъртността през цялото развитие е нула. Ако съотношението на половете в поколението, както е най-често 1:1 (пропорцията на женските q= 0,5), това означава, че в първото поколение ще има Фq тези. 200 0,5 = 100 женски. Всяка от тези женски ще роди още сто жени в следващото поколение, което ще доведе до 10 000 жени във второто поколение. Очевидно в n-то поколение броят на женските може да се изчисли по следната формула:
Ако първоначално имаме не една жена, а N женски, тогава след n поколения ще има:
Очевидно при такива условия размерът на популацията ще се увеличи рязко експоненциално (мощна функция). Смяната на поколенията все още отнема известно време. Тогава скоростта на промяна на населението с голям брой поколения или тяхната бърза промяна може да бъде представена като резултат от разделяне на нарастването на населението на интервал от време (абсолютен темп на растеж на населението) или въз основа на първоначалния брой индивиди -
С последователно намаляване на интервала от време (0) получаваме моментния темп на нарастване на населението - r (биотичен потенциал):
Връщайки се към формулата за растеж на населението (1), сега можем да я запишем по следния начин:
където е размерът на популацията във времето t, N е първоначалният размер на популацията, e е основата на естествените логаритми, r е биотичният потенциал, t е интервалът от време. Графиката на тази експоненциална (експоненциална) функция е показана на фиг.27. Ако вземем логаритъма на формула 3, получаваме следния израз:
Графиката на тази функция е права линия. Биотичният потенциал на тази графика може да бъде представен като тангенс на наклона на графиката към оста x. Очевидно биотичният потенциал не е чисто спекулативна категория. Знаейки размера на популацията N в момент t и последващото число N в момент t, можем да определим биотичния потенциал по формулата:
В началото предположихме, че смъртността на насекомите по време на развитие е нула. В такава ситуация биотичният потенциал ще бъде максимално възможен при дадените условия. В природата това условие почти никога не е изпълнено, а определеният биотичен потенциал ще се определя от разликата между плодовитост и смъртност. Поради желанието да се размножават, насекомите биха могли да увеличават броя си за неопределено време, ако не бяха фактори, които инхибират растежа на популацията, намаляват плодовитостта или водят някои насекоми до смърт. Такава средно съпротивлениеможе да се определи като разлика между максимално възможния и реално наблюдавания биотичен потенциал.
Заключение
Броят на популациите не остава постоянен, тъй като се променят условията за тяхното съществуване. Диапазонът на колебания в броя на популациите зависи от степента на променливост на абиотичните и биотичните фактори, както и от биологичните характеристики на даден вид (плодовитост, скоростта на смяна на поколенията, възрастта, на която индивидите достигат полова зрялост, и др.). Най-големите диапазони на колебания в популацията са характерни за малки, бързо размножаващи се организми, включително насекоми.
Насекомите, като малки същества, имат изключително висок биотичен потенциал. Високата стойност на биотичния потенциал означава възможността от внезапни изблици на опасни за стопанската дейност на човека числа. В допълнение, способността за бързо увеличаване на техния брой е в основата на използването на насекомите като източник на животински протеин.
Списък на използваните източници
1. Бей - Биенко Г. Я. Обща ентомология. Учебник за университети и селскостопански университети. - 3-то изд. - М.: Висше училище, 1980. - 416 с.
2. Захваткин Ю. А. Курс по обща ентомология. М.: Колос, 2001, - 376 с.
3. Чернишев В.Б. Екология на насекомите. Учебник. - М.: Издателство на Московския държавен университет, 1996. - 304 с.
4. Yakhontov VV Екология на насекомите. М.: Висше училище, 1964. - 460 с.
5. http://www.entomologa.ru/book/35.htm
6. http://www.plam.ru/ekolog/obshaja_yekologija/p9.php#metkadoc12
7. http://biofile.ru/bio/6684.html
8. http://www.vitadez.ru/katalog/populyatsiya-nasekomich/dinamika-chislennosti-populyatsii
9. http://slovo.ws/urok/biology/11/01/txt/04.html
Хоствано на Allbest.ru
Подобни документи
Популационни свойства - съвкупност от индивиди от един и същи вид, обитаващи определена територия. Видове и модели на динамика на населението. Ролята на фактори от различни категории в нейното регулиране. Плодородието на насекомите и способността им да се размножават.
резюме, добавен на 13.08.2015
Показатели за структурата на популациите: брой, разпределение на индивидите в пространството, съотношението на групите по пол и възраст, техните морфологични, поведенчески особености. Динамика на популацията, нейният биотичен потенциал, плодовитост, смъртност, миграция на индивиди.
отчет, добавен на 13.02.2010 г
Динамични характеристики на населението: плодовитост, смъртност, оцеляване. Пространствено разпределение на индивидите, които съставляват популации. Разглеждане на флуктуациите на населението като авторегулиран процес. Броят на свободните места за живеене.
презентация, добавена на 25.03.2015
Понятието и същността на населението; системна функция. Площ, изобилие, плътност, раждаемост и смъртност като основни характеристики на населението. Възрастова и полова структура в рамките на един вид. Изследване на периодични колебания в популацията на заек и рис.
презентация, добавена на 14.06.2014
Модификация и регулиране на популациите в биоценозите; средно ниво, отклоненията и динамиката на техния брой като саморегулиран процес. Въздействие на изменението на климата върху организмите: колебания в смъртността; адаптация на вида към условията на съществуване.
презентация, добавена на 30.01.2012
Колебания в популацията. Материални основи на наследствеността. Устойчивост на органичните форми в редица поколения и способност за трансформация. Разкриване на молекулярните основи на наследствеността. Взаимодействието на ДНК молекули, протеини и РНК клетки.
резюме, добавен на 19.02.2011
Изследване на еволюцията на екологичната система под различни условия. Прогнозиране на развитието на населението. Определяне на стационарни стойности на популациите на хищници и плячка. Определяне на началните условия, при които е възможно изчезването на популация.
лабораторна работа, добавена на 22.03.2015г
Развитието на насекомите, тяхното приспособяване към различни източницихранене, разпространение около планетата и способност за летене. Структурата на нервната, кръвоносната, храносмилателната и репродуктивната системи, дихателните органи. положителна активностнасекоми в природата.
резюме, добавен на 20.06.2009
Различия в устройството, размножаването и поведението на индивидите, поради различни условияместообитания на населението. Броят на индивидите в популациите, неговата промяна във времето. Възрастовият състав на населението, възможността за неговото прогнозиране за следващите няколко години.
презентация, добавена на 26.02.2015
Три категории популации: географски, екологични и елементарни. Характеристики на популациите: брой, плътност, разпространение, възрастова структура. Основните демографски показатели: степента на полово размножаване, плодовитост, процент на смъртност.