Populaciono-vrsta nivo organizacije žive materije. Nivo populacija-vrsta

Najjednostavniji oblik postojanje vrste u prirodi je populacija. U ovom članku ćemo shvatiti što uključuje ovaj koncept, saznajemo koja je uloga populacije u evolucijskom procesu.

Struktura stanovništva

U biologiji, populacija je integritet svih postojećih jedinki iste vrste, koje žive na istoj teritoriji i imaju zajednički genski fond sa mogućnošću slobodnog ukrštanja. Jedna vrsta živog organizma može uključivati ​​nekoliko ekosistema, koji su najčešće izolovani jedan od drugog.

Ako se jedinke iste vrste uzete iz različitih ekosistema stave u iste uslove, može se uočiti očuvanje njihovih razlika. Međutim, da bi se dobilo plodno potomstvo, takvo ukrštanje daje najbolje rezultate.

Rice. 1. Primjeri populacija.

Populacije obezbeđuju proces mikroevolucije i dele se na:

• seksualno;
• Dob;
• okoliš;
• genetski;
• prostorna struktura.

Rice. 2. Struktura stanovništva.

Seksualna struktura

Označava postotak osoba različitog spola. Određuje se razlikom u hromozomskim setovima. Međutim, često se dešava da neke ženke rađaju samo ženske ili samo muške jedinke. U ovom slučaju odnos polova odstupa od 1:1.

Razlog za to mogu biti ne samo genetski poremećaji, već i uslovi okoline.

Starosna struktura stanovništva

Uključuje omjer pojedinaca različite starosti, koji predstavljaju potomke iste ili različitih generacija. Generacija može uključivati ​​predstavnike jednog ili više potomaka. Starost utiče na intenzitet procesa reprodukcije, brzinu promjene generacija i stopu smrtnosti.

TOP 1 članakkoji čitaju uz ovo

Genetska struktura

Određeno je raznovrsnošću i varijabilnosti genotipova. Svojstvo ekosistema je prisustvo određenog nivoa raznolikosti osobina koje zavise od ekologije i genetske predispozicije. Drugim riječima, jedan genotip je sposoban proizvesti mnogo varijacija fenotipova. Raznolikost zavisi od broja jedinki i ekološka situacija. Promjena frekvencije gena može dovesti do izumiranja vrste.

Prostorna struktura

Određuje se gustinom smještaja i distribucije članova ekosistema na određenom području. Svi pojedinci imaju i individualni i grupni prostor. Na taj način se formiraju jata, kolonije i stada. U zavisnosti od načina postavljanja u grupu razlikuju se slučajna, ujednačena i gomila distribucija.

Svaki pojedinac igra svoju ulogu u grupi i formira se društvena hijerarhija.
ona može biti:

• linearni (podređenost po rangu, kada sljedeći dominira nad prethodnim);
• paralelno (muškarci i žene imaju odvojene vođe).

Ovaj sistem odnosa omogućava koordinaciju ponašanja koje će biti od koristi za sve članove grupe.

Ekološka komponenta

Ekološka jedinica je vrsta. Ova struktura podrazumijeva raspodjelu članova u grupe u zavisnosti od interakcije sa okolnim prirodnim faktorima.

Ekološka niša uključuje hranu, uzgoj i skloništa i druge faktore okruženje, koji su neophodni za postojanje vrste. Prilikom karakterizacije ekološke niše koriste se dva indikatora: širina i stepen preklapanja sa drugim nišama.

Dinamika stanovništva

Dinamika i rast ekosistema zavisi od spoljašnjih i unutrašnji faktori, kao što su dostupnost hrane, neprijatelji, klima.

Osnivač populacione genetike je S.S. Četverikov, koji je rast broja nazvao "talasima života".

Moguće je precizno odrediti prosječan broj jedinki pod uvjetom vještačke potpune izolacije grupe. U prirodi je to moguće kada se proučavaju otočki ekosistemi. Broj se može odrediti omjerom nataliteta i umrlih.

