УРОК 27. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОПУЛЯЦІЙ. СТАТЕВА Й ВІКОВА СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦІЇ. ФАКТОРИ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ЧИСЕЛЬНІСТЬ ПОПУЛЯЦІЇ

Цілі уроку: ознайомити учнів з основними харак­теристиками популяцій і факторами, які на них впливають, розглянути особ­ливості статевої та вікової структури популяцій; розвивати вміння порівню­вати й аналізувати відому інформацію; виховувати розуміння залежності існу­вання живих організмів від діяльності людини.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації з гісто­грамами статевої та вікової структури по­пуляцій, зображення ареалу популяцій різних видів живих організмів, схеми впливу різних факторів на популяції.

Базові поняття й терміни: екологія, популяція, статева структура популяції, вікова структура популяції, екологічні фактори, чисельність попу­ляції.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Чи всі особини будь-якого виду можуть вільно зустрічатися між собою?

2. Чому існуючі види в більшості випадків розділені на відносно відокремлені одна від одної групи?

3. Навіщо потрібно вивчати не тільки окремі організми, але і їх угруповання?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Характеристика популяцій

Популяція — це сукупність особин одного виду, які відтворю­ють себе протягом великої кількості поколінь і тривалий час займа­ють певну територію, функціонуючи й розвиваючись в одному або ряді біоценозів.

Популяція — елементарна еволюційна одиниця, екологічною ознакою якої є щільність, розподіл особин за віком і статтю, ха­рактер розміщення в межах екосистеми чи угруповання, тип росту та ін.

Екологічна структура популяції — це її стан на певний момент (кількість та густота особин, їх розміщення у просторі, співвідно­шення груп за статтю й віком, морфологічні, поведінкові й інші особливості). Структура популяції являє собою форми адаптації до умов її існування, є своєрідним віддзеркаленням природних сил, які на неї впливають. Нинішня структура тієї чи іншої популяції відбиває водночас як минуле, так і потенційне майбутнє угрупо­вання.

Чисельність популяції — загальна кількість особин на певній території або в певному об’ємі (води, ґрунту, повітря), які нале­жать до однієї популяції. Розрізняють неперіодичні (такі, що рідко спостерігаються) і періодичні (постійні) коливання чисельності по­пуляцій.

Щільність популяцій — середня кількість особин на одини­ці площі чи об’єму. Розрізняють середню й екологічну щільності. Середня щільність — це кількість особин (або біомаса) на одини­цю всього простору. Екологічна щільність — кількість особин (або біомаса) на одиницю заселеності простору (тобто доступної площі або об’єму, які фактично можуть бути зайняті популяцією). У разі збільшення чисельності щільність популяції не росте лише у ви­падку її розселення, розширення ареалу.

Статева й вікова структура популяцій

Співвідношення чоловічої і жіночої статей у популяції має важ­ливе екологічне значення, оскільки воно безпосередньо пов’язане з потенціалом її розмноження, а отже, із впливом на життєдіяль­ність усієї екосистеми. Причому це стосується лише роздільно­статевих організмів. Справа в тому, що в популяціях розрізняють одностатеві та двостатеві структури. Одностатеві популяції скла­даються лише із жіночих особин і розмножуються партеногенезом (розвиток яйцеклітини відбувається без запліднення: бджоли, тлі, коловертки, багато спорових і насінних рослин). У природі більш поширені двостатеві популяції. У тваринному світі переважають роздільностатеві види, зрідка трапляються і в рослин (тополі, мохи). Гермафродитизм (наявність в одного організму чоловічих і жіночих органів розмноження) характерний для безхребетних і вищих рослин.

У ссавців, у яких один самець може запліднити декілька самок, для розуміння розвитку більше значення має чисельність самок, ніж сумарна кількість особин. Це пов’язане з тим, що лише по­одинокі види утворюють на період розмноження окрему пару, яка може зберігатися до кінця життя одного з партнерів.

Співвідношення статей — це відношення кількості самців до кількості самок або кількості самців до загальної кількості самців і самок. Завдяки генетичній детермінації кількість самців і самок майже однакова (1:1). Співвідношення статей у вищих тварин має практичне значення (свійські тварини, кури, олені). В Європі попу­ляція благородного оленя так швидко розростається, що доводить­ся відстрілювати не лише самців, але й самок. Для характеристики статевої структури популяції застосовують ряд показників, зокре­ма відношення кількості жіночих особин до певної кількості чоло­вічих особин (у частинах або відсотках). Показник статі подають у вигляді десяткового дробу, наприклад 0,40. Вихідний показник статей найчастіше виражається як 1:1, але з віком він відхиляєть­ся від цього показника, що пов’язано з неоднаковою смертністю в групах чоловічих і жіночих особин.

Важливим аспектом структури популяції є також віковий роз­поділ, тобто співвідношення чисельності особин різних вікових класів і поколінь. Такі популяції називають поліциклічними (де­ревні рослини, багаторічні трави, хребетні та безхребетні, життя яких триває понад один рік). Популяції, які складаються з особин одного віку, називають моноциклічними (більшість трав’яних рос­лин, комах).

Вікова структура стосується не лише унітарних організмів (в основному, організми тварин, будова яких значною мірою зумовлена генетично), але й модулярних (в основному, організми, в яких із зиготи розвивається якась одиниця будови (модуль): ко­ріння, пагони, крона, листя). Загальна будова тіла рослинного ор­ганізму визначається, по суті, кутами між суміжними модулями й довжиною стебел чи міжвузлів, що їх з’єднують. Кожен із моду­лів, розвиваючись, молодшає чи старішає, причому це може відбу­ватися одночасно, що ускладнює встановлення вікової структури популяції.

Слід брати до уваги, що характер життєдіяльності модуля, по­дібного до листка чи кореня, із віком змінюється. При цьому часом змінюється і його поживна цінність, а також ступінь принадливос­ті для фітофагів. Листя чи коріння зазвичай стають жорсткішими, вміст у них волокнистих речовин підвищується, а білка — падає, що зменшує відсоток засвоюваності їжі. Тому найкраще в якості лучної трави «розбирається» худоба, вибираючи найпоживнішу.

Вікова структура популяції характеризує її здатність до роз­множення. Американський еколог А. Боденхеймер виділив три екологічні віки популяції (три вікові стадії популяції): перед-репродуктивний, репродуктивний і пост-репродуктивний. Тривалість цих періодів у різних організмів коливається. У багатьох тварин і рослин особливо тривалим буває перед-репродуктивний період. Якщо умови сприятливі, у популяції присутні всі вікові групи, які забезпечують відносно стабільний рівень її чисельності. Облік і аналіз вікової структури має велике значення для раціонального ведення мисливського господарства і прогнозування популяційно-екологічної ситуації.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Що таке популяція?

2. Яку вікову структуру може мати популяція?

3. Від чого залежить статева структура популяції?

4. Які фактори впливають на структуру популяції?

V. Домашнє завдання