Эволюция биосферы

Известно, что важнейшими являются количественные характеристики, которые позволяют решить большинство проблем качественного характера. Выделяют две группы количественных показателей–статические и динамические.

Статические показатели популяций

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени.

К статическим показателям популяц

ии относятся их численность, плотность и показатели структуры. Численность – это поголовье животных или количество растений, например деревьев, в пределах некоторой пространственной единицы – ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района. Плотность – число особей, приходящихся на единицу площади, например, плотность населения – количество человек приходящихся на один квадратный километр, или для гидробионтов – это количество особей на единицу объема, на литр или кубометр. Показатели структуры: половой – соотношение полов, размерный – соотношение количества особей различных размеров, возрастной – соотношение количества особей различного возраста в популяции.

Численность тех или иных животных определяется различными методами. Например, подсчетом с самолета или вертолета при облетах территории. Численность гидробионтов определяют путем отлавливания их сетями (рыбы), для микроскопических (фитопланктон, зоопланктон) применяют специальные мерные емкости.

Численность человеческой популяции определяется путем переписи населения всего государства, его административных подразделений. Значение численности и структуры населения (этнической, профессиональной, возрастной, половой) имеет большое экономическое и экологическое значение.

Плотность популяции определяется без учета неравномерности распределения особей на площади или в объеме, получаем среднюю плотность животных, деревьев, людского населения на единицу площади или микроскопических водорослей в единице объема.

Территориальные границы могут быть весьма подвижны. Достаточно надежно определяются границы у немигрирующих животных (грызуны, моллюски), которые создают так называемые локальные популяции. У подвижных границы трудно определить, например у лося, а затем у птиц, которые легко мигрируют и расселяются на больших территориях. Ограничивают возможность расселения как биотические, так и абиотические факторы. Из биотических факторов среды таковыми являются прежде всего пресс хищников и конкурентов, нехватка пищевых ресурсов, а влияние абиотических определяется толерантностью популяции к факторам среды.

Важнейшим условием существования популяции или ее экотипа является их толерантность к факторам среды. Толерантность у разных особей и к разным частям спектра разная, поэтому толерантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей.

Итак, свойства популяции уже значительно отличаются от свойств отдельных особей, что особенно наглядно проявляются в динамике популяций.

Динамические показатели популяций

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени. Основными динамическими показателями популяций являются рождаемость, смертность и скорость роста популяций.

Рождаемость, или скорость рождаемости, - это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. При рассмотрении экосистем пользуются другим динамическим показателем – продукцией – суммой прироста массы всех особей из множества популяций биогенного сообщества за определенный промежуток времени.

Смертность, или скорость смертности, - это число особей, погибших в популяции в единицу времени. Но убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции и эмиграции, т.е. от количества особей, прибывших и убывших в популяции в единицу времени. Увеличение численности, прибыль зависит от количества отрожденных и мигрировавших особей, а уменьшение, убыль численности – от гибели и эмиграции особей.

Явление иммиграции и эмиграции на численность являют несущественно, поэтому ими при расчетах можно пренебречь. Рождаемость, или скорость рождаемости, выражают отношением:

∆Nn/∆t

где ∆Nn - число особей (яиц, семян), родившихся за некоторый промежуток времени ∆t. Но для сравнения рождаемости в различных популяциях пользуются величиной удельной рождаемости: отношением скорости рождаемости к исходной численности (N):

∆Nn/N∆t.

За бесконечно малый промежуток времени (∆t - 0) мы получим мгновенную удельную рождаемость, которую обозначают латинской буквой <b>. Эта величина имеет размерность <единица времени -1> и зависит от интенсивности размножения особей: для бактерий - час, для фитопланктона – сутки, для насекомых – неделя или месяц, для крупных млекопитающих – год.

Смертность – величина, обратная рождаемость, но измеряется в тех же величинах и вычисляется по аналогичной формуле. Если принять, что ∆Nm - число погибших особей за время ∆t, то удельная смертность:

∆Nm/ N∆t

а при ∆t – 0 имеет мгновенную удельную смертность, которую обозначают буквой <d>.

Величины рождаемости и смертности по определению могут иметь только положительное значение либо равное нулю.

Скорость изменения численности популяции, т.е. ее чистое увеличение и уменьшение, можно представить и как изменение ∆N за ∆t, а при ∆t – 0 можно ее определить как мгновенную скорость изменения численности, которая может быть рассчитана как

r = b – d.

Продолжительность жизни

Продолжительность жизни вида зависит от условий (факторов) жизни. Различают физиологическую и максимальную продолжительность жизни.

Физиологическая продолжительность жизни – это такая продолжительность жизни, которая определяется только физиологическими возможностями организма. Теоретически она возможна, если допустить, что в период всей жизни организма на него не оказывают влияние лимитирующие факторы.

Максимальная продолжительность жизни – это такая продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Эта величина варьирует в широких пределах: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя), т.е. от 103 до 1011 секунд. Обычно, чем крупнее растение или животное, тем больше их продолжительность жизни, хотя бывают и исключения (летучие мыши доживают до 30 лет, это дольше, например, жизни медведя).

Смертность и рождаемость у организмов весьма существенно изменяется с возрастом. Только увязав смертность и рождаемость с возрастной структурой популяции, удается вскрыть механизмы общей смертности и определить структуру продолжительности жизни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выживания.

Таблицы выживания, или еще их называют демографическими таблицами, содержат сведения о характере распределения смертности по возрастам. Демография изучает размещение, численность, состав и динамику народонаселения, а эти таблицы она использует для определения ожидаемой продолжительности жизни человека. Таблица выживания бывают динамические и статистические.

 Скачать реферат