"Talasi života" ponekad pomažu u pronalaženju rijetkih genotipova, testirajući ih prirodnom selekcijom. Tako, na primjer, poslije hladna zima Jači organizmi otporni na hladnoću ostaju živi.

Rice. 3. Primjer dinamike stanovništva.

Značenje

Uz pomoć funkcionisanja populacija stvaraju se uslovi neophodni za održavanje života na našoj planeti. Živi organizmi svojom vitalnom aktivnošću utiču na životnu sredinu svog područja. Krug supstanci u prirodi zavisi od ekosistema, stvaraju se određeni uslovi i dolazi do razmene između žive i nežive prirode. Zajednički rad populacija određuje karakteristike biotičkih konglomerata i uslova životne sredine.3.9. Ukupno primljenih ocjena: 114.

Objedinjavanje jedinki u populaciju, a ovih u vrste prema stepenu genetskog i ekološkog jedinstva, dovodi do pojave novih svojstava i karakteristika u živoj prirodi. Populacija je sistem jedinki iste vrste koje zauzimaju određeni prostor dugo vremena i koje se razmnožavaju u određenom vremenskom periodu. veliki broj generacije. Vrsta je sistem populacija jedinki koje imaju niz zajedničkih morfo-fizioloških karakteristika i sposobne su za ukrštanje kako bi formirale plodno potomstvo. Populacija je elementarna struktura na nivou populacije-vrste, a elementarna pojava na ovom nivou je promjena genotipskog sastava populacije; osnovni materijal na ovom nivou su mutacije. Posebnu ulogu imaju odnosi između jedinki unutar populacije i vrste. U ovom slučaju, populacije djeluju kao osnovne evolucijske jedinice, koje su genetski otvoreni sistemi (pojedinci iz različitih populacija se ponekad križaju – tako dolazi do razmjene genetske informacije). Populacije i vrste su sposobne da dugo postoje i da budu samostalne. evolucijski razvoj. Život pojedinca zavisi od populacionih procesa. Integritet populacije i vrste povezan je sa interakcijom jedinki unutar populacija i podržan je razmjenom genetskog materijala tokom procesa seksualne reprodukcije.

6. Biogeocenotski (ekosistemski) nivo. Principi održivosti biogeocenoze.

Populacije različite vrste formiraju kompleksne zajednice - biocenoze. Biocenoze su skup biljaka, životinja, gljiva i prokariota koji naseljavaju kopnene ili vodene površine i međusobno su u određenim odnosima. Zajedno sa određenim područjima zemljine površine okupiranim biocenozama i susjednom atmosferom, oni čine ekosistem (biogeocenoza). Ekosistem je međuzavisni kompleks živih i neživih (inertnih) komponenti međusobno povezanih metabolizmom i energijom. Naziv "biogeocenoza" koristi se samo u odnosu na prirodne sisteme. Općenito, život biogeocenoze reguliran je uglavnom silama koje djeluju unutar samog sistema, tj. možemo govoriti o samoregulaciji biogeocenoze. Biogeocenoza je otvoreni sistem, koji ima energetske „inpute“ i „izlaze“ koji povezuju susjedne biogeocenoze, razmjena tvari između kojih se može vršiti kako u plinovitoj, tečnoj i čvrstoj fazi, tako iu obliku žive tvari (npr. migracija životinja ). Sadašnje stanje ekosistema rezultat je dugotrajne evolucije i prilagođavanja organizama jednih na druge i na uslove života. Sve grupe ekosistema su proizvod zajedničkog istorijski razvoj vrste koje se međusobno razlikuju i prilagođavaju. Primarna osnova za funkcioniranje ekosustava su biljke i prokarioti – autotrofi koji sintetiziraju organske tvari neophodne za život iz neorganskih tvari (voda, ugljični dioksid, dušikovi spojevi). Autotrofi koriste energiju iz fotosinteze (zelene biljke) ili kemosinteze (bakterije). Oni su proizvođači koji stvaraju životnu sredinu za heterotrofe koji konzumiraju gotove organske supstance i nisu u stanju da ih sintetiziraju iz anorganskih. Životinje i gljive su heterotrofi. Ovi potrošači se pak dijele na konzumente - (biljojedi i grabežljivci) i razlagače (gljive, mikroorganizmi koji razgrađuju organsku materiju). Populacije različitih vrsta u ekosistemima utiču jedna na drugu po principu direktnog i povratne informacije. U ekosistemima se razlikuju prehrambeni (trofički) lanci - kroz njih dolazi do transformacije materije i energije. Prilikom prelaska energije iz jedne karike u drugu, do 80-90% se gubi u obliku toplote, tako da lanci obično ne sadrže više od 4-5 karika, a proizvodnja svake sledeće karike je manja od prethodni. Ukupnost svih organizama ujedinjenih jednom vrstom ishrane čine trofički nivo. U ekosistemu se primjenjuje pravilo piramide: proizvodnja svakog sljedećeg trofičkog nivoa je otprilike 10 puta manja od prethodnog. Hrana svake vrste može sadržavati druge različite vrste, a svaka vrsta može poslužiti kao hrana za druge različite vrste, tj. lanci ishrane se isprepliću i formiraju trofičke mreže. U ekosistemu se implementiraju principi održivosti i ravnoteže:

