Rūšies biotinis potencialas. Biotinis vabzdžių potencialas Populiacijos biotinio potencialo sąvoką pristatė

Populiacijos dinamikos modeliai. Populiacijos dinamikos tipai. Populiacijos dydžio dinamiką įtakojantys veiksniai. Tarp esmines savybes populiacijos apima joms būdingo individų skaičiaus dinamiką ir jo reguliavimo mechanizmus.

Pasidalinkite savo darbais socialiniuose tinkluose

Jei šis darbas jums netiko, puslapio apačioje yra panašių darbų sąrašas. Taip pat galite naudoti paieškos mygtuką

PUSLAPIS \ * SUJUNGTI 3

RUSIJOS FEDERACIJOS ŽEMĖS ŪKIO MINISTERIJA

FSBEI HPE "Kubanos valstybinis agrarinis universitetas"

Fitopatologijos, entomologijos ir augalų apsaugos katedra

ESĖ

disciplinoje „Vabzdžių ekologija“

Tema: " Vabzdžių populiacijos dinamika ir biotinis potencialas».

Atlikta:

Gynybos fakulteto 1 kurso studentas

Augalai Kaloeva D.B.

Patikrinta:

Profesorius, biologijos mokslų daktaras A. S. Zamotailovas

KRASNODARAS

2015

ĮVADAS ……………………………………………………………………… 3

GYVENTOJOS IR JŲ SAVYBĖS …………………………………………… ..4
GYVENTOJŲ DINAMIKA …………………………… 6
1. Populiacijos dydžio dinamikos dėsningumai …………………… .7
2. Populiacijos dinamikos tipai ………………………………… 8
3. Populiacijos dydžio dinamiką įtakojantys veiksniai ... ... ... ... 11
BIOTINIS VAbzdžių POTENCIALAS ………………………… 14

IŠVADA ……………………………………………………………… 18

NAUDOJAMŲ ŠALTINIŲ SĄRAŠAS ………………………… ... 19

ĮVADAS

Ekologija visada remiasi individo gyvenimu, jo santykiu su aplinka. Populiacijos susidaro iš individų. Paprasčiausiais atvejais populiacijos reakciją į išorinį poveikį lemia statistinis į ją įtrauktų individų savybių pasiskirstymas, dažnai būna ir sudėtingesnių ryšių. Galiausiai, gyvūnų ir augalų populiacijų visuma skirtingi tipai gyvenantys toje pačioje teritorijoje ir (arba) vienas su kitu biologiškai susiję yra dar sudėtingesnė sistema, vadinama biocenoze arba ekosistema.

Tarp svarbiausių populiacijų savybių yra joms būdingo individų skaičiaus dinamika ir jo reguliavimo mechanizmai. Bet koks reikšmingas individų skaičiaus populiacijose nukrypimas nuo optimalaus yra susijęs su neigiamų pasekmių už jos egzistavimą. Šiuo atžvilgiu populiacijos paprastai turi adaptacinius mechanizmus, kurie prisideda tiek prie skaičiaus sumažėjimo, jei jis žymiai viršija optimalią vertę, ir prie jo atkūrimo, jei jis sumažėja žemiau optimalių verčių.

Populiacijos, kaip taisyklė, turi prisitaikymo mechanizmus, kurie prisideda tiek prie skaičiaus sumažėjimo, jei jis žymiai viršija optimalų, ir prie jo atkūrimo, jei jis sumažėja žemiau. normalios vertės... Kiekvienai populiacijai ir rūšiai apskritai būdingas vadinamasis biotinis potencialas, kuris suprantamas kaip galimi palikuonys iš vienos individų poros, įgyvendinant organizmų gebėjimą daugintis biologiškai.

Darbo tikslas: ištirti vabzdžių skaičiaus ir biotinio potencialo dinamiką.

GYVENTOJOS IR JŲ SAVYBĖS

Dėl sąlygų nevienalytiškumo rūšis niekada nėra tolygiai išsibarsčiusi visame savo arealo plote. Palankiose vietose atsiranda asmenų grupės, kurios yra glaudžiau tarpusavyje susijusios. Tokios grupės, daugiau ar mažiau izoliuotos viena nuo kitos, vadinamos gyventojų.

Taigi populiacija – tai gyvenančių tos pačios rūšies individų visuma tam tikra teritorija... Esant nepakitusioms ir pakankamai palankioms sąlygoms, dėl savaiminio dauginimosi populiacija gali išlikti neribotą laiką. Populiacija turi genetinį kintamumą ir gali prisitaikyti prie naujų sąlygų. Dažniausiu biseksualaus dauginimosi populiacijos viduje atveju vyksta nuolatinis genetinės informacijos apsikeitimas, t.y. bendras genofondas. Šis pasikeitimas gali būti daugiau ar mažiau sudėtingas dėl selektyvumo poravimosi metu ar dėl kitų priežasčių.

Taigi populiacija turi daugiau ar mažiau nubrėžtas erdvines ribas ir dažniausiai bendrą genofondą. Į populiaciją įtraukti asmenys tam tikru būdu išsidėstę žemėje. Svarbiausios populiacijos charakteristikos yra jos dydis ir atitinkamai tankumas, t.y. individų skaičius ploto vienete (arba substrato tūryje). Gyventojų skaičius kiekviename Šis momentas turi tam tikrą amžiaus sudėtį ir lyčių santykį.

Gimstamumas, mirtingumas, emigracija ir imigracija vadinami vadinamosiomis dinaminėmis savybėmis. Jų nestabili pusiausvyra lemia daugiau ar mažiau drastiškų pokyčių skaičių ir atitinkamai gyventojų tankį. Šie pokyčiai laikui bėgant vadinami populiacijos dinamika. Paprastai skaičiaus pokyčius lydi individų erdvinio pasiskirstymo pokyčiai.

Taigi, populiacija turi savybių, kurios pakartoja individo savybes naujame lygyje. Kaip ir atskiras organizmas, populiacija atsiranda, auga, diferencijuojasi ir turi tam tikrą atsparumą išoriniams poveikiams. Populiacija, skirtingai nei organizmas, gali būti būtybė – neribotą laiką, nors gali mirti nepalankiomis sąlygomis.

Populiacijos savybes lemia į ją įtrauktų individų savybės ir jų genofondas. Žinodami tam tikro amžiaus, lyties ir fiziologinės būklės individų procentą, galime sukurti daugiamatę populiacijos charakteristiką – populiacijos portretą. Tačiau populiacijos savybės priklauso ne tik nuo atskirų individų savybių, bet ir nuo šių individų erdvinio ir laiko pasiskirstymo bei tarpusavio sąveikos. Todėl gyventojai, vertindami ekologinius santykius, dažniausiai veikia kaip vientisa visuma.

GYVENTOJŲ DINAMIKA

Populiacijos dinamika – tai populiacijos dydžio pokyčiai laikui bėgant. Šie pokyčiai gali būti siejami su procesais, kurie spontaniškai vyksta pačioje populiacijoje, kuriuos sukelia poveikis abiotiniai veiksniai aplinka arba skirtingų rūšių populiacijų sąveika biocenozėje.

Tiriant vabzdžių skaičiaus dinamiką, būtina atlikti visų konkrečios rūšies vabzdžių skaičiaus (populiacijų tankio) skaičiavimus vienu metu visuose jų vystymosi etapuose arba tik viename etape. Atsižvelgiant į ypač vieno etapo gausą, jos sezoniniai pokyčiai bus labai aiškiai išreikšti. Taigi, vabzdys dažniausiai išgyvena nepalankų sezoną vienoje, dažniausiai ramybės vystymosi stadijoje (kiaušinis, lėliukė). Šiuo metu asmenų skaičius kituose vystymosi etapuose, kaip taisyklė, yra lygus nuliui.

Per metus gausumo viršūnės atsiranda pagal kartų skaičių, tačiau jei šių kartų daug, skirtingų kartų vabzdžių vystymasis, kaip taisyklė, sutampa. Kai kuriais atvejais ilgas vabzdžio gyvenimas bet kuriame etape taip pat išlygina gausos viršūnes. Tokie, pavyzdžiui, yra daug dirvinių vabalų, kurių suaugusieji gyvena keletą metų.

Būtent šie pokyčiai dažniausiai vadinami populiacijos dinamika. Reikėtų nepamiršti, kad nors ir yra tam tikra koreliacija tarp skaičiaus nuosekliuose etapuose, vystymosi cikle jis yra santykinis ir ribojamas tik dėl to, kad skaičius kiekviename vystymosi etape, pradedant kiaušiniu, neturėtų būti būti didesnis nei ankstesnis. Griežtai tariant, ši taisyklė ne visada vykdoma, nes gyventojų skaičius gali padidėti dėl migrantų. Atitinkamai, suaugusiųjų skaičius šioje srityje gali pasirodyti daug didesnis nei lėliukių skaičius.

