Milline on elanikkonna võimekus. Häired populatsioonide tasakaaluseisundis: mutatsioonid, looduslik valik, migratsioonid, isoleeritus

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Bioloogia tunniplaan

Teema: Populatsioonide geneetiline koostis

geneetika mutatsiooniline pärilik populatsioon

Tunni tüüp: õppetund, mis paljastab teema sisu.

Tunni eesmärk: jätkuvalt süvendada ja laiendada teadmisi populatsioonide kohta, iseloomustada populatsioonide genofondi mõistet.

Ülesanded:

Hariduslik. Moodustada populatsioonigeneetika mõiste; iseloomustada populatsiooni genofondi; saate teada, et mutatsiooniprotsess on pidev päriliku varieeruvuse allikas.

Areneb. Jätkake teadete kuulamisel, õpiku materjaliga töötamisel oskuse kujundamist jälgida ja märkida peamist.

Hariduslik. Jätkata teadusliku ilmavaate kujundamist, loodusarmastust, töökultuuri, mis põhineb arvestuse pidamisel vihikus.

Varustus

Tabelid, õpik.

Tundide ajal

1. Korraldusmoment 1-2 min. Intervjuu kodutöö: 1) Mis on populatsioon? 2) Miks eksisteerivad bioloogilised liigid populatsioonide kujul? 5-7 min.

2. Uue materjali õppimine. 25 min.

3. Õpitud materjali koondamine. Hindamine.

4. Kodutöö.

2. Uue materjali õppimine

Õpitud materjali koondamine

4. Kodutöö

populatsioonigeneetika. Darwini ajal geneetikateadust veel ei eksisteerinud. See hakkas arenema 20. sajandi alguses. Sai teada, et päriliku varieeruvuse kandjad on geenid.

Geneetika esitused on lisanud Charles Darwini loodusliku valiku teooriasse täiendavaid põhjalikke selgitusi. Geneetika ja klassikalise darvinismi süntees tõi kaasa erilise uurimisvaldkonna – populatsioonigeneetika – sünni, mis võimaldas uutest positsioonidest selgitada populatsioonide geneetilise koostise muutumise protsesse, organismide uute omaduste tekkimist ja nende konsolideerumine loodusliku valiku mõjul.

Geenivaramu. Iga populatsiooni iseloomustab teatud genofond, s.t. geneetilise materjali koguhulk, mis koosneb üksikute indiviidide genotüüpidest.

Evolutsiooniprotsessi vajalikeks eeldusteks on elementaarsete muutuste esinemine pärilikkusaparaadis - mutatsioonid, nende levik ja fikseerimine organismide populatsioonide geenifondides. Suunatud muutused populatsioonide genofondides erinevate tegurite mõjul on elementaarsed evolutsioonilised muutused.

Nagu juba märgitud, on looduslikud populatsioonid erinevad osad Liikide levila on tavaliselt enam-vähem eristatav. Igas populatsioonis toimub isendite vaba ristumine. Selle tulemusena iseloomustab iga populatsiooni oma geenifond, mille erinevate alleelide suhted on omased ainult sellele populatsioonile.

Mutatsiooniprotsess on pidev päriliku varieeruvuse allikas. Mitmest miljonist isendist koosnevas populatsioonis võib igas põlvkonnas esineda sõna otseses mõttes iga selles populatsioonis esineva geeni mitu mutatsiooni. Kombinatiivse varieeruvuse tõttu levivad populatsioonis mutatsioonid.

Looduslikud populatsioonid on küllastunud mitmesuguste mutatsioonidega. Seda märkas vene teadlane Sergei Sergejevitš Chetverikov (1880–1959), kes leidis, et märkimisväärne osa geenifondi varieeruvusest on silme eest varjatud, kuna valdav enamus tekkivatest mutatsioonidest on retsessiivsed ega paista väljapoole. Tundub, et retsessiivsed mutatsioonid "neelavad heterosügootses olekus olevad liigid", kuna enamik organisme on paljude geenide jaoks heterosügootsed. Sellist varjatud varieeruvust saab paljastada katsetes, kus ristatakse lähedalt seotud isikuid. Sellise ristamise korral lähevad mõned retsessiivsed alleelid, mis olid heterosügootses ja seetõttu varjatud olekus, homosügootsesse olekusse ja saavad tekkida.

Looduslike populatsioonide oluline geneetiline varieeruvus on kunstliku valiku käigus kergesti tuvastatav. Kunstliku selektsiooni korral valitakse need isendid populatsioonist, milles majanduslikult väärtuslikud tunnused on kõige enam väljendunud, ja need isendid ristatakse üksteisega Kunstlik valik on efektiivne peaaegu kõigil juhtudel, kui seda kasutatakse. Seetõttu on populatsioonides sõna otseses mõttes iga tunnuse geneetiline varieeruvus. antud organism.

Geenimutatsioone põhjustavad jõud toimivad juhuslikult. Tõenäosus, et mutantne isend ilmub keskkonda, kus valik teda soodustab, ei ole suurem kui keskkonnas, kus ta peaaegu kindlasti hukkub. S.S. Tšetverikov näitas, et harvade eranditega on enamik äsja tekkivatest mutatsioonidest kahjulikud ja homosügootses olekus reeglina vähendavad indiviidide elujõulisust. Nad püsivad populatsioonides ainult heterosügootide kasuks selektsiooni teel. Kuid mutatsioonid, mis on mõnes seisundis kahjulikud, võivad suurendada elujõulisust teistes tingimustes. Seega on mutatsioon, mis põhjustab putukatel tiibade vähearenenud või täielikku puudumist, kindlasti kahjulik. normaalsetes tingimustes, ja tiibadeta isendid asenduvad kiiresti tavalistega. Kuid ookeanisaartel ja mäekurudel, kus puhuvad tugevad tuuled, on sellistel putukatel eelised normaalselt arenenud tiibadega isendite ees.

Kuna iga populatsioon on tavaliselt oma keskkonnaga hästi kohanenud, vähendavad suuremad muudatused tavaliselt seda sobivust, nii nagu suured juhuslikud muutused kella mehhanismis (mingi vedru eemaldamine või ratta lisamine) põhjustavad selle rikke. Selliseid alleele on populatsioonides suured varud, mis ei too talle antud kohas ega ajahetkel mingit kasu; nad püsivad populatsioonis heterosügootses olekus, kuni nad keskkonnatingimuste muutumise tagajärjel ootamatult kasulikuks osutuvad. Niipea, kui see juhtub, hakkab nende sagedus selektsiooni mõjul kasvama ja lõpuks muutuvad nad peamiseks geneetiliseks materjaliks. Siin peitubki elanikkonna kohanemisvõime, s.t. kohaneda uute teguritega – kliimamuutused, uue kiskja või konkurendi esilekerkimine ja isegi inimreostus.

Sellise kohanemise näiteks on insektitsiididele vastupidavate putukaliikide evolutsioon. Sündmused arenevad kõigil juhtudel ühtemoodi: uue putukamürgi (putukatele mõjuva mürki) kasutuselevõtul piisab selle väikesest kogusest, et kahjurputukat edukalt tõrjuda. Aja jooksul tuleb insektitsiidide kontsentratsiooni suurendada, kuni see lõpuks on ebaefektiivne. Esimene aruanne putukate insektitsiidide resistentsuse kohta ilmus 1947. aastal ja see oli seotud toakärbeste resistentsusega DDT suhtes. Seejärel on resistentsus ühe või mitme putukamürgi suhtes leitud vähemalt 225 putukaliigil ja muudel lülijalgsetel. Näib, et nende liikide kõigis populatsioonides esines geene, mis on võimelised andma resistentsust insektitsiididele; nende tegevus ja tagas kahjuritõrjeks kasutatavate mürkide tõhususe lõpliku vähenemise.