princip održivosti: što je više trofičkih nivoa u ekosistemu i što su raznovrsniji, to je ekosistem stabilniji;

princip ravnoteže: U ekosistemu postoji ravnoteža između vrsta, a odstupanje od nje u jednom ili drugom smjeru može dovesti do katastrofe.

Ekonomska aktivnost osoba dovela do nagle promene sve komponente biocenoza. Prirodne biocenoze zamjenjuju se umjetnim - agrobiocenozama, urbanim biocenozama. Agrobiocenoza (i urbana biocenoza) je sekundarna biogeocenoza koja može postojati samo uz stalno obnavljanje od strane ljudi.

Nivo biosfere

Biosfera je jedinstvo svih biogeocenoza, sistem koji obuhvata sve pojave života na Zemlji. Ovaj termin je 1875. godine uveo geolog E. Suess (), ali je postao široko rasprostranjen 20-ih godina dvadesetog veka, kada je učenje V.I. Vernadsky o biosferi. Prema Vernadskom, biosfera su oni dijelovi Zemljinih ljuski (lito-, hidro- i atmosfere) koji su kroz geološku povijest bili pod utjecajem živih organizama i nose tragove njihove vitalne aktivnosti. Biosfera je nastala u procesu formiranja zemljine kore i trenutno zauzima prostor od otprilike 10 km ispod Zemlje do 33 km iznad nje. Treba napomenuti da je raspon vrlo uzak fizičkim uslovima postojanje života i u određenom smislu jedinstvenost sredine u kojoj je život moguć. U isto vrijeme, Život je postepeno, polako se prilagođavajući, zauzeo značajan dio Zemlje, a ova zaplena se nastavlja.

Biogeohemijski pristup Vernadskog omogućava nam da čitav skup živih organizama posmatramo kao određeni tip- živa materija. Osim toga, biosfera sadrži neživu ili inertnu materiju, kao i bioinertnu materiju složene prirode, uključujući i žive organizme i neživu materiju modifikovanu njima (zemljište, mulj, prirodne vode). Najvažnija karakteristika Biosfera je prisustvo biotičkih ciklusa materije. Kao rezultat svoje sposobnosti transformacije energije i metabolizma tvari, kao i reprodukcije i naseljavanja, živi organizmi uzrokuju biogenu migraciju atoma. Istovremeno, kako je istakao Vernadsky, biogena migracija hemijskih elemenata u biosferi teži svom maksimalnom ispoljavanju. Vitalna aktivnost organizama jedan je od najvažnijih geoloških faktora. Jedinstvenost ovog faktora prvenstveno je vezana za evoluciju. „Zahvaljujući evoluciji vrsta, koja je kontinuirana i nikada ne prestaje, odraz žive materije na životnu sredinu se dramatično menja... Evolucija vrsta prelazi u evoluciju biosfere“ (V.I. Vernadsky).