2.1 Populiacijos dinamikos modeliai

Ilgalaikiai skirtingų rūšių vabzdžių populiacijų stebėjimai rodo, kad vabzdžių skaičius gamtoje kiekvienais metais skiriasi, tačiau šie pokyčiai vyksta tam tikrose ribose. Viršutinę ribą, be abejo, lemia turimi tam tikros populiacijos egzistavimo ištekliai, jos aplinkos pajėgumas. Apatinė riba yra nulinė linija, kurią pasiekus populiacija visiškai išmiršta. Visai gali būti, kad pastarasis atvejis dažnas, tačiau tai nereiškia, kad kitais metais šių vabzdžių šiame biotope visiškai neliks. Imigrantai iš kaimyninių išlikusių populiacijų atkurs populiaciją.

Iš esmės vabzdžių, kaip ir kitų organizmų, galimybės daugintis didinti populiacijos dydį yra neribotos. Tačiau gamtoje viršutinė gausos riba beveik niekada nepasiekiama dėl toliau nurodytų priežasčių.

Pirma, esant palankioms sąlygoms, įvyksta savaiminiai populiacijos genetinės struktūros pokyčiai, lemiantys tai, kad populiacijos galimybės augti palaipsniui mažėja (vidinis pasipriešinimas ). Faktas yra tas, kad palankiomis sąlygomis genetiškai defektuoti asmenys išgyvena ir susilaukia palikuonių. Dėl to mažėja ir visos populiacijos gyvybingumas, ir jos gebėjimas daugintis. Įdomu tai, kad esant tam tikroms sąlygoms, ritmiški vidutinių populiacijos charakteristikų pokyčiai vyksta spontaniškai, 1–2 ar daugiau kartų laikotarpiu. Matyt, genetiniai populiacijos savybių pokyčiai vaidina svarbų vaidmenį skaičių dinamikoje („gyvybės bangos“). Deja, ši problema vis dar menkai suprantama. Prie to reikėtų pridurti, kad panašiai laikui bėgant gali keistis ir kitų su tam tikra rūšimi sąveikaujančių organizmų populiacijų genetinė struktūra: mikroorganizmų, augalų, kitų vabzdžių ir kt.

Antra, išorinė aplinka, apimanti daug abiotinių ir biotinių veiksnių, neleidžia neribotam populiacijos augimui (vidutinis atsparumas). Kiekvienas iš veiksnių turi specifinį ir netiesioginį poveikį.

Gamtoje galima stebėti vabzdžių populiacijas, kurios išsilaiko dešimtis ir šimtus metų. Todėl literatūroje mintis apie populiacijos dydžio svyravimus biocenozėje dažnai išreiškiama kaip savireguliacinis procesas. Vaizdžiai tariant, populiacija vertinama kaip elastingas ištemptas siūlas, kurį galima nukreipti išoriniai veiksniai aukštyn arba žemyn iki tam tikrų ribų, tačiau susilpnėjus poveikiui grįžta į buvusį lygį.

Populiacijos dinamikos tipai

Stabilus tipas - skiriasi nedideliu svyravimų diapazonu (kelis kartus, bet ne keliomis eilėmis). Jis būdingas rūšims, turinčioms gerai išreikštus populiacijos homeostazės mechanizmus, didelį išgyvenamumą, mažą vaisingumą, ilgą gyvenimo trukmę, sudėtingą amžiaus struktūrą ir išvystytą palikuonių priežiūrą. Visas kompleksas efektyviai veikiančių reguliavimo mechanizmų išlaiko tokias populiacijas tam tikrose tankio ribose

Svyruojantis tipas- svyravimai atsiranda dideliame tankio diapazone, kuris skiriasi viena ar dviem dydžiais. Tuo pačiu metu išskiriamos trys virpesių ciklo fazės: augimas, maksimumas, skaičiaus retėjimas. Greitai grįžtama į stabilią būseną. Reguliavimo mechanizmai nepraranda populiacijos dydžio kontrolės ir padidina jų efektyvumą padidėjus tankiui. Vyrauja silpnai inercinė tarprūšinė ir intraspecifinė sąveika. Ši skaičių tendencija yra plačiai paplitusi skirtingos grupės gyvūnai.

Svyruojantis populiacijos dinamikos tipas būdingas daugeliui ksilofagų (žievės ir medienos vartotojų): spygliuočių, auksavabalių, žievės vabalų. Jiems būdinga bendra maisto objektų kolonizacija – medžių nusilpimas. Tai leidžia greitai sumažinti medžio atsparumą, tačiau tuo pat metu bendras ksilofagų apsigyvenimas sustiprina konkurencinius santykius tarp jų, o tai veikia kaip inercinis skaičiaus reguliavimo mechanizmas.

Žievės vabalams, kurie pirmiausia įsikuria ant nusilpusių medžių, kurių atsargų perteklius maistinių medžiagų(tirpių angliavandenių ir krakmolo) vystymąsi riboja medžio apsauginių reakcijų, tokių kaip, pavyzdžiui, dervos gamyba spygliuočiuose, įtaka. Be to, vis dar nėra simbiotinių mikroorganizmų. Vis dar gyvybingų medžių atsparumą galima palaužti sutelkus ataką ir pernelyg didelį kenkėjų tankį. Dar viena medžio tinkamumo žievės vabalams riba yra visiškas basulių išnykimas ir sunaikinimas. Tarp dviejų nurodytų medžio būsenų žievės vabalams sukuriamos optimalios maitinimosi sąlygos, pažymimas maksimalus visų vystymosi fazių išgyvenamumas ir didžiausi dauginimosi rodikliai.

Sprogstamojo tipo su masinio dauginimosi protrūkiais - modifikuojančių veiksnių veikimo nutraukimas nesukelia greito populiacijos grįžimo į stabilią būseną. Skaičiaus dinamika susideda iš ciklų, kuriuose išskiriamos penkios privalomos fazės: skaičiaus padidėjimas, maksimumas, retėjimas, depresija, sveikimas. Populiacijoms periodiškai būdingas itin didelis ir neįprastai mažas gausos lygis. Pagal ciklo fazes labai skiriasi ir ją sudarančių individų dauginimosi rodikliai, amžiaus ir lyties struktūra, fiziologinė būsena, elgesys, kartais morfologinės savybės. Tokia skaičiaus eiga dažniausiai aptinkama trumpos gyvenimo trukmės, didelio vaisingumo ir greitos kartų kaitos rūšyse. Jis būdingas, pavyzdžiui, kai kuriems vabzdžiams (skėriams, miško kenkėjams - spygliuočiams, žievėgraužiams, daugeliui lepidopterų ir pjūklelių ir kt.).

Sibiro taigoje paslėptose rūšyse sprogstamasis populiacijos dinamikos tipas būdingas Altajaus maumedžio spygliuočiai, didžiajai juodajai spygliuočiai spygliuočiai, maumedžio pumpurų tulžies pūsleliui ir kai kurioms kitoms. Iš atvirai gyvenančių lapus graužiančių vabzdžių gebėjimas sukelti masinio dauginimosi protrūkius būdingas tik kai kurioms Lepidoptera ir Hymenoptera rūšims (pjūklėms, audėjai). Skiriamieji bruožai tokių rūšių ekologija: didelis išgyvenamumas labai kintančioje aplinkoje dėl ypatingų adaptacijų, didelis migracijos aktyvumas, didelis ir kintantis vaisingumas. Atvirose rūšyse dažnai atskleidžiamas grupės efektas ir fazės kintamumas.

Vienas iš pavojingiausių kenkėjų spygliuočiai- Sibirinis šilkaverpis Dendrolimus sibiricus, platinamas iš Uralo į Ramusis vandenynas... Sibirinio šilkaverpio židiniuose lyčių santykis labai kinta pagal protrūkio fazes. Moterų dalis svyruoja nuo 32 iki 76%. Kai židinys auga, dominuoja patelės, o kai išnyksta – patinai. Pernelyg konsoliduotose populiacijose patelių mirtingumas didėja visuose vystymosi etapuose, taip pat pastebimas didesnis jų migracijos aktyvumas iš veisimosi centrų. Didžiausio gausumo fazėje židinio periferijoje patelių dalis siekia iki 73%, o centre – 44%.

2.3 Veiksniai, turintys įtakos populiacijos dinamikai

Žemės ūkio augalų kenkėjų svarbą vabzdžiai įgyja tik tada, kai jų skaičius viršija ekonomines kenksmingumo ribas, nes atskiras, net ir pats aistringiausias vabzdys negali padaryti didelės žalos pasėliui. Todėl apsaugos priemonių planavimas ir atitinkamos Moksliniai tyrimai yra siekiama sumažinti individų skaičių populiacijose iki šių slenksčių.
Vabzdžių populiacijų skaičiaus dinamika pasireiškia arba sezoninis pokytis jų skaičius ištisus metus arba kelerius metus, o dėl išskirtinės daugelio rūšių dauginimosi energijos įgyja reguliariai kintančių populiacijos bangų pobūdį.

