La population est ensemble de représentants d'une catégorie d'espèces organismes vivants qui occupent une certaine zone territoriale pendant de nombreuses années et sont séparés des individus similaires par certaines caractéristiques.
Vue générale
Ce terme est utilisé dans de nombreux domaines scientifiques, par exemple l'écologie, la médecine, la démographie, etc.
D'un point de vue écologique, une population est communauté d'organismes vivants qui ont pool génétique commun. En biologie, une population désigne un groupe d'organismes faisant partie de la même espèce.
La population présente les caractéristiques suivantes :
- habitat commun;
- origine commune des représentants ;
- isolement d'un certain groupe des autres représentants;
- la possibilité de métissage libre au sein du groupe.
Types de population
Il existe une infinité d'organismes vivants dans le monde. Ils sont divisés en deux populations globales - les plantes et les animaux. Et puis ils sont déjà classés en groupes, classes et types.
En biologie, il y a groupes géographiques qui occupent un habitat spécifique. Ils sont à leur tour divisés en - écologiques et locaux.
Selon le mode de reproduction, ils sont divisés en:
- permanent (dans ce cas, les individus n'ont pas besoin d'un afflux supplémentaire d'autres représentants pour se reproduire);
- semi-dépendants (leur reproduction se produit à moitié avec des individus de l'extérieur, mais n'est pas complètement enroulée d'eux);
- temporaire (la mortalité dans ce cas est supérieure au taux de natalité; la survie ultérieure dépend directement de leurs représentants à l'extérieur).
Structure démographique
Pour rendre l'idée de la structure plus compréhensible, nous allons l'analyser point par point.
Attribuez la structure de population suivante.
Spatial- désigne la répartition des organismes vivants sur le territoire occupé. Il est divisé en :
- Aléatoire (par exemple, la forêt est la même pour les écureuils, et ils vivent dans des conditions naturelles égales). Dans ce cas, les animaux ne vivent pas en groupe, mais sont répartis uniformément dans la forêt.
- Uniforme - caractéristique des animaux qui se disputent la nourriture et le territoire. Par exemple, certains oiseaux, mammifères et poissons protègent leur territoire des autres animaux.
- Groupe - le plus commun dans la nature. Par exemple, les arbres qui ont des fruits lourds, après être tombés au sol, germent en formant des groupes. Les caractéristiques de cette croissance sont dues diverses options reproduction due à l'hétérogénéité du milieu.
Sexuel- représente le rapport quantitatif des individus hétérosexuels.
Âge- indique le nombre d'individus d'âges différents d'une même espèce. Chaque espèce, en fonction de son âge, est classée comme suit :
- pré-productif (ces individus qui n'ont pas atteint l'âge adulte);
- reproducteur (prêt pour la reproduction);
- post-reproductif (individus qui ne peuvent plus se reproduire).
Toute la structure génétique d'une population dépend de la possibilité variation et diversité des génotypes. Comme dans tout système, une population possède également certains paramètres qui lui donnent une caractérisation complète.
Choix
Presque toutes les populations existantes ont des indicateurs caractéristiques: nombre, densité, taux de natalité et mortalité - ces paramètres sont étroitement liés les uns aux autres.
population populations - total individus de la même espèce qui vivent sur le territoire. La densité signifie combien d'individus par unité de surface.
De nombreux groupes n'enregistrent pas de fortes augmentations du nombre moyen d'individus par an, car :
- par suite de causes naturelles, le même nombre de représentants périt ;
- à faible densité, l'intensité de la reproduction augmente plusieurs fois et, par conséquent, vice versa;
- les changements environnementaux réguliers créent des obstacles à taux élevé la reproduction.
Même avec stabilité, la taille de la population périodiquement des fluctuations se produisent. La principale raison de leur apparition réside dans les changements des conditions de vie, par exemple:
- l'impact changeant de l'environnement inorganique;
- changements brusques interspécifiques dans les relations;
- variabilité nutritionnelle.
Les fluctuations temporaires énumérées entraînent des changements nombre total personnes. Ils sont formés à partir des processus suivants :
- la fertilité;
- mortalité;
- émigration (sortie d'individus de l'habitat);
- immigration (afflux de nouveaux représentants de l'extérieur).
pool génétique
Mais l'un des rôles critiques joue le nombre d'individus ayant la capacité de reproduction. Ils forment le pool génétique.
pool génétique population - est un ensemble de toutes les variations de gènes d'une espèce, transmises par hérédité. La variation génétique permet aux espèces de s'adapter à leur environnement. Plus les gènes sont diversifiés, mieux les individus sont capables de s'adapter à l'environnement.
Sur la base des informations fournies, on peut généraliser qu'une population est un ensemble de représentants d'une catégorie d'espèces qui vivent sur le même territoire, ont la possibilité de se croiser librement et ont également un pool génétique unique.
Le terme biologique "population" a été utilisé pour la première fois en 1903 par un biologiste danois. Wilhelm Ludwig Johansen (1857 - 1927) pour désigner la croissance du groupe d'une espèce végétale.
En contact avec
Concept général
Qu'est-ce qu'une population ? Elle (les anciens latins disaient : populus, de l'anglais moderne. population) est un ensemble de représentants un type spécifique d'organismes vivants, une longue période de temps vivant ou se développant dans un espace territorial, à l'écart des individus d'autres groupes similaires dans des caractéristiques similaires.