Moderna prirodna nauka, u toku proučavanja interakcije biocenoza u biosferi, uvodi novi koncept - „koevolucija“, što znači uzajamno prilagođavanje vrsta. Koevolucija je koncept koji obećava u prirodnim i društvenim naukama, u kojem odlučujuću ulogu u postojanju ne igra borba, već koherentnost i saradnja. razne vrste, nije genetski povezana. Trenutno se intenzivno razvijaju energetski, informacioni i društveni koncepti biosfere.

Svi živi organizmi u prirodi sastoje se od istih nivoa organizacije; to je karakterističan biološki obrazac zajednički za sve žive organizme.
Razlikuju se sljedeći nivoi organizacije živih organizama: molekularni, ćelijski, tkivni, organski, organizmski, populacijsko-vrsta, biogeocenotski, biosfera.

Rice. 1. Molekularno genetski nivo

1. Molekularno genetski nivo. Ovo je najelementarnija nivoska karakteristika života (slika 1). Bez obzira koliko složena ili jednostavna struktura bilo kojeg živog organizma, svi se sastoje od istih molekularnih spojeva. Primjer za to su nukleinske kiseline, proteini, ugljikohidrati i drugi složeni molekularni kompleksi organskih i neorganskih tvari. Ponekad se nazivaju biološkim makromolekularnim supstancama. Na molekularnom nivou odvijaju se različiti vitalni procesi živih organizama: metabolizam, pretvorba energije. Uz pomoć molekularnog nivoa vrši se prijenos nasljednih informacija, formiraju se pojedinačne organele i drugi procesi.

Rice. 2. Ćelijski nivo

2. Ćelijski nivo. Ćelija je strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama na Zemlji (slika 2). Pojedinačne organele unutar ćelije imaju karakterističnu strukturu i obavljaju specifičnu funkciju. Funkcije pojedinih organela u ćeliji su međusobno povezane i obavljaju zajedničke vitalne procese. U jednoćelijskih organizama(jednoćelijske alge i protozoe) svi životni procesi odvijaju se u jednoj ćeliji, a jedna ćelija postoji kao poseban organizam. Sjetite se jednoćelijskih algi, hlamidomonas, hlorele i najjednostavnijih životinja - amebe, cilijata itd. Kod višećelijskih organizama jedna ćelija ne može postojati kao poseban organizam, već je elementarna strukturna jedinica organizma.

Rice. 3. Nivo tkiva

3. Nivo tkiva. Zbirka ćelija i međućelijskih supstanci sličnih po poreklu, strukturi i funkciji formira tkivo. Nivo tkiva karakterističan je samo za višećelijske organizme. Takođe, pojedinačna tkiva nisu samostalan integralni organizam (slika 3). Na primjer, tijela životinja i ljudi sastoje se od četiri različita tkiva (epitelno, vezivno, mišićno, nervno). Biljna tkiva nazivaju se: obrazovna, integumentarna, potporna, provodna i ekskretorna. Zapamtite strukturu i funkcije pojedinih tkiva.

Rice. 4. Nivo organa

4. Nivo organa. U višećelijskim organizmima, spoj nekoliko identičnih tkiva, sličnih po strukturi, porijeklu i funkciji, formira nivo organa (slika 4). Svaki organ sadrži nekoliko tkiva, ali među njima je jedno najznačajnije. Zaseban organ ne može postojati kao cijeli organizam. Nekoliko organa, sličnih po strukturi i funkciji, spajaju se u jedan organski sistem, na primjer, probavu, disanje, cirