Популяция - элементарная единица эволюции

Популяция

Как пра­ви­ло, особи од­но­го вида нерав­но­мер­но рас­пре­де­ле­ны в пре­де­лах аре­а­ла.

Обыч­но они об­ра­зу­ют скоп­ле­ния, ко­то­рые раз­де­ле­ны между собой.

Внут­ри таких скоп­ле­ний особи могут скре­щи­вать­ся друг с дру­гом. Со­во­куп­ность осо­бей од­но­го вида, на­се­ля­ю­щих дол­гое время одно про­стран­ство и сво­бод­но скре­щи­ва­ю­щих­ся между собой, на­зы­ва­ет­ся по­пу­ля­ци­ей.

По­пу­ля­ции обыч­но от­де­ле­ны друг от друга гео­гра­фи­че­ски­ми  пре­гра­да­ми: гор­ны­ми хреб­та­ми или вод­ны­ми про­стран­ства­ми, рай­о­на­ми, непри­год­ны­ми или неудоб­ны­ми для про­жи­ва­ния, на­при­мер участ­ка­ми, ли­шен­ны­ми пищи.

Ино­гда изо­ля­ция на­сту­па­ет из-за на­ко­пив­ших­ся раз­ли­чий в по­ве­де­нии. В таком слу­чае особи могут не встре­тить­ся друг с дру­гом в брач­ный пе­ри­од, а встре­тив­шись, не опо­зна­ют в дру­гом су­ще­стве брач­но­го парт­не­ра, а уви­дят в нем пищу или врага (что часто про­ис­хо­дит у на­се­ко­мых и па­у­ко­об­раз­ных).

Сле­ду­ет по­ни­мать, что любая изо­ля­ция от­но­си­тель­на.

На­при­мер, две дуб­ра­вы на­хо­дят­ся на рас­сто­я­нии несколь­ких ки­ло­мет­ров друг от друга, а пыль­ца пе­ре­но­сит­ся толь­ко на несколь­ко сотен мет­ров, по­это­му можно счи­тать, что такие дуб­ра­вы яв­ля­ют­ся изо­ли­ро­ван­ны­ми по­пу­ля­ци­я­ми. Во время бурь пыль­ца может пе­ре­но­сить­ся на несколь­ко ки­ло­мет­ров и до­сти­гать со­сед­них дуб­рав. В таком слу­чае, за счет слу­чай­но­го скре­щи­ва­ния, эта изо­ля­ция будет уже не пол­ной.

 Основные параметры популяции

Ос­нов­ны­ми па­ра­мет­ра­ми по­пу­ля­ции яв­ля­ют­ся чис­лен­ность, плот­ность, по­ло­вая и воз­раст­ная струк­ту­ра, а также про­стран­ствен­ная ор­га­ни­за­ция (рис. 1).

Рис. 1. Ос­нов­ные па­ра­мет­ры по­пу­ля­ции

Чис­лен­ность – это общее ко­ли­че­ство осо­бей в по­пу­ля­ции. Чис­лен­ность по­пу­ля­ции за­ви­сит от тем­пов раз­мно­же­ния, а также смерт­но­сти, и по­это­му по­сто­ян­но из­ме­ня­ет­ся. Для каж­дой по­пу­ля­ции обыч­но есть верх­ний и ниж­ний пре­де­лы чис­лен­но­сти. У од­но­го и того же вида могут быть как боль­шие, так и ма­лень­кие по­пу­ля­ции.

Плот­ность по­пу­ля­ции – это ко­ли­че­ство осо­бей или их био­мас­са (со­во­куп­ная масса жи­во­го ве­ще­ства), при­ве­ден­ная на еди­ни­цу пло­ща­ди или объ­е­ма. На­при­мер, 150 рас­те­ний сосны на 1 гек­тар или 0,5 цик­ло­па на 1 м³ воды. Плот­ность по­пу­ля­ции также из­ме­ня­ет­ся и за­ви­сит от чис­лен­но­сти.

Про­стран­ствен­ное рас­пре­де­ле­ние опи­сы­ва­ет осо­бен­но­сти раз­ме­ще­ния осо­бей по­пу­ля­ции на за­ни­ма­е­мой тер­ри­то­рии. При­род­ным по­пу­ля­ци­ям свой­ствен­но три типа рас­пре­де­ле­ния осо­бей: слу­чай­ное, рав­но­мер­ное и груп­по­вое.

Воз­раст­ная струк­ту­ра по­пу­ля­ции от­ра­жа­ет со­от­но­ше­ние раз­лич­ных воз­раст­ных групп, а также се­зон­ную и мно­го­лет­нюю ди­на­ми­ку этого со­от­но­ше­ния.

В по­пу­ля­ции обыч­но вы­де­ля­ют три воз­раст­ные ка­те­го­рии осо­бей:

пред­ре­про­дук­тив­ная (особи, не до­стиг­шие по­ло­вой зре­ло­сти),

ре­про­дук­тив­ная (особи спо­соб­ные к раз­мно­же­нию),

по­стре­про­дук­тив­ная (особи утра­тив­шие спо­соб­ность к раз­мно­же­нию).

При бла­го­при­ят­ных усло­ви­ях в по­пу­ля­ции при­сут­ству­ют все воз­раст­ные груп­пы и под­дер­жи­ва­ет­ся более или менее ста­биль­ное их от­но­си­тель­ное ко­ли­че­ство. Чис­лен­ность осо­бей на­хо­дя­щих­ся в ре­про­дук­тив­ном пе­ри­о­де – очень важ­ный по­ка­за­тель. Его еще на­зы­ва­ют эф­фек­тив­ная чис­лен­ность.

По­ло­вую струк­ту­ру по­пу­ля­ции опре­де­ля­ет со­от­но­ше­ние полов в по­пу­ля­ци­ях с раз­дель­но­по­лы­ми осо­бя­ми. К ним от­но­сят­ся боль­шин­ство жи­вот­ных и все дву­дом­ные рас­те­ния. Ско­рость раз­мно­же­ния по­пу­ля­ции обыч­но ли­ми­ти­ру­ет­ся ко­ли­че­ством по­ло­возре­лых самок.

Все опи­сан­ные ха­рак­те­ри­сти­ки по­пу­ля­ции силь­но из­ме­ня­ют­ся во вре­ме­ни. По­пу­ля­ции могут объ­еди­нять­ся или раз­де­лять­ся, воз­ни­кать или вы­ми­рать.

Изо­ля­ция по­пу­ля­ций при­во­дит к тому, что особи пре­иму­ще­ствен­но скре­щи­ва­ют­ся внут­ри по­пу­ля­ции. Это при­во­дит к на­коп­ле­нию ге­не­ти­че­ских раз­ли­чий между раз­ны­ми по­пу­ля­ци­я­ми. В такой по­пу­ля­ции ге­но­ти­пы ор­га­низ­мов ока­зы­ва­ют­ся по­хо­жи более, чем между раз­ны­ми по­пу­ля­ци­я­ми.

Со­во­куп­ность ге­но­ти­пов всех осо­бей по­пу­ля­ции на­зы­ва­ет­ся ге­но­фон­дом.

За­кре­пив­ши­е­ся му­та­ции пе­ре­да­ют­ся внут­ри по­пу­ля­ции и необя­за­тель­но по­па­да­ют в дру­гие. Дли­тель­ное на­коп­ле­ние таких раз­ли­чий может вести к ви­до­об­ра­зо­ва­нию. Од­на­ко если ви­до­об­ра­зо­ва­ние не про­ис­хо­дит, по­пу­ля­ция все равно су­ще­ству­ет в пре­де­лах си­сте­мы по­пу­ля­ций ис­ход­но­го вида дли­тель­ное время и обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­да­чу на­ко­пив­ших­ся ге­не­ти­че­ских из­ме­не­ний в ряду мно­гих по­ко­ле­ний.

Ин­ди­ви­ду­аль­ные от­ли­чия от­дель­ных ин­ди­ви­ду­у­мов не могут пе­ре­да­вать­ся по на­след­ству. Жизнь особи огра­ни­че­на, и она может уме­реть, не оста­вив потом­ства.

Для пе­ре­да­чи ге­не­ти­че­ской ин­фор­ма­ции тре­бу­ет­ся раз­мно­же­ние, ко­то­рое у мно­гих ор­га­низ­мов может про­ис­хо­дить толь­ко в усло­ви­ях по­пу­ля­ции.

По­это­му по­пу­ля­ция яв­ля­ет­ся эле­мен­тар­ной, т. е. ми­ни­маль­ной еди­ни­цей эво­лю­ции.

 Примеры численности популяции

Чис­лен­ность по­пу­ля­ции для раз­ных су­ществ ко­леб­лет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах. Ми­ни­маль­ная чис­лен­ность по­пу­ля­ции ха­рак­тер­на для круп­ных мле­ко­пи­та­ю­щих, на­при­мер пред­ста­ви­те­лей се­мей­ства Ко­ша­чьих. Для них чис­лен­ность устой­чи­вой по­пу­ля­ции со­став­ля­ет всего несколь­ко де­сят­ков осо­бей. Для че­ло­ве­ка ми­ни­маль­ная чис­лен­ность устой­чи­вой по­пу­ля­ции – это уже около сотни осо­бей.

Для бес­по­зво­ноч­ных или рас­те­ний чис­лен­ность по­пу­ля­ции может быть много боль­ше и до­сти­гать несколь­ких мил­ли­о­нов осо­бей.

Примеры плотности популяций

Плот­ность по­пу­ля­ции во мно­гом за­ви­сит от раз­ме­ров су­ществ. Так, плот­ность по­пу­ля­ции аф­ри­кан­ско­го слона со­став­ля­ет 1/40 часть слона на 1 км², или один слон на 40 км². Плот­ность по­пу­ля­ции поч­вен­ных бес­по­зво­ноч­ных ко­ло­вра­ток со­став­ля­ет 1000 осо­бей в 1 мл грун­та.