Le terme est utilisé dans une variété de domaines. sciences naturelles Mots clés : écologie, médecine, démographie.
Si nous prenons par exemple, alors dans la terminologie appropriée, le concept défini comme une communauté d'animaux ou de plantes de la même espèce avec un pool génétique unique(ce terme sera discuté ci-dessous), capable d'une auto-reproduction stable. En biologie, il fait référence à des groupes d'organismes dans la composition un certain genre.
L'exemple le plus simple est la population humaine sur Terre. Si l'on prend des exemples dans le monde animal : tacheté et cerf rouge, marron et ours polaire, cabillaud et églefin dans les mers du bassin de l'océan Arctique. Du monde végétal : différents types pin et épicéa, tremble et tilleul, chêne et orme.
Quelles sont les caractéristiques de chaque population ? Les critères généralement acceptés sont :
- habitat commun (aire de répartition);
- l'origine uniforme de la communauté d'organismes;
- l'isolement relatif de cette communauté par rapport à d'autres groupes similaires (les soi-disant barrières interpopulationnelles);
- le respect du principe de panmixie (croisement libre) au sein du groupe, c'est-à-dire l'égale probabilité de rencontrer tous les génotypes existants dans la gamme.
Types de population
espèces d'organismes vivants dans la nature sauvage grande multitude. Il faut tout d'abord souligner deux populations mondiales- Animaux et plantes. Et déjà, ils définissent des sous-espèces d'un groupe particulier d'organismes
En biologie, des groupes géographiquement déterminés sont structurellement distingués, par exemple, l'installation d'écureuils dans les forêts Région d'Oulianovsk. Animaux regroupés d'une même sous-espèce (dans notre cas, des écureuils) vivant dans un espace géographiquement homogène. Une telle zone s'appelle un habitat.
À leur tour, les populations géographiques sont subdivisées en populations plus petites - écologiques (protéines des conifères et des forêts mixtes une zone), et celles - en plus petites encore - élémentaires ou locales (les mêmes protéines, mais déjà en Différents composants une forêt).
Selon la capacité de reproduction, il y a une division en:
- Permanent qui n'ont pas besoin d'un afflux d'individus de leur espèce de l'extérieur pour maintenir le nombre au niveau nécessaire à une existence à part entière.
- Semi-dépendant, dans lequel un certain nombre d'individus similaires de l'extérieur viennent de l'extérieur, mais même sans eux, la population peut exister longtemps.
- Temporaire, chez eux la mortalité des représentants est supérieure au taux de natalité de l'espèce, et l'existence dépend directement de l'afflux d'individus de l'extérieur. Les populations temporaires se forment souvent dans des endroits au climat défavorable et à l'approvisionnement alimentaire instable.
Attention! La population est très similaire à un organisme vivant, en tant que biosystème, elle possède également une structure organisée qui a sa propre intégrité, un programme génétique d'auto-reproduction et des mécanismes caractéristiques particuliers d'autorégulation et d'adaptation.
Structure démographique
La structure du nombre prédominant d'établissements d'espèces existantes est déterminée par les représentants qui les forment et le placement de ces derniers dans l'habitat (en se souvenant des écureuils - le nombre total et le pourcentage d'animaux de sexes différents dans la forêt). Pour le rendre plus clair, regardons les points.
La structure de la population est donc
Spatial - la répartition des individus sur la zone qu'ils occupent - combien d'écureuils courent et où. Celui-ci, à son tour, est divisé en :
- Aléatoire (si la forêt est la même pour tous les écureuils, et qu'ils sautent dans le même milieu naturel). Dans ce cas, il y a peu d'animaux, ils ne s'égarent pas en «groupes» et ne vivent pas dans un plan d'eau bondé.
- Uniforme. Il survient principalement chez les animaux qui vivent dans des conditions de concurrence féroce pour les ressources alimentaires et les habitats. Certaines espèces poisson prédateur, les oiseaux et les mammifères (ours, par exemple) gardent leur terrain de chasse et les étrangers ne les favorisent pas.
- Grouper. Le plus commun dans la nature. Prenons l'exemple des plantes. Certains arbres ont de gros fruits lourds (noix, glands, platanes, etc.) qui, tombant à côté de l'arbre, germent immédiatement en formant des groupes. Et même des muguet ! Mais, ils doivent ce mode de reproduction végétative (descendance à partir de rhizomes). Celles-ci les caractéristiques de croissance sont causées le fait que les conditions environnementales environnantes sont hétérogènes, les habitats sont limités, l'espèce a des qualités biologiques caractéristiques et des options de reproduction.
Sexuel - le ratio de spécimens hétérosexuels (combien d'écureuils-garçons et d'écureuils-filles sont dans la forêt).
Âge - le plus compréhensible. Combien d'individus âges différents. Dans toutes les espèces, et parfois dans chaque population au sein d'une espèce, il existe différents ratios de groupes d'âge. En règle générale, les âges écologiques suivants sont distingués:
- pré-reproductif (organismes qui n'ont pas atteint la puberté);
- reproducteur (sexuellement mature);
- post-reproductif (représentants qui ont perdu la possibilité de se reproduire).
Pour les animaux et les plantes, cette structure présente des différences significatives, mais il s'agit d'un sujet distinct à considérer.
Structure génétique de la population en raison de la variabilité et de la diversité des génotypes(en gros, la différence entre les protéines de couleur et de taille, et leurs variations lors de l'accouplement avec la progéniture suivante).
La structure écologique consiste en la division d'une espèce en groupes de représentants individuels, interagissant à leur manière avec les conditions environnementales. C'est ici que la population locale se manifeste souvent. Le fait est que la distinction entre type et groupe séparé représentants existant dans les conditions particulières de l'aire commune de résidence est très conditionnelle.
Fondamentalement, le système fonctionne comme presque n'importe quel système biologique. En conséquence, il se caractérise par : la croissance, le développement, la survie dans des conditions environnementales changeantes. Cela provoque la présence de certains paramètres.
population d'écureuils
Choix
La plupart des populations existantes se caractérisent par : nombre, densité, taux de natalité et taux de mortalité. Toutes ces caractéristiques sont également étroitement liées et interdépendantes.
Taille de la population- le nombre total de représentants de l'espèce vivant sur le territoire. Densité, respectivement, le nombre d'individus d'une espèce donnée par unité de surface de l'aire de répartition.
Dans de nombreux grands groupes population moyenne ne change pas trop chaque année, du fait que :
- depuis causes naturelles meurt environ le même numéro représentants;
- l'intensité de la reproduction des organismes augmente avec une faible densité de population, et avec une augmentation, en conséquence, elle diminue;
- Tout le temps en train de changer conditions naturelles et facteurs climatiques créer des obstacles à la réalisation élevée du potentiel de reproduction.
Mais, même avec une certaine stabilité, les fluctuations sont caractéristiques de la taille de la population. Les principales raisons de ces fluctuations liés aux changements des conditions de vie. À savoir:
Ces fluctuations périodiques entraînent des changements dans le nombre total, qui consistent en les phénomènes suivants :
- la fertilité;
- mortalité;
- immigration (établissement - afflux d'individus de l'extérieur);
- émigration (éviction des représentants de l'espèce).
Les soi-disant vagues de population sont associées à ces facteurs.
Important! Vagues de population - grands changements numériques soudains.
Exemple : réduction du nombre de renards suite au tir ( facteur abiotique) entraîne une augmentation de la population mulots(campagnols).
Les populations sont caractérisées par la taille, la densité, le taux de natalité et la mortalité.
pool génétique
Mais l'abondance effective est particulièrement importante - le nombre de représentants sexuellement matures de l'espèce capables de produire une progéniture. Ils forment le pool génétique. Examinons maintenant de plus près ce concept.
Quel est le pool génétique d'une population(pool génétique). C'est la totalité de tous les traits (gènes) d'une espèce et de leurs variations qui sont héritées. C'est grâce aux gènes que les écureuils de Sibérie diffèrent des écureuils du Canada. Les variations génétiques (allèles) déterminent la capacité des organismes à s'adapter aux caractéristiques en constante évolution de l'environnement. Plus la diversité des gènes est grande, plus organisme plus capable s'adapter à la vie.
En biologie, il existe une population idéale. Mais, il est purement théorique et est utilisé pour modéliser des processus. Population idéale peut être défini comme panmictique hypothétique (c'est-à-dire dont les individus ont la même chance de se reproduire), avec une croissance infinie, persistant à travers les générations et indépendant de la sélection naturelle, facteurs externes et mutations, nombre.
Quel est le rôle principal du concept pour l'existence d'organismes vivants sur la planète ? En écologie, il est défini comme l'unité élémentaire du processus microévolution(petites modifications génétiques intraspécifiques sur plusieurs générations, entraînant certaines modifications chez l'individu, à la fois externes et internes), réagissant à l'évolution des facteurs environnementaux en réorganisant le pool génétique.
Le fonctionnement de la population et la dynamique de son abondance dans la nature
La population comme forme d'existence des espèces dans la nature
Conclusion
Basé sur ce qui précède , nous résumons. Une population est un ensemble de représentants d'une même espèce vivant sur un territoire commun, se croisant librement, possédant un pool génétique unique, ayant sa propre structure, ses caractéristiques et ses paramètres similaires aux biosystèmes existants, et étant une unité microévolutive élémentaire.
La forme la plus simple d'existence d'une espèce dans la nature est une population. Dans cet article, nous allons voir ce qui est inclus. ce concept, découvrez quel est le rôle de la population dans le processus évolutif.
Structure démographique
En biologie, une population est l'intégrité de tous les individus existants de la même espèce vivant sur le même territoire et ayant un patrimoine génétique commun avec la capacité de se croiser librement. Un type d'organismes vivants peut regrouper plusieurs écosystèmes à la fois, le plus souvent isolés les uns des autres.
Dans le cas où l'on place dans les mêmes conditions des individus d'une même espèce prélevés dans des écosystèmes différents, on observe la préservation de leurs différences. Cependant, pour obtenir une progéniture fertile, un tel croisement donne les meilleurs résultats.
Riz. 1. Exemples de populations.
Les populations fournissent le processus de microévolution et sont divisées en:
- sexuel;
- âge;
- écologique;
- génétique;
- structuration spatiale.
Riz. 2. Structure des populations.