Seega loob mutatsiooniprotsess materjali evolutsioonilisteks transformatsioonideks, moodustades iga populatsiooni ja liigi kui terviku genofondis päriliku varieeruvuse reservi. Säilitades populatsioonide kõrge geneetilise mitmekesisuse, loob see aluse loodusliku valiku ja mikroevolutsiooni toimimiseks.

Majutatud saidil Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Looduslike populatsioonide geneetilise varieeruvuse olemus ja allikad. Päriliku varieeruvuse kombineeritud ja mutatsioonitüüpide tunnused. Iseärasused fenotüübiline varieeruvus mis tekivad keskkonnatingimuste mõjul.

kursusetöö, lisatud 14.09.2011

Mikroevolutsioon kui populatsioonide geneetilise struktuuri muutumise protsess evolutsiooniliste tegurite mõjul. Evolutsiooni elementaarühik ja selle omadused. Populatsioonide iseärasused, nende geneetiline koostis. Elementaarsed evolutsioonifaktorid, mutatsioonid.

abstraktne, lisatud 12.09.2013

Modifikatsiooni varieeruvus - organismi ja keskkonna suhete protsess; populatsioonid ja puhtad liinid; fenotüüp ja genotüüp. Mutatsiooniline muutlikkus: tüübid, klassifikatsioon. Päriliku varieeruvuse homoloogsete seeriate seadus, kasutamine aretuses.

kursusetöö, lisatud 09.06.2011

Populatsioonid ja nende omadused: isepaljunemine, geneetiline muutlikkus, iive, suremus, väljaränne, immigratsioon. Rahvastiku dünaamika seaduspärasused ja tüübid. Putukate viljakus ja nende paljunemisvõime on biootiline potentsiaal.

abstraktne, lisatud 12.08.2015

Erinevused isendite struktuuris, paljunemises ja käitumises populatsioonide erinevatest keskkonnatingimustest tulenevalt. Isendite arv populatsioonides, selle muutumine ajas. Rahvastiku vanuseline koosseis, selle prognoosimise võimalus lähiaastateks.

esitlus, lisatud 26.02.2015

Progress kui evolutsiooni suund. Areng arhantroopidest neoantroopideni. Süsteemide ja elundite seosed ja koordinatsioon fülogeneesis. Mutatsiooniprotsess kui mikroevolutsiooni tegur. Spetsialiseerumine ja selle roll evolutsioonis. Progressiivse spetsialiseerumise reegel.

test, lisatud 08.06.2013

Muutuse mõiste ja funktsioonid kui elusorganismide võime omandada uusi tunnuseid ja omadusi, selle protsessi tähtsus muutuvate keskkonnatingimustega kohanemisel. Mutatsioonilise muutlikkuse mõiste ja olemus, kulgemise etapid.

esitlus, lisatud 30.11.2013

Hübridoloogilise analüüsi läbiviimine herneste näitel. Õitsemise periood ja ristamisviis. Ristamise tehnika teraviljades (nisu ja rukis). Taimede viljakuse hindamine õietolmuterade järgi. Taimepopulatsioonide geneetiline polümorfism.

praktiline töö, lisatud 05.12.2013

Geneetika kui teadus pärilikkuse ja muutlikkuse seaduspärasustest ja mehhanismidest, selle arengust. Mendeli seaduste kaasaegsed sõnastused. Šveitsi teadlase Johann Friedrich Miescheri avastas DNA 1869. aastal. Omadused geneetiline kood. viiruse paljunemise etapid.

esitlus, lisatud 14.08.2015

Mnemosyne liblika ruumilise leviku, hooajalise arvukuse ja arengu uurimine territooriumil rahvuspark"Vene põhjaosa". Populatsiooni seksuaalse struktuuri ja täiskasvanute morfoloogilise varieeruvuse iseloomustus meetrikamärkide järgi.

1. Mis on looduslik valik?

Vastus. Looduslik valik on protsess, mille Charles Darwin algselt määratles kui selliste isendite ellujäämist ja eelistatud paljunemist, kes on antud keskkonnatingimustega paremini kohanenud ja kellel on kasulikud pärilikud tunnused. Vastavalt Darwini teooriale ja kaasaegsele sünteetilisele evolutsiooniteooriale on loodusliku valiku peamiseks materjaliks juhuslikud pärilikud muutused – genotüüpide, mutatsioonide ja nende kombinatsioonide rekombinatsioon.

2. Mis on genotüüp?

Vastus. Mõiste "genotüüp" tõi teadusesse Ioganson aastal 1909. Genotüüp (genotüüp, kreeka keelest genos - genus ja kirjavead - jäljend, kuju, muster) - keha geenide kogum, laiemas mõttes - kõigi kogu keha pärilikud tegurid, nii tuuma- kui ka mittetuumategurid. Igalt vanemalt saadud ainulaadsete genoomide (komplektide) kombinatsioon loob genotüübi, mis on geneetilise isiksuse aluseks. Genotüübi ja fenotüübi mõisted on bioloogias väga olulised. Nagu eespool mainitud, moodustab organismi genotüübi kõigi geenide kogum. Kõikide organismi tunnuste (morfoloogiliste, anatoomiliste, funktsionaalsete jne) kogumik on fenotüüp. Kogu organismi eluea jooksul võib selle fenotüüp muutuda, kuid genotüüp jääb muutumatuks. See on tingitud asjaolust, et fenotüüp kujuneb genotüübi ja keskkonnatingimuste mõjul. Sõnal genotüüp on kaks tähendust. Laiemas mõttes on see antud organismi kõigi geenide kogum. Kuid seoses Mendeli loodud katsetega tähistab sõna genotüüp alleelide kombinatsiooni, mis kontrollivad teatud tunnust (näiteks organismidel võib olla genotüüp AA, Aa või aa).

Seega on genotüübiks: - antud indiviidile iseloomulike geneetiliste (genoomiliste) tunnuste ja teatud alleelipaaride tunnuste kogum, mis indiviidil on uuritava genoomi piirkonnas.

Küsimused pärast § 55

1. Mis on populatsiooni genofond?

Vastus. Iga populatsiooni iseloomustab teatud genofond, st geneetilise materjali koguhulk, mis koosneb üksikute indiviidide genotüüpidest.

Nagu juba märgitud, on looduslikud populatsioonid liigi levila eri osades tavaliselt enam-vähem erinevad. Igas populatsioonis toimub isendite vaba ristumine. Selle tulemusena iseloomustab iga populatsiooni oma geenifond, mille erinevate alleelide suhted on omased ainult sellele populatsioonile.

2. Miks enamik mutatsioone ei näidata väljapoole?

Vastus. Looduslikud populatsioonid on küllastunud mitmesuguste mutatsioonidega. Seda märkas vene teadlane Sergei Sergejevitš Tšetverikov (1880–1959), kes leidis, et märkimisväärne osa geenifondi varieeruvusest on silme eest varjatud, kuna valdav osa tekkivatest mutatsioonidest on retsessiivsed ega paista väljapoole. Tundub, et retsessiivsed mutatsioonid "neelavad heterosügootses olekus olevad liigid", kuna enamik organisme on paljude geenide jaoks heterosügootsed. Sellist varjatud varieeruvust saab paljastada katsetes, kus ristatakse lähedalt seotud isikuid. Sellise ristamise korral lähevad mõned retsessiivsed alleelid, mis olid heterosügootses ja seetõttu varjatud olekus, homosügootsesse olekusse ja saavad tekkida. Looduslike populatsioonide oluline geneetiline varieeruvus on kunstliku valiku käigus kergesti tuvastatav. Kunstliku valiku korral valitakse populatsioonist need isendid, milles majanduslikult väärtuslikud tunnused on kõige enam väljendunud, ja need isendid ristatakse omavahel. Kunstlik valik on tõhus peaaegu kõigil juhtudel, kui seda kasutatakse. Järelikult on populatsioonides geneetiline varieeruvus sõna otseses mõttes antud organismi iga tunnuse jaoks.