Yra du priešingi požiūriai į skirtingų kategorijų veiksnių vaidmenį reguliuojant populiacijos dydį. Darant prielaidą, kad gausos lygį lemia veiksniai, nepriklausantys nuo gyventojų tankumo, vieno požiūrio šalininkai nurodo retą sąlygų derinį, būtiną nuolatiniam populiacijų augimui. Pavyzdžiai masinis veisimas vabzdžiai, jų nuomone, yra retos taisyklės išimtys ir išreiškia specifines kelių rūšių savybes. Didžiosios daugumos rūšių populiacijų skaičių riboja laiko trumpumas, kai sąlygų deriniai užtikrina populiacijos augimą. Kartu pagrindiniais skaičių ribojančiais veiksniais galima laikyti ribotus išteklius, santykinį jų neprieinamumą, silpnai išvystant migracijos ir paieškos gebėjimus, taip pat periodo, kai vaisingumas vyrauja prieš mirtingumą, laikinumą ir gyventojų skaičių. augimas teigiamas. Tačiau gausos svyravimų atsitiktinumas, reaguojant į sąlygų pokyčius, nesusijusius su gyventojų tankumu, anksčiau ar vėliau prives populiacijas prie apatinės gausos ir išnykimo ribos.
Laikydamiesi kitokio požiūrio, kuris teikia pirmenybę veiksniams, priklausantiems nuo gyventojų tankumo, tyrėjai – priešingos krypties šalininkai – suformulavo automatinio populiacijos dydžio reguliavimo koncepciją. Dar visai neseniai šių veiksnių reguliacinio vaidmens vertinimo kriterijų paieškas ribojo tik gyventojų tankumas, kuris mažėja, kai viršijamas tam tikras vidutinis lygis, arba, atvirkščiai, didėja, jei šis lygis lieka nepasiektas.

BIOTINIS vabzdžių POTENCIALAS

Vabzdžių vaisingumas ir jų gebėjimas daugintis dažnai būna neįprastai didelis. Dažnai šis gebėjimas daugintis žymimas reprodukcinio potencialo sąvoka arbabiotinis potencialas... Racionaliausia jiems nurodyti ne rūšies vaisingumą apskritai, o teorinį palikuonių maksimumą, gautą iš vienos individų poros (partenogenezės metu – iš vieno individo) visiems metams. Pavyzdžiui, menkė vidutiniškai deda 100 kiaušinėlių, todėl jos biotinis potencialas po dviejų kartų bus viena individų pora (su lygus skaičius vyrų ir moterų populiacijoje) 50 2 , ty 2500. Amarų, per vasarą sulaukiančių iki 15 ar daugiau partenogenetinių kartų su tokiu pačiu vaisingumu, ty 50 individų vienai patelei, biotinis potencialas pasiekia astronominius rodiklius – šiame pavyzdyje 50 15 , tai yra milijardai milijardų asmenų.

Akademikas V.I. Vernadskis organizmų dauginimąsi laikė vienos iš gyvosios medžiagos savybių - gebėjimo plisti kartu - pasireiškimu. žemės paviršius kaip rezultatas cheminis darbas ir naujų gyvosios medžiagos kiekių sukūrimas. Šį gebėjimą jis įvardijo gyvybės perdavimo greičio samprata, kuri yra pastovi ir būdinga kiekvieno tipo organizmo vertė; jį lemia kūno dydis ir svoris, lytinis produktyvumas, kartų skaičius per tam tikrą laikotarpį ir reikalavimai aplinkai. Apskritai gyvybės perdavimo greitis apibūdina rūšies geocheminę energiją ir išreiškiamas cm / s skaičiumi.

Pavyzdžiui, skėrių gyvybės perdavimo greitis yra maždaug 13–15 cm / s, o pievų kandis - 45 cm / s; tai reiškia, kad šių vabzdžių plitimas Žemėje būtų pasibaigęs, atsižvelgiant į pusiaujo ilgį apie 40 tūkstančių km, pirmuoju atveju per maždaug 9 metus, o antruoju – apie 3 metus.

Biotinis potencialas ir gyvybės perdavimo greitis yra teorinės abstrakcijos ir realioje gamtoje organizmų dauginimasis niekada neatitinka šių vertybių. Tačiau abi šios sąvokos yra vertingos tuo, kad leidžia rūšims nustatyti skaitinius jų potencialios dauginimosi energijos rodiklius.

Visiško realizavimo gamtoje neįmanoma biotinis potencialas rūšis - ribojančios išorinės aplinkos įtakos pasekmė: jos įtakoje arba sumažėja vaisingumas, arba dalis palikuonių miršta. Apskritai, didžiulis vabzdžių dauginimosi pajėgumas apsaugo juos nuo visiškos mirties ir išnykimo gamtoje, kai susidaro nepalankios aplinkos sąlygos.

Tarkime, kad šios rūšies patelė padeda vidutiniškai 200 kiaušinėlių (vaisingumas F yra 200), o mirtingumas viso vystymosi metu yra lygus nuliui. Jei palikuonių lyčių santykis, kaip dažniausiai būna, yra 1:1 (patelių dalis q = 0,5), tai reiškia, kad pirmoje kartoje bus F q tie. 200 0,5 = 100 moterų. Kiekviena iš šių patelių kitoje kartoje atsives dar šimtą patelių, todėl antroje kartoje atsiras 10 000 patelių. Akivaizdu, kad į n - kitoje kartoje patelių skaičių galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

Jei iš pradžių turime ne vieną patelę, o N patelių, tai per n jų kartos bus:

(1)

Akivaizdu, kad tokiomis sąlygomis populiacijos dydis smarkiai padidės eksponentiškai ( galios funkcija). Kartų kaita užtrunka šiek tiek laiko. Tada skaičiaus kitimo greitis esant dideliam kartų skaičiui arba greitas jų pasikeitimas gali būti pavaizduotas skaičiaus padidėjimą padalijus iš laiko intervalo (absoliutus gyventojų skaičiaus augimo tempas) arba remiantis pradiniu kartų skaičiumi. asmenys -

Nuosekliai mažindami laiko intervalą (0), gauname momentinį populiacijos augimo tempą - r ( biotinis potencialas):

(2)

Grįžę prie populiacijos augimo formulės (1), dabar galime ją parašyti taip:

(3)

kur yra gyventojų skaičius laikui bėgant t , N yra pradinis populiacijos dydis, e yra natūraliųjų logaritmų pagrindas, r - biotinis potencialas, t - laiko intervalas. Šios eksponentinės (eksponentinės) funkcijos grafikas parodytas 27 pav. Jei imsime 3 formulės logaritmą, gausime tokią išraišką:

(4)

Šios funkcijos brėžinys yra tiesi linija. Biotinis potencialas šiame grafike gali būti pavaizduotas kaip grafiko nuolydžio ir abscisių ašies liestinė. Akivaizdu, kad biotinis potencialas nėra vien tik spekuliacinė kategorija. Žinant populiacijos dydį N laiko momentu t , o sekantis skaičius N šiuo metu t , biotinį potencialą galima nustatyti pagal formulę:

(5)

Iš pradžių manėme, kad vabzdžių mirtingumas vystymosi metu yra lygus nuliui. Esant tokiai situacijai, biotinis potencialas bus didžiausias galimas tam tikromis sąlygomis. Tačiau gamtoje ši sąlyga beveik niekada neįvykdoma, o nustatytą biotinį potencialą lems skirtumas tarp vaisingumo ir mirtingumo. Dėl noro daugintis vabzdžių skaičius galėtų be galo daugėti, jei ne populiacijos augimą stabdantys, vaisingumą mažinantys ar kai kurių vabzdžių mirtį vedantys veiksniai. Toksvidutinis atsparumasgali būti apibrėžtas kaip skirtumas tarp didžiausio galimo ir faktiškai stebimo biotinio potencialo.

IŠVADA

Populiacijų skaičius nelieka pastovus, nes keičiasi jų egzistavimo sąlygos. Populiacijos dydžio svyravimų diapazonas priklauso nuo abiotinių ir biotinių veiksnių kintamumo laipsnio, taip pat nuo biologinės savybės specifinė rūšis (vaisingumas, kartų kaitos greitis, individų lytinės brandos amžius ir kt.). Didžiausi skaičiaus svyravimai būdingi mažiems greitai besidauginantiems organizmams, įskaitant vabzdžius.

Vabzdžiai, būdami maži padarai, turi itin didelį biotinį potencialą. Didelė biotinio potencialo vertė reiškia staigių gausos protrūkių galimybę, pavojingą ekonominė veikla asmuo. Be to, galimybė greitai padidinti jų skaičių yra pagrindas vabzdžiams naudoti kaip gyvūninių baltymų šaltinį.

