Популяция туралы түсінік

Жануарлардың қозғалуына байланысты территорияда орналасуы  әр текті болады. Тіпті субстратқа бекініп тіршілік ететін түрлерінің өзінде кеңістікті үнемді пайдалануға икемділігі болады. Асцидияларда (су түбіне бекініп тіршілік ететін омыртқасыз жануар) өсіп келе жатқан колонияларының шеті басқа түрдің колонияларына жанасқан соң олардың үстін орай өсіп, оны көміп тастайды. Егер бір түрге жататын колониялар кездессе, оның әрқайсысы көршісінің өсуін тоқтатып басқа бағытқа қарай өсе бастайды.

Популяциядағы жекелеген  особьтардың кеңістікте орналасуына қолдау жасайтын инстинктер құстарда, сүт қоректілерде, кейбір балықтарда және амфибияларда, сондай-ақ жүйке жүйесінің құрылысы күрделі кейбір жәндіктерде, өрмекшілерде, сегізаяқтарда және т.б. кездеседі. Кеңістікті пайдалануына байланысты қозғалатын барлық жануарларды екі топқа бөледі: бір орнында тіршілік ететін және көшт-қонып жүретіндер.

Бір орнында тіршілік ететін ағзаларда өмірінің барлық кезеңі немесе негізгі кезеңдері ортаның белгілі бір бөлігінде ғана етеді. Мұндай жануарлар өзінің тіршілік етіп жатқан жерін тастап кетпейді. Егер қандай да бір жағдайлармен сол жерді тастап кетуге мәжбүр болса, кейінірек сол жерге қайтып оралады. Көптеген түрлер үзақ та алые миграциялардан кейін өздері көбейетін жерге қайтып келеді. Мұны экологияда «хоминг» (ағылш. home -үй) деп атайды. Мысалы, қараторғайлардың бір жұбы жыл сайын өзінің үясына келіп қонатыны белгілі. Ал көгершіндерді іс жүзінде - хат тасу үшін пайдаланганы бәрімізге белгілі.

Популяцияның жыныстық құрылымы - особьтардың жыныстары бойынша  ара қатынасы. Популяциядағы жыныстардың  ара қатынасы генетикалық зандар бойынша анықталады және оларға орта әсер етеді. Көптеген түрлерде болашақ особьтың жынысы ұрықтану кезінде хромосомдардыц комбинацияларының өзгеруі нәтижесінде анықталады.

Жыныстық белгілері көбіне аталықтары мен аналықтарының морфологиялық (өлшемі, түсі), физиологиялық (өсу қарқыны  жыныстық жетілу кезеңі), экологиялық  және мінез-құлықтық айырмашылықтарын анықтайды. Мысалы, қан сорғыш масалар (Culicidae) тұқымдасына жататын масалардың аталық особьтары имаго кезеңінде (жәндіктер мен кейбір буын аяқтылардың жеке даму кезеңіндегі ересек стадиясы) аналық особьтары сияқты қанмен емес, тек өсімдіктердегі шықтарды жалаумен, өсімдіктер шырынымен қоректенеді немесе тіпті қоректенбейді де. Табиғатта аналық особьтары көп өлетін түрлер де (мысалы, ондатра, пингвин, жарқанат) және керісінше аталық особьтары көп өлетін түрлерде де (көптеген кемірушілер, қырғауылдар) кездеседі. Кейбір жарқанаттарда қысқы ұйқыдан сон аналық особьтардың үлесі популяцияның тек 20%-ын ғана құрайды. Сондай-ақ популяциядагы жыныстар ара қатынасына орта жағдайлары да әсер етеді. Кейбір түрлерде жыныс генетикалық факторларға емес, экологияльщ факторларға байланысты. Мысалы, Arisaema japonica өсімдігінің жынысы түйнектеріндегі қоректік заттар қорының жиналуына байланысты. Үлкен түйнектерінен аналық гүлдері бар особьтар, майда түйнектерінен аталық особьтары өсіп шығады. Сары орман құмырсқаларында (Formica rula] + 20°С төмен температурадағы салған жұмыртқалардан аталық особьтары, ал жоғары температурада - аналық особьтары Дамиды. Бұл құбылыс ұрық сақталатын ұрық қабылдағыштын бұлшық еттеріне байланысты, өйткені олар тек жоғары температурада ғана белсенді болып, жұмыртқалардың ұрықтануын қамтамасыз етеді. Ал ұрықтанбаған жұмыртқалардан жарғақ қанаттыларда тек аталық особьтар дамиды.

Әсіресе популяцияның жыныстық құрылымына ортаның жынысты және партеногенетикалық (жынысты көбеюдің бір түрі - аналық ұрық клеткалары ұрықтанбай дами бастайды, эволюция барысында жеке жынысты және гермафродит формаларда пайда болған бір жынысты көбею) ұрпақтары кезектесіп отыратын түрлерде жақсы байқалады. Дафнияларда (Daphnia magna) қолайлы температурада партеногенетикалық жолмен аналық особьтар, ал жоғары немесе томен температурада популяцияларда аталық особьтар пайда болады. Ал шіркейлерде қос жынысты ұрпақтың пайда болуына күн ұзақтығы, температура, особьтар тығыздығының артуы және т.б. әсер етеді.

Популяцияның генетикалық  құрылымы - особьтардың әртүрлі дәрежедегі генетикалық әр түрлілігімен сипатталады. Популяция особьтарындағы гендердің жиынтығын генефонд деп, ал бір ағзаның хромосомасындағы бүкіл гендердің жиынтығын генотип деп атайды. Генетика тұрғысынан, популяция - генотиптер жиынтығы.

Генотип орта жағдайларымен  өз ара әрекеттесіп фенотип түзеді- Фенотип - генотиптің орта жағдайларымен әрекетгесуі арқылы құрылатын особьтардың барлық белгілерімен қасиеттерінің (морфологиялық , физиологиялық және мінез- құлықтық) жиылтығы.

Вирустар мен микроағзалардан  бастап жоғары сатыдағы өсімдіктер мен  жануарларға дейінгі тірі ағзалардың бәріне тән қасиет - мутацияға ұшырау мүмкіндігі. Мутация - табиғи немесе жасанды жолмен тұқым қуалайтын генетикалық материалдың өзгеруі нәтижесінде ағзаның кейбір белгілерінің өзгеруі. Популяцияның жастық құрылымы особьтардың барлық жас топтарын, оның ішінде ағзаның барлық даму стадиялары мен фазаларын қамтиды (мысалы, жәндіктердің қуыршақтары мен личинкалары, өсімдіктер өскіндері).

Жануарлар популяциясында үш экологиялық жасты бөледі: репродуктив  алды (өндіруге дейінгі), репродуктивті (өндіруші) және репродуктив соңы (өндіруден  кейін). Жалпы өмірінің ұзақтығына қатысты әрбір жастың ұзақтығы әр түрде әрқалай болады. Адамдарда әрбір жас тобына бүкіл өмірінің үштен бір бөлігі келеді. Ал көптеген өсімдіктер мен жануарларда алғашқы Жас тобы ұзақ болып келеді.

Өсімдіктердің тіршілік циклын 4 кезеңге біріккен 11 жастық күйге бөледі

Тұқымды өсімдіктердің жастық кезеңдері мен күйлері

Особьтың жастық құйі —  ортамен белгілі бір қарым-қатынаста болатын онтогенездегі этаптары. Мысалы: оскіндер тұқымдағы қорлық заттармен және фотосинтез әсерінен аралас қоректенеді; ювенильдік өсімдіктер өздігінен дербес қоректенеді, оларда тұқым жарнақтары болмайды; имматурлық өсімдіктердің өркендері түптене бастайды; өсімдіктің генеративті кезеңге ауысуымен тек гүлдер мен жемістер пайда болмайды, ағзада ішкі биохимиялық және физиологиялық өзгерістер жүреді.

Осы күйдегі популяциядағы  особьтар ара қатынасын популяцияның жастық спектрі деп атайды. Жастық спектр ағзалардың өлу және туылу белсенділігімен байланысты. Популяцияның жастық құрылымы сыртқы факторлар әсерінен өзгеруі мүмкін. Өйткені сыртқы факторлар туылу және өлу процестерін қадағалап отырады.

Егер популяцияда барлық жастағы особьтар біркелкі мөлшерде болса соғұрлым өміршең болады. Мұндай популяцияларды қалыпты деп атайды. Егер популяцияларда кәрі особьтар көп болса оны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяциялар деп, ал жас особьтар саны көп популяцияларды инвазиялық немесе өсіп келе жатқан популяциялар деп атайды.

Популяциядағы әр жастағы особьтардың сандық мөлшерін салыстыру үшін жастық құрылымының гистограммасы құрастырылады.

Жастық құрылымға талдау жасау жақын арада популяцияның бірнеше ұрпақтарының сандық мөлшерін білуге көмектеседі. Мұндай талдаулар ауланатын балықтардың шамасын білу үшін балық шаруашылығында жиі қолданылады. Егер таңдап алынган табиғи популяцияның жастық құрылымының көрсеткіштеріне ортаның әсері дәл анықталып алынган болса, алдағы бес жылда аулауға болатын балықтардың мөлшері туралы дәлдігі жоғары болжамдар алуға болады.

Популяцияның этологиялық (мінез-құлық) құрылымы - Жануарлар мінез-құлқы ерекшеліктерін этология ғылымы зерттейді, яғни, бір популяциядагы особьтардың бір-бірімен қарым-қатынасын популяцияның экологиялық немесе мінез- құлық құрылымы деп атайды.

Популяциядағы жануарлардың мінез-құлқы түрдің қалай: жеке тіршілік ете ме, әлде топтаньш тіршілік ете ме - соған байланысты

Жеке тіршілік ету көптеген түрлерде, бірақ тіршілік циклының кейбір стадияларында ғана кездеседі. Түрдің өмір бойы жеке тіршілік етуі табиғатта кездеспейді. Өйткені онда негізгі функция - көбею болмайтын еді. Алайда кейбір бірге тіршілік ететін түрлерде өте әлсіз, сирек байланыс болады. Бұған мысал ретінде кейбір су жануарларын айтуға болады. Оларда ұрықтану сырттай жүреді (сегізаяқ). Ал кейбір іштей үрықтанатын түрлерде де аталық және аналық особьтардың байланысы өте қысқа, тек копуляция (шағылысу) кезінде ғана болады (хан қызы, кейбір қоңыздарда, т.б.).

Жеке тіршілік ететін түрлерде особьтардың шоғырланып жиналуы  уақытша - көбею алдында, қысқы суықтан  пана іздеген кезде байқалады (мысалы, кейбір көбелектер күзде көптеп үйдің шатырының астында немесе басқа бір паналайтын жерлерде, жайындар мен шортан балықтар су түбіндегі шұңқырларда).

Популяция ішінде особьтар арасындағы қатынастардың күрделенуі екі багытта жүреді: особьтар арасында жыныстық байланыстың күшеюі және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстардың пайда болуы. Осының негізінде популяциялар ішінде құрамы және бірге болу ұзақтығы әртүрлі семьялар құрыла бастайды.

Ата-аналық жүітгардың құрылуы  қысқа да, ұзақ та уақытқа, кейде  тіпті өмір бойына құрылады. Мысалы, полиғамды бұлдырық, саңырау құр аталықтары көптеген аналықтармен шағылысады да, бірақ тұрақты жұп түзбейді. Кейбір үйректерде (бізқұйрық) қыс кезінде немесе миграция кезінде жүптар түзіп, аналықтары ұяларына орналасқан соң аталықтары оларды тастап кетеді. Көптеген торғайларда жүптары балапандарының қанаттары қатайғанша бірге болады. Аққу, тырна, көгершіндерде жүптар көптеген жылдар бойы, кейде өмір бойы бірге болады.

Жануарларда жүбын іздеу  көбею алдында күрделі болып, Мінез-құлықтары да өзгереді (мысалы, шалғынпы қоңыздарда жүп құру алдында аталық особьтардың «билеуі», кейбір өрмекшілерде (қарақұрт) шағылысқан соң ағалықтарының налықтарына қорек болуы, құстарда үя салу және т.б.).

Жұптарын іздеген кезде  жануарлар арасында бәсекелестік күшейе түседі. Аталықтары арасында төбелестер, ритуалды қимыл-қозғалыстар күрделеніп жиілейді. Сөйтіп, көбею алдында жануалар популяциясында особьтар арасындағы байланыстар күшеиіп - жұбын іздеу белсенділігі арта түседі.

Семьялық тіршілік етуде  ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар күшті болады (мысалы, ата-анасының біреуінің жұмыртқасын басып шығару, жауларынан бірлесіп қорғану және т.б.). Құстарда балапандары үлкейгенше, аю, жолбарыс популяцияларында балалары бірнеше жыл ата- аналарьгаың жанында, жыныстық жасқа жеткенше тәрбиеленеді.

Ұрпақтарын ата-анасының қайсысы күтуіне байланысты аталық, аналық және аралас типтері болады. Семьялық тіршілік етуде жануарлардың территориялдық мінез-құлқы анық байқалады: әртүрлі белгілер, өз территориясын белгілеу, т.б.

Жануарлардың мұнан да үлкен бірлесіп тіршілік етуі - колониялар, үйірлер, табындар. Олардың негізінде популяциядагы байланыстардың күрделене түсуі жатыр.

Колония - жануарлардың бір жерде топтасып тіршілік етуі. Олар ұзақ уақыт бойы немесе уақытша көбею кезінде ғана болуы мүмкін (мысалы, шагала, гагар, тупиктерде уақытша).

Колонияның күрделі түрі - особьтар арасында қызметтердің бөлінуі. Бұл кейбір особьтардың тіршілігін сақтап қалуға әсер етеді. Мысалы, бір-бірін әртүрлі белгілер беріп сақтандыру және жауларынан бірігіп қорғану. Кейбір қаздар, шагала, қарлығаштар шулап жауларынан үяларын, балапандарын қорғап қалады. Ең күрделі колониялар кейбір жәндіктерде - термиттерде, араларда, құмырсқаларда кездеседі (көбею, қорғану, ұя салу). Мұнда тіпті еңбекті бөлісу де байқалады.

Үйір - жануарлардың уақытша бірігіп тіршілігін жеңілдетуі (жауларынан қорғану, қорегін табу, миграция). Мұндай бірігу құстарда, балықтарда, иттерде көп кездеседі.

Қимыл-қозғалыстарын үйлестіру бойынша үйірлер 2 топқа бөлінеді: Эквипотенциалды, яғни, үйір мүшелерінде айқын доминанттар болмайды (балықтарда, кейбір құстарда). Көсемдері бар үйірлер (ірі құстарда, сүт қоректілерде).

Табын - үйірлерге қарағанда  біршама үзақ, түрақты тіршілік етеді. Мұндай топтардың негізін доминант-багыныштылық қатынастар құрайды. Табындардың бір түрі - уақытша немесе біршама уақытта түрақты көсемдері бар топтар. Көсем - бұл тәжірибелі топ мүшесі. Табынның миграциясын, қоректенетін жерді және т.б. қасиеттерін көсемдері анықтайды.

Көсемдіктің биологиялық  маңызы - жеке особьтардын тәжірибесі бүкіл топқа пайдалы болуында.