3. Milline on elanikkonna võime kohaneda (kohaneda) uute tingimustega?

Vastus. Kuna iga populatsioon on tavaliselt oma keskkonnaga hästi kohanenud, vähendavad suuremad muudatused tavaliselt seda sobivust, nii nagu suured juhuslikud muutused kella mehhanismis (mingi vedru eemaldamine või ratta lisamine) põhjustavad selle rikke. Selliseid alleele on populatsioonides suured varud, mis ei too talle antud kohas ega ajahetkel mingit kasu; nad püsivad populatsioonis heterosügootses olekus, kuni nad keskkonnatingimuste muutumise tagajärjel ootamatult kasulikuks osutuvad. Niipea, kui see juhtub, hakkab nende sagedus selektsiooni mõjul kasvama ja lõpuks muutuvad nad peamiseks geneetiliseks materjaliks. See on just populatsiooni kohanemisvõime, s.t kohanemine uute teguritega – kliimamuutused, uue kiskja või konkurendi esilekerkimine ja isegi inimreostusega.

Sellise kohanemise näiteks on insektitsiididele vastupidavate putukaliikide evolutsioon. Sündmused arenevad kõigil juhtudel ühtemoodi: uue putukamürgi (putukatele mõjuva mürgi) kasutuselevõtul piisab selle väikesest kogusest, et kahjurputukat edukalt tõrjuda. Aja jooksul tuleb insektitsiidide kontsentratsiooni suurendada, kuni see lõpuks on ebaefektiivne. Esimene aruanne putukate insektitsiidide resistentsuse kohta ilmus 1947. aastal ja see oli seotud toakärbeste resistentsusega DDT suhtes. Seejärel on resistentsus ühe või mitme putukamürgi suhtes leitud vähemalt 225 putukaliigil ja muudel lülijalgsetel. Näib, et nende liikide kõigis populatsioonides esines geene, mis on võimelised andma resistentsust insektitsiididele; nende tegevus ja lõppkokkuvõttes tagas kahjuritõrjeks kasutatavate mürkide efektiivsuse vähenemise

4. Kuidas saab tuvastada retsessiivseid alleele?

Vastus. Retsessiivne alleel (retsessiivne alleel, ladina keelest recessus - taandumine) - alleel, mille fenotüüp ei esine heterosügootides, vaid avaldub selle alleeli homosügootses või hemisügootses genotüübis. Kui retsessiivsed alleelid on homosügootses olekus, ilmuvad nad fenotüübis. Kui teil on vaja välja selgitada, kas need esinevad domineeriva fenotüübiga organismi genotüübis, siis kasutatakse analüüsi ristandeid. Selleks ristatakse testitav organism retsessiivse fenotüübi kandjaga. Kui järglaste hulgas on retsessiivseid isendeid, siis on testitav organism retsessiivse geeni kandja.

Praegune lehekülg: 15 (raamatul on kokku 26 lehekülge) [juurdepääsetav lugemisväljavõte: 18 lehekülge]

§ 53. Vaade, selle kriteeriumid

1. Mis on vaade?

2. Milliseid taimi ja loomi teate?

Vaade. Bioloogia arenedes tekkis arusaam, et võrreldes lõpmatu mitmekesisusega tingimustega, milles elu toimub, on organismide vormide mitmekesisus piiratud; see on justkui kokku pandud "sõlmedeks" - bioloogilisteks liikideks.

Liigid - see on isendite kogum, kellel on võime ristuda viljakate järglaste moodustamisega; teatud piirkonna asustamine; millel on mitmeid ühiseid morfoloogilisi ja füsioloogilisi tunnuseid ning sarnasusi nende suhetes biootilise ja abiootilise keskkonnaga.

Bioloogilised liigid ei ole ainult süstemaatiline kategooria. See on terviklik ja teistest liikidest eraldatud eluslooduse element. Liigi terviklikkus avaldub selles, et tema isendid saavad elada ja paljuneda ainult üksteisega suheldes evolutsiooniprotsessis välja kujunenud organismide vastastikuste kohanemiste tõttu: emaorganismi ehituse koordineerimise iseärasused ja embrüo, loomade signaali- ja tajusüsteemid, ühine territoorium, eluharjumuste sarnasus ja reaktsioonid hooajalistele kliimamuutustele jne. Liikide kohandused tagavad liigi säilimise, kuigi mõnikord võivad need üksikuid isendeid kahjustada. Jõeahven näiteks toitub oma poegadest, mille tõttu jääb liik toidupuudusega ellu, isegi vaatamata osa järglaste kadumisele. Iga liik eksisteerib looduses ajalooliselt tekkinud tervikliku moodustisena.

Liigi isoleeritust säilitatakse reproduktiivse isolatsiooniga (vt § 59), mis takistab sigimisel segunemist teiste liikidega. Isolatsiooni tagavad erinevused suguelundite struktuuris, levialade lahknevus, lahknevused paljunemistingimustes või -kohtades, erinevused käitumises, ökoloogiline lahknevus ja muud mehhanismid, millest saate teada järgmistes osades. Liikide eraldatus takistab vahevormide teket. Tüügaskask näiteks ei kasva samblasoodes, kus tavaliselt kasvab kääbuskask. Isolatsiooni tõttu liigid omavahel ei segune.

Vaata kriteeriume. Iseloomulikud tunnused ja omadusi, mille poolest mõned liigid teistest erinevad, nimetatakse kriteeriumid lahke.

Morfoloogiline kriteerium on sarnasus välise ja sisemine struktuur organismid. Näiteks Carl Linnaeus defineeris liike kui terviklikke organismirühmi, mis erinevad teistest eluvormidest oma struktuuri poolest. Teisisõnu, struktuuriliste tunnuste olemasolu, mis moodustavad teatud organismide rühma sarnane sõber sõbral ja samal ajal kõigist teistest rühmadest erinevad ning on olemas kriteerium nende liigitamiseks antud liigiks.

Liigisisesed isendid on mõnikord nii muutlikud, et ainult morfoloogiline kriteerium liike ei ole alati võimalik määrata. Morfoloogiliselt on sarnaseid liike. Need on kaksikliigid, mis on avatud kõigis süstemaatilistes rühmades. Näiteks mustadel rottidel on teada kaks kaksikliiki – 38 ja 49 kromosoomiga; malaariasääsel on 6 kaksikliiki ja magevees laialt levinud väikesel pätikalal 3 sellist liiki. Kaksikuliike leidub kõige rohkem mitmesugused organismid: kalad, putukad, imetajad, taimed, aga selliste kaksikliikide isendid ei ristu (joon. 72).

Geneetiline kriteerium on igale liigile iseloomulik kromosoomide komplekt; nende rangelt määratletud arv, suurus ja kuju, DNA koostis. Kromosoomide komplekt on liigi peamine tunnus. üksikisikud erinevad tüübid neil on erinevad kromosoomikomplektid, mistõttu nad ei saa ristuda ja on looduslikes tingimustes üksteisest paljunemisvõimelised.

Riis. 72. Kaksikliigid: tetraploidsed (vasakul) ja diploidsed (paremal) lontliigid

Füsioloogiline kriteerium - organismi reaktsioonide sarnasus välismõjudele, arengu- ja paljunemisrütmid. See kriteerium põhineb kõigi eluprotsesside ja ennekõike paljunemise sarnasusel. Erinevate liikide esindajad reeglina ei ristu või on nende järglased steriilsed. Siiski on erandeid. Näiteks võivad koerad huntidega paaritudes järglasi saada. Viljakad võivad olla nii mõne linnuliigi (kanaarilinnud, vindid) kui ka taimede (paplid, pajud) hübriidid. Järelikult pole füsioloogiline kriteerium ka isendite liigilise kuuluvuse määramiseks piisav.

Keskkonnakriteerium - see on liigile iseloomulik asend looduslikes kooslustes, tema suhe teiste liikidega, tegurite kogumid väliskeskkond olemasoluks vajalik.

Geograafiline kriteerium - levikuala, teatud ala, mida liik looduses hõivab.

Ajalooline kriteerium – esivanemate ühisosa, liigi ühtne tekke- ja arengulugu.

Liigi kriteeriumid on omavahel seotud ja määravad liigi kvalitatiivse tunnuse. Kuid ükski neist pole absoluutne. Näiteks ei pruugi kaks erinevat liiki erineda anatoomiline struktuur ja neil on samad kromosoomikomplektid. Kuid kui nad erinevad käitumise poolest, siis nad ei ristu ja on seetõttu üksteisest eraldatud. Need kriteeriumid võimaldavad vaid kokkuvõttes piisava usaldusväärsusega kindlaks teha organismi kuuluvuse ühte või teise liiki.

Liigid esindavad teatud elusaine organiseerituse taset – liike.

bioloogiline vaade. Liigi kriteeriumid: morfoloogiline, geneetiline, füsioloogiline, ökoloogiline, geograafiline, ajalooline.

1. Määratlege liik.

2. Milliseid kriteeriume sa tead?

3. Mis on liigi terviklikkus, kuidas see avaldub?

4. Miks on liikide säilitamine looduses oluline?

Tehke loendid tuttavatest taime- ja loomaliikidest. Proovige sarnasuse astme järgi teile teadaolevaid liike rühmitada: a) morfoloogilised; b) ökoloogiline.

§ 54. Rahvastikud

1. Miks elavad enamiku meile tuntud liikide organismid looduses rühmadena?

2. Miks ei leidu üheliigiliste organismide rühmitusi (näiteks taimede tihnikuid, nagu kõrvits, nõges, tarn jt) mitte kõikjal, vaid ainult teatud aladel? Mis valdkonnad need on?

Tegelikkuses on liik palju keerulisem moodustis kui lihtsalt üksteisega sarnaste ristuvate isendite kogum. See laguneb väiksemateks isendirühmadeks - populatsioonid elavad selle liigi levila eraldi, suhteliselt väikestes osades.

elanikkonnast - see on üheliigiliste organismide rühm, mis hõivavad teatud territooriumi territooriumi liigi levila piires, ristuvad üksteisega vabalt ja on osaliselt või täielikult isoleeritud teistest populatsioonidest.

Liikide olemasolu populatsioonide kujul on välistingimuste heterogeensuse tagajärg.

Populatsioonid püsivad ajas ja ruumis stabiilsena, kuigi nende arvukus võib organismide paljunemis- ja arengutingimuste muutumise tõttu aasta-aastalt muutuda. Populatsioonide sees on veelgi väiksemaid rühmitusi, kuhu võivad ühineda sarnase käitumisega või perekondlike sidemete alusel isendid (näiteks kala- või varblaste parved, lõvide uhkused). Sellised rühmad võivad aga laguneda välistegurite mõjul või seguneda teistega. Nad ei suuda end ülal pidada.

Organismide vastastikused seosed populatsioonides. Populatsiooni moodustavad organismid on üksteisega mitmel viisil seotud. Nad konkureerivad omavahel teatud tüüpi ressursside pärast, võivad üksteist süüa või, vastupidi, koos kiskja eest kaitsta. Populatsioonide sisesuhted on väga keerulised ja vastuolulised. Üksikute indiviidide reaktsioonid elutingimuste muutumisele ja populatsiooni reaktsioonid ei lange sageli kokku. Üksikute nõrgestatud organismide surm (näiteks röövloomade eest) võib parandada populatsiooni kvalitatiivset koosseisu (sealhulgas populatsiooni päriliku materjali kvaliteeti), suurendada selle ellujäämisvõimet muutuvates keskkonnatingimustes.

Igas sugulisel teel paljunevate organismide populatsioonis toimub pidev geneetilise materjali vahetus; erinevatest populatsioonidest pärit isendite ristumine toimub palju harvemini, mistõttu on geneetiline vahetus erinevate populatsioonide vahel piiratud. Selle tulemusena iseloomustab iga populatsiooni oma spetsiifiline geenide kogum (geenivaramu - vt allpool), mille erinevate alleelide esinemissageduste suhe on omane ainult sellele populatsioonile. Selle mõjul võivad üksikutes populatsioonides tekkida omadused, mis neid üksteisest eristavad. Seega suurendab populatsioonide kujul eksisteerimine liigi sisemist mitmekesisust, vastupanuvõimet kohalikele elutingimuste muutustele ning võimaldab end kehtestada uutes tingimustes. Liigi sees toimuvate evolutsiooniliste muutuste suund ja kiirus sõltuvad suuresti populatsioonide omadustest. Uute liikide tekkeprotsessid saavad alguse üksikute populatsioonide omaduste muutumisest.

elanikkonnast.

1. Mis on populatsioon?

2. Miks eksisteerivad bioloogilised liigid populatsioonide kujul?

3. Millised populatsioonide omadused aitavad kaasa liigi jätkusuutlikule eksisteerimisele?

§ 55. Populatsioonide geneetiline koosseis

1. Mis on looduslik valik?

2. Mis on genotüüp?

populatsioonigeneetika. Darwini ajal geneetikateadust veel ei eksisteerinud. See hakkas arenema 20. sajandi alguses. Sai teada, et päriliku varieeruvuse kandjad on geenid. Geneetika esitused on lisanud Charles Darwini loodusliku valiku teooriasse täiendavaid põhjalikke selgitusi. Geneetika ja klassikalise darvinismi süntees tõi kaasa erilise uurimisvaldkonna – populatsioonigeneetika – sünni, mis võimaldas uutest positsioonidest selgitada populatsioonide geneetilise koostise muutumise protsesse, organismide uute omaduste tekkimist ja nende konsolideerumine loodusliku valiku mõjul.

Geenivaramu. Iga populatsiooni iseloomustab teatud genofond, st geneetilise materjali koguhulk, mis koosneb üksikute indiviidide genotüüpidest.

Evolutsiooniprotsessi vajalikeks eeldusteks on elementaarsete muutuste toimumine pärilikkusaparaadis - mutatsioonid nende levik ja fikseerimine organismide populatsioonide genofondides. Suunatud muutused populatsioonide genofondides erinevate tegurite mõjul on elementaarsed evolutsioonilised muutused.

Mutatsiooniprotsess on pidev päriliku varieeruvuse allikas. Mitmest miljonist isendist koosnevas populatsioonis võib igas põlvkonnas esineda sõna otseses mõttes iga selles populatsioonis esineva geeni mitu mutatsiooni. Kombinatiivse varieeruvuse tõttu levivad populatsioonis mutatsioonid.

Looduslikud populatsioonid on küllastunud mitmesuguste mutatsioonidega. Vene teadlane juhtis sellele tähelepanu Sergei Sergejevitš Tšetverikov(1880–1959), kes leidis, et märkimisväärne osa genofondi varieeruvus varjatud, kuna valdav osa tekkivatest mutatsioonidest on retsessiivsed ega paista väljapoole. Tundub, et retsessiivsed mutatsioonid "neelavad heterosügootses olekus olevad liigid", kuna enamik organisme on paljude geenide jaoks heterosügootsed. Sellist varjatud varieeruvust saab paljastada katsetes, kus ristatakse lähedalt seotud isikuid. Sellise ristamise korral lähevad mõned retsessiivsed alleelid, mis olid heterosügootses ja seetõttu varjatud olekus, homosügootsesse olekusse ja saavad tekkida. Looduslike populatsioonide oluline geneetiline varieeruvus on kunstliku valiku käigus kergesti tuvastatav. Kunstliku valiku korral valitakse populatsioonist need isendid, milles majanduslikult väärtuslikud tunnused on kõige enam väljendunud, ja need isendid ristatakse omavahel. Kunstlik valik on tõhus peaaegu kõigil juhtudel, kui seda kasutatakse. Järelikult on populatsioonides geneetiline varieeruvus sõna otseses mõttes antud organismi iga tunnuse jaoks.

Geenimutatsioone põhjustavad jõud toimivad juhuslikult. Tõenäosus, et mutantne isend ilmub keskkonda, kus valik teda soodustab, ei ole suurem kui keskkonnas, kus ta peaaegu kindlasti hukkub. S. S. Chetverikov näitas, et harvade eranditega on enamik äsja tekkivatest mutatsioonidest kahjulikud ja homosügootses olekus reeglina vähendavad indiviidide elujõulisust. Nad püsivad populatsioonides ainult heterosügootide kasuks selektsiooni teel. Kuid mutatsioonid, mis on mõnes seisundis kahjulikud, võivad suurendada elujõulisust teistes tingimustes. Seega on mutatsioon, mis põhjustab putukatel tiibade vähearenenud või täielikku puudumist, tavatingimustes kindlasti kahjulik ning tiibadeta isendid asenduvad kiiresti normaalsete vastu. Kuid ookeanisaartel ja mäekurudel, kus puhuvad tugevad tuuled, on sellistel putukatel eelised normaalselt arenenud tiibadega isendite ees.

Kuna iga populatsioon on tavaliselt oma keskkonnaga hästi kohanenud, vähendavad suuremad muudatused tavaliselt seda sobivust, nii nagu suured juhuslikud muutused kella mehhanismis (mingi vedru eemaldamine või ratta lisamine) põhjustavad selle rikke. Selliseid alleele on populatsioonides suured varud, mis ei too talle antud kohas ega ajahetkel mingit kasu; nad püsivad populatsioonis heterosügootses olekus, kuni nad keskkonnatingimuste muutumise tagajärjel ootamatult kasulikuks osutuvad. Niipea, kui see juhtub, hakkab nende sagedus selektsiooni mõjul kasvama ja lõpuks muutuvad nad peamiseks geneetiliseks materjaliks. See on just populatsiooni kohanemisvõime, s.t kohanemine uute teguritega – kliimamuutused, uue kiskja või konkurendi esilekerkimine ja isegi inimreostusega.

populatsiooni genofond.

1. Mis on populatsiooni genofond?

2. Miks enamik mutatsioone ei avaldu väliselt?

3. Milline on elanikkonna võime kohaneda (kohaneda) uute tingimustega?

4. Kuidas saab tuvastada retsessiivseid alleele?

§ 56. Muutused populatsioonide genofondis

1. Mis on mõiste "populatsiooni genofond" sisu?

2. Mis on genofondi muutuste allikas?

Omades spetsiifilist geenivaramust loodusliku valiku kontrolli all, mängivad populatsioonid liigi evolutsioonilises transformatsioonis üliolulist rolli. Kõik liigimuutusi viivad protsessid saavad alguse liigipopulatsioonide tasandilt ja on suunatud populatsiooni genofondi transformatsioonide protsessid.

Geneetiline tasakaal populatsioonides. Erinevate alleelide esinemissageduse populatsioonis määrab mutatsioonide sagedus, selektsioonisurve ja mõnikord ka päriliku teabe vahetus teiste populatsioonidega indiviidide rände tulemusena. Suhteliselt püsivate tingimuste ja suure populatsiooni suuruse korral viivad kõik need protsessid suhtelise tasakaalu olekusse. Selle tulemusena muutub selliste populatsioonide genofond tasakaaluks; geneetiline tasakaal, või erinevate alleelide esinemissageduste püsivus.

Geneetilise tasakaalustamatuse põhjused. Varem toodud näide insektitsiidide toimest viitab sellele, et loodusliku valiku toime viib selleni suunatud muutused populatsiooni genofondis- "kasulike" geenide sageduse suurendamine. Toimuvad mikroevolutsioonilised muutused. Kuid muutused genofondis võivad ka mittesuunatud, juhuslik tegelane. Enamasti on need seotud looduslike populatsioonide arvu kõikumisega või teatud populatsiooni organismide osa ruumilise isolatsiooniga.

Suunatud, juhuslikud muutused genofondis võib tekkida erinevatel põhjustel. Üks nendest - migratsioon, st osa asurkonna liikumine uude elupaika. Kui väike osa looma- või taimepopulatsioonist asub elama uude kohta, jääb vastmoodustunud populatsiooni genofond paratamatult väiksemaks kui vanempopulatsiooni genofond. Juhuslikel põhjustel ei pruugi alleeli sagedus uues populatsioonis algse omaga kokku langeda. Seni haruldased geenid võivad kiiresti levida (seksuaalse paljunemise tõttu) uue populatsiooni isendite seas. Ja varem laialt levinud geenid võivad puududa, kui need ei olnud uue asula asutajate genotüüpides.

Sarnaseid muutusi võib täheldada, kui elanikkond jaguneb kaks ebavõrdset osad looduslike või kunstlike tõketega. Näiteks rajati jõele tamm, mis jagas seal elanud kalapopulatsiooni kaheks osaks. Väikese populatsiooni genofond, mis pärineb väikesest arvust isenditest, võib jällegi juhuslikel põhjustel erineda koostiselt algse geenifondist. See kannab ainult neid genotüüpe, mis on juhuslikult valitud väikese arvu uue populatsiooni asutajate hulgast. Haruldased alleelid võivad olla tavalised uues populatsioonis, mis on tekkinud algsest populatsioonist eraldamise tulemusena.

Geenifondi koosseis võib muutuda tõttu mitmesugused looduskatastroofid, kui ellu jäävad vaid vähesed organismid (näiteks üleujutuste, põua või tulekahjude tõttu). Katastroofi üle elanud populatsioonis, mis koosneb juhuslikult ellu jäänud isenditest, kujuneb genofondi koosseis juhuslikult valitud genotüüpidest. Arvukuse languse järel algab massiline taastootmine, mille alguse annab väike grupp. Selle rühma geneetiline koostis määrab selle õitseajal kogu populatsiooni geneetilise struktuuri. Samal ajal võivad mõned mutatsioonid täielikult kaduda, samas kui teiste kontsentratsioon suureneb järsult. Elusatesse isenditesse jäänud geenide kogum võib mõnevõrra erineda sellest, mis oli populatsioonis enne katastroofi.

Populatsioonide järsud kõikumised, olenemata sellest, mida need võivad põhjustada, muudavad alleelide sagedust populatsioonide genofondis. Ebasoodsate tingimuste loomisel ja populatsiooni vähenemisel isendite hukkumise tõttu võib osade, eriti haruldaste geenide kadumine tekkida. Üldiselt võib öelda, et mida väiksem on populatsioon, seda suurem on haruldaste geenide kaotamise tõenäosus, seda suurem on juhuslike tegurite mõju genofondi koostisele. Perioodilised kõikumised numbrid on ühised peaaegu kõikidele organismidele. Need kõikumised muudavad geenide esinemissagedust populatsioonides, mis üksteist asendavad. Näiteks mõned putukad; vaid väike osa neist elab üle talve. Sellest väikesest fraktsioonist tekib uus suvepopulatsioon, mille genofond erineb sageli aasta tagasi eksisteerinud populatsiooni genofondist.

Seega vaesestab ja muudab juhuslike tegurite toime väikese populatsiooni genofondi võrreldes selle algseisundiga. Seda nähtust nimetatakse geenide triivimine. Geneetilise triivi tulemusena võib areneda elujõuline populatsioon omamoodi geenivaramuga, suures osas juhuslikult, kuna sel juhul ei mänginud selektsioon juhtivat rolli. Isendite arvukuse kasvades taastub taas loodusliku valiku mõju, mis laieneb uuele genofondile, mis toob kaasa selle suunatud muutused. Kõigi nende protsesside kombineerimine võib viia uue liigi isoleerimiseni.

Suunatud muutused genofondis tekivad loodusliku valiku tõttu. Looduslik valik toob kaasa mõnede geenide sageduse järjekindla suurenemise (antud tingimustes kasulik) ja teiste geenide vähenemise. Loodusliku valiku tulemusena kinnistuvad kasulikud geenid populatsioonide genofondi, s.t soodsad isendite ellujäämiseks antud keskkonnatingimustes. Nende osakaal suureneb ja üldine koostis genofond muutub. Loodusliku valiku mõjul toimuvad muutused genofondis peaksid kaasa tooma ka muutused fenotüüpides, omadustes väline struktuur organismid, nende käitumine ja eluviis ning lõppkokkuvõttes populatsiooni parem kohanemine antud keskkonnatingimustega.

geneetiline tasakaal. Juhuslikud muutused genofondi koostises. Geenide triiv. Suunatud muutused genofondis.

1. Millistel tingimustel on võimalik tasakaal populatsiooni genofondi erinevate alleelide vahel?

2. Millised jõud põhjustasid suunatud muutusi genofondis?

3. Millised tegurid on geneetilise tasakaalustamatuse põhjuseks?

4. Mis on sama liigi isoleeritud populatsioonide genofondide erinevuse põhjused?

Arutlege, kuidas inimtegevus muudab mets- ja kodulooma- ning taimeliikide genofondi.

Looduses igaüks olemasolev vaade on kompleksne kompleks või isegi liigisiseste rühmade süsteem, mis hõlmab spetsiifiliste struktuuri, füsioloogia ja käitumisega isendeid. Selline liigisisene isendite kooslus on elanikkonnast.

Sõna "rahvastik" tuleb ladinakeelsest sõnast "populus" - inimesed, rahvastik. Järelikult elanikkonnast- teatud territooriumil elavate sama liigi isendite kogum, s.o. need, mis ristuvad ainult üksteisega. Mõistet "populatsioon" kasutatakse praegu selle sõna kitsas tähenduses, rääkides konkreetsest liigisisesest rühmitusest, mis asustab teatud biogeocenoosi, ja laias, üldises tähenduses - tähistamaks liigi isoleeritud rühmi, olenemata sellest, millisel territooriumil see asub. ja millist geneetilist teavet see kannab.

Sama populatsiooni liikmed mõjutavad üksteist mitte vähem kui keskkonna või teiste koos elavate organismiliikide füüsikalised tegurid. Populatsioonides avalduvad ühel või teisel määral kõik liikidevahelistele suhetele iseloomulikud suhete vormid, kuid kõige ilmekamad vastastikune(vastastikku kasulik) ja konkurentsivõimeline. Populatsioonid võivad olla monoliitsed või koosneda alampopulatsioonitaseme rühmitustest - perekonnad, klannid, karjad, karjad jne. Sama liigi organismide populatsiooniks ühendamine loob kvalitatiivselt uusi omadusi. Võrreldes üksikorganismi elueaga võib populatsioon eksisteerida väga kaua.

Samal ajal sarnaneb populatsioon organismiga kui biosüsteemiga, kuna sellel on teatud struktuur, terviklikkus, geneetiline programm enesepaljundamiseks ning võime isereguleeruda ja kohaneda. Inimeste koosmõju keskkonnas, looduskeskkonnas või inimese majandusliku kontrolli all olevate organismiliikidega toimub tavaliselt populatsioonide kaudu. On oluline, et paljud populatsiooniökoloogia mustrid kehtiksid ka inimpopulatsioonide kohta.

elanikkonnast on liigi geneetiline üksus, mille muutused viiakse läbi liigi evolutsiooni teel. Sama liigi isendite rühmana, kes elavad koos, toimib populatsioon esimese supraorganismilise bioloogilise makrosüsteemina. Populatsiooni kohanemisvõime on palju suurem kui sellesse kuuluvatel indiviididel. Populatsioonil kui bioloogilisel üksusel on teatud struktuur ja funktsioonid.

Rahvastiku struktuur mida iseloomustavad selle koostisosad ja nende jaotus ruumis.

Rahvastiku funktsioonid sarnased teiste bioloogiliste süsteemide funktsioonidega. Neid iseloomustab kasv, areng, võime säilitada eksistentsi pidevalt muutuvates tingimustes, s.t. populatsioonidel on spetsiifilised geneetilised ja ökoloogilised omadused.

Populatsioonides kehtivad seadused, mis lubavad keskkonna piiratud ressursse sel viisil ära kasutada, et tagada järglaste jätmine. Paljude liikide populatsioonidel on omadused, mis võimaldavad neil arvukust reguleerida. Optimaalse populatsiooni säilitamist antud tingimustes nimetatakse populatsiooni homöostaas.

Seega on populatsioonidel kui rühmaühendustel mitmeid spetsiifilisi omadusi, mis ei ole igale indiviidile omased. Populatsioonide peamised tunnused: arv, tihedus, sündimuskordaja, suremuskordaja, kasvutempo.

Populatsioone iseloomustab teatud korraldus. Indiviidide jaotus territooriumil, rühmade suhe soo, vanuse, morfoloogiliste, füsioloogiliste, käitumuslike ja geneetiliste omaduste järgi peegeldab rahvastiku struktuur. See moodustub ühelt poolt ühise põhjal bioloogilised omadused liigid ja teisest küljest abiootiliste keskkonnategurite ja teiste liikide populatsioonide mõjul. Seetõttu on populatsioonide struktuuril kohanemisvõimeline iseloom.

Liigi kui terviku kohanemisvõime populatsioonide süsteemina on palju laiem adaptiivsed omadused iga konkreetne isik.

Liigi populatsiooni struktuur

Populatsiooni poolt hõivatud ruum või ala võib olla erinev nii erinevate liikide kui ka sama liigi piires. Populatsiooni ulatuse määrab suuresti isendite liikuvus või üksikisiku aktiivsuse raadius. Kui üksiktegevuse raadius on väike, on tavaliselt ka populatsiooni levila suurus väike. Sõltuvalt hõivatud territooriumi suurusest on võimalik eristada kolme tüüpi populatsioone: elementaarne, ökoloogiline ja geograafiline (joon. 1).

Riis. 1. Populatsioonide ruumiline jaotus: 1, liigi levila; 2-4 - vastavalt geograafilised, ökoloogilised ja elementaarpopulatsioonid

Populatsioonidel on sugu, vanus, geneetiline, ruumiline ja ökoloogiline struktuur.

Rahvastiku seksuaalne struktuur esindab eri soost indiviidide suhet selles.

Rahvastiku vanuseline struktuur- suhe isendite populatsiooni koosseisus erinevas vanuses mis esindavad ühe või mitme põlvkonna üht või erinevat järglast.

Populatsiooni geneetiline struktuur määrab genotüüpide varieeruvus ja mitmekesisus, üksikute geenide - alleelide varieerumise sagedus, samuti populatsiooni jagunemine geneetiliselt lähedaste indiviidide rühmadeks, mille vahel ristamisel toimub pidev alleelide vahetus.

Rahvastiku ruumiline struktuur - elanikkonna üksikute liikmete ja nende rühmade paigutuse ja leviku iseloom piirkonnas. Populatsioonide ruumiline struktuur erineb märgatavalt istuvatel ja ränd- või rändloomadel.

Rahvastiku ökoloogiline struktuur on mis tahes populatsiooni jagunemine isendirühmadeks, kes suhtlevad keskkonnateguritega erinevalt.

Iga liik, mis hõivab teatud territooriumi ( ulatus) on sellel esindatud populatsioonide süsteemiga. Mida keerulisem on liigi poolt hõivatud territoorium jagatud, seda rohkem võimalusiüksikute populatsioonide isoleerimiseks. Kuid vähemal määral määravad liigi populatsiooni struktuuri selle bioloogilised omadused, nagu selle moodustavate isendite liikuvus, nende seotuse määr territooriumiga ja võime ületada looduslikke tõkkeid.

Populatsioonide isoleerimine

Kui liigi liikmed segunevad ja segunevad pidevalt suurtel aladel, on sellisele liigile omane väike hulk suuri populatsioone. Kui nõrk arenenud võimed Liigisiseseks liikumiseks moodustub palju väikeseid populatsioone, mis peegeldavad maastiku mosaiiksust. Taimedel ja istuvatel loomadel sõltub populatsioonide arv otseselt keskkonna heterogeensuse astmest.

Liigi naaberpopulatsioonide isoleerituse aste on erinev. Mõnel juhul eraldab neid järsult elamiskõlbmatu territoorium ja need on ruumiliselt selgelt lokaliseeritud, näiteks ahvenate ja viidikate populatsioonid üksikutes järvedes.

Vastupidine variant on suurte territooriumide pidev koloniseerimine liikide kaupa. Sama liigi sees võib esineda nii täpselt määratletud kui ka hägusate piiridega populatsioone ning liigisiseselt võivad populatsioonid olla esindatud erineva suurusega rühmadena.

Populatsioonidevahelised suhted toetavad liiki tervikuna. Liiga pikk ja täielik populatsioonide isoleerimine võib viia uute liikide tekkeni.

Üksikute populatsioonide erinevusi väljendatakse erineval määral. Need võivad mõjutada mitte ainult nende rühmaomadusi, vaid ka üksikute indiviidide füsioloogia, morfoloogia ja käitumise kvalitatiivseid tunnuseid. Need erinevused tekivad peamiselt loodusliku valiku mõjul, mis kohandab iga populatsiooni oma olemasolu spetsiifiliste tingimustega.

Populatsioonide klassifikatsioon ja struktuur

Populatsiooni kohustuslik tunnus on tema võime eksisteerida iseseisvalt antud territooriumil määramata aja jooksul paljunemise tõttu, mitte isendite sissevool väljastpoolt. Erineva mastaabiga ajutised asulad ei kuulu populatsioonide kategooriasse, vaid neid peetakse populatsioonisiseseks alajaotuseks. Nendest positsioonidest lähtudes esindab liike mitte hierarhilise alluvuse, vaid erineva ulatusega naaberpopulatsioonide ruumilise süsteemiga, millel on nendevahelised seosed ja eraldatus.

Populatsioone saab klassifitseerida nende ruumilise ja vanuselise struktuuri, tiheduse, kineetika, elupaiga püsivuse või muutumise ning muude ökoloogiliste kriteeriumide järgi.

Erinevate liikide populatsioonide territoriaalsed piirid ei lange kokku. Looduslike populatsioonide mitmekesisus väljendub ka nende sisestruktuuri tüüpide mitmekesisuses.

Populatsioonide struktuuri peamised näitajad on organismide arvukus, levik ruumis ja erineva kvaliteediga isendite suhe.

Iga organismi individuaalsed omadused sõltuvad tema päriliku programmi (genotüübi) omadustest ja sellest, kuidas see programm ontogeneesi käigus realiseerub. Igal inimesel on teatud suurus, sugu, eristavad tunnused morfoloogia, käitumisomadused, nende vastupidavuse piirid ja kohanemisvõime keskkonnamuutustega. Nende tunnuste jaotus populatsioonis iseloomustab ka selle struktuuri.

Rahvastiku struktuur ei ole stabiilne. Organismide kasv ja areng, uute sünd, surm erinevatel põhjustel, keskkonnatingimuste muutumine, vaenlaste arvu suurenemine või vähenemine – kõik see toob kaasa elanikkonna erinevate suhete muutumise. Selle edasiste muutuste suund sõltub suuresti rahvastiku struktuurist teatud ajaperioodil.

Populatsioonide seksuaalne struktuur

Soo määramise geneetiline mehhanism näeb ette järglaste jagamise soo järgi vahekorras 1:1, nn soosuhte. Aga sellest ei järeldu, et sama suhtarv on iseloomulik kogu elanikkonnale. Sooga seotud tunnused määravad sageli olulised erinevused naiste ja meeste füsioloogias, ökoloogias ja käitumises. Isas- ja emasorganismide erineva elujõulisuse tõttu erineb see esmane suhe sageli sekundaarsest ja eriti tertsiaarsuhtest, mis on omane täiskasvanutele. Seega on inimestel sekundaarne sugude suhe 100 tüdrukut 106 poisi kohta, vanuses 16-18 on see suhe meeste suurenenud suremuse tõttu ühtlustunud ja 50. eluaastaks on see 85 meest 100 naise kohta ning vanuses 80 - 50 meest 100 naise kohta.

Sugude vahekord populatsioonis ei kujune mitte ainult geneetiliste seaduste järgi, vaid teatud määral ka keskkonna mõjul.

Populatsioonide vanuseline struktuur

Sündimus ja suremus, rahvastiku dünaamika on otseselt seotud rahvastiku vanuselise struktuuriga. Populatsioon koosneb erinevas vanuses ja soost isenditest. Iga liigi ja mõnikord ka liigi iga populatsiooni jaoks on iseloomulikud oma vanuserühmade suhted. Rahvaarvu suhtes nad tavaliselt eristavad kolm ökoloogilist ajastut: paljunemiseelne, sigimine ja paljunemisjärgne.

Vanusega muutuvad loomulikult ja väga oluliselt inimese nõuded keskkonnale ja vastupanuvõime tema individuaalsetele teguritele. Ontogeneesi erinevatel etappidel võib toimuda elupaikade muutumine, toitumisviisi, liikumise iseloomu ja organismide üldise aktiivsuse muutus.

Elanikkonna vanuselised erinevused suurendavad oluliselt selle ökoloogilist heterogeensust ja sellest tulenevalt ka vastupidavust keskkonnale. Suureneb tõenäosus, et tingimuste tugevate kõrvalekallete korral normist jääb asurkonda vähemalt osa elujõulisi isendeid, kes suudavad oma eksistentsi jätkata.

Populatsioonide vanuseline struktuur on kohanemisvõimeline. See kujuneb liigi bioloogiliste omaduste põhjal, kuid peegeldab alati ka keskkonnategurite mõju tugevust.

Populatsioonide vanuseline struktuur taimedes

Taimedel on kenopopulatsiooni vanuseline struktuur, s.o. konkreetse fütotsenoosi populatsiooni määrab vanuserühmade suhe. Taime absoluutne ehk kalendrivanus ja tema vanuseline olek ei ole identsed mõisted. Ühevanused taimed võivad olla erinevas vanuses. Isiku vanus ehk ontogeneetiline seisund on tema ontogeneesi etapp, mil teda iseloomustavad teatud suhted keskkonnaga.

Tsenopopulatsiooni vanuselise struktuuri määravad suuresti liigi bioloogilised iseärasused: viljakandmise sagedus, seemnete ja vegetatiivsete ürgsete taimede arv, vegetatiivsete ürgsete noorendamise võime, isendite ülemineku kiirus ühest. vanuse seisund teiseks, võime moodustada kloone jne. Kõige selle ilming bioloogilised omadused sõltub omakorda keskkonnatingimustest. Muutub ka ontogeneesi kulg, mis võib ühel liigil esineda paljudes variantides.

Erinevad taimesuurused peegeldavad erinevaid elujõuduüksikisikud igas vanuserühmas. Inimese elujõud avaldub tema vegetatiivsete ja generatiivsete organite võimsuses, mis vastab kogunenud energia hulgale, ning vastupanuvõimes kahjulikele mõjudele, mille määrab taastumisvõime. Iga indiviidi elujõud muutub ontogeneesis piki ühetipulist kõverat, ontogeneesi tõusval harul suureneb ja langeval harul väheneb.

Paljud niidu-, metsa-, stepi liigid, kui neid kasvatatakse puukoolides või kultuurides, s.o. parimal agrotehnilisel taustal vähendada nende ontogeensust.

Võimalus muuta ontogeneesi teed tagab kohanemise muutuvate keskkonnatingimustega ja laiendab liigi ökoloogilist nišši.

Loomade populatsioonide vanuseline struktuur

Olenevalt paljunemisomadustest võivad populatsiooni liikmed kuuluda samasse põlvkonda või erinevatesse põlvkondadesse. Esimesel juhul on kõik isendid vanuselt lähedased ja läbivad järgmised etapid ligikaudu üheaegselt. eluring. Paljunemise ajastus ja üksikute vanuseetappide läbimine on tavaliselt piiratud konkreetse aastaajaga. Selliste populatsioonide suurus on reeglina ebastabiilne: tingimuste tugevad kõrvalekalded optimaalsest elutsükli mis tahes etapis mõjutavad korraga kogu populatsiooni, põhjustades märkimisväärset suremust.

Ühekordse sigimise ja lühikese elutsükliga liikidel vahetub aasta jooksul mitu põlvkonda.

Kui inimesed kasutavad ära loomade looduslikke populatsioone, on nende vanuselist struktuuri arvesse võttes hädavajalik. Suure iga-aastase juurdekasvuga liikide puhul on võimalik eemaldada suurem osa populatsioonist, ilma et oleks oht selle arvukust kahjustada. Näiteks teisel eluaastal küpseval roosal lõhel on võimalik püüda kuni 50-60% kudevatest isenditest ilma, et see ähvardaks arvukuse edasist vähenemist. Hilisema küpsemise ja keerulisema vanuselise struktuuriga lõhe puhul peaksid küpsest karjast eemaldamise määrad olema väiksemad.

Vanuselise struktuuri analüüs aitab prognoosida rahvastiku suurust mitme järgmise põlvkonna eluea jooksul.

Elanikkonna poolt hõivatud pind tagab talle elatusvahendid. Iga territoorium suudab toita ainult teatud arvu isendeid. Loomulikult ei sõltu olemasolevate ressursside kasutamise täielikkus mitte ainult sellest kogu tugevus populatsioonidele, aga ka isendite paiknemisele ruumis. See avaldub selgelt taimedes, mille toitumisala ei saa olla väiksem kui teatud piirväärtus.

Looduses leidub aeg-ajalt okupeeritud territooriumil isendite peaaegu ühtlast järjestatud jaotumist. Enamasti on aga elanikkonna liikmed ruumis jaotunud ebaühtlaselt.

Igal konkreetsel juhul osutub jaotuse tüüp hõivatud ruumis adaptiivseks, s.t. võimaldab olemasolevaid ressursse optimaalselt kasutada. Tsenopopulatsioonis olevad taimed on kõige sagedamini jaotunud äärmiselt ebaühtlaselt. Sageli ümbritsevad klastri tihedamat keskpunkti vähem tihedalt paiknevad isendid.

Tsenopopulatsiooni ruumiline heterogeensus on seotud klastrite arengu iseloomuga ajas.

Loomadel on nende liikuvuse tõttu territoriaalsete suhete korrastamise meetodid mitmekesisemad kui taimedel.

Kõrgematel loomadel reguleerib populatsioonisisest jaotumist instinktide süsteem. Neid iseloomustab eriline territoriaalne käitumine – reaktsioon teiste elanikkonnaliikmete asukohale. Kuid istuv Elu on täis ressursside kiire ammendumise ohtu, kui rahvastikutihedus on liiga kõrge. Elanikkonna poolt hõivatud kogupindala jaguneb eraldiseisvateks üksik- või rühmaaladeks, millega saavutatakse toiduvarude, looduslike varjupaikade, pesitsusalade jms korrapärane kasutamine.

Vaatamata elanike territoriaalsele isoleeritusele hoitakse nende vahel sidet erinevate signaalide süsteemi ja otsekontaktide abil valduste piiridel.

"Saidi kindlustamine" saavutatakse mitmel viisil: 1) kaitstes hõivatud ruumi piire ja otsese agressiooniga võõra suhtes; 2) eriline rituaalne käitumine, mis näitab ohtu; 3) territooriumi hõivamist tähistavate erisignaalide ja märkide süsteem.

Tavaline reaktsioon territoriaalsetele tunnustele – vältimine – on loomadel pärilik. Seda tüüpi käitumise bioloogiline kasu on selge. Kui territooriumi omamise otsustas ainult füüsilise võitluse tulemus, ähvardaks iga tugevama välismaalase ilmumine omanikku territooriumi kaotamise ja paljunemisest kõrvaldamisega.

Üksikute territooriumide osaline kattumine aitab säilitada kontakte elanikkonna liikmete vahel. Naaberisikud hoiavad sageli stabiilset vastastikku kasulikku ühenduste süsteemi: vastastikune hoiatus ohu eest, ühine kaitse vaenlaste eest. Loomade normaalse käitumise juurde kuulub aktiivne kontaktide otsimine oma liigi esindajatega, mis sageli intensiivistub arvukuse languse perioodil.

Mõned liigid moodustavad laialdaselt rändrühmi, mis ei ole seotud konkreetse territooriumiga. Nii käituvad paljud kalaliigid toitumisrände ajal.

Territooriumi erinevatel kasutusviisidel ei ole absoluutset vahet. Rahvastiku ruumiline struktuur on väga dünaamiline. See allub hooajalistele ja muudele kohanduvatele ümberkorraldustele vastavalt kohale ja ajale.

Loomade käitumismustrid on eriteaduse teema - etoloogia.Ühe populatsiooni liikmete vaheliste suhete süsteemi nimetatakse seetõttu populatsiooni etoloogiliseks ehk käitumuslikuks struktuuriks.

Loomade käitumine populatsiooni teiste liikmete suhtes sõltub ennekõike sellest, kas liigile on iseloomulik üksildane või grupiline eluviis.

Üksildane eluviis, kus populatsiooni isendid on iseseisvad ja üksteisest isoleeritud, on iseloomulik paljudele liikidele, kuid ainult teatud elutsükli etappidel. Organismide täiesti üksildane olemasolu looduses ei esine, kuna sel juhul oleks võimatu täita nende peamist elutähtsat funktsiooni - paljunemist.

Perekonna elustiiliga tugevnevad ka sidemed vanemate ja nende järeltulijate vahel. Sellise ühenduse lihtsaim tüüp on ühe vanema hoolitsus munetud munade eest: siduri valvamine, haudumine, täiendav õhutamine jne. Perekondliku eluviisiga on loomade territoriaalne käitumine kõige tugevam: mitmesugused signaalid, märgid, ohu rituaalsed vormid ja otsene agressioon annavad järglaste kasvatamiseks piisava maatüki omamise.

Suuremad loomade ühendused - karjad, karjad ja kolooniad. Nende kujunemise aluseks on käitumuslike suhete edasine komplitseerimine populatsioonides.

Elu grupis läbi närvi- ja hormonaalne süsteem mõjutab paljude füsioloogiliste protsesside kulgu loomakehas. Eraldatud isikutel muutub ainevahetuse tase märgatavalt, reservained kuluvad kiiremini ära, hulk instinkte ei avaldu ja üldine elujõulisus halveneb.

Positiivne grupiefekt avaldub ainult teatud optimaalse asustustiheduse tasemeni. Kui loomi on liiga palju, ähvardab see kõiki keskkonnaressursside nappusega. Seejärel hakkavad mängu teised mehhanismid, mis põhjustavad rühmas olevate indiviidide arvu vähenemist selle jagunemise, hajutamise või sündimuse languse kaudu.