NAUDOJAMŲ ŠALTINIŲ SĄRAŠAS

Įlanka - Bienko G. Ya. Bendroji entomologija. Vadovėlis universitetams ir žemės ūkio universitetams. - 3 leidimas. - M .: Aukštoji mokykla, 1980 .-- 416 p.
Zakhvatkin Yu. A. Bendrosios entomologijos kursas. M .: Kolos, 2001, - 376 p.
V.B. Černyševas Vabzdžių ekologija. Vadovėlis. - M .: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1996. - 304 p.
Yakhontovas V.V., Vabzdžių ekologija. M .: Aukštoji mokykla, 1964 .-- 460 p.
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

Kiti panašūs darbai, kurie gali jus sudominti. Wshm>
10816.		Populiacijos dinamika	252,45 KB
	Populiacijos dinamika yra vienas reikšmingiausių biologinių ir ekologinių reiškinių. Vaizdžiai tariant, gyventojų gyvybė pasireiškia jos dinamikoje. Populiacijos dinamikos ir augimo modeliai.
17753.		Kamčiatkos krašto gyventojų skaičiaus ir medicinos personalo pokyčių 2008-2013 m.	79,02 KB
	Sveikatos priežiūros vaidmuo užtikrinant Rusijos Federacijos gyventojų gyvenimo kokybę. 2008-2013 metų Kamčiatkos teritorijoje gyventojų skaičiaus ir medicinos personalo pokyčių įvertinimas. Gyventojų dinamika Kamčiatkos teritorijoje. Apie tai, kiek valstybė yra išsivysčiusi ir gerai išvystyta, sprendžiama pagal gyventojų sveikatos būklę.
5957.		Vabzdžių vystymosi biologija	18,19 KB
	Vabzdžių, kaip ir visų nariuotakojų, kūnas iš išorės padengtas tankia odele. Sudaranti tam tikrą apvalkalą, odelė yra išorinis vabzdžio skeletas ir yra gera apsauga nuo neigiamo išorinės aplinkos poveikio.
14828.		Vėjo energijos potencialas. Kazachstano Dzungaro vartų ir Šeleko koridoriaus vėjo energijos potencialas	245,11 KB
	Kadangi vėjas pagal savo prigimtį nuolat keičia vėjo jėgainių greitį, jos arba turi turėti mažos galios autonominių elektrinių elektros energijos kaupimo įrenginius, arba turi būti prijungti prie elektros tinklo, kaip būdinga dideliam vėjui. ūkiai. Kadangi šiuo atveju jie gali būti standžiai montuojami, juose galima sukurti vėjo srauto koncentratorius, kurie gali padidinti energijos gamybą vienam vėjo generatoriui ...
10819.		Gyventojų ekologija (demekologija)	18,74 KB
	Populiacijos samprata Bet kuri rūšis prisitaiko prie nuolat kintančių egzistavimo sąlygų ir teigia save išorinėje, dažnai nepalankioje aplinkoje, ne pavieniui ir net ne kaip paprasta individų suma, o tam tikrų ir savotiškų organizmų grupių pavidalu. demos - žmonės, laikomi bendrosios ekologijos dalimi, tiria struktūrines ir funkcines ypatybes, populiacijos dydžio dinamiką, tarppopuliacijos grupes ir jų santykius, išsiaiškina, kokiomis sąlygomis...
7433.		Beuodegių varliagyvių lervų vystymasis iš skirtingų Vakarų Ciskaukazės populiacijų	65,4 KB
	Palyginti pelkinės varlės Pelophylax ridibundus ir žalumos lervų vystymosi ypatumus rupūžė bufo viridis Vakarų Ciskaukazijos populiacijose (nerštas, buožgalvių atsiradimas, jų išlikimas, linijinio ir svorio augimo tempas).
16850.		Ekonometrinis Rusijos automobilių parko dydžio modeliavimas	179,75 KB
	Įvairių metrikų kiekybinis įvertinimas reikalingas norint vykdyti patikimą politiką, kad būtų išvengta motorizacijos daromos žalos. Šiame tyrime aprašomi galimi prognozavimo modeliai lengvųjų automobilių- reikšmingiausia transporto priemonių parko dalis - visoje Rusijoje ir kiekvienam atskiram regionui. Apžvalga užsienio literatūra apie prognozavimo modelius...
17016.		Endogeninis policentriškumas ir miesto gyventojų ribojimas	9,53 KB
	Sidorovas Tradicinės miesto ekonomikos teorijos silpnybė yra ta, kad ji pernelyg glaudžiai susijusi su monocentriniu miesto modeliu. Tinkamas miesto modelis turėtų būti pagrįstas prielaida, kad gamyba ir įsikūrimas gali vykti bet kurioje erdvėje, kurioje nėra geografinių ypatybių. Ir atvirkščiai, jei decentralizacija sumažina miesto kaštų naštą, susidaro policentrinė miesto struktūra. Darbo tikslas – paaiškinti, kaip gamybos decentralizacija leidžia labai ...
17880.		Darbo skaičiaus ir produktyvumo planavimo įmonėje analizė	292,75 KB
	Produktyvumas ir darbo efektyvumas: skaičiavimo metodo charakteristikų samprata. Įmonės personalo darbo našumo analizė. Ekonominis pagrindimasįmonės skaičius ir našumas kitais metais... Įmonės darbuotojų produktyvumo ir efektyvumo planavimas kitiems metams ...
1210.		Įmonės personalas ir darbo jėgos panaudojimo efektyvumo didinimo būdai	150 KB
	Kadangi darbo našumo didėjimui daugiausia įtakos turi žmogiškasis veiksnys. Darbo jėgos panaudojimo įmonėje efektyvumo didinimas daugeliu atžvilgių reiškia darbo našumo didėjimą. Darbo našumo augimo veiksniai yra: mokslo išsivystymo lygis, gamybos organizavimas, gamybos patirtis, aukštesnis darbuotojų mokymas, materialinis ir moralinis darbo skatinimas, įrangos tobulinimas ir modernizavimas. Darbo skatinimas apima sąlygų ekonominei ...

Ekologinėje literatūroje dažnai vartojamas posakis „natūrali pusiausvyra“ reiškia pusiausvyros būseną (dinaminę pusiausvyrą), būdingą daugumai bendruomenės populiacijų; būtų visiškai neteisinga šiuo atveju pusiausvyrą suprasti kaip statinę būseną. Gyvūnų skaičiaus svyravimų tyrimas yra svarbiausia ekologijos sritis, įtakojanti tokias iš pažiūros tolimas mokslo ir veiklos sritis kaip genetika, Žemdirbystė ir medicina.

Sezoniniai ir cikliniai (dažniausiai apimantys keletą metų) gausos svyravimai jau seniai domino gamtininkus, kurie bandė nustatyti sąsajas tarp stebimų populiacijos procesų ir įvairių klimato veiksnių. Praktiškai kalbant Ši problema labai svarbu: nuo jos sprendimo priklauso masinio kenksmingų vabzdžių dauginimosi ar epidemijų protrūkių prognozės. Gana savarankiškai natūralios atrankos mechanizmus tyrinėjantys specialistai pradėjo domėtis matematiniu naujų organizmų genetinių variantų paplitimo populiacijoje aprašymu. Norint atlikti atitinkamus skaičiavimus, reikėjo turėti duomenų apie faktinį gyventojų tankį ir jo pokyčius. Naujo genetinio varianto plitimo greitis akivaizdžiai skirsis priklausomai nuo to, ar populiacijos dydis padidės, mažės ar išliks stabilus per tam tikrą laikotarpį. Genetikai nustatė, kad genų pasiskirstymas populiacijoje gali būti reguliarių ciklinių svyravimų forma. Apskritai gyvūnų skaičiaus dinamikos tyrimas yra nepaprastai svarbus sprendžiant įvairias biologines problemas. Augalų populiacijų dinamika buvo tiriama mažiau, galbūt dėl santykinio jų paplitimo stabilumo.

Tiriant populiacijos dinamiką plačiai vartojama tokia svarbi sąvoka kaip „biotinis potencialas“, t.y. konkrečiai rūšiai būdingas dauginimosi greitis (kurio vertę įtakoja lyčių santykis, palikuonių skaičius vienai patelei, taip pat kartų skaičius per laiko vienetą). Daugelio organizmų, ypač pačių mažiausių, biotinis potencialas yra milžiniškas, ir jei niekas netrukdytų jų populiacijų augimui, jie itin greitai apgyvendintų visą Žemę. Bet kurios esamos populiacijos dydis gali būti pavaizduotas kaip biotinio potencialo ir aplinkos atsparumo santykis, t.y. visų veiksnių, stabdančių šios rūšies skaičiaus augimą, suma. Kadangi realios augalų ir gyvūnų populiacijos laikui bėgant yra daugiau ar mažiau stabilios, aplinkos atsparumas didelį biotinį potencialą turinčioms rūšims turi būti pakankamai stiprus.

Esant palankioms sąlygoms, stebimas populiacijos augimas ir gali būti toks greitas, kad sukelia gyventojų sprogimą. Visų veiksnių, prisidedančių prie populiacijos augimą, derinys vadinamas biotiniu potencialu. Jis yra pakankamai didelis įvairioms rūšims, tačiau tikimybė pasiekti populiacijos gausumo ribą gamtinės sąlygosžemas, nes tam priešinasi ribojantys (ribojantys) veiksniai. Populiacijos augimą ribojančių veiksnių derinys vadinamas atsparumu aplinkai. Pusiausvyros būsena tarp rūšies biotinio potencialo ir aplinkos atsparumo (1 pav.), kuri palaiko populiacijos dydžio pastovumą, vadinama homeostaze arba dinamine pusiausvyra. Ją pažeidžiant, atsiranda populiacijos dydžio svyravimai, tai yra jos pokyčiai.

Populiacijos dinamika

Klausimas numeris 24

Populiacijos dinamika yra jos pagrindinės kaitos procesai biologines savybes laiku. Yra du pagrindiniai gyventojų augimo kreivių tipai.

Bet kuri populiacija teoriškai gali neribotai augti, jei jo neriboja aplinkos veiksniai. Tokiu hipotetiniu atveju populiacijos augimo tempas priklausys tik nuo vertės biotinis potencialas , būdingas rūšiai. Biotinio potencialo sąvoką į ekologiją 1928 metais įvedė R. Chapmanas. Šis rodiklis atspindi teorinį maksimalų palikuonių skaičių iš vienos poros (arba vieno individo) per laiko vienetą, pavyzdžiui, per metus arba per visą gyvenimo ciklą, jį skaičiuojant dažniausiai išreiškiamas koeficientu r ir skaičiuojamas kaip maksimalus. galimas populiacijos prieaugis?N tam tikram laikotarpiui? t, nurodytas vienas asmuo, esant pradiniam populiacijos dydžiui N 0:

Kur 1. Eksponentinis augimas numeris ( J- formos kreivė) (9 pav.):

N t = N 0 e rt, kur N t – populiacijos dydis laiko momentu t, N 0 – populiacijos dydis pradiniu laiko momentu t 0 , e- natūraliojo logaritmo pagrindas, r- rodiklis, apibūdinantis individų reprodukcijos greitį tam tikroje populiacijoje (specifinis skaičiaus kitimo greitis). Jeigu r> 0, tada populiacijos dydis auga, ties 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 vienaląsčiai organizmai, dumbliai, maži vėžiagyviai palankiomis sąlygomis dauginasi eksponentiškai). Tai yra individų skaičiaus padidėjimas nesikeičiančiomis sąlygomis.

Ryžiai. 122. Tikras (1) ir teorinis (2) Paramecio populiacijos augimo kreivė

Poveikis Aplinkos faktoriai dėl gyventojų skaičiaus augimo tempo, gyventojų skaičius gali tapti stabilus ( r= 0) arba jį sumažinti, t.y. eksponentinis augimas sulėtėja arba sustoja. J- formos kreivė tampa S- formos.

2. Logistinės augimo kreivė (S-formos kreivė) (10 pav.): populiacijos augimo tempas mažėja tiesiškai, kai skaičius didėja iki 0 esant tam tikram ribiniam skaičiui KAM (KAM– maksimalus asmenų, galinčių gyventi nagrinėjamoje aplinkoje, skaičius). At N 0 r= maks. ir už N = K r= 0. Diferencialinėje formoje logistinė lygtis atrodo taip: d N/ d t = r maks N(K–N)/K

Gamtoje populiacijos biotinis potencialas niekada nėra iki galo realizuotas. Jo vertė paprastai pridedama kaip skirtumas tarp vaisingumo ir mirtingumo populiacijose: r = b - d, kur b- gimimų skaičius ir d- žuvusių individų skaičius populiacijoje per tą patį laikotarpį.

Vaisingumas – tai naujų individų, atsirandančių populiacijoje per laiko vienetą, skaičius tam tikram jos narių skaičiui.

absoliutus- (B) apibūdinamas bendru individų, atsirandančių per laiko vienetą tam tikroje populiacijoje, skaičiumi ir nustatomas pagal formulę: B = A Nn / A t, kur A Nn yra individų, atsiradusių populiacijoje, skaičius. gyventojų per laikotarpį A t, A t, - analizuojamas laikotarpis. bendras gimusių gyvūnų skaičius (16 tūkst. galvų 2 tūkst. jauniklių)

specifinis- (b) apibūdinamas vidutiniu individų, atsiradusių per laiko vienetą vienam populiacijos individui, skaičiumi ir nustatoma pagal formulę: b = ANn / (At x No) = B / Ne, kur B yra absoliutus vaisingumas, Nr yra pradinis populiacijos dydis, vidutinė vertė 0,125, ty vienas naujagimis 8 populiacijos nariams per metus

Gimstamumas priklauso nuo daugelio priežasčių. Didelė svarba turi tam tikru laikotarpiu galinčių daugintis individų proporciją, kurią lemia lyčių ir amžiaus grupių santykis. Taip pat svarbus generavimo sekos dažnis.

1. Monovoltinis– viena karta per metus.

2. Polivoltinas- kelios kartos per metus (amarai)

Pagal veisimosi periodų skaičių per gyvenimą jos išskiriamos

1.Monociklinis , arba vienkartinis dauginimasis, paprastai būdingas rūšims, kurių gyvenimo trukmė yra trumpa ir lytiškai subrendusi ( lašišos žuvys, gegužinės, gegužinės ir daugelis kitų vabzdžių) .

2Policiklinis būdingas pasikartojantis individų dauginimasis ir būdingas daugumai stuburinių gyvūnų ir daugeliui bestuburių, pavyzdžiui, vėžiagyvių.

Augaluose išskiriamos monokarpinės ir polikarpinės rūšys, ty vienkartinės ir daugybinės per visą gyvenimą.

Mirtingumas Ar gimstamumo rodiklis, gyventojų, mirusių populiacijoje per laiko vienetą dėl visų priežasčių, skaičius. Atskirkite minimalų (minimalų galimą) ir faktinį mirtingumą. Jie taip pat išskiria absoliutų ir specifinį mirtingumą, kuris apskaičiuojamas taip pat, kaip ir vaisingumas.

Rūšių biotinio potencialo skirtumai priklauso nuo jų dydžio, sistemingos priklausomybės ir kitų priežasčių, tačiau esant kitoms sąlygoms, jos yra susijusios su populiacijų mirtingumu. Šis modelis, pastebėtas Charleso Darwino, buvo pagrįstas akademiko II Shmalgauzen darbuose praėjusio amžiaus 40-aisiais. Jei rūšis gamtoje veikiama masės beatodairiškas pašalinimas, tai yra mirtis nuo daugybės priešų, kurių jis bejėgis išvengti arba yra slopinamas kitų ekstremalių aplinkybių, tuomet vienintelė atrankos kryptis yra dauginimosi greičio didinimas. Tokiu atveju padidėja tikimybė atsitiktinai išsaugoti palikuonis ir rūšis išvengia išnykimo. Atliekant beatodairišką pašalinimą, skirtumai tarp individų neturi reikšmės jų išgyvenimui, nes destruktyvių veiksnių poveikio galia yra per didelė. At selektyvus pašalinimas, kai mirtingumą daugiausia lemia individų skirtumai, pagerėja atranka skirtingos formos morfofiziologiniai prisitaikymai, didinantys rūšies atsparumą nepalankių sąlygų įtakai. Taigi didelis biotinis potencialas yra evoliucinis rūšies atsakas į nepalankių aplinkos poveikių, sukeliančių didelį mirtingumą, spaudimą.

60-ųjų pabaigoje ši idėja buvo atgaivinta koncepcijoje KAM- ir G-Atranką pateikė amerikiečių ekologai R. MacArthur ir E. Wilson. Jie pasiūlė atskirti dvi pagrindines organizmų dauginimosi strategijas, užtikrinančias išlikimą skirtingomis sąlygomis, nurodant jas koeficientais, įtrauktais į populiacijos augimo lygtį. At r strategijos selekcija vyksta dėl didelio vaisingumo, kartų kaitos, gebėjimo greitai įsikurti, o tai leidžia rūšims greitai atkurti savo skaičių po staigaus nuosmukio. At K strategija selekcija pagerina įvairias palikuonių priežiūros formas, o tai mažina vaisingumą. Tuo pačiu ir trukmė gyvavimo ciklai ir tobulinami darnaus gausos palaikymo biocenozėse mechanizmai. Natūralu, kad tarp kraštutinių formų yra visi tarpiniai variantai. Elementai KAM- ir G Išgyvenimo strategijas galima atsekti visose sisteminės grupės organizmai. Netgi rūšies viduje, skirtingomis sąlygomis gyvenančiose populiacijose viena ar kita atrankos kryptis yra sustiprinta.

Praktikoje, kai reikia analizuoti populiacijų mirtingumo eigą, jie yra išgyvenimo lentelės(žr. toliau), kur kiekvienai amžiaus grupei nurodyti empiriškai gauti duomenys, apibūdinantys tam tikro amžiaus asmenų mirtį.

Remiantis tokiomis lentelėmis, sudaromos išgyvenamumo kreivės, kurios leidžia prognozuoti kitų kartų būklę panašiomis sąlygomis.

Išgyvenusių individų skaičiaus priklausomybė nuo laiko (arba amžiaus) vadinama išgyvenimo kreivėmis. Išgyvenimo kreivės skirstomi į tris pagrindinius tipus (8 pav.):

1. I tipo kreivė - stipriai išgaubta kreivė, būdinga rūšims, kurių mirtingumas yra mažas visą gyvenimą ir smarkiai padidėja gyvenimo pabaigoje (Drosophila, žmonės).

2. III tipo kreivė – stipriai įgaubta kreivė, būdinga rūšims su dideliu mirtingumu in pradinis laikotarpis gyvybė (austė).

