Морфологическая разнокачественность особей Цель работы:Изучение размерно-весовой структуры популяций водных животных с длительным периодом жизни и коротким периодом размножения.
Популяции разных видов гидробионтов являются составной частью гидробиоценозов, экосистем. Изменчивость водных экосистем (сезонная и межгодовая) определяется изменчивостью видовых популяций, входящих в ее состав.
Каждая популяция характеризуется определенной величиной и плотностью, особенностями распределения в пространстве. Популяция неоднородна по качеству составляющих ее организмов. Образующие популяцию особи различаются по возрасту, полу, половозрелости и другим биологическим показателям. Поэтому принято говорить о размерной, весовой, возрастной, половой, генеративной, генетической или иной структуре популяций. Структура популяций может изменяться в зависимости от видовых особенностей составляющих ее организмов и от абиотических и биотических факторов внешней среды. Основная закономерность самовоспроизводства популяций заключается в постоянной тенденции к повышению численности и биомассы особей. Динамика популяций имеет приспособительное значение и ее характер отражает специфику взаимосвязи популяции со средой.
Рождаемость, смертность, иммиграция и эмиграция – это динамические характеристики популяции, величины, оценивающие интенсивность происходящих в них процессов за некоторый промежуток времени (t2-t1). Численность и биомассу относят к статическим характеристикам, которые описывают состояния популяции в фиксированный момент времени. Оценка динамики численности и структуры популяций, играющих ведущую роль в продуцировании и трансформировании вещества и энергии в водоеме, необходима для понимания механизмов, обеспечивающих устойчивость экосистем, особенно в условиях антропогенного влияния.
Среди гидробионтов в соответствии с их жизненными циклами и продолжительностью жизни различают моно- и полициклические виды. У моноциклических видов размножение происходит в короткие по сравнению с продолжительностью их развития периоды. У многих видов животных за периодом размножения наступает период индивидуального роста, во время которого не происходит пополнения молоди в популяции. Структурно популяция таких видов представлена либо когортой,т.е. совокупностью одновременно рожденных особей, численность которых может только монотонно убывать, либо особями разного возраста при статистически достоверном дискретном распределении возрастных групп. В популяциях последнего вида в любой момент года каждая особь принадлежит к одному из возрастов 0+, 1+, 2+, 3+, 4+ и т.д. Популяция представляет собой совокупность некоторого числа поколений или когорт. Такой тип популяций характерен, например, для крупных двустворчатых моллюсков и большинства рыб.
В популяциях полициклических видов размножение происходит непрерывно. Поэтому в таких популяциях одновременно присутствуют особи всех возрастов с непрерывным их распределением. Выделение отдельных возрастных групп в популяциях таких животных или крайне затруднительно и может быть только условным (например, в популяции ветвистоусых планктонных ракообразных) или просто невозможно (в популяции бактерий, простейших, мелких коловраток).
Соответственно среди популяций пойкилотермных водных животных по размерно-возрастной структуре различают четыре основных типа:
1. Популяции 1-го типа состоят из одновозрастных особей, характерных для видов с коротким периодом размножения и последующим достаточно продолжительным развитием. Такие популяции можно считать состоящими из одной когорты. Примерами могут служить популяции моноциклических копепод, например Calanus finmarchicus в Баренцевом море или Diaptomus salinus в Аральском, а также популяции многих видов планктонных копепод пресноводных водоемов.
2. В популяциях 2-го типа одновременно присутствуют особи разного возраста при дискретном распределении возрастных групп (таблица). Такие популяции характерны для животных с продолжительным развитием и коротким периодом размножения. В этих популяциях в любой момент года каждая особь принадлежит к одной из возрастных групп: 0+, 1+, 2+, 3+ и т.д. Популяция может рассматриваться как совокупность некоторого числа поколений или когорт определенного года рождения. Такого типа популяции характерны для большинства рыб, долгоживущих двустворчатых моллюсков, словом, для животных, живущих несколько лет и размножающихся ежегодно в определенное время года.
Таблица
Размерный состав различных возрастных стадий
бентосных беспозвоночных, см
| Вид
| 0+
| 1 +
| 2+
| 3+
| 4+
| 5+
| 6+
| | Echinorachnius parma
| 3–10
| 15–25
| 26–40
| 41–50
| 51–56
| 57–62
| –
| | Mytilus trossulus
| 2–7
| 10–30
| 31–42
| 43–52
| –
| –
| –
| | Dorippe granulata
| 4–15
| 15–25
| 26–32
| 33–41
| 42–53
| 54–59
| 60–65
| | Patiria pectinfera
| 2–10
| 11–19
| 20–29
| 30–36
| 37–41
| 42–46
| –
|
3. В популяциях 3-го типа присутствуют особи всех возрастов, но в результате непрерывного размножения наблюдается не дискретное, а непрерывное распределение особей разного возраста. Такой тип популяции характерен, например, для ветвистоусых ракообразных, которые размножаются на протяжении всего вегетационного сезона. Поэтому в таких популяциях численность животных, относящихся к каждой отдельной стадии развития, может не только уменьшаться в результате элиминации и перехода в следующую стадию развития, но и возрастать по мере пополнения особями, переходящими в данную стадию развития из младшей.
4. Популяции 4-го типа характеризуются непрерывным размножением и коротким периодом индивидуального развития, в результате чего выделение отдельных размерно-возрастных групп в популяциях сопряжено с большими трудностями и практически невозможно. Этот тип популяций характерен для размножающихся делением простейших и бактерий и для большинства коловраток.
Материалы и оборудование: моновидовые пробы бентосных животных с длительным периодом жизни и коротким периодом размножения (двустворчатые и брюхоногие моллюски, иглокожие, ракообразные – не менее 50 экз. каждого вида), кюветы, бинокулярный микроскоп, препаровальные иглы, штангенциркуль, технические весы, разновесы, фильтровальная бумага, миллиметровая бумага, определители.
Порядок выполнения работы: 1) выполнить определение животных до вида, указать систематическое положение;
2) определить линейные размеры, вес и возраст каждой особи, результаты занести в таблицу;
3) построить эмпирический график зависимости массы от линейных размеров;
4) выделить размерные и возрастные группы, построить гистограммы размерной, весовой и возрастной структуры.
Контрольные вопросы:
1. Какие популяции относятся к независимым?
2. Приведите примеры псевдопопуляций.
3. Какими показателями пользуются при характеристике плотности популяций?
4. Укажите основные механизмы для поддержания плотности популяций на необходимом уровне.
5. Что отражает возрастная структура популяций?
6. Назовите примеры популяций животных с непрерывным пополнением численности.
7. Как изменяется возрастная структура популяций при ухудшении условий существования?
8. Приведите примеры популяций с различными формами размножения.
9. Как влияют внешние условия на соотношение полов в популяциях?
Лабораторная работа 9
|