Популяция және оның құрылымы
Қазақстанның Республикасының білім және ғылым министірлігі.
Шығыс Қазақстан Аймақтық
Тақырыбы: «Популяция және оның құрылымы»
Орындаған гр.12-402ЮПо: Тілеужанқызы.М
Өскемен қаласы, 2013ж
ЖОСПАР
1.Популяция және оның құрылымы
2.Популяцияны сипаттайтын
3. Популяциялар санының
Кіріспе
ПОПУЛЯЦИЯЛАР ЭКОЛОГИЯСЫ
1.Популяция және оның құрылымы
Популяция дегеніміз - белгілі
бір географиялық аумақта
Әрбір жеке түрдің өзіне
тән таралу аймағы болады. Олардың
сол аймақтағы тобы, сан мөлшері
әр түрлі болуы мүмкін. Популяцияның
сан мөлшерінің аз немесе көп
болуы түрдің шығу тегіне, тарихына,
ареалдың көлеміне т.б.
Организмдердің
Популяция - белгілі бір аумақты мекендейтін шығу тегі бір, ұзақ жылдар бойы табиғаттағы санын тұрақты ұстап келе жатқан бір түрге жататын организмдер жиынтығы. Популяция ішінде үнемі тіршілік үшін күрес, басқа туыстық топтармен мүмкіндігінше шектелген формалар тіршілік етеді. Олар бір-бірінен - жергілікті, экологиялық, географиялық популяциялар деп бөлінеді. Популяцияларды осылайша жіктеу Н. П. Наумов жүйесіне негізделеді.
Популяция - биологиялық бірлік
ретінде өзінің белгілі
Элементар (жергілікті) популяция - табиғаты бірдей кішігірім аумақтарды мекендейтін бір түрге жататын особьтар жиынтығы. Элементар популяциялардың табиғаттағы саны, даму эволюциясы мен ұзақтығы биоценоздың күрделі немесе қарапайымдылығына, бірегейлігіне байланысты болады.
Табиғатта жергілікті популяциялардың араласып кетуі бір-бірінің арасындағы шекараны жойып, түрлердің ұсақтап кетуіне әкеліп соғады.
Экологиялық популяция - жергілікті
популяциялардың жиын-тығы
Географиялық популяция - географиялық
жағдайлары бірдей аумақты
1 Популяция.
Популяция дегеніміз
– эволюциялық ұзақ уақыт бойы
ареалдың белгілі бір
Популяция даралары оқшаулануға байланысты көршілес популяциямен салыстырғанда барлық қасиеттері мен белгілері бойынша өзара өте ұқсас болып келеді.Топтық ерекшеліктер – популяцияның ең негізгі сипаттамасы.
Оларға мыналар жатады:
1.Саны – белгілі бір
2.Популяция тығыздығы – сол
популяцияның алып жатқан
3.Туу –көбею нәтижесіндегі
4.Өлім – белгілі бір уақыт
мөлшеріндегі популяция
5.Популяцияның өсуі - туу мен өлім арасындағы айырмашылық.
6.Өсу темпі – бір уақыттағы орташа өсу.
Әр түр, белгілі бір территорияны (ареал) ала отырып,популяция жүйесін құрады.
Түр → түрасты (нәсіл) → географиялық популяция → экологиялық популяция → жергілікті, локальды немесе элементарлы популяция. Популяцияның белгілі бір нақты құрылысы болады: жыныстық, жастық, кеңістіктік және этологиялық.
1. 5. 2 Популяцияның жыныстық құрылымы
Жыныстық құрылым –
3 Популяцияның жастық құрылымы
Популяциядағы жастық
Жас жануарларда әртүрлі генерация және ұрпақтар болады.
Генерация – бір жылдағы және бір мезгілдегі туған «бауырлар» мен «сіңлілер» қосындысы.
Ұрпақтар – бір жылдағы барлық генерацияның барлық қосындысы.
4 Популяцияның кеңістік құрылымы
Особьтардың белгілі
бір территорияда немесе
Популяцияның кеңістіктік
1. Жалғыз немесе отбасылық.
2.Топтық.
Жалғыздық немесе отбасылықта сол жер бөліктерін бір дараның немесе отбасының қолданады. Жалғыз тіршілік ету сипаты су түбіндегі тұрғылықты су жануарларына тән. Отбасының иемделген территориясы қорғалады — ол экскременттерімен, зәрімен, дене бездерінен бөлінетін өткір иісті сұйықтықтарымен, дыбыстарымен немесе айғайларымен «белгіленеді» (жыртқыш сүтқоректілер, тышқантекті кеміргіштер, құстар т.б.).
Кеңістікті топтық қолдану. Олар мына төмендегі негізгі формалар:
1.Жартылай колониялар. 2.Колониялар. 3.Отарлар.Үйірлер.
Жартылай колониялар (кіші егеуқұйрықтар, гагалар және көптеген басқалар).Бұндай отбасында өз баспаналары болады (ұялар,індер). Жартылай колонияларда өздерінің шекаралары болады. Келген жаумен күресуге бірлесе шығады (сигналдық жүйе арқылы, беймаза қышқыруларен және т.б.).
Колониялар – бұл тек территориядағы азық – түліктерді ғана емес, сонымен бірге мекен етуші баспаналарын да бірге қолданады (қоғамдық жәндіктер: аралар, құмырсқалар, ұшқыш мысықтар), ұя салушы шағалалар мен бакландар.
Отарлар (үйірлер) – шегірткелер, балықтар.
Құстардың миграциясы кезінді және көшу кезінде үйір құрады, ал тұяқтылар – отар құрады. Отарлар мен үйірлер қоректену ресурстары пайдалану барысында үнемі араласып жүреді.Олардың көлемі әртүрлі болады. Тұяқты жануарлардың отарлары көктем кезінде ұрпақ өрбіту үшін қажетті ұсақты топтарға – парцелдарға бөлінеді. Тышқантектес кемірушілерде мұндай топтар үлкен отбасы, ал жарқанаттарда – кландар (20 – 30 осбьқа дейін), ал арыстандарда – прайдтар (5 – 10) деп аталады.
5 Популяция динамикасы
Егер кез келген популяцияға сыртқы орта факторлары шектеулік жасамаса, теориялық сандық жағынан шексіз өсуге бейім. Бұндай гипотетикалық жағдайда, популяцияның өсу жылдамдығы сол түрдің биотикалық мүмкіншілік көлеміне байланысты. Р.Чепмен бойынша (1928),бұл бір жұптың теориялық жағынан алғандағы максимум ұрпақ беру көрсеткіші. Уақыт бірлігі ретінде мысалға, бір жыл немесе бүкіл өмір сүру кезеңі алынуы мүмкін.Әр түрлі түрлерде бұл шама әртұрлі.Табиғатта популяцияның биотикалық мүмкіндігі толығымен жүзеге асырылмайды.
Популяцияның жалпы сандық өзгергіштігі мына төрт жағдайға байланысты: особтардың тууы, өлуі, бір жерге тұрақтануы мен басқа жаққа қоныс аударуы (миграция).
Белгілі мөлшердегі ұстап тұру популяция гомеотазы деген атқа ие болды. Популяциялық гомеостаз механизмі түрдің экологиялық ерекшелігіне, оның қозғалысына, жыртқыштар мен паразиттердің әсер ету көрсеткіштеріне және т.б. жағдайларға байланысты. Кейбір түрлерге бұл жағдайлар көптеген даралардың қырылуына әкеліп, қатты әсер етсе, кейбір түрлерге тек шартты рефлекстік негіздегі ұрпақтың төмендеуімен ғана шектеледі.
Популяцияның сандық жағына әсер етуші көптеген факторлардың арасынан модифицирлеуші және реттеушілерін бөліп қарау керек.
Модифицирлеуші факторлар - популяцияның сандық өзгерісін тудырып, өздері сол өзгерістің әсерін сезбейді, яғни, олардың әсері бір жақты. (Бұл ағзаға абиотикалық әсер етуші,олардың қоректерінің сандық және сапалығы, жауларының белсенділігі және т.б.).
Реттеуші факторлар - тек популяцияның саның өзгертіп қана қоймайды, оның кезекті оптимумынан қазіргі жағдайына дейінгі ауытқушылығын қалыпқа келтіреді. (Бұлар тірі ағзалардың өзі).
Популяция динамикасының негізгі үш типін бөлуге болады:
1.Әр жылдардағы сандардың
2.Популяция динамикасының
3.Популяция динамикасының
Популяциялар құрылымы Популяциялар құрылымы - бір жағынан түрдің биологиялық қасиеттеріне негізделіп, екінші жағынан - ортаның абиотикалық факторлары мен басқа түрлердің популяциялары әсерінен қалыптасып құрылады. Популяциялар құрылымы тұрақты болмайды. Территориядағы особьтардың таралуы топтардың жынысы, жасы, морфологиялық , физиологиялық , мінез- құлықтары және генетикалық ерекшеліктері бойынша ара қатынастары популяцияның құрылымын көрсетеді.
Популяцияның кеңістіктегі құрылымы - популяция особьтарыньщ кеңістікте орналасу ерекшеліктері. Ол тіршілік ортасының және түрдің биологиялық ерекшелігіне байланысты. Жылдың маусымы, популяцияның сандық мөлшері уақыт бойынша өзгеруі мүмкін. Сондықтан популяция особьтары кеңістікте бірқалыпты, кездейсоқ және топтанып орналасады.
Табиғатта особьтардың бірқалыпты орналасуы сирек кездеседі. Кездейсоқ (диффузиялық) орналасу көптеген өсімдіктерде, ясануарларда кездеседі. Топтанып орналасуда (мозайкалық) особьтар топ-топ болып кездеседі, мысалы, сүтқоректілер табыны, құстар колониясы. Топтанып орналасу популяция үшін қолайсыз жағдайларда үлкен тұрақтылық береді. Жануарлардың ортаның қолайсыз жағдайларына немесе олардың даму циклдарына байланысты жылжып қозғалуын миграция деп атайды. Олар жүйелі (тәуліктік немесе маусымдық) ясәне жүйесіз (қуаңшылық, су тасқыны, өрт, және т.б.) болуы мүмкін. Мысалы, құстардың жылы жаққа ұшуы маусымдық миграцияжатады.
Ценопопуляциядағы өсімдіктер әрқалай,
кейде топтанып, кейде бір-бірінен
оқшауланып орналасып
Жануарлардың қозғалуына байланысты территорияда орналасуы әр текті болады. Тіпті субстратқа бекініп тіршілік ететін түрлерінің өзінде кеңістікті үнемді пайдалануға икемділігі болады. Асцидияларда (су түбіне бекініп тіршілік ететін омыртқасыз жануар) өсіп келе жатқан колонияларының шеті басқа түрдің колонияларына жанасқан соң олардың үстін орай өсіп, оны көміп тастайды. Егер бір түрге жататын колониялар кездессе, оның әрқайсысы көршісінің өсуін тоқтатып басқа бағытқа қарай өсе бастайды.
Популяциядағы жекелеген особьтардың кеңістікте орналасуына қолдау жасайтын инстинктер құстарда, сүт қоректілерде, кейбір балықтарда және амфибияларда, сондай-ақ жүйке жүйесінің құрылысы күрделі кейбір жәндіктерде, өрмекшілерде, сегізаяқтарда және т.б. кездеседі. Кеңістікті пайдалануына байланысты қозғалатын барлық жануарларды екі топқа бөледі: бір орнында тіршілік ететін және көшт-қонып жүретіндер.
Бір орнында тіршілік ететін организмдерде өмірінің барлық кезеңі немесе негізгі кезеңдері ортаның белгілі бір бөлігінде ғана етеді. Мұндай жануарлар өзінің тіршілік етіп жатқан жерін тастап кетпейді. Егер қандай да бір жағдайлармен сол жерді тастап кетуге мәжбүр болса, кейінірек сол жерге қайтып оралады. Көптеген түрлер үзақ та алые миграциялардан кейін өздері көбейетін жерге қайтып келеді. Мұны экологияда «хоминг» (ағылш. home -үй) деп атайды. Мысалы, қараторғайлардың бір жұбы жыл сайын өзінің үясына келіп қонатыны белгілі. Ал көгершіндерді іс жүзінде - хат тасу үшін пайдаланганы бәрімізге белгілі.
Популяцияның жыныстық құрылымы - особьтардың жыныстары бойынша ара қатынасы. Популяциядағы жыныстардың ара қатынасы генетикалық зандар бойынша анықталады және оларға орта әсер етеді. Көптеген түрлерде болашақ особьтың жынысы ұрықтану кезінде хромосомдардыц комбинацияларының өзгеруі нәтижесінде анықталады.
Жыныстық белгілері көбіне аталықтары
мен аналықтарының
Әсіресе популяцияның жыныстық құрылымына ортаның жынысты және партеногенетикалық (жынысты көбеюдің бір түрі - аналық ұрық клеткалары ұрықтанбай дами бастайды, эволюция барысында жеке жынысты және гермафродит формаларда пайда болған бір жынысты көбею) ұрпақтары кезектесіп отыратын түрлерде жақсы байқалады. Дафнияларда (Daphnia magna) қолайлы температурада партеногенетикалық жолмен аналық особьтар, ал жоғары немесе томен температурада популяцияларда аталық особьтар пайда болады. Ал шіркейлерде қос жынысты ұрпақтың пайда болуына күн ұзақтығы, температура, особьтар тығыздығының артуы және т.б. әсер етеді.
Популяцияның генетикалық құрылымы - особьтардың әртүрлі дәрежедегі генетикалық әр түрлілігімен сипатталады. Популяция особьтарындағы гендердің жиынтығын генефонд деп, ал бір организмнің хромосомасындағы бүкіл гендердің жиынтығын генотип деп атайды. Генетика тұрғысынан, популяция - генотиптер жиынтығы.
Генотип орта жағдайларымен өз ара әрекеттесіп фенотип түзеді- Фенотип - генотиптің орта жағдайларымен әрекетгесуі арқылы құрылатын особьтардың барлық белгілерімен қасиеттерінің (морфологиялық , физиологиялық және мінез- құлықтық) жиылтығы.
Вирустар мен
Жануарлар популяциясында үш экологиялық жасты бөледі: репродуктив алды (өндіруге дейінгі), репродуктивті (өндіруші) және репродуктив соңы (өндіруден кейін). Жалпы өмірінің ұзақтығына қатысты әрбір жастың ұзақтығы әр түрде әрқалай болады. Адамдарда әрбір жас тобына бүкіл өмірінің үштен бір бөлігі келеді. Ал көптеген өсімдіктер мен жануарларда алғашқы Жас тобы ұзақ болып келеді.
Өсімдіктердің тіршілік циклын 4 кезеңге біріккен 11 жастық күйге бөледі
Тұқымды өсімдіктердің жастық кезеңдері мен күйлері
Особьтың жастық құйі — ортамен
белгілі бір қарым-қатынаста
оскіндер тұқымдағы қорлық заттармен және фотосинтез
әсерінен аралас қоректенеді;
ювенильдік өсімдіктер өздігінен дербес қоректенеді, оларда
тұқым жарнақтары болмайды;
имматурлық өсімдіктердің
өсімдіктің генеративті
жемістер пайда болмайды, организмде ішкі биохимиялық және физиологиялық өзгерістер жүреді.
Осы күйдегі популяциядағы особьтар ара қатынасын популяцияның жастық спектрі деп атайды. Жастық спектр организмдердің өлу және туылу белсенділігімен байланысты. Популяцияның жастық құрылымы сыртқы факторлар әсерінен өзгеруі мүмкін. Өйткені сыртқы факторлар туылу және өлу процестерін қадағалап отырады.
Егер популяцияда барлық жастағы особьтар біркелкі мөлшерде болса соғұрлым өміршең болады. Мұндай популяцияларды қалыпты деп атайды. Егер популяцияларда кәрі особьтар көп болса оны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяциялар деп, ал жас особьтар саны көп популяцияларды инвазиялық немесе өсіп келе жатқан популяциялар деп атайды.
Популяциядағы әр жастағы особьтардың
сандық мөлшерін салыстыру үшін жастық
құрылымының гистограммасы
Жастық құрылымға талдау жасау жақын арада популяцияның бірнеше ұрпақтарының сандық мөлшерін білуге көмектеседі. Мұндай талдаулар ауланатын балықтардың шамасын білу үшін балық шаруашылығында жиі қолданылады. Егер таңдап алынган табиғи популяцияның жастық құрылымының көрсеткіштеріне ортаның әсері дәл анықталып алынган болса, алдағы бес жылда аулауға болатын балықтардың мөлшері туралы дәлдігі жоғары болжамдар алуға болады.
Популяцияның этологиялық (мінез-құлық) құрылымы - Жануарлар мінез-құлқы ерекшеліктерін этология ғылымы зерттейді, яғни, бір популяциядагы особьтардың бір-бірімен қарым-қатынасын популяцияның экологиялық немесе мінез- құлық құрылымы деп атайды.
Популяциядағы жануарлардың мінез-құлқы түрдің қалай: жеке тіршілік ете ме, әлде топтаньш тіршілік ете ме - соған байланысты
Жеке тіршілік ету көптеген түрлерде, бірақ тіршілік циклының кейбір стадияларында ғана кездеседі. Түрдің өмір бойы жеке тіршілік етуі табиғатта кездеспейді. Өйткені онда негізгі функция - көбею болмайтын еді. Алайда кейбір бірге тіршілік ететін түрлерде өте әлсіз, сирек байланыс болады. Бұған мысал ретінде кейбір су жануарларын айтуға болады. Оларда ұрықтану сырттай жүреді (сегізаяқ). Ал кейбір іштей үрықтанатын түрлерде де аталық және аналық особьтардың байланысы өте қысқа, тек копуляция (шағылысу) кезінде ғана болады (хан қызы, кейбір қоңыздарда, т.б.).
Жеке тіршілік ететін түрлерде особьтардың шоғырланып жиналуы уақытша - көбею алдында, қысқы суықтан пана іздеген кезде байқалады (мысалы, кейбір көбелектер күзде көптеп үйдің шатырының астында немесе басқа бір паналайтын жерлерде, жайындар мен шортан балықтар су түбіндегі шұңқырларда).
Популяция ішінде особьтар арасындағы қатынастардың күрделенуі екі багытта жүреді: особьтар арасында жыныстық байланыстың күшеюі және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстардың пайда болуы. Осының негізінде популяциялар ішінде құрамы және бірге болу ұзақтығы әртүрлі семьялар құрыла бастайды.
Ата-аналық жүітгардың құрылуы қысқа да, ұзақ та уақытқа, кейде тіпті өмір бойына құрылады. Мысалы, полиғамды бұлдырық, саңырау құр аталықтары көптеген аналықтармен шағылысады да, бірақ тұрақты жұп түзбейді. Кейбір үйректерде (бізқұйрық) қыс кезінде немесе миграция кезінде жүптар түзіп, аналықтары ұяларына орналасқан соң аталықтары оларды тастап кетеді. Көптеген торғайларда жүптары балапандарының қанаттары қатайғанша бірге болады. Аққу, тырна, көгершіндерде жүптар көптеген жылдар бойы, кейде өмір бойы бірге болады.
Жануарларда жүбын іздеу көбею алдында күрделі болып, Мінез-құлықтары да өзгереді (мысалы, шалғынпы қоңыздарда жүп құру алдында аталық особьтардың «билеуі», кейбір өрмекшілерде (қарақұрт) шағылысқан соң ағалықтарының налықтарына қорек болуы, құстарда үя салу және т.б.).
Жұптарын іздеген кезде
Семьялық тіршілік етуде ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар күшті болады (мысалы, ата-анасының біреуінің жұмыртқасын басып шығару, жауларынан бірлесіп қорғану және т.б.). Құстарда балапандары үлкейгенше, аю, жолбарыс популяцияларында балалары бірнеше жыл ата- аналарьгаың жанында, жыныстық жасқа жеткенше тәрбиеленеді.
Ұрпақтарын ата-анасының қайсысы күтуіне байланысты аталық, аналық және аралас типтері болады. Семьялық тіршілік етуде жануарлардың территориялдық мінез-құлқы анық байқалады: әртүрлі белгілер, өз территориясын белгілеу, т.б.
Жануарлардың мұнан да үлкен бірлесіп тіршілік етуі - колониялар, үйірлер, табындар. Олардың негізінде популяциядагы байланыстардың күрделене түсуі жатыр.
Колония - жануарлардың бір жерде топтасып тіршілік етуі. Олар ұзақ уақыт бойы немесе уақытша көбею кезінде ғана болуы мүмкін (мысалы, шагала, гагар, тупиктерде уақытша).
Колонияның күрделі түрі - особьтар арасында қызметтердің бөлінуі. Бұл кейбір особьтардың тіршілігін сақтап қалуға әсер етеді. Мысалы, бір-бірін әртүрлі белгілер беріп сақтандыру және жауларынан бірігіп қорғану. Кейбір қаздар, шагала, қарлығаштар шулап жауларынан үяларын, балапандарын қорғап қалады. Ең күрделі колониялар кейбір жәндіктерде - термиттерде, араларда, құмырсқаларда кездеседі (көбею, қорғану, ұя салу). Мұнда тіпті еңбекті бөлісу де байқалады.
Үйір - жануарлардың уақытша бірігіп тіршілігін жеңілдетуі (жауларынан қорғану, қорегін табу, миграция). Мұндай бірігу құстарда, балықтарда, иттерде көп кездеседі.
Қимыл-қозғалыстарын үйлестіру бойынша үйірлер 2 топқа бөлінеді:
Эквипотенциалды, яғни, үйір мүшелерінде айқын
доминанттар болмайды (балықтарда, кейбір құстарда).
Көсемдері бар үйірлер (ірі құстарда, сүт қоректілерде).
Табын - үйірлерге қарағанда біршама
үзақ, түрақты тіршілік етеді. Мұндай
топтардың негізін доминант-
Көсемдіктің биологиялық маңызы - жеке особьтардын тәжірибесі бүкіл топқа пайдалы болуында.
Топ эффекті - бірге тіршілік ету барысында особьтарда физиологиялық процестердің қалыпты жүріп, өміршеңдігінің артуы. Топта тіршілік ету жүйке және гормоналдық жүйелер бойынша жануарлар организміндегі көптеген физиологиялық процестерге әсер етеді. Особьтарды жеке үстаган кезде (әдетте топта тіршілік ететін) зат алмасу процестері өзгеріп, өміршеңдігі нашарлай түседі. Мысалы, қойлар отардан жеке қалғанда жүрек соғуы, тыныс алуы жиілей түседі де, отарға қосылғанда қалпына келеді. Жарқанаттарда колониядан жеке қыстап шыққанда зат алмасу процесі тез жүріп, энергияның көп бөлінуіне алып келеді. Әдетте мұндайда жарқанаттар көбіне өліп қалады.
Топ эффекті жеке тіршілік ететін түрлерде байқалмайды. Егер мұндай түрлерді жасанды түрде басқа түрлермен қосса, оларда тпіркену, бір-бірімен соғысу жиілеп көптеген физиологиялық көрсеткіштері оптимумнан ауытқи бастайды. Мысалы, құлақты кірпілер жеке .тіршілік еткен кезбен салыстырғанда топта оттегіні 134% -ға көп паидаланады.
Қолданылған әдебиеттер
Пайдаланған әдебиет: 1.Ә.Бейсенова, А.Самақова, Т.Есполов, Ж.Шілдебаева. Экология және табиғатты тиімді пайдалану . Алматы. “Ғылым” баспасы. 2004 ж.