3. II kreivės tipas (įstrižainė) būdingas rūšims, kurių mirtingumas visą gyvenimą išlieka maždaug pastovus (hidra, žuvis, paukštis).

»Biotinis potencialas

Bet kuri populiacija teoriškai gali neribotai augti, jei jo neriboja aplinkos veiksniai. Tokiu hipotetiniu atveju populiacijos augimo tempas priklausys tik nuo vertės biotinis potencialas,

būdingas rūšiai. Biotinio potencialo sąvoką į ekologiją 1928 metais įvedė R. Chapmanas. Šis rodiklis atspindi teorinį didžiausią palikuonių skaičių iš vienos poros (arba vieno individo) per laiko vienetą, pavyzdžiui, per metus arba per visą gyvenimo ciklą.

Skaičiavimuose jis dažniausiai išreiškiamas koeficientu r ir apskaičiuojamas kaip didžiausias galimas populiacijos padidėjimas ΔN per laiko intervalą Δt, taikomas vienam individui, esant pradiniam populiacijos dydžiui N0:

Biotinio potencialo dydis įvairiose rūšyse labai skiriasi. Pavyzdžiui, stirnos patelė per gyvenimą gali susilaukti 10-15 jauniklių, Trichinella spiralis gali padėti 1,8 tūkst. lervų, patelė medaus BITĖ- 50 tūkstančių ikrų, o mėnulio žuvys - iki 3 milijardų ikrų. Jei visi embrionai išgyventų ir visi palikuonys išgyventų, bet kurios populiacijos dydis tam tikrais laiko tarpais padidėtų eksponentiškai.

Tokį populiacijos augimą grafike rodanti kreivė greitai padidina statumą ir nueina iki begalybės (122 pav.). Tokia kreivė vadinama eksponentinis.

Logaritminėje skalėje tokia populiacijos dydžio priklausomybė nuo laiko bus pavaizduota tiese, o biotinis potencialas r atsispindės jo nuolydžiu horizontalios ašies atžvilgiu, kuri yra statesnė, tuo didesnė r reikšmė. .

Ryžiai. 122.

Realioji (1) ir teorinė (2) Paramecia populiacijos augimo kreivė

Gamtoje populiacijos biotinis potencialas niekada nėra iki galo realizuotas. Jo vertė paprastai sumuojama kaip skirtumas tarp vaisingumo ir mirtingumo populiacijose: r = b - d, kur b yra gimimų skaičius, o d yra mirčių skaičius populiacijoje per tą patį laikotarpį.

Bendrus populiacijos dydžio pokyčius lemia keturi reiškiniai: vaisingumas, mirtingumas, asmenų introdukcija ir iškeldinimas (imigracija ir emigracija).

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

RUSIJOS FEDERACIJOS ŽEMĖS ŪKIO MINISTERIJA

FSBEI HPE "Kubanos valstybinis agrarinis universitetas"

Fitopatologijos, entomologijos ir augalų apsaugos katedra

disciplinoje „Vabzdžių ekologija“

Tema: „Populiacijų dinamika ir vabzdžių biotinis potencialas“

KRASNODARAS

Įvadas

1. Populiacijos ir jų savybės

2. Populiacijos dinamika

Išvada

Įvadas

Ekologija visada remiasi individo gyvenimu, jo santykiu su aplinka. Populiacijos susidaro iš individų. Paprasčiausiais atvejais populiacijos reakciją į išorinį poveikį lemia statistinis į ją įtrauktų individų savybių pasiskirstymas, dažnai būna ir sudėtingesnių ryšių. Galiausiai, toje pačioje teritorijoje gyvenančių ir (arba) biologiškai tarpusavyje susijusių skirtingų rūšių gyvūnų ir augalų populiacijų visuma yra dar sudėtingesnė sistema, vadinama biocenoze arba ekosistema.

Atitinkamai, vabzdžių ekologiją galima nagrinėti nuosekliai trimis sudėtingumo lygiais: individas – populiacija – biocenozė (ekosistema). Natūralu, kad vabzdžių ekologijos principai yra tokie patys kaip ir bendrosios ekologijos. Tarp svarbiausių populiacijų savybių yra joms būdingo individų skaičiaus dinamika ir jo reguliavimo mechanizmai. Bet koks reikšmingas individų skaičiaus populiacijose nukrypimas nuo optimalaus yra susijęs su neigiamomis pasekmėmis jo egzistavimui. Šiuo atžvilgiu populiacijos paprastai turi adaptacinius mechanizmus, kurie prisideda tiek prie skaičiaus sumažėjimo, jei jis žymiai viršija optimalią vertę, ir prie jo atkūrimo, jei jis sumažėja žemiau optimalių verčių.

Populiacijos, kaip taisyklė, turi prisitaikymo mechanizmus, kurie prisideda tiek prie skaičiaus sumažėjimo, jei jis žymiai viršija optimalią vertę, ir prie jo atkūrimo, jei jis sumažėja žemiau normalių verčių. Kiekvienai populiacijai ir rūšiai apskritai būdingas vadinamasis biotinis potencialas, kuris suprantamas kaip galimi palikuonys iš vienos individų poros, įgyvendinant organizmų gebėjimą daugintis biologiškai.

Darbo tikslas: ištirti vabzdžių skaičiaus ir biotinio potencialo dinamiką.

1. Populiacijos ir jų savybės

Taigi populiacija yra vienos rūšies individų, gyvenančių tam tikroje teritorijoje, visuma. Esant nepakitusioms ir pakankamai palankioms sąlygoms, dėl savaiminio dauginimosi populiacija gali išlikti neribotą laiką. Populiacija turi genetinį kintamumą ir gali prisitaikyti prie naujų sąlygų. Dažniausiu biseksualaus dauginimosi populiacijos viduje atveju vyksta nuolatinis genetinės informacijos apsikeitimas, t.y. bendras genofondas. Šis pasikeitimas gali būti daugiau ar mažiau sudėtingas dėl selektyvumo poravimosi metu ar dėl kitų priežasčių.

Taigi populiacija turi daugiau ar mažiau nubrėžtas erdvines ribas ir dažniausiai bendrą genofondą. Į populiaciją įtraukti asmenys tam tikru būdu išsidėstę žemėje. Svarbiausios populiacijos charakteristikos yra jos dydis ir atitinkamai tankumas, t.y. individų skaičius ploto vienete (arba substrato tūryje). Gyventojai bet kuriuo momentu turi tam tikrą amžiaus sudėtį ir lyčių santykį.

Gimstamumas, mirtingumas, emigracija ir imigracija vadinami vadinamosiomis dinaminėmis savybėmis. Jų nestabili pusiausvyra lemia daugiau ar mažiau staigius skaičiaus ir atitinkamai gyventojų tankio pokyčius. Šie pokyčiai laikui bėgant vadinami populiacijos dinamika. Paprastai skaičiaus pokyčius lydi individų erdvinio pasiskirstymo pokyčiai.

2. Populiacijos dinamika

Populiacijos dinamika – tai populiacijos dydžio pokyčiai laikui bėgant. Šie pokyčiai gali būti siejami su procesais, spontaniškai vykstančiais pačioje populiacijoje, kuriuos sukelia abiotinių aplinkos veiksnių poveikis arba skirtingų rūšių populiacijų sąveika biocenozėje.

Per metus gausumo viršūnės atsiranda pagal kartų skaičių, tačiau jei šių kartų daug, skirtingų kartų vabzdžių vystymasis, kaip taisyklė, sutampa. Kai kuriais atvejais ilgas vabzdžio gyvenimas bet kuriame etape taip pat išlygina skaičiaus smailes. Tokie, pavyzdžiui, yra daug dirvinių vabalų, kurių suaugusieji gyvena keletą metų.

2.1 Populiacijos dinamikos modeliai

Pirma, esant palankioms sąlygoms, įvyksta savaiminiai populiacijos genetinės struktūros pokyčiai, lemiantys tai, kad populiacijos galimybės augti palaipsniui mažėja ( vidinis pasipriešinimas). Faktas yra tas, kad palankiomis sąlygomis genetiškai defektuoti asmenys išgyvena ir susilaukia palikuonių. Dėl to mažėja ir visos populiacijos gyvybingumas, ir jos gebėjimas daugintis. Įdomu tai, kad esant tam tikroms sąlygoms, ritmiški vidutinių populiacijos charakteristikų pokyčiai vyksta spontaniškai, 1–2 ar daugiau kartų laikotarpiu. Matyt, genetiniai populiacijos savybių pokyčiai vaidina svarbų vaidmenį skaičių dinamikoje („gyvybės bangos“). Deja, ši problema vis dar menkai suprantama. Prie to reikėtų pridurti, kad panašiai laikui bėgant gali keistis ir kitų su tam tikra rūšimi sąveikaujančių organizmų populiacijų genetinė struktūra: mikroorganizmų, augalų, kitų vabzdžių ir kt.

Antra, išorinė aplinka, apimanti daug abiotinių ir biotinių veiksnių, neleidžia neribotam populiacijos didėjimui ( vidutinis atsparumas). Kiekvienas iš veiksnių turi specifinį ir netiesioginį poveikį.

Gamtoje galima stebėti vabzdžių populiacijas, kurios išsilaiko dešimtis ir šimtus metų. Todėl literatūroje mintis apie populiacijos dydžio svyravimus biocenozėje dažnai išreiškiama kaip savireguliacinis procesas. Vaizdžiai tariant, populiacija laikoma elastinga ištempta gija, kurią išoriniai veiksniai gali nukreipti aukštyn arba žemyn iki tam tikrų ribų, tačiau susilpnėjus poveikiui grįžta į buvusį lygį.

2.2 Populiacijos dinamikos tipai

Stabilus tipas- skiriasi nedideliu svyravimų diapazonu (kelis kartus, bet ne keliomis eilėmis). Jis būdingas rūšims, turinčioms gerai išreikštus populiacijos homeostazės mechanizmus, didelį išgyvenamumą, mažą vaisingumą, ilgą gyvenimo trukmę, sudėtingą amžiaus struktūrą ir išvystytą palikuonių priežiūrą. Visas kompleksas efektyviai veikiančių reguliavimo mechanizmų išlaiko tokias populiacijas tam tikrose tankio ribose

Svyruojantis tipas- svyravimai atsiranda dideliame tankio diapazone, kuris skiriasi viena ar dviem dydžiais. Tuo pačiu metu išskiriamos trys virpesių ciklo fazės: augimas, maksimumas, skaičiaus retėjimas. Greitai grįžtama į stabilią būseną. Reguliavimo mechanizmai nepraranda populiacijos dydžio kontrolės ir padidina jų efektyvumą padidėjus tankiui. Vyrauja šiek tiek inercinės tarprūšinės ir tarprūšinės sąveikos. Tokia skaičių eiga paplitusi įvairiose gyvūnų grupėse.

Žievės vabalų, kurie pirmiausia nusėda ant nusilpusių medžių, kurių maistinių medžiagų (tirpių angliavandenių ir krakmolo) perteklius, vystymąsi riboja medžio gynybinių reakcijų įtaka, pvz., dervos išsiskyrimas spygliuočiuose. Be to, vis dar nėra simbiotinių mikroorganizmų. Vis dar gyvybingų medžių atsparumą galima palaužti sutelkus ataką ir pernelyg didelį kenkėjų tankį. Dar viena medžio tinkamumo žievės vabalams riba yra visiškas basulių išnykimas ir sunaikinimas. Tarp dviejų nurodytų medžio būsenų žievės vabalams sukuriamos optimalios maitinimosi sąlygos, pažymimas maksimalus visų vystymosi fazių išgyvenamumas ir didžiausi dauginimosi rodikliai.

Sprogstamojo tipo su masinio dauginimosi protrūkiais - modifikuojančių veiksnių veikimo nutraukimas nesukelia greito populiacijos grįžimo į stabilią būseną. Skaičiaus dinamika susideda iš ciklų, kuriuose išskiriamos penkios privalomos fazės: skaičiaus padidėjimas, maksimumas, retėjimas, depresija, sveikimas. Populiacijoms periodiškai būdingas itin didelis ir neįprastai mažas gausos lygis. Pagal ciklo fazes labai skiriasi ir ją sudarančių individų dauginimosi rodikliai, amžiaus ir lyties struktūra, fiziologinė būsena, elgesys, kartais morfologinės savybės. Tokia skaičiaus eiga dažniausiai aptinkama trumpos gyvenimo trukmės, didelio vaisingumo ir greitos kartų kaitos rūšyse. Jis būdingas, pavyzdžiui, kai kuriems vabzdžiams (skėriams, miško kenkėjams - spygliuočiams, žievėgraužiams, daugeliui lepidopterų ir pjūklelių ir kt.).

Sibiro taigoje paslėptose rūšyse sprogstamasis populiacijos dinamikos tipas būdingas Altajaus maumedžio spygliuočiai, didžiajai juodajai spygliuočiai spygliuočiai, maumedžio pumpurų tulžies pūsleliui ir kai kurioms kitoms. Iš atvirai gyvenančių lapus graužiančių vabzdžių gebėjimas sukelti masinio dauginimosi protrūkius būdingas tik kai kurioms Lepidoptera ir Hymenoptera rūšims (pjūklėms, audėjai). Tokių rūšių ekologijos skiriamieji bruožai: didelis išgyvenamumas labai kintančioje aplinkoje dėl ypatingų adaptacijų, didelis migracijos aktyvumas, didelis ir kintantis vaisingumas. Atvirose rūšyse dažnai atskleidžiamas grupės efektas ir fazės kintamumas.

Vienas pavojingiausių spygliuočių kenkėjų – sibirinis šilkaverpis Dendrolimus sibiricus, paplitęs nuo Uralo iki Ramiojo vandenyno. Sibirinio šilkaverpio židiniuose lyčių santykis labai kinta pagal protrūkio fazes. Moterų dalis svyruoja nuo 32 iki 76%. Kai židinys auga, dominuoja patelės, o kai išnyksta – patinai. Pernelyg konsoliduotose populiacijose patelių mirtingumas didėja visuose vystymosi etapuose, taip pat pastebimas didesnis jų migracijos aktyvumas iš veisimosi centrų. Didžiausio gausumo fazėje židinio periferijoje patelių dalis siekia iki 73%, o centre – 44%.

2.3 Veiksniai, turintys įtakos populiacijos dinamikai

Žemės ūkio augalų kenkėjų svarbą vabzdžiai įgyja tik tada, kai jų skaičius viršija ekonomines kenksmingumo ribas, nes atskiras, net ir pats aistringiausias vabzdys negali padaryti didelės žalos pasėliui. Todėl planuojant apsaugos priemones ir atitinkamus mokslinius tyrimus siekiama sumažinti individų skaičių populiacijose iki šių slenksčių. Vabzdžių populiacijų skaičiaus dinamika pasireiškia arba sezoniniu jų skaičiaus kaita ištisus metus arba kelerius metus, o dėl išskirtinės daugelio rūšių dauginimosi energijos įgyja reguliariai kintančių populiacijos bangų pobūdį.

Yra du priešingi požiūriai į skirtingų kategorijų veiksnių vaidmenį reguliuojant populiacijos dydį. Darant prielaidą, kad gausos lygį lemia veiksniai, nepriklausantys nuo gyventojų tankumo, vieno požiūrio šalininkai nurodo retą sąlygų derinį, būtiną nuolatiniam populiacijų augimui. Masinio vabzdžių dauginimosi pavyzdžiai, jų nuomone, yra retos taisyklės išimtys ir išreiškia specifines kelių rūšių savybes. Didžiosios daugumos rūšių populiacijų skaičių riboja laiko trumpumas, kai sąlygų deriniai užtikrina populiacijos augimą. Kartu pagrindiniais skaičių ribojančiais veiksniais galima laikyti ribotus išteklius, santykinį jų neprieinamumą, silpnai išvystant migracijos ir paieškos gebėjimus, taip pat periodo, kai vaisingumas vyrauja prieš mirtingumą, laikinumą ir gyventojų skaičių. augimas teigiamas. Tačiau gausos svyravimų atsitiktinumas, reaguojant į sąlygų pokyčius, nesusijusius su gyventojų tankumu, anksčiau ar vėliau prives populiacijas prie apatinės gausos ir išnykimo ribos. Laikydamiesi kitokio požiūrio, kuris teikia pirmenybę veiksniams, priklausantiems nuo gyventojų tankumo, tyrėjai – priešingos krypties šalininkai – suformulavo automatinio populiacijos dydžio reguliavimo koncepciją. Dar visai neseniai šių veiksnių reguliacinio vaidmens vertinimo kriterijų paieškas ribojo tik gyventojų tankumas, kuris mažėja, kai viršijamas tam tikras vidutinis lygis, arba, atvirkščiai, didėja, jei šis lygis lieka nepasiektas.

3. Biotinis vabzdžių potencialas

populiacijos genetinis biotinis potencialas

Vabzdžių vaisingumas ir jų gebėjimas daugintis dažnai būna neįprastai didelis. Dažnai šis gebėjimas daugintis žymimas reprodukcinio potencialo sąvoka arba biotinis potencialas... Racionaliausia jiems nurodyti ne rūšies vaisingumą apskritai, o teorinį palikuonių maksimumą, gautą iš vienos individų poros (partenogenezės metu – iš vieno individo) visiems metams. Pavyzdžiui, menkė deda vidutiniškai 100 kiaušinėlių, todėl jo biotinis potencialas per dvi kartas bus 50 2 vienai porai (populiacijoje yra vienodas patinų ir patelių skaičius), tai yra 2500. Amaruose, kurie pasiduoda. iki 15 ir daugiau partenogenetinių kartų, turinčių tokį patį vaisingumą, ty 50 individų vienai patelei, biotinis potencialas pasiekia astronominius rodiklius – šiame pavyzdyje 50 15, ty milijardus milijardų individų.

Akademikas V. I. Vernadskis organizmų dauginimąsi laikė vienos iš gyvosios medžiagos savybių – gebėjimo plisti žemės paviršiumi dėl atliekamo cheminio darbo ir naujų gyvosios medžiagos kiekių sukūrimo – pasireiškimo. Šį gebėjimą jis įvardijo gyvybės perdavimo greičio samprata, kuri yra pastovi ir būdinga kiekvieno tipo organizmo vertė; jį lemia kūno dydis ir svoris, lytinis produktyvumas, kartų skaičius per tam tikrą laikotarpį ir reikalavimai aplinkai. Apskritai gyvybės perdavimo greitis apibūdina rūšies geocheminę energiją ir išreiškiamas cm / s skaičiumi.

Neįmanoma visiškai realizuoti rūšių biotinio potencialo gamtoje yra išorinės aplinkos ribojančio poveikio pasekmė: jai veikiant arba sumažėja vaisingumas, arba dalis palikuonių miršta. Apskritai, didžiulis vabzdžių dauginimosi pajėgumas apsaugo juos nuo visiškos mirties ir išnykimo gamtoje, kai susidaro nepalankios aplinkos sąlygos.

Tarkime, kad šios rūšies patelė padeda vidutiniškai 200 kiaušinėlių (vaisingumas F yra 200), o mirtingumas viso vystymosi metu yra lygus nuliui. Jei palikuonių lyčių santykis, kaip dažniausiai būna, yra 1:1 (patelių dalis q= 0,5), tai reiškia, kad pirmoje kartoje bus Fq tie. 200 0,5 = 100 moterų. Kiekviena iš šių patelių kitoje kartoje atsives dar šimtą patelių, todėl antroje kartoje atsiras 10 000 patelių. Akivaizdu, kad n-toje kartoje patelių skaičių galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

Jei iš pradžių turime ne vieną patelę, o N patelių, tai po n kartų jos bus:

Akivaizdu, kad tokiomis sąlygomis populiacijos dydis smarkiai padidės eksponentiškai (galios dėsnio funkcija). Kartų kaita užtrunka šiek tiek laiko. Tada skaičiaus kitimo greitis esant dideliam kartų skaičiui arba greitas jų pasikeitimas gali būti pavaizduotas skaičiaus padidėjimą padalijus iš laiko intervalo (absoliutus gyventojų skaičiaus augimo tempas) arba remiantis pradiniu kartų skaičiumi. asmenys -

Nuosekliai mažindami laiko intervalą (0), gauname momentinį populiacijos augimo tempą - r (biotinis potencialas):

Grįžę prie populiacijos augimo formulės (1), dabar galime ją parašyti taip:

kur populiacijos dydis per laiką t, N – pradinis populiacijos dydis, e – natūraliųjų logaritmų bazė, r – biotinis potencialas, t – laiko intervalas. Šios eksponentinės (eksponentinės) funkcijos grafikas parodytas 27 pav. Jei imsime 3 formulės logaritmą, gausime tokią išraišką:

Šios funkcijos brėžinys yra tiesi linija. Biotinis potencialas šiame grafike gali būti pavaizduotas kaip grafiko nuolydžio ir abscisių ašies liestinė. Akivaizdu, kad biotinis potencialas nėra vien tik spekuliacinė kategorija. Žinant populiacijos N dydį momentu t ir vėlesnį skaičių N momentu t, biotinį potencialą galima nustatyti pagal formulę:

Iš pradžių manėme, kad vabzdžių mirtingumas vystymosi metu yra lygus nuliui. Esant tokiai situacijai, biotinis potencialas bus didžiausias galimas tam tikromis sąlygomis. Tačiau gamtoje ši sąlyga beveik niekada neįvykdoma, o nustatytą biotinį potencialą lems skirtumas tarp vaisingumo ir mirtingumo. Dėl noro daugintis vabzdžių skaičius galėtų be galo daugėti, jei ne populiacijos augimą stabdantys, vaisingumą mažinantys ar kai kurių vabzdžių mirtį vedantys veiksniai. Toks vidutinis atsparumas gali būti apibrėžtas kaip skirtumas tarp didžiausio galimo ir faktiškai stebimo biotinio potencialo.

Išvada

Populiacijų skaičius nelieka pastovus, nes keičiasi jų egzistavimo sąlygos. Populiacijos dydžio svyravimų diapazonas priklauso nuo abiotinių ir biotinių veiksnių kintamumo laipsnio, taip pat nuo konkrečios rūšies biologinių savybių (vaisingumo, kartų kaitos greičio, individų lytinės brandos amžiaus ir kt. .). Didžiausi skaičiaus svyravimai būdingi mažiems greitai besidauginantiems organizmams, įskaitant vabzdžius.

Vabzdžiai, būdami maži padarai, turi itin didelį biotinį potencialą. Didelė biotinio potencialo vertė reiškia staigių žmonių ūkinei veiklai pavojingų protrūkių galimybę. Be to, galimybė greitai padidinti jų skaičių yra pagrindas vabzdžiams naudoti kaip gyvūninių baltymų šaltinį.

Naudotų šaltinių sąrašas

1. Bay - Bienko G. Ya. Bendroji entomologija. Vadovėlis universitetams ir žemės ūkio universitetams. - 3 leidimas. - M .: Aukštoji mokykla, 1980 .-- 416 p.

2. Zakhvatkin Yu. A. Bendrosios entomologijos kursas. M .: Kolos, 2001, - 376 p.

3. Černyševas VB Vabzdžių ekologija. Vadovėlis. - M .: Maskvos valstybinio universiteto leidykla, 1996 .-- 304 p.

4. Yakhontov V. V. Vabzdžių ekologija. M .: Aukštoji mokykla, 1964 .-- 460 p.

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

Paskelbta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

Populiacijos savybės – tos pačios rūšies individų, gyvenančių tam tikroje teritorijoje, visuma. Populiacijos dinamikos tipai ir modeliai. Įvairių kategorijų veiksnių vaidmuo jos reguliavime. Vabzdžių vaisingumas ir jų gebėjimas daugintis.

santrauka pridėta 2015-08-13

Populiacijų sandaros rodikliai: skaičius, individų pasiskirstymas erdvėje, grupių santykis pagal lytį ir amžių, jų morfologinės, elgesio ypatybės. Populiacijos dinamika, jos biotinis potencialas, vaisingumas, mirtingumas, individų migracija.

ataskaita pridėta 2010-02-13

Dinaminės populiacijos charakteristikos: vaisingumas, mirtingumas, išgyvenamumas. Asmenų, sudarančių populiaciją, erdvinis pasiskirstymas. Populiacijos dydžio svyravimų svarstymas kaip savaime reguliuojamas procesas. Galimų gyventi vietų skaičius.

pristatymas pridėtas 2015-03-25

Populiacijos samprata ir esmė; sistemos funkcija. Paplitimas, gausa, tankis, vaisingumas ir mirtingumas kaip pagrindinės populiacijos charakteristikos. Amžiaus ir lyties struktūra rūšies viduje. Baltojo kiškio ir lūšies populiacijos periodinių svyravimų tyrimas.

pristatymas pridėtas 2014-06-14

Populiacijų modifikavimas ir reguliavimas biocenozėse; vidutinis lygis, jų skaičių nuokrypiai ir dinamika kaip savaime reguliuojamas procesas. Klimato kaitos poveikis organizmams: mirtingumo svyravimai; rūšių prisitaikymas prie egzistavimo sąlygų.

pristatymas pridėtas 2012-01-30

Gyventojų skaičiaus svyravimas. Materialiniai paveldimumo pagrindai. Organinių formų stabilumas keliose kartose ir gebėjimas transformuotis. Paveldimumo molekulinio pagrindo atskleidimas. DNR molekulių, baltymų ir RNR ląstelių sąveika.

santrauka, pridėta 2011-02-19

Ekologinės sistemos raidos tyrimas at skirtingos sąlygos... Gyventojų raidos prognozavimas. Plėšrūnų ir grobio populiacijų skaičiaus stacionarių verčių nustatymas. Pradinių sąlygų, kurioms esant galimas populiacijos išnykimas, nustatymas.

laboratorinis darbas, pridėtas 2015-03-22

Vabzdžių vystymasis, jų prisitaikymas prie įvairių šaltinių maitinimo šaltinis, planetinis paskirstymas ir galimybė skristi. Nervų, kraujotakos, virškinimo ir reprodukcinės sistemos, kvėpavimo organų sandara. Teigiamas aktyvumas vabzdžiai gamtoje.

santrauka, pridėta 2009-06-20

Asmenų struktūros, dauginimosi ir elgesio skirtumai dėl skirtingos sąlygos buveinių populiacijos. Individų skaičius populiacijose, jo kitimas laikui bėgant. Gyventojų amžiaus sudėtis, galimybė ją prognozuoti keliems ateinantiems metams.

pristatymas pridėtas 2015-02-26

Trys populiacijų kategorijos: geografinė, ekologinė ir elementarioji. Populiacijų charakteristika: skaičius, tankis, paplitimas, amžiaus struktūra. Pagrindiniai demografiniai rodikliai: lytinio dauginimosi greitis, vaisingumas, mirtingumas.