Тема
4 ОРГАНІЗМИ ТА СЕРЕДОВИЩЕ І ІСНУВАННЯ
& 57. Поняття про популяцію
1. Що таке популяція? У & 3 ви ознайомилися з рівнями біологічних систем, що розташовані нижче за організмений. Але чи є організм найбільшою з відомих нам біосистем? Звісно, ні. Частиною яких біосистем є організм? Насамперед, популяції. Популяція – це сукупність організмів одного виду, яка населяє певну територію та відносно відмежована від інших таких сукупностей. Зазвичай популяціями вважають такі сукупності, які існують унаслідок розмноження особин
Які території (або акваторії) населяє популяція? Різні, залежно від того, який вид ми розглядаємо.
Зверніться до форзацу 1. У воді ми бачимо окуня. Популяція окунів населяє ставок.
Водне середовище, у якому вони живуть, має чіткі межі, і популяція окуня існує саме в них.
На окуня полює чапля. Вона прилетіла до ставка з колонії чапель (рис. 57.1), де побудувала свої гнізда певна кількість пар (зазвичай – кілька десятків). Чаплі цієї колонії теж утворюють популяцію. Це приклади локальних (від латин, locus
– місце) популяцій, що пов’язані з певним місцем.
Рис. 57.1. Загальний вигляд колонії сірих чапель (а) та її частина в той час, коли пташенята вийшли з гнізда (б)
Для кожного молодого птаха з колонії (локальної популяції) шансів утворити пару з іншим птахом із тієї самої колонії набагато більше, ніж знайти собі пару звідкись здалеку. Саме це є проявом відносної відмежованості локальних популяцій. Між ними є межі, але ці межі не чіткі. Шанси утворити пару з “чужинцем” усе-таки є.
Згадайте, що сірі чаплі відлітають на зимування в Африку. Повертаючись, деякі птахи можуть оселитися в якомусь іншому місці того ж регіону. Проте для чаплі з України майже неможливо зустрітися, наприклад, із чаплею з Далекого Сходу, яка літає на зимування в Південно-Східну Азію. Отже, сукупність локальних популяцій у певному регіоні утворює регіональну популяцію.
2. Дивовижна особливість популяцій. Визначати окремий, вищий рівень біосистем потрібно тоді, коли вища біосистема має якісь ознаки, що відсутні в нижчих біосистем, які її утворюють. Які особливості популяцій відсутні в окремих особин? Відповідь вас здивує… Згадайте: кожна особина живе лише певний час і неминуче гине. А популяція може загинути, але може й жити нескінченно. Популяції є потенційно (тобто можливо) безсмертними!
Який вік мають популяції тих тварин, яких ми згадували? Популяція окунів виникла, коли зробили ставок. Його заселили окуні із сусідньої водойми. Можна сказати, що та популяція відділила від себе частину. Колонія чапель могла виникнути багато століть тому. Чаплі шкодять деревам, на яких гніздяться. Коли дерева, на яких гніздиться колонія, гинуть, вона переміщується на інші дерева. Колись ця колонія виникла від іншої.
За час її існування вона могла загинути, але їй пощастило, і вона збереглася.
А коли виникла перша популяція, від якої пішли популяції окунів і чапель? Вид Річковий окунь і вид Сіра чапля виникли внаслідок еволюції (рис. 57.2). Якби можна було простежити долю тих популяцій, до яких належать зображені на форзаці 1 тварини, ми б побачили, що кілька мільйонів років тому їхні предки належали до інших видів. А приблизно 400-420 млн років тому існували популяції спільних предків чаплі й окуня (рис. 57.2) Це були перші кісткові риби, спільні предки лопатеперих (від яких пішли чотириногі, і чаплі зокрема) та променеперих (до яких належить окунь). Ще далі в минуле – безперервна черга популяцій більше ніж на 3 млрд років (див. форзац 2). Переважна більшість популяцій, що виникли за цей час, загинули, але певна кількість (усі, що існують тепер на Землі) – вижили й мають шанс залишитися живими в майбутньому.
Рис. 57.2. Схема походження сірої чаплі та її найближчих родичів (за даними молекулярних досліджень, рис. 4.2, с. 18)
Рис. 57.3. Приблизно так
Виглядав спільний предок чаплі й окуня
Ми – організми, і нам здається, що наша планета населена організмами. Водночас можна сказати, що її населяють потенційно безсмертні популяції.
3. Структура популяції. Крім потенційного безсмертя, популяції мають іще деякі характерні ознаки. До них належать, зокрема, вікова й статева структури.
Пояснимо це на прикладі популяції окуня.
Що буде, якщо в ставку залишаться тільки дорослі окуні, а молодняку не стане? Старі риби помруть, і з ними зникне популяція. А що буде, якщо в ставку залишаться тільки самки або тільки самці окунів? Розмноження зупиниться, і популяція загине. Тривале існування популяцій можливе лише тоді, коли вони мають певну статеву й вікову структури.
У популяціях більшості видів тварин самок і самців приблизно порівну. А вікова структура в стійкій популяції має вигляд піраміди (рис. 57.4). Риба може загинути в будь-якому віці, тому молодих особин має бути більше, ніж зрілих. Щороку величина окунів збільшується, а чисельність – зменшується.
Рис. 57.4. Умовна вікова та статева структура локальної популяції річкового окуня.
Кожен рівень піраміди відповідає певному віку. Площа кожного прямокутника пропорційна чисельності окремої групи особин одного віку й однієї статі.
Особини існують у складі популяцій – сукупностей представників одного виду, які населяють певну територію та відносно відмежовані від інших таких сукупностей. На відміну від організмів, популяції є потенційно безсмертними. Тривале існування популяції можливе за умови її певної вікової та статевої структури.
Локальні й регіональні популяції; потенційне безсмертя; статева й вікова структури популяції.
1. Чи може популяція загинути? Обгрунтуйте відповідь прикладами.
2. Наведіть приклади поділу однієї популяції на дві частини або, навпаки, об’єднання популяцій.
3. Чому неможливе тривале існування популяції, у якій кількість особин певного молодого віку залишається меншою за кількість особин якогось старшого віку?
4. До якої локальної та регіональної популяції людей належите ви самі?
4. Чи можуть схрещуватися представники популяцій різних видів? Ви зрозуміли, що в єдине ціле популяції поєднуються
Спільною участю особин у розмноженні. Однак іноді межі між популяціями різних видів (і, відповідно, межі між видами) долаються. Так виникають природні міжвидові гібриди. Явище це не дуже поширене, але й не рідкісне. Зокрема, міжвидові гібриди відомі для 6 % видів європейських ссавців.
Через відмінності в наборі спадкової інформації, отриманої від батьків, зазвичай міжвидові гібриди не можуть утворювати статеві клітини. Прикладом таких гібридів є мул, гібрид самця коня та самки віслюка (рис. 57.5). Певні гібриди в рідкісних випадках народжують потомство,
Як лігри – гібриди самця лева та самки тигра (рис. 57.6). Унаслідок міжвидової гібридизації можуть виникати нові види, як-от у ящірок і ропух.
А в зелених жаб (рис. 57.7) утворюються гібриди, які виробляють статеві клітини того чи іншого батьківського виду. Такі гібриди називають напівклональними. Вони можуть жити й розмножуватися спільно з представниками батьківських видів, утворюючи популяційні системи. При схрещуванні їстівної жаби, яка виробляє статеві клітини ставкової жаби, з озерною жабою все потомство складається з їстівних жаб. Вірогідно, найцікавіші для дослідників популяційні системи зелених жаб існують у Східній Україні, у водозбірному басейні Сіверського Дінця.
Рис. 57.5. Мул
Рис. 57.6. Лігр
Рис. 57.7. Зліва направо: ставкова жаба; озерна жаба; їстівна жаба – їхній міжвидовий гібрид
(2 votes, average: 5,00 out of 5)