Structure sexuelle
Il implique le pourcentage d'individus de sexes différents. Il est déterminé par la différence des ensembles de chromosomes. Cependant, il arrive souvent que certaines femelles donnent naissance uniquement à des femelles ou uniquement à des mâles. Dans ce cas, le sex-ratio s'écarte de 1:1.
Cela peut être dû non seulement à des troubles génétiques, mais également à des conditions environnementales.
Structure par âge de la population
Comprend le ratio d'individus d'âges différents, qui représentent les descendants de la même génération ou de générations différentes. Une génération peut comprendre des représentants d'un ou plusieurs descendants. L'âge affecte l'intensité du processus de reproduction, la vitesse de changement de génération et le taux de mortalité.
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structure génétique
Elle est déterminée par la diversité et la variabilité des génotypes. La propriété des écosystèmes est la présence d'un certain niveau de diversité de traits qui dépendent de l'écologie et de la prédisposition génétique. En d'autres termes, un génotype est capable de produire de nombreuses variations de phénotypes. La diversité dépend du nombre d'individus et de la situation écologique. Changer la fréquence des gènes peut conduire à l'extinction de l'espèce.
Structure spatiale
Il est déterminé par la densité de placement et de distribution des membres de l'écosystème dans une certaine zone. Tous les individus ont à la fois un espace individuel et un espace de groupe. De cette façon, des troupeaux, des colonies, des troupeaux se forment. Selon la méthode de placement dans le groupe, une distribution aléatoire, uniforme et encombrée est distinguée.
Chaque individu joue un rôle dans le groupe, formant ainsi une hiérarchie sociale.
Elle peut être :
- linéaire (subordination par rangs, quand le suivant domine le précédent) ;
- parallèle (mâles et femelles ont des chefs distincts).
Un tel système de relations vous permet de coordonner un comportement qui sera bénéfique pour tous les membres du groupe.
Composante environnementale
L'unité écologique est l'espèce. Cette structure implique la répartition des membres en groupes en fonction de l'interaction avec les facteurs environnants de la nature.
La niche écologique comprend la nourriture, les lieux de reproduction et de cachette, ainsi que d'autres facteurs environnementaux nécessaires à l'existence de l'espèce. Caractériser niche écologique, utilisez deux indicateurs : la largeur et le degré de chevauchement avec d'autres niches.
Les dynamiques de population
La dynamique et la croissance du nombre d'écosystèmes dépendent de facteurs externes et facteurs internes tels que la disponibilité de la nourriture, les ennemis, le climat.
Le fondateur de la génétique des populations est S.S. Chetverikov, qui a qualifié la croissance du nombre de "vagues de vie".
Il est possible de déterminer avec précision le nombre moyen d'individus sous condition d'isolement complet artificiel du groupe. Dans la nature, cela est possible lors de l'étude des écosystèmes insulaires. Le nombre peut être déterminé par le rapport des naissances et des décès.
"Waves of Life" aide parfois à faire avancer les génotypes rares en les testant sélection naturelle. Ainsi, par exemple, après hiver froid les organismes plus forts et résistants au froid restent en vie.
Riz. 3. Un exemple de dynamique de population.
Sens
A l'aide du fonctionnement des populations, les conditions nécessaires au maintien de la vie sur notre planète sont créées. Par leur activité vitale, les organismes vivants affectent l'environnement de la région. C'est sur les écosystèmes que dépend le cycle des substances dans la nature, certaines conditions sont créées, il y a un échange entre vivant et nature inanimée. Collaboration populations détermine les caractéristiques des conglomérats biotiques et les conditions environnementales.3.9. Total des notes reçues : 155.
DEMECOLOGY - étudie la relation des populations avec environnement, la démographie et un certain nombre d'autres caractéristiques des populations à la lumière de leur relation avec l'environnement
Selon la définition de Nikolai Fedorovich Reimers :
POPULATION - un groupement élémentaire d'individus de la même espèce, occupant un certain territoire et ayant toutes les conditions nécessaires pour maintenir sa stabilité pendant longtemps dans des conditions environnementales changeantes.
S.S. Schwartz définit une population d'un point de vue évolutif et écologique. Une POPULATION est un ensemble d'individus d'une même espèce qui ont un pool génétique commun et habitent un certain espace, avec des conditions de vie relativement homogènes.
Caractéristiques démographiques :
Probabilité de croisements fréquents
Spécificités de l'habitat
la possibilité de transférer des informations héréditaires
La population est système ouvert, est d'une grande importance, car au niveau de la population il y a
adaptation
sélection naturelle
changement évolutif
Toute population est caractérisée par un certain nombre de caractéristiques, a une certaine structure et organisation. Il convient de noter que les propriétés particulières inhérentes à une population reflètent son état en tant que groupe d'organismes dans son ensemble, et non en tant qu'individus séparés, c'est-à-dire la propriété d'une population en tant que groupe d'organismes n'est pas une somme mécanique des propriétés de chaque individu qui la compose
Les populations ont des caractéristiques spatiales (statiques) et temporelles (dynamiques).
Les spatiales sont
force totale
densité
distribution spatiale (dispersion)
structure (composition par âge et sexe)
Caractériser l'état de la population à un instant t
Les fonctionnalités de synchronisation sont
la fertilité
mortalité
courbe de croissance.
Ils caractérisent les processus se produisant dans la population sur une certaine période de temps ∆t
Caractéristiques SPATIALES ou statiques.
NOMBRE D'INDIVIDU DANS UNE POPULATION - le nombre total d'individus dans un territoire donné ou dans un volume donné.
Il est particulièrement important lorsque Dans la question sur les espèces rares et menacées
Façons de déterminer le nombre:
comptage simple (ne convient pas à tout le monde, uniquement aux animaux ou végétaux sédentaires, sédentaires) ;
marquage et baguage (un échantillon aléatoire est marqué et relâché, après un certain temps de recapture et de détermination de la proportion d'individus marqués par rapport au nombre total de ceux capturés)
échantillonnage (comptage des micro-organismes) EXEMPLE sur les fluctuations du nombre de criquets rouges en Afrique en 1962 dans le sud de Moroko détruit 7 mille tonnes d'oranges consommation annuelle de la France
DENSITÉ DE POPULATION - le nombre d'individus d'une espèce par unité de surface ou unité de volume. Par exemple, 200 kg de poissons pour 1 ha d'eau, ou 5 millions de diatomées pour 1 m3 d'eau, 500 arbres pour 1 ha, etc. Il est parfois important de distinguer moyenne (nombre/biomasse par unité d'espace total) et densité écologique (nombre/biomasse par unité d'espace habitable, c'est-à-dire par unité de surface ou de volume pouvant être effectivement occupée par une population donnée) .
RÉPARTITION SPATIALE Il existe trois types de répartition des individus dans les populations : groupée, aléatoire et uniforme.
La distribution uniforme se produit lorsqu'il existe une très forte concurrence entre les individus ou qu'il existe un antagonisme (hostilité irréconciliable). EXEMPLE : Les arbres d'une forêt se disputent très fortement la lumière, de sorte qu'ils ont tendance à être à peu près à la même distance les uns des autres. Dans le chaos des colonies d'oiseaux, les nids sont situés à de telles distances les uns des autres que les individus assis sur le nid ne peuvent pas se picorer. Ce type de distribution se retrouve chez les prédateurs avec une territorialité claire - les prédateurs "marquent" le territoire pour se protéger des concurrents. Rare dans la nature, mais peut être créé artificiellement par l'homme (vergers, plantations).
La distribution en groupe est le type le plus courant dans les écosystèmes naturels, c'est une sorte de facteur d'adaptation dans le fonctionnement des populations. LES EXEMPLES sont nombreux. Poissons, volées d'oiseaux pendant les vols, colonies d'oiseaux nicheurs se déplacent d'un endroit à l'autre en bancs immenses. En raison du fait que les conditions d'habitat sont différentes selon les endroits, les individus s'accumulent généralement là où l'environnement leur est le plus favorable. Par exemple, les salamandres sont réparties dans la forêt entassée sous les arbres tombés, où l'humidité est élevée.
TEMPS ou caractéristiques dynamiques
LA FECONDITE est la capacité d'une population à augmenter en nombre (reproduction). Habituellement, la fécondité est exprimée comme un taux déterminé en divisant le nombre total d'individus apparus par une certaine période de temps - une heure, un jour, une année (fécondité totale). Il existe un taux de natalité maximal (absolu) - le taux maximal théorique de formation de nouveaux individus dans conditions idéales, et taux de natalité écologique (réalisé) - une augmentation de la taille de la population dans des conditions environnementales réelles.
La MORTALITÉ reflète la mort d'individus dans une population. Il peut être exprimé comme le nombre de personnes décédées pour Période donnée. La mortalité écologique est la mort d'individus dans des conditions environnementales données. La valeur n'est pas constante, elle change en fonction des conditions environnementales et de l'état de la population. La mortalité minimale théorique est une valeur constante pour une population donnée. Même dans les conditions les plus idéales, des individus mourront de vieillesse. Cet âge est déterminé par la durée de vie physiologique qui, bien sûr, dépasse souvent la durée de vie écologique.
LA CROISSANCE DE LA POPULATION est la différence entre les naissances et les décès.
Les populations régulent leur nombre en mettant à jour ou en remplaçant des individus. Les individus apparaissent dans la population par la naissance et l'immigration, et disparaissent par suite de la mortalité et de l'émigration.
Avec une intensité équilibrée des naissances et des décès, une population stable se forme.
Souvent, il y a un excès de naissances sur les décès, la population croît à un point tel qu'une épidémie de reproduction de masse peut se produire. Ces populations sont dites en croissance. (Coléoptère du Colorado, rat musqué de 5 individus en 1905 dans les environs de Prague).
Cependant, avec un développement excessif de la population, les conditions d'existence de la population s'aggravent, ce qui provoque sa surpopulation, entraîne une forte augmentation de la mortalité et le nombre commence à diminuer. Si le taux de mortalité dépasse le taux de natalité, la population diminue. (populations de zibelines, castors, bisons, moineaux à Prague).
Le concept de population en écologie
Le degré d'isolement des populations
Si les membres d'une espèce se déplacent et se mélangent constamment sur de vastes étendues, une telle espèce se caractérise par un petit nombre de grandes populations. Par exemple, les rennes et les renards arctiques se distinguent par de grandes capacités migratoires. Les résultats du marquage montrent que les renards polaires se déplacent à des centaines et parfois à plus de mille kilomètres de leurs sites de reproduction au cours de la saison. Les rennes effectuent également des migrations saisonnières régulières à l'échelle de centaines de kilomètres. Les frontières entre les populations de ces espèces traversent généralement de grandes barrières géographiques : rivières larges, détroits, chaînes de montagnes, etc. Dans certains cas, une espèce mobile à aire de répartition relativement réduite peut être représentée par une seule population, par exemple le tur du Caucase, dont les troupeaux parcourent en permanence les deux principales crêtes de cette chaîne de montagnes.
Quand faible capacités développées au mouvement au sein de l'espèce, de nombreuses petites populations se forment, reflétant la nature mosaïque du paysage. Chez les plantes et les animaux sédentaires, le nombre de populations dépend directement du degré d'hétérogénéité du milieu. Par exemple, dans les zones montagneuses, la différenciation territoriale de ces espèces est toujours plus complexe que dans les espaces ouverts plats. Un exemple d'espèce chez laquelle la multiplicité des populations est déterminée non pas tant par la différenciation environnementale que par les caractéristiques comportementales est ours brun. Les ours se distinguent par un grand attachement à leurs habitats, par conséquent, dans une vaste gamme, ils sont représentés par de nombreux groupes relativement petits qui diffèrent les uns des autres par un certain nombre de propriétés.
Le degré d'isolement des populations voisines de l'espèce est très différent. Dans certains cas, ils sont nettement séparés par un territoire impropre à l'habitation et clairement localisé dans l'espace, par exemple, des populations de perches et de tanches dans des lacs isolés les uns des autres, ou des populations de rat lamellaire, de paruline à barbe blanche, de paruline indienne et d'autres espèces dans les oasis et les vallées fluviales parmi les déserts.
La variante inverse est la colonisation continue de vastes territoires par l'espèce. Un tel schéma de distribution est caractéristique, par exemple, des petits écureuils terrestres des steppes sèches et des semi-déserts. Dans ces paysages, leur densité de population est partout élevée. Les zones séparées impropres à la vie sont facilement surmontées lors de la réinstallation des jeunes animaux, et dans années favorables ils ont des établissements temporaires. Ici, il est possible d'isoler les frontières entre les populations uniquement de manière conditionnelle, entre les zones avec des densités de population différentes.
Un autre exemple d'une distribution continue d'une espèce est le sept-spot coccinelle. Ces coléoptères se retrouvent dans une grande variété de biotopes et différents espaces naturels. L'espèce est également caractérisée par des migrations pré-hivernales. Les frontières entre les populations dans de tels cas ne sont presque pas exprimées. Cependant, étant donné que les individus cohabitants se contactent plus souvent qu'avec des représentants d'autres parties de l'aire de répartition, la population des lieux éloignés les uns des autres peut être considérée comme des populations différentes.
Au sein d'une même espèce, il peut y avoir des populations avec des frontières bien définies et floues (Fig.
8.1. Le concept de population en écologie
En écologie, une population est un groupe d'individus d'une même espèce qui interagissent les uns avec les autres et habitent ensemble un territoire commun.
Le mot "population" vient du latin "populus" - peuple, population. Une population écologique peut ainsi être définie comme une population d'une seule espèce dans une zone définie.
Les membres d'une même population ne s'influencent pas moins que les facteurs physiques de l'environnement ou d'autres espèces d'organismes vivant ensemble. Dans les populations, à un degré ou à un autre, toutes les formes de relations caractéristiques des relations interspécifiques se manifestent, mais les relations mutualistes (mutuellement bénéfiques) et compétitives sont les plus prononcées. Les relations intraspécifiques spécifiques sont des relations associées à la reproduction : entre individus de sexes différents et entre générations parent et enfant.
Dans la reproduction sexuée, l'échange de gènes transforme la population en un système génétique relativement complet. Si la fécondation croisée est absente et que prédominent les méthodes de reproduction végétatives, parthénogénétiques ou autres, les liens génétiques sont plus faibles et la population est un système de clones, ou de lignées pures, partageant l'environnement. Ces populations sont unies principalement par des liens écologiques. Dans tous les cas, les populations ont mis en place des lois qui permettent d'utiliser les ressources limitées de l'environnement de cette manière pour s'assurer que la progéniture reste. Ceci est réalisé principalement par des changements quantitatifs dans la population. Les populations de nombreuses espèces ont des propriétés qui leur permettent de réguler leur nombre.
Le maintien d'une population optimale dans des conditions données s'appelle l'homéostasie de la population. Les possibilités homéostatiques des populations s'expriment différemment selon les espèces. Elles se réalisent aussi à travers la relation des individus.
Ainsi, les populations, en tant qu'associations de groupes, ont un certain nombre de propriétés spécifiques qui ne sont pas inhérentes à chaque individu.
Les principales caractéristiques des populations :
1) nombre - le nombre total d'individus sur le territoire attribué;
2) densité de population - le nombre moyen d'individus par unité de surface ou volume d'espace occupé par la population; la densité de population peut également être exprimée en termes de masse de membres de la population par unité d'espace ;
3) fertilité - le nombre de nouveaux individus apparus par unité de temps à la suite de la reproduction;
4) mortalité - un indicateur qui reflète le nombre d'individus décédés dans une population sur une certaine période de temps ;
5) la croissance démographique - la différence entre la fécondité et la mortalité ; la croissance peut être à la fois positive et négative ;
6) taux de croissance - croissance moyenne par unité de temps.
Les populations se caractérisent par une certaine organisation. La répartition des individus sur le territoire, le rapport des groupes selon le sexe, l'âge, les caractéristiques morphologiques, physiologiques, comportementales et génétiques reflètent la structure de la population. Il est formé, d'une part, sur la base de propriétés biologiques espèces, et d'autre part, sous l'influence de facteurs environnementaux abiotiques et de populations d'autres espèces. La structure des populations a donc un caractère adaptatif. Différentes populations d'une même espèce ont à la fois des caractéristiques structurelles similaires et des caractéristiques distinctives qui caractérisent les spécificités des conditions écologiques dans leurs habitats.
Ainsi, en plus des capacités d'adaptation des individus individuels, la population d'une espèce sur un certain territoire est également caractérisée par des caractéristiques adaptatives d'organisation de groupe, qui sont les propriétés d'une population en tant que système supra-individuel. Les possibilités d'adaptation d'une espèce dans son ensemble en tant que système de populations sont beaucoup plus larges que les caractéristiques adaptatives de chaque individu particulier.
8.2. Structure de la population de l'espèce
Chaque espèce, occupant certain territoire(gamme) y est représentée par un système de populations. Plus le territoire occupé par une espèce est disséqué de manière complexe, plus il y a de possibilités d'isoler des populations individuelles. Cependant, dans une mesure non moindre, la structure de la population d'une espèce est déterminée par sa caractéristiques biologiques, comme la mobilité des individus qui la composent, le degré de leur attachement au territoire, la capacité à surmonter les barrières naturelles.
La notion de population
population appelé un groupe d'individus de la même espèce qui interagissent les uns avec les autres et habitent conjointement un certain territoire. Selon la définition de S. S. Schwartz, une population est un groupement élémentaire d'organismes d'une certaine espèce, possédant tous conditions nécessaires maintenir longtemps leur nombre dans des conditions environnementales en constante évolution.
Le mot "population" vient du latin populus - peuple, population. Les populations se caractérisent par la croissance, le développement, la capacité de maintenir l'existence dans des conditions en constante évolution, c'est-à-dire que les populations ont certaines caractéristiques génétiques et écologiques.
Population de carpes
Principales caractéristiques de la population
Répartition spatiale des individus.
Les individus qui composent une population peuvent avoir Divers types répartition spatiale, exprimant leurs réactions à des conditions physiques favorables et défavorables ou à des relations concurrentielles. Connaître le type de distribution des organismes est très important lors de l'estimation de la densité de population par échantillonnage.
L'état et le fonctionnement de la population dépendent à la fois de la taille de la population totale et de la répartition spatiale des individus. Il y a aléatoire, uniforme et groupe répartition des individus et de leurs groupes. Prenons un exemple dans lequel, grâce à un traitement mathématique des résultats d'expériences, il est possible de déterminer la nature de la répartition des individus dans une population.
Par échantillonnage, nous entendons une série d'expériences pour estimer la densité de population. Notons le nombre d'échantillons par n. Si m désigne le nombre moyen d'individus dans chaque échantillon, alors la variance s2, qui permet de juger de la nature de la distribution spatiale des individus, est déterminée par la formule
,
où s2 est une mesure de la dispersion, ou de l'écart, des valeurs x par rapport à la moyenne m (dispersion) ; x est le nombre d'individus dans chaque expérience.
Supposons que nous ayons mené 3 séries d'expériences (n = 3), les données de ces expériences sont données dans le tableau.
|
(m-x)2 |
||||||
Dans le cas d'une distribution uniforme, s2 est égal à zéro puisque le nombre d'individus dans chaque choix est constant et égal à la moyenne. Avec une distribution aléatoire, la moyenne m et la variance s2 sont égales (pour suffisantéchantillons n). Avec une distribution de groupe, la dispersion de s2 est supérieure à la moyenne, et la différence entre eux est plus grande, plus la tendance des organismes à former des grappes est forte.
Dans notre cas, s2>m, nous avons donc grouper répartition des individus.
Uniforme la distribution des individus est extrêmement rare dans la nature. Elle est souvent associée à une compétition intense entre différents individus. Ce type de distribution est typique, par exemple, des poissons prédateurs et des épinoches avec leur instinct territorial. Un exemple de distribution uniforme est également fourni par le mollusque lamina-gill vivant sur les plages de sable le long des rives de la Manche.
Aléatoire la distribution ne se produit que dans un milieu homogène et chez des espèces qui ne montrent pas de tendance à s'agréger. Au départ, la répartition des vers de farine dans la farine est totalement aléatoire.
Répartition par groupes - beaucoup plus courant. Les groupes, à leur tour, peuvent être distribués au hasard ou former des grappes. La distribution spatiale des arbres dans la forêt a été particulièrement bien étudiée. Si les arbres de la forêt sont constitués d'une seule espèce, ils sont d'abord généralement répartis en grappes, et ce n'est qu'avec le temps que leur répartition devient plus uniforme et que la densité diminue en raison de la compétition intraspécifique. Si uniforme Distribution spatiale différentes, par exemple, les forêts de pins et de hêtres. Dans les communautés végétales mixtes, les espèces supprimées forment généralement des «bouquets» (distribution de groupe) et les espèces dominantes ont une distribution uniforme.
Taille de la population -
C'est le nombre total d'individus dans une zone donnée ou dans un volume donné. Elle n'est jamais constante et dépend du rapport entre l'intensité de la reproduction (fertilité) et la mortalité. Dans le processus de reproduction, la population augmente, tandis que la mortalité entraîne une diminution de son nombre.
densité de population est déterminé par le nombre d'individus (ou biomasse) par unité de surface ou par unité de volume occupé par la population. Par exemple, 150 plants de pins pour 1 ha ou 0,5 g de cyclopes pour 1 m3 d'eau caractérisent la densité de population de ces espèces.
Mortalité est le nombre d'individus décédés au cours d'une période donnée. Il existe trois types de mortalité.
Le premier type est caractérisé par la mortalité, la même à tous les âges ;
le second type se caractérise par une mortalité accrue des individus aux premiers stades de développement ;
le troisième type est caractérisé par une mortalité accrue des individus adultes (âgés).
Courbes de survie (mortalité) (d'après E. Macfadyen)
Croissance démographique - la différence entre la fécondité et la mortalité ; la croissance peut être à la fois positive et négative. La croissance démographique à Saint-Pétersbourg en 1990 était de -1,4 (taux de natalité 10,8 ; taux de mortalité 12,2 pour 1000 habitants), en 1993 elle était de -10,8 (taux de natalité 6,6 ; taux de mortalité 17 ,4) et en 1996 l'augmentation était de -7,5 (le taux de natalité est resté à 6,6 ; et le taux de mortalité est tombé à 14,2).
Taux de croissance- croissance moyenne par unité de temps.
Si l'on note R0 le nombre moyen de descendants ayant atteint l'âge de procréer, produit par un individu d'une espèce donnée au cours de sa vie (taux net de reproduction), alors à
R0>1 la population augmente;
R0=1 la population est stable ;
R0<1 la population diminue.
Structure par sexe et par âge de la population.
La structure par sexe reflète le sex-ratio d'une population; cet indicateur est particulièrement important pour les espèces à reproduction sexuée prédominante. L'âge et les conditions de début de la puberté chez les hommes et les femmes ont un impact significatif sur le maintien de la taille de la population.
Mâles et femelles se manifestent souvent différemment dans la communauté par l'originalité de leur alimentation, de leurs rythmes de vie et de leurs comportements. Par exemple, les femelles de nombreux moustiques, certaines tiques et moucherons sucent le sang, tandis que les mâles se nourrissent de nectar. En raison de sa taille relativement petite, la martre femelle est plus omnivore que le mâle, dont le régime alimentaire est dominé par les écureuils et les grands oiseaux.
La structure par âge reflète non seulement le rapport des différents groupes d'âge dans la population, mais aussi comment ce rapport change au cours des différentes saisons de l'année, avec le changement des biogéocénoses, quel est le taux de renouvellement de la population et quelle est l'interaction des groupes d'âge avec l'environnement.
Il existe de nombreuses classifications des organismes vivants par âge. Par exemple, G. A. Novikov distingue cinq groupes d'âge d'animaux:
nouveau-nés- jusqu'au moment de l'illumination;
Jeune- individus en croissance qui n'ont pas encore atteint la puberté;
semi-adultes- proche de la puberté ;
adultes- les animaux sexuellement matures qui se reproduisent ou sont physiologiquement capables de le faire ;
vieille- Les individus qui ont cessé de se reproduire.
Habituellement, tous les groupes d'âge sont présents dans la population, des transitions graduelles sont observées entre eux et un renouvellement régulier assure le maintien d'un niveau d'abondance optimal. Parfois, ce ratio peut être violé : une diminution du nombre d'une certaine tranche d'âge peut conduire à la dégradation de la population, ou inversement, à son augmentation excessive. Le rapport quantitatif des tranches d'âge peut servir d'indicateur de l'état de la population et de son devenir dans la biogéocénose. Des exemples des principaux types de pyramides des âges sont présentés dans la figure.
La population humaine peut également être caractérisée par la structure par âge et par sexe. Un exemple d'une telle structure pour la population de la Russie est donné à la page 85.
Plus la structure par sexe et par âge est complexe, plus la capacité d'adaptation de la population est élevée.
Les principaux types de pyramides des âges
Quelques mots sur un indicateur aussi important de la population que l'espérance de vie moyenne. Considérez-le sur l'exemple de la population humaine. Les scientifiques pensent que la durée limite de la vie humaine est de 110 à 120 ans. Cependant, en réalité, du fait de l'impact de divers facteurs environnementaux et socio-économiques, il est important.
mais plus faible, bien qu'il ait tendance à augmenter. Il est prouvé que dans la Rome antique et la Grèce antique, l'espérance de vie moyenne n'était que de 25 ans. Au Moyen Âge, elle est passée à 30 ans. En Russie au tournant des XIX et XX siècles. - jusqu'à 32 ans. De nos jours, avec le développement de la civilisationL'espérance de vie moyenne dans le monde augmente, principalement en raison de la baisse de la mortalité infantile et juvénile. En 1950, pour le monde entier, c'était 50 ans, et en 1990 - 63 ans.
À l'heure actuelle, l'espérance de vie en Russie est en moyenne de 54 à 56 ans pour les hommes et de 68 à 69 ans pour les femmes.