Топ эффекті - бірге тіршілік ету барысында особьтарда физиологиялық  процестердің қалыпты жүріп, өміршеңдігінің артуы. Топта тіршілік ету жүйке және гормоналдық жүйелер бойынша жануарлар ағзасындағы көптеген физиологиялық процестерге әсер етеді. Особьтарды жеке үстаган кезде (әдетте топта тіршілік ететін) зат алмасу процестері өзгеріп, өміршеңдігі нашарлай түседі. Мысалы, қойлар отардан жеке қалғанда жүрек соғуы, тыныс алуы жиілей түседі де, отарға қосылғанда қалпына келеді. Жарқанаттарда колониядан жеке қыстап шыққанда зат алмасу процесі тез жүріп, энергияның көп бөлінуіне алып келеді. Әдетте мұндайда жарқанаттар көбіне өліп қалады.

Топ эффекті жеке тіршілік ететін түрлерде байқалмайды. Егер мұндай түрлерді жасанды түрде басқа  түрлермен қосса, оларда тпіркену, бір-бірімен соғысу жиілеп көптеген физиологиялық көрсеткіштері оптимумнан ауытқи бастайды. Мысалы, құлақты кірпілер жеке .тіршілік еткен кезбен салыстырғанда топта оттегіні 134% -ға көп паидаланады.

Популяция динамикасы

Популяция динамикасы - популяциядағы  особьтардың сандық мөлшерін және оларды реттеудің механизмдерін зерттейтін популяциялық экологияның бөлімі.

Популяция динамикасының  негізгі белгілеріне жататындар: популяцияның сандық мөлшері - белгілі  бір аумақтағы немесе көлемдегі особьтардың жалпы саны; популяция тығыздығы - белгілі бір жер аумагындағы немесе көлемдегі особьтардың орташа саны; популяциядағы туылу саны - белгілі бір уақыт ішінде көбею нәтижесінде популяцияда пайда болган жаңа особьтар саны; популяциядағы өлу саны - белгілі бір кезеңдегі популяциядағы өлген особьтар саны; популяция өсімі - популяциядагы особьтардың туылуы мен өлуі арасындағы сандық айырмашылық; өсу қарқьшы - белгілі бір уақыт ішіндегі популяциядағы орташа өсім.

Мұндай демографиялық  белгілерді зерттеу популяция тіршілігінің заңдылықтарын, сәйкесінше жалпы экожүйедегі  тұрақтылық негіздерін анықтауға мүмкіндік береді.

Популяцияның сандық мөлшері  мен тығыздығы - популяцияның сандық сипаттамасын көрсететін негізгі көрсеткіштер. 

Әрбір популяцияға биотикалық потенциал тән, яғни, белгілі бір уақыт аралығылда популяциядағы особьтардьщ сандық мөлшерінің көбеюіне қабілеттілігі. Әртүрлі ағзаларда биотикалық потенциал әрқалай. Көбеюдің жоғары потенциалы бар ағза- дерге, мысалы, кейбір бактерияларды жатқызуға болады. Әрбір 20 минут сайын жай бөліну арқылы көбейетін Bacillus coli бактериялары қолайлы жағдайларда бүкіл жер шарын 36 сағатта игеретін еді. Ал 7,5 млрд-қа дейін спора түзетін жауын саңырауқұлағы екінші ұрпағында бүкіл Жер бетін басып қалатьш еді.

Биотикалық потенциалдың мөлшері әр түрлі түрлерде әрқалай. Мысалы, еліктің аналығы бүкіл өмірінде 10-15 лақты дүниеге алып келеді, нематод трихина (Trichinella spiralis) - 1.8 мың жұмыртқа салса, бал арасыньщ аналығы - 50 мың жұмыртқа, ал ай-балық (Mola mola) 3 млрд. уылдырық шашады. Бұл түрлердің биоткалық потенциалы мұнан да жоғары, өйткені дамып келе жатқан жұмыртқалар мен ұрықтардың көпшілігі туылмай жатып өліп кетеді.