Популяційно-видовий рівень. Популяційно-видовий рівень організації життя

Популяційно-видовий рівень живих систем- це сукупність особин одного виду, об'єднаних загальною територією та генофондом.

Вид - основна структурна одиниця у системі живих організмів. Під виглядомрозуміється сукупність особин, які мають спадковою подібністю морфологічних, фізіологічних і біохімічних властивостей, що вільно схрещуються і дають плідне потомство, пристосованих до певних умов життя і займають у природі певний ареал. Особини одного виду мають загальне походження та єдиний генофонд. Вигляд характеризується практично повною несхрещуваністю з іншими видами в природних умовах.

Види відрізняються один від одного за багатьма ознаками – критеріями, серед яких розрізняють морфологічний, генетичний, фізіологічний, географічний та екологічний.

Морфологічний критерійбазується на подібності зовнішньої та внутрішньої будови особин одного виду.

Генетичний критерій- це характерний для кожного виду набір хромосом, строго певне їх число, розмір та форма; Генетичний критерій - основна видова ознака.

Фізіологічний критерій- це схожість всіх процесів життєдіяльності, і насамперед схожість розмноження. Особи одного виду здатні схрещуватися в природних умовах і давати життєстійке потомство.

Географічний критерій- це певний ареал (територія, акваторія), який займає видом у природі. Він може бути великим або маленьким, уривчастим або суцільним. Є види, поширені повсюдно, і нерідко – у зв'язку з діяльністю людини (комахи-шкідники – мухи, таргани та ін, види бур'янів).

У процесі еволюції у кожного виду сформувалися пристосування до певної довкілля. Це визначає розподіл видів на популяції.

Екологічний критерій- сукупність чинників довкілля, у якій існує вид.

Тільки сукупність зазначених критеріїв характеризує приналежність особин одного виду.

Цілісність виду зумовлена ​​зв'язками між його особинами.

В даний час зареєстровано близько 2 млн. видів організмів (приблизно 1,5 млн. видів тварин і 0,5 млн. видів рослин). Існують підстави вважати, що за рахунок великої кількості неідентифікованих нижчих форм організмів фактична кількість видів може бути в 2-3 рази більшою.

Кожен вид складається з окремих індивідуумів (особин), які мають відмінні риси.

Населення- Форма існування виду; сукупність особин одного виду, яка тривалий час існує і займає певну частину ареалу, відносно відокремлену від інших сукупностей того ж виду. Населення є структурною одиницею виду та елементарною одиницею еволюційного процесу. Приклади популяцій: люди - національності, раси; у тварин – породи.

Популяція - динамічна група організмів, адаптована до умов навколишнього середовища, що змінюються, шляхом зміни чисельності вікових груп і генетичного складу.

Популяція як біологічна одиниця має певну структуру та функції. Їй властиві зростання, розвиток, здатність підтримувати існування в мінливих умовах. У популяції постійно виникають спадкові зміни: у ній відбуваються боротьба існування, і навіть природний відбір, завдяки яким виживають і дають потомство лише особини з корисними у умовах властивостями. Популяція має багато ознак, які характеризують групу як ціле. Основними характеристиками популяції є щільність, чисельність, народжуваність, смертність, віковий склад, характер розподілу біля.

густинаНаселення визначається числом особин, що припадають на одиницю площі або обсягу. Кожному виду властива певна оптимальна щільність популяції, відхилення від якої у той чи інший бік негативно впливають на темпи відтворення та життєдіяльності особин.

Чисельністьпопуляції різна в різних видів, але вона може бути нижче деяких меж (критичної чисельності). Падіння чисельності нижче критичної може спричинити зникнення популяції. Чисельність популяції може різко змінюватися за сезонами та роками.

Віковий складпопуляції має велике значення для її існування та процвітання. За сприятливих умов у популяції присутні всі вікові групи та підтримується більш менш стабільний віковий склад. Віковий склад популяції залежить від тривалості життя особин, періоду досягнення ними статевої зрілості, числа генерацій.

Характер розподілуособин популяції у просторі може бути рівномірним, випадковим та скученим.

На рівні популяцій екологія вирішує питання, пов'язані з кількістю окремих видів, змінами та коливаннями чисельності окремих популяцій.

100 рбонус за перше замовлення

Оберіть тип роботи Дипломна робота Курсова робота Реферат Магістерська дисертація Звіт з практики Стаття Доповідь Рецензія Контрольна робота Монографія Рішення задач Бізнес-план Відповіді на запитання Творча робота Есе Чертеж Твори Переклад Презентації Набір тексту Інше Підвищення унікальності тексту

Дізнатись ціну

Клітина – елементарна одиниця живого.

Клітина являє собою відокремлену, найменшу за розмірами структуру, якій властива вся сукупність властивостей життя і яка може у відповідних умовах навколишнього середовища підтримувати ці властивості у самій собі, а також передавати їх у ряді поколінь.

Клітина складає основу будови, життєдіяльності та розвитку всіх живих форм – одноклітинних, багатоклітинних і навіть неклітинних.

У природі існує значне розмаїття клітин, що різняться за розмірами, формою, хімічними особливостями. Число ж основних типів клітинної організації обмежено двома. Виділяють прокаріотичний та еукаріотичний типи з підрозділом другого на підтип, характерний для найпростіших організмів, та підтип, характерний для багатоклітинних.

Клітками прокаріотичного типу властиві малі розміри (не більше 0,5-3 мкм у діаметрі та довжині), відсутність відокремленого ядра. У клітині відсутня розвинена система мембран. Генетичний апарат представлений ДНК єдиної кільцевої хромосоми, позбавленої основних білків – гістонів.

Еукаріотичний тип клітинної організації представлений двома підтипами. Особливістю організмів найпростіших і те, що вони відповідають у структурному відношенні рівню однієї клітини, а фізіологічному – повноцінної особини. Однією з рис клітин найпростіших є у цитоплазмі мініатюрних утворень, виконують на клітинному рівні функції життєво важливих органів багатоклітинного організму.

Вперше назва "клітина" у середині XVII ст. застосував Р. Гук. Розглядаючи тонкий зріз пробки з допомогою мікроскопа, Гук побачив, що пробка складається з осередків - клітин.

Сучасна клітинна - теорія включає такі положення:

Клітина - основна одиниця будови та розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого;

Клітини всіх одноклітинних та багатоклітинних організмів подібні (гомологічні) за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності та обміну речовин;

Розмноження клітин відбувається шляхом їхнього поділу, і кожна нова клітина утворюється в результаті поділу вихідної (материнської) клітини;

У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані за виконуваною ними функцією і утворюють тканини; з тканин складаються органи, які тісно пов'язані між собою та підпорядковані нервовим та гуморальним системам регуляції.

Особи у природі абсолютно ізольовані друг від друга, а об'єднані вищим рангом біологічної організації. Це – популяційно-видовий рівень. Він виникає там і тоді, де і коли відбувається об'єднання особин у популяції, а популяцій у види.

Основною, елементарною та реально існуючою одиницею органічного світу, чи інакше – універсальною формою існування життя, є вигляд(Від лат. species- Погляд, образ).

Вид - історично сформована сукупність популяцій, особини яких мають спадковим подібністю морфологічних, фізіологічних і біохімічних особливостей, можуть вільно схрещуватися і давати плідне потомство, пристосовані до певним умовам життя і займають певну область - ареал.

Концепція «вигляд» вперше було введено наприкінці 17 ст. англійським ботаніком Джоном Реєм

Так, наприклад, явно різняться між собою за зовнішніми ознаками ведмідь і вовк, тоді як вовк, шакал, гієна, лисиця зовні більш подібні, тому що належать до одного сімейства - вовчих.

Ознаки, якими один вид можна від іншого, називають критеріями виду:

1. морфологічний критерій-подібність зовнішньої та внутрішньої будови між особинами одного виду

2. фізіологічний критерійподібність всіх процесів життєдіяльності в особин одного виду, передусім подібність розмноження. Особини різних видів, як правило, не схрещуються, або потомство їх безплідне. Наприклад, у багатьох видів мухи дрозофіли сперма особин чужого виду викликає імунну реакцію, що призводить до загибелі сперматозоїдів у статевих шляхах самки. У той самий час у природі є види, особини яких схрещуються і дають плідне потомство (деякі види канарок, зябликів, тополь, верб).

3. Географічний критерійзаснований на тому, що кожен вид займає певну територію або акваторію, яка називається ареалом. Він може бути більшим або меншим, уривчастим або суцільним. Однак величезна кількість видів має ареали, що накладаються або перекриваються. Крім того, існують види, які не мають чітких меж поширення, а також види-космополіти, що мешкають на величезних просторах суші всіх континентів чи океану. Наприклад, рослини - грицики, кульбаба лікарська, види рдестів, ряски, очерету, тварини-синантропи - постільний клоп, рудий тарган, кімнатна муха). Тому географічний критерій, як та інші, перестав бути абсолютним.

4. Екологічний критерійзаснований на тому, що кожен вид може існувати лише у певних умовах, виконуючи властиві йому функції у певному біогеоценозі. Так, наприклад, жовтець їдкий росте на заплавних луках, жовтець повзучий - по берегах річок і канав, жовтець пекучий - на заболочених місцях. Існують, проте, види, які мають суворої екологічної приуроченості. До них відносяться багато бур'яни, а також види, що знаходяться під опікою людини: кімнатні та культурні рослини, домашні тварини.

5. Генетичний (цитоморфологічний) критерійзаснований на відмінності видів каріотипів, тобто. числу, формі та розмірам хромосом. Для переважної більшості видів характерний строго певний каріотип. Однак і цей критерій не є універсальним. По-перше, у багатьох видів число хромосом однаково і форма їх схожа. Наприклад, деякі види сімейства бобових мають 22 хромосоми (2п = 22). По-друге, в межах того самого виду можуть зустрічатися особини з різним числом хромосом, що є результатом геномних мутацій (полі- або анеу-плоїдія). Наприклад, верба козяча може мати диплоїдний (38) або тетра-плоїдний (76) число хромосом

6. Біохімічний критерійдозволяє розрізняти види за складом та структурою певних білків, нуклеїнових кислот та ін. Особини одного виду мають подібну структуру ДНК, що обумовлює синтез однакових білків, що відрізняються від білків іншого виду. Водночас у деяких бактерій, грибів, вищих рослин склад ДНК виявився дуже близьким. Отже, є види-двійники та за біохімічними ознаками.

Таким чином, лише облік усіх чи більшості критеріїв дозволяє відрізнити особин одного виду від іншого.

Частина земної поверхні (або акваторії), у межах якої зустрічається даний вид, називається ареалом.

Розміри ареалів різних видів можуть відрізнятися. У наземних малорухливих видів, поширення яких обмежено якими-небудь непереборними перешкодами, ареал може займати територію всього кілька квадратних кілометрів і навіть менше. До них відносяться острівні або печерні види, мешканці полонин або верхніх зон гірських хребтів. Наприклад, живородна риба голом'янка населяє лише озеро Байкал, жуки жужелиці-бризгуни мешкають на Кавказі в межах одного – двох хребтів. Види, що мають вузький ареал поширення, називаються ендемічні,або ендеміками.

Інші види мають великі ареали, які нерідко розташовуються на кількох материках. Наприклад, на всіх континентах зустрічаються жуки-гнійники, соколи-сапсани. Величезний ареал мають рухливі морські тварини – кашалот, сірий дельфін, синій кит, касатка. Таке ж широке поширення властиво багатьом рослинам і тваринам, що супроводжують людину, - синантропним видам (воші, блохи, таргани, щури). Види, ареали яких розташовані в межах усіх континентів, називаються всесвітніми,або космополітами.

Головними причинами, що впливають на формування та особливості структури ареалу, є екологічна пластичність виду, його здатність до розселення та історичний вік.

Населення - структурна одиниця виду.Ареалів, суцільно заселених тим чи іншим виглядом, у природі немає. У межах ареалу особини цього виду освоюють лише відповідні їхнього життя місце проживання. Ступінь заповнення займаного простору у різних видів різна. Але завжди в ньому виділяються «порожнечі» та скупчення. Іншими словами, ареал складається з більш менш численних ділянок, на яких і зустрічається певний вид

Чисельність особин у таких групах може значно збільшуватися за сприятливих умов та знижуватися за несприятливих, однак вони мають шанси до тривалого існування на даній території. Такі угруповання (сукупності) особин одного виду, що довго населяють певну частину ареалу, що вільно схрещуються один з одним і дають плідне потомство, відносно відокремлені від інших сукупностей цього ж виду, називаються населенням(Від лат. populus – народ, населення).

Кожна популяція будь-якого виду як біологічна система має певну структуру. Під структуроюпопуляції розуміється певне кількісне співвідношення особин, що відрізняються за морфологічними і фізіологічними ознаками, віком, статтю, характером розподілу у просторі та іншим властивостям.

Основними параметрами популяції є, перш за все, її чисельність та щільність.

Чисельність- загальна кількість особин у популяції. Вона не буває постійною, оскільки мінливі умови довкілля популяції. Чисельність популяції залежить від співвідношення інтенсивності розмноження (плодовитості) та смертності. У процесі розмноження відбувається зростання популяції, смертність призводить до скорочення її чисельності. Для кожної популяції є верхній та нижній межі чисельності, які можна виміряти, вивчаючи її сезонні та міжрічні зміни.

густинапопуляції - це кількість особин або їхня біомаса на одиницю площі або об'єму (наприклад, 150 рослин сосни на 1 га; 0,5 циклопу на 1 м 3 води). Щільність популяції також мінлива і залежить від чисельності. У разі зростання чисельності щільність не збільшується лише тому випадку, якщо можливе розселення популяції, розширення її ареалу.

Підвищення щільності понад оптимальну несприятливо позначається на стані популяції, оскільки при цьому вичерпується кормова база, скорочується життєвий простір і т.д.

Падіння щільності нижче оптимальної призводить до послаблення захисних реакцій популяції, знижує її плодючість, що зрештою може призвести до вимирання популяції.

Вікова структуравідбиває співвідношення різних вікових груп у популяції, і навіть сезонну і міжрічну динаміку цього співвідношення. У популяції зазвичай виділяють три екологічні віки: передрепродуктивний (до розмноження), репродуктивний (у період розмноження) і пострепродуктивний (після розмноження).

Будь-яка популяція є безперервний потік поколінь завдяки обміну генами, який у результаті схрещування особин друг з одним. Ознаки, які виникли під час незалежного комбінування генів, визначають формування фенотипу організмів і зумовлюють мінливість у популяції. У результаті природного відбору адаптивні фенотипи зберігаються, а неадаптивні зникають. Так формується генетична реакціявсієї популяції, що визначає виживання цього виду. Тільки ті особи популяції, які вижили і залишили потомство, роблять внесок у майбутнє свого виду.

Населення включає величезну кількість різноманітних генів, які утворюють її генофонд.Кожен ген може існувати у кількох формах званих алелями. Число особин у конкретній популяції, що несуть певний аллель, визначає частоту даного алелю.

Чисельність популяцій залишається постійною, оскільки змінюються умови існування. Зміни чисельності популяцій, що виникають у часі, називаються динамікою чисельності

Живі організми зустрічаються Землі над будь-яких випадкових поєднаннях, як незалежні особини, а утворюють закономірні комплекси (спільноти). Вперше на можливість виділення таких спільнот звернув увагу німецький біолог Карл Август Мебіус (1825-1908). У 1877 р. він запропонував для позначення комплексу живих організмів, які постійно зустрічаються разом, за наявності однакових умов існування, термін біоценоз(Від грец. bios- життя та koinos- загальний, робити щось спільним).

Біоценоз- це історично склалося угруповання рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, що населяють відносно однорідний життєвий простір (ділянка суші або водойми).

Отже, кожен біоценоз складається з певної сукупності живих організмів, що належать до різних видів. Але ми знаємо, що особи одного виду об'єднуються в природні системи, які називаються популяціями. Тому біоценоз може бути визначений також і як сукупність популяцій всіх видів живих організмів, що заселяють загальні житла.

До складу біоценозу входять сукупність рослин на певній території. фітоценоз(Від грец. phyton- рослина), сукупність тварин, які проживають у межах фітоценозу, - зооценоз(Від грец. zoon- тварина), мікробоценоз- сукупність мікроорганізмів, що населяють ґрунт, та мікоценоз(Від грец. mykes- Гриб) - сукупність грибів. Прикладами біоценозу є листяний, ялиновий, сосновий або змішаний ліс, луг, болото і т.д.

Кожен біоценоз розвивається в межах однорідного простору, яке характеризується певним поєднанням абіотичних факторів, таких як кількість сонячної радіації, що приходить, температура, вологість, хімічний і механічний склад грунту, її кислотність, рельєф місцевості та ін. Такий однорідний простір (частина абіотичного середовища), займане біоценозом, називається біотоп.Це може бути будь-яка ділянка суші або водоймища, берег моря або схил гори. Біотоп – це неорганічне середовище, яке є необхідною умовою існування біоценозу. Між біоценозом та біотопом існує тісна взаємодія.

Масштаби біоценозів можуть бути різні - від угруповань подушок лишайників на стовбурах дерев, мохових купин на болоті або пня, що розкладається, до населення цілих ландшафтів. Так, на суші можна виділити біоценоз суходольного (не заливається водою) луки, біоценоз сосняка-біломошника, біоценоз ковилового степу, біоценоз пшеничного поля і т.д.

У водному середовищі біоценози зазвичай виділяють відповідно до екологічних підрозділів водойм - біоценоз прибережних піщанистих або

мулистих ґрунтів, біоценоз приливної зони моря, біоценоз великих водних рослин прибережної зони озера, біоценоз прісної водойми і т.д. (Рис. 2.2).

У конкретний біоценоз включаються як організми, які постійно мешкають на певній території, а й ті, які мають істотний вплив на його життя, хоч і мешкають в інших біоценозах.

Наприклад, багато комах розмножуються у водоймах, де є важливим джерелом харчування риб та деяких інших тварин. У молодому віці вони входять до складу водного біоценозу, а дорослому стані ведуть наземний спосіб життя, тобто. виступають як елементи сухопутних біоценозів. Зайці можуть харчуватися на лузі, а мешкати у лісі. Те саме стосується і багатьох видів лісових птахів, які шукають собі їжу не тільки в лісі, а й на прилеглих луках або болотах.

Кожен біоценоз можна описати, ґрунтуючись на сукупності складових його видів. Видове розмаїття різних біоценозів різне, що з їх різним географічним розташуванням. Встановлено: воно зменшується у напрямку від тропіків у бік високих широт, що пояснюється погіршенням умов життя організмів.

Якщо будь-який вид рослини (або тварини) кількісно переважає у співтоваристві (має велику біомасу, продуктивність чи чисельність), такий вид називається домінантним, чи домінуючим.

Види розподіляються у просторі відповідно до їх потреб і умов місцезнаходження. Такий розподіл у просторі видів, що становлять біоценоз, називається просторовою структурою біоценозу. Розрізняють вертикальну та горизонтальну структуру біоценозу.

Вертикальна структура біоценозуутворена окремими його елементами, особливими верствами, які називаються ярусами. Ярус- спільно які ростуть групи видів рослині, що розрізняються за висотою і становищем у біоценозі асимілюючих органів (листя, стебла, підземні органи - бульби, кореневища, цибулини тощо.). Як правило, різні яруси утворені різними життєвими формами (деревами, чагарниками, чагарниками, травами, мохами).

Ярусність спостерігається також у біоценозах океанів та морів. Різні види планктону тримаються на різній глибині, залежно від освітлення, а різні види риб – залежно від того, де вони знаходять собі їжу.

Живі організми розподілені у просторі нерівномірно. Зазвичай вони становлять угруповання, що є пристосувальним чинником у житті. Такі угруповання організмів визначають горизонтальну структуру біоценозу.

Особини різних видів існують у біоценозах не ізольовано; вони вступають між собою у різноманітні прямі та опосередковані відносини. ПряміВідносини поділяють на чотири типи: трофічні, топічні, форичні, фабричні.

Трофічні відносинивиникають тоді, коли один вид в біоценозі харчується іншим (або мертвими залишками особин цього виду, або продуктами їхньої життєдіяльності). Сонечко, що харчується попелицею, корова на лузі, поїдає соковиту траву, вовк, що полює на зайця, - це все приклади прямих трофічних зв'язків між видами.

Топічні відносинихарактеризують зміну умов проживання одного виду внаслідок життєдіяльності іншого. Ялина, затінюючи ґрунт, витісняє світлолюбні види з-під своєї крони, ракоподібні поселяються на шкірі китів, мохи та лишайники розташовуються на корі дерев. Всі ці організми пов'язані один з одним топічними зв'язками.

Форичні відносини- участь одного виду у поширенні іншого. У цій ролі зазвичай виступають тварини, які переносять насіння, суперечки, пилок рослин. Так, насіння лопуха або череди, що володіють чіпляються шипами, можуть захоплюватися вовною великих ссавців і переноситися на великі відстані.

Фабричні відносини- тип зв'язків, у яких особини одного виду використовують для своїх споруд продукти виділення, мертві залишки і навіть живих особин іншого виду. Наприклад, птахи будують гнізда із сухих гілочок, трави, вовни ссавців тощо. Личинки потічків для будівництва своїх будиночків використовують шматочки корипіщанки, уламки раковин або самі раковини з живими молюсками дрібних видів.

Біогеоценоз- це сукупність рослин, тварин, грибів та мікроорганізмів, ґрунту та атмосфери на однорідній ділянці суші, які об'єднані обміном речовин та енергії в єдиний природний комплекс . Важливою особливістю біогеоценозу є те, що він пов'язаний із певною ділянкою земної поверхні. Біогеоценоз – це один із варіантів наземної екосистеми.

Об'єднання особин у популяції, а останніх – у види за рівнем генетичної та екологічної єдності призводить до появи нових властивостей та особливостей у живій природі. Населення – система особин одного виду, довго займають певний простір і відтворюють себе протягом великої кількості поколінь. Вигляд – система популяцій особин, які мають поруч загальних морфо-фізіологічних ознак, здатних до схрещування з утворенням плідного потомства. Населення - елементарна структура на популяційно-видовому рівні, а елементарне явище на цьому рівні - зміна генотипного складу популяції; елементарний матеріал на цьому рівні – мутації. Особливу роль відіграють відносини між особинами всередині популяції та виду. У цьому популяції виступають як основні еволюційні одиниці, які є генетично відкриті системи (особини з різних популяцій іноді схрещуються, - в такий спосіб, відбувається обмін генетичної інформацією). Популяції та види здатні до існування протягом тривалого часу та до самостійного еволюційного розвитку. Життя окремої особини при цьому залежить від популяційних процесів. Популяційно-видова цілісність пов'язана із взаємодією особин усередині популяцій і підтримується "обміном" генетичного матеріалу в процесі статевого розмноження.

6. Біогеоценотичний (екосистемний) рівень. Принципи стійкості біогеоценозу.

Популяції різних видів утворюють складні угруповання - біоценози. Біоценози - сукупність рослин, тварин, грибів і прокаріотів, що населяють ділянки суші або водойми і перебувають у певних відносинах між собою. Разом з конкретними ділянками земної поверхні, що займаються біоценозами, та прилеглою атмосферою вони формують екосистему (біогеоценоз). Екосистема - взаємозумовлений комплекс живих та неживих (кісних) компонентів, пов'язаних між собою обміном речовин та енергії. Назва «біогеоценоз» використовується лише стосовно природних систем. У цілому нині життя біогеоценозу регулюється переважно силами, діючими всередині самої системи, тобто. можна говорити про саморегуляцію біогеоценозу. Біогеоценоз є відкритою системою, що має енергетичні «входи» і «виходи», що зв'язують сусідні біогеоценози, обмін речовин між якими може здійснюватися як у газоподібній, так і в рідкій і твердій фазах, а також у формі живої речовини (наприклад, міграції тварин) . Нинішній стан екосистем – результат тривалої еволюції та адаптації організмів один до одного та до умов існування. Усі групи екосистеми - продукт спільного історичного поступу різняться і пристосовуються друг до друга видів. Первинною основою для функціонування екосистеми є рослини і прокаріоти - автотрофи, що синтезують з неорганічних речовин (води, двоокису вуглецю, сполук азоту) необхідні для життя органічні речовини. Автотрофи використовують енергію фотосинтезу (зелені рослини) чи хемосинтезу (бактерії). Вони є продуцентами, що створюють життєве середовище для гетеротрофів, які споживають готові органічні речовини та нездатні до їх синтезу з неорганічних. Гетеротрофами є тварини та гриби. Ці споживачі своєю чергою поділяються на консументи -(растительноядные тварини і хижаки) і редуценти (гриби, мікроорганізми, що розкладають органічне речовина.) Населення різних видів у екосистемах впливають друг на друга за принципом прямий і зворотний зв'язок. В екосистемах виділяють харчові (трофічні) ланцюги – через них відбувається трансформація речовини та енергії. При переході енергії від однієї ланки до іншої до 80-90% її втрачається у вигляді теплоти, тому ланцюги зазвичай включають не більше 4-5 ланок, і продукція кожної наступної ланки менша за попередню. Сукупність всіх організмів, об'єднаних єдиним типом харчування, утворюють трофічний рівень. В екосистемі реалізується правило піраміди: продукція кожного наступного трофічного рівня менша за попередній приблизно в 10 разів. До складу їжі кожного виду можуть входити інші різні види, і кожен вид може бути їжею іншим різним видам, тобто. трофічні ланцюги переплітаються, утворюючи трофічні мережі. В екосистемі реалізуються принципи стійкості та рівноваги:

принцип стійкості: чим більше трофічних рівнів в екосистемі і чим вони різноманітніші, тим стійкіша екосистема;

принцип рівноваги: між видами в екосистемі існує рівновага, і відхилення від нього в той чи інший бік може призвести до катастрофи.

Господарська діяльність людини призвела до різких змін усіх компонентів біоценозу. На зміну природним біоценозам проходять штучні - агробіоценоз, міські біоценоз. Агробіоценоз (і міський біоценоз) – вторинний біогеоценоз, який може існувати лише за постійного відновлення людиною.

Розглянуті раніше біологічні явища та механізми, що відносяться до молекулярно-генетичного, клітинного та онтогенетичного рівнів організації життя, у просторовому відношенні обмежувалися окремо взятим організмом (багатоклітинним або одноклітинним, прокаріотичним або еукаріотичним), а в тимчасовому – його онтогенезом. Популяційно-видовий рівень організації належить до категорії надорганізмових.

Життя представлено окремими видами, які є сукупністю організмів, які мають властивості спадковості та мінливості.

Ці характеристики стають основою еволюційного процесу. Механізмами, що зумовлюють такий результат, є вибіркове виживання та вибіркове розмноження особин, що належать до одного виду. У природних умовах особливо інтенсивно розмноження відбувається в популяціях, які є мінімальними самовідтворюваними групами особин усередині виду.

Кожен "з колись існуючих або нині живих видів є результатом певного циклу еволюційних перетворень на популяційно-видовому рівні, закріплений спочатку в його генофонд.Останній відрізняється двома важливими властивостями. По-перше, він містить біологічну інформацію про те, як цьому виду вижити і залишити потомство в певних умовах навколишнього середовища, а по-друге, має здатність до часткової зміни змісту біологічної інформації, що міститься в ньому. Останнє є основою еволюційної та екологічної пластичності виду, тобто. можливості пристосуватися до існування в інших умовах, що змінюються в історичному часі або з території до території. Популяційна структура виду, що призводить до розпаду генофонду виду на генофонди популяцій, сприяє прояву в історичній долі виду залежно від обставин обох зазначених якостей генофонду консервативностіі пластичності.

Таким чином, загальнобіологічне значення популяційно-видового рівня полягає у реалізації елементарних механізмів еволюційного процесу, що зумовлюють видоутворення.

Значення того, що відбувається на популяційно-видовому рівні для охорони здоров'я, визначається наявністю спадкових хвороб, захворювань з очевидною спадковою схильністю, а також вираженими особливостями генофондів різних популяцій людей. p align="justify"> Процеси, що відбуваються на цьому рівні, у поєднанні з екологічними особливостями різних територій складають основу перспективного напряму сучасної медицини - епідеміології неінфекційних хвороб.

РОЗДІЛ 10

БІОЛОГІЧНИЙ ВИГЛЯД.

ПОПУЛЯЦІЙНА СТРУКТУРА ВИДА

ПОНЯТТЯ ПРО ВИГЛЯД

Видомназивають сукупність особин, подібних за основними морфологічними та функціональними ознаками, каріотипу, поведінковим реакціям, що мають загальне походження, що заселяють певну територію (ареал), що в природних умовах схрещуються виключно між собою і при цьому виробляють плідне потомство.

Видова приналежність особи визначається за відповідністю її перерахованим критеріям: морфологічному, фізіолого-біохімічному, цитогенетичному, етологічному, екологічному та ін. Найбільш важливі ознаки виду - його генетична(репродуктивна)ізоляція,полягає в несхрещуваності особин цього виду з представниками інших видів, а також генетична стійкість у природних умовах,що призводить до незалежності еволюційної долі.

З часів К. Ліннея вигляд є основною одиницею систематики. Особливе становище виду серед інших систематичних одиниць (таксонів) обумовлюється тим, що це те угруповання, у якому окремі особини існують реально.У складі виду в природних умовах особина народжується, досягає статевої зрілості та виконує свою головну біологічну функцію: беручи участь у репродукції, забезпечує продовження роду. На відміну від виду таксони надвидового рангу, такі як рід, загін, сімейство, клас, тип, не є ареною реального життя організмів. Виділення в природній системі органічного світу відбиває результати попередніх етапів історичного поступу живої природи. Розподіл організмів за надвидовими таксонами вказує на ступінь їхньої філогенетичної спорідненості.

Найважливішим фактором об'єднання організмів у види є статевий процес.Представники одного виду, схрещуючись один з одним, обмінюються спадковим матеріалом. Це веде до перекомбінації у кожному поколінні генів (алелей), що становлять генотипи окремих особин. В результаті досягаються нівелювання відмінностей між організмами всередині видута тривале збереження основних морфологічних, фізіологічних та інших ознак, що відрізняють один вид від іншого. Завдяки статевому процесу відбувається також об'єднання генів (алелей), розподілених за генотипами різних особин, загальний генофонд(Алелофонд) 1 виду. Цей генофонд містить у собі весь обсяг спадкової інформації, який має у своєму розпорядженні вид на певному етапі його існування.

Визначення виду, наведене вище, не може бути застосоване до безстатевим шляхом, що розмножується шляхом агамним (деякі мікроорганізми, синьо-зелені водорості), самооплодотворяющимся і строго партеногетичним організмам. Угруповання таких організмів, еквівалентні виду, виділяють за подібністю фенотипів, спільності ареалу, близькості генотипів за походженням. Практичне використання поняття «вид» навіть в організмів зі статевим розмноженням нерідко утруднено. Це обумовлено динамічності видів,що виявляється у внутрішньовидової мінливості, «розмитості» меж ареалу, освіті та розпаді внутрішньовидових угруповань різного обсягу та складу (популяцій, рас, підвидів). Динамічність видів є наслідком впливу елементарних еволюційних чинників (див. гл. 11).

ПОНЯТТЯ ПРО ПОПУЛЯЦІЮ

У природних умовах організми одного виду розселені нерівномірно. Має місце чергування ділянок підвищеної та зниженої концентрації особин (рис. 10.1). У результаті вид розпадається на угруповання чи популяції, відповідні зон більш щільного заселення. "Радіуси індивідуальної активності" окремих особин обмежені. Так, виноградний равлик здатний подолати відстань у кілька десятків метрів, ондатру - кілька сотень метрів, песець - кілька сотень кілометрів. Завдяки цьому розмноження (репродуктивні ареали) переважно приурочено до територій з підвищеною щільністю організмів.

Рис. 10.1. Нерівномірне розселення особин по ареалу виду.

А-стрічковий; Б-плямистий; В-острівний типи

Імовірність випадкових схрещувань (панміксії), що зумовлюють з покоління в покоління ефективну перекомбінацію генів, усередині «згущень» виявляється вищою, ніж у зонах між ними та для виду в цілому. Таким чином, у репродуктивному процесі генофонд виду представлений генофонд популяцій.

населеннямназивають мінімальну самовідтворювану групу особин одного виду, що населяють певну територію (ареал) досить довго (протягом багатьох поколінь). У популяції фактично здійснюється порівняно високий рівень панміксії, і вона певною мірою відокремлена з інших популяцій тій чи іншій формою изоляции1.

Найпростішою формою існування виду у природі є населення. У цій статті ми розберемося, що включає дане поняття, дізнаємося яка роль популяції в еволюційному процесі.

Структура популяції

У біології населення – це цілісність всіх наявних особин одного виду, що мешкають на одній території і мають спільний генофонд з можливістю вільно схрещуватися. Один вид живих організмів може включати відразу кілька екосистем, які найчастіше ізольовані один від одного.

У разі розміщення в однакових умовах особин одного виду, взятих із різних екосистем, можна спостерігати збереження їх відмінностей. Однак для отримання плідного потомства таке схрещування дає найкращі результати.

Рис. 1. Приклади популяцій.

Популяції забезпечують процес мікроеволюції та поділяються на:

• статеву;
• вікову;
• екологічну;
• генетичну;
• просторову структуру

Рис. 2. Структура популяцій.

Статева структура

Має на увазі відсоткове співвідношення особин різної статі. Визначається воно різницею хромосомних наборів. Однак часто трапляється так, що деякі самки народжують тільки особин жіночої або чоловічої статі. У разі співвідношення статей відхиляється від показників 1:1.

Причиною цього можуть стати не лише генетичні порушення, а й екологічні умови.

Вікова структура популяції

Включає співвідношення особин різного віку, які є приплодами одного або різних поколінь. Покоління може містити представників одного або декількох приплодів. Вік впливає інтенсивність процесу розмноження, швидкість зміни покоління, рівень смертності.

ТОП-1 статтяякі читають разом з цією

Генетична структура

Визначається різноманітністю та мінливістю генотипів. Властивістю екосистем є наявність певного рівня різноманітності ознак, які залежать від екології та генетичного нахилу. Інакше кажучи, один генотип здатний дати безліч варіацій фенотипів. Різноманітність залежить від чисельності особин та екологічної ситуації. Зміна частоти генів може спричинити вимирання виду.

Просторова структура

Визначається щільністю розміщення та розподілу на певній місцевості членів екосистеми. Усі особи мають як індивідуальний, так і груповий простір. У такий спосіб утворюються зграї, колонії, стада. Залежно від способу розміщення групи розрізняють випадковий, рівномірний і скупчений розподіл.

Кожна особина грає роль у групі, у своїй формується соціальна ієрархія.
Вона може бути:

• лінійної (підпорядкування за рангами, коли наступний панує над попереднім);
• паралельної (у самців та самок окремі ватажки).

Така система взаємовідносин дозволяє узгоджувати поведінку, яка буде вигідна всім членів групи.

Екологічна складова

Екологічною одиницею є вид. Ця структура має на увазі розподіл членів на групи залежно від взаємодії з навколишніми факторами природи.

Екологічна ніша включає живлення, місця розмноження і укриття, а також інші фактори навколишнього середовища, які необхідні для існування виду. Характеризуючи екологічну нішу, використовують два показники: ширина та ступінь перекриття іншими нішами.

Динаміка популяцій

Динаміка та зростання чисельності екосистем залежить від зовнішніх та внутрішніх факторів, таких як наявність їжі, вороги, клімат.

Засновником популяційної генетики С.С. Четвериків, який назвав зростання чисельності "хвилями життя".

Точнісінько визначити середнє число особин можна за умови штучної повної ізоляції групи. У природі таке можливе щодо острівних екосистем. Визначити чисельність можна співвідношенням народжуваності та смертності.

"Хвилі життя" допомагають іноді висувати вперед рідкісні генотипи, перевіряючи їх природним відбором. Так, наприклад, після холодної зими живими залишаються сильніші, холодостійкі організми.

Рис. 3. Приклад динаміки популяцій.

Значення

З допомогою функціонування популяцій створюються умови необхідні підтримки життя нашій планеті. Своєю життєдіяльністю живі організми впливають на довкілля ареалу. Саме від екосистем залежить кругообіг речовин у природі, створюються певні умови, відбувається взаємообмін між живою та неживою природою. Спільна робота популяцій визначає характеристику біотичних конгломерацій та екологічних умов.3.9. Усього отримано оцінок: 114.