Реферат: Экология

Различают три типа смертности. Первый тип смертности ха­рактеризуется одинаковой смертностью во всех возрастах. Выра­жается экспоненциальной кривой (убывающей геометрической про­грессии). Данный тип смертности встречается редко и только у по­пуляций, которые постоянно находятся в оптимальных условиях.

Второй тип смертности характеризуется повышенной ги­белью особей на ранних стадиях развития и свойствен большин­ству растений и животных. Максимальная гибель животных про­исходит в личиночной фазе или в молодом возрасте, у многих растений — в стадии произрастания семян и всходов. У насеко­мых до взрослых особей доживает 0,3 — 0,5% от отложенных яиц, у многих рыб — 1 — 2% от количества выметанной икры.

Третий тип смертности отличается повышенной гибелью взрослых, в первую очередь старых особей. Отличается он у насе­комых, личинки которых обитают в почве, воде, древесине, а так же в других местах с благопри­ятными условиями, В экологии широкое распространение полу­чило графическое построение «кривых выживания» (рис. 2). Откладывая по оси абсцисс продолжительность жизни в процентах от общей продолжи­тельности жизни, можно срав­нивать кривые выживания организмов, продолжительность жизни которых имеет значи­тельные различия. На основании таких кривых можно опре­делить периоды, в течение которых тот или иной вид особенно уязвим. Поскольку смертность подвержена более резким колебаниям и больше зависит от факторов окружающей среды, чем рождаемость, она играет главную роль в регулировании числен­ности популяции.

Различные типы кривых выживания. (рис.2)

                    Возрастная структура популяции.

Рождаемость и смертность, динамика численности напрямую связаны с возрастной структурой популяции. Популяция состоит из разных по возрасту и полу особей. Для каждого вида, а иногда и для каждой популяции внутри вида, характерны свои соотно­шения возрастных групп. На эти соотношения влияют общая про­должительность жизни, время достижения половой зрелости, интенсивность размножения — особенности, вырабатываемые в процессе эволюции, как приспособления к определенным усло­виям. По отношению к популяции обычно выделяют три экологических возраста: предрепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный.

Большой жизненный цикл растений включает все этапы раз­вития особи — от возникновения зародыша до ее смерти или до полного отмирания всех поколений ее вегетативно возникшего потомства. В жизненном цикле растений выделяют периоды и возрастные состояния (табл. 2, рис.3).

К периоду первичного покоя относятся покоящиеся семена; к предгенеративному — проростки (всходы), ювенильный, имматурные, виргинальные; к генеративному — молодые генеративные, средневозрастные генеративные, старые генеративные; к постгенеративному — субсенильные (старые веге­тативные), сенильные.

Периоды и возрастные состояния в жизненном цикле растений (по Н.М. Черновой, А.М. Быловой, 1988). (таб.2)

Рис.3 Возрастные группы овсяницы луговой:

1- проросток; 2,3,4 – молодые растения; 5,6,7 – взрослые растения; 8,9 – старые растения.

Проростки имеют смешанное питание, как за счет запасных веществ, так и собственной ассимиляции. Для них характерно на­личие зародышевых структур: семядолей, зародышевого корня, побега. Ювенильные растения переходят к самостоятельному питанию. У них, например, бобовых, уже отсутствуют семядоли. но организация еще проста: листья иной формы и размера, чем у взрослых растений. Имматурные имеют признаки и свойства, пе­реходные от ювенильных растений к взрослым, происходит сме­на типов нарастания, начало ветвления и т. д. У виргинильных (взрослых вегетативных) растений появляются черты типичной для вида жизненной формы в структуре подземных органов. Листья взрослые, генеративные органы отсутствуют. Молодые генера­тивные растения развивают генеративные органы, происходит окончательное формообразование взрослых структур. Средневозрастные генеративные растения отличаются максимальным ежегодным приростом и семенной продуктивностью. Старые ге­неративные растения характеризуются резким снижением ге­неративной функции, ослаблением процессов корне- и побегооб­разования. Процессы отмирания преобладают над процессами но­вообразования. Субсенильные (старые вегетативные) растения отличаются прекращением плодоношения. У них возможно уп­рощение жизненной формы, появление листьев имматурного типа. Сенильные растения крайне дряхлы, при возобновлении реали­зуются немногие почки, вторично появляются некоторые ювенильные черты: форма листьев, характер побегов.

У растений-монокарпиков, включая однолетние, а иногда и у поликарпиков отсутствует постгенеративный период. Распре­деление особей ценопопуляции по возрастным состояниям на­зывается ее возрастным спектром. Счетной единицей могут являться отдельные особи, парциальные кусты (длиннокорневые растения) или одиночные побеги (некоторые длиннокорневищные и корнеотпрысковые растения).

Ценопопуляцию, в возрастном спектре которой в момент на­блюдения представлены только семена и молодые особи, называ­ют инвазионной. Обычно это молодая ценопопуляция, только что внедрившаяся в фитоценоз. Поддержание ее обеспечивается за­носом зачатков извне. Ценопопуляция называется нормальной, если она представлена всеми или практически всеми возрастными груп­пами. Она способна к самоподдержанию вегетативным или семен­ным путями. Нормальной полночленной называют популяцию, ко­торая состоит из особей всех возрастных групп. Если особи каких-либо возрастных состояний, отсутствуют, например, проростки или сенильные, то такая ценопопуляция называется нормальной непол-ночленной. Нормальные неполночленные ценопопуляции имеют монокарпики. Ценопопуляцию, не содержащую молодых особей, а представленную сенильными и субсенильными или даже цветущими особями, но не образующими семян, называют регрессив­ной. Регрессивная ценопопуляция не способна к самоподдержанию и зависит от заноса зачатков извне.

Возрастная структура ценопопуляции в значительной степени определяется биологическими особенностями вида: периодич­ностью плодоношения, числом продуцируемых семян и вегета­тивных зачатков, способностью вегетативных зачатков к омоло­жению, скоростью перехода особей из одного возрастного со­стояния в другое, длительностью возрастного состояния, способностью образовывать клоны и др.

У многих животных, так же, как и у растений, более длитель­ным является предрепродуктивный период. Так, у поденок (Ephemeridae)) он продолжается несколько лет из-за длительного развития личинок. Репродуктивный же их возраст не превышает нескольких дней — время размножения взрослых особей. Пост­репродуктивный период здесь практически отсутствует. Популя­ции быстро восстанавливают свою численность, если особи име­ют короткий предрепродуктивный период.

В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, которые уже не способны интенсивно размножаться. Данная возрастная структура свидетельствует о неблагоприятных усло­виях. В быстро растущих популяциях преобладают интенсивно размножающиеся молодые особи. В стабильных популяциях это соотношение, как правило, составляет 1:1. При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и под­держивается сравнительно стабильный уровень численности. На возрастной состав популяции, помимо общей продолжительно­сти жизни, влияют длительность периода размножения, число генераций в сезон, плодовитость и смертность разных возраст­ных групп. Так, у полевок (Clethrionomys) взрослые особи мо­гут давать потомство три раза в год и более, а молодые особи способны размножаться через 2—3 месяца (рис. 4).

Популяция лосей в любое время года состоит из 10—11 воз­растных групп, однако размножаться особи начинают только с 5-й возрастной группы.

Еще более сложная картина наблюдается в популяциях расте­ний. К примеру, дубы (Quercus) дают семенную продукцию в течение столетий. И как результат, популяции у них формируют­ся из огромного количества возрастных групп.

Таким образом, следствием правила максимальной рожда­емости (плодовитости, воспроизводства) популяции служит правило стабильности ее возрастной структуры: любая естественная популяция стремится к стабильной возрастной структуре, четкому количественному распределению особей по возрастам. Это правило сформулировано А. Лоткой в 1925 году. Правило А. Лотки приложимо лишь к высшим организ­мам с возрастной структурой популяций и не имеет свойств универсальности, хотя в более широком биосистемном смыс­ле оно универсально. Правило стабильности возрастной струк­туры популяций для многих организмов следует дополнить правилом стабильности соотношения полов, если дифферен­циация по полу вообще существует, что бывает не всегда. В совокупности эти два правила составляют правило стабиль­ности половозрастной структуры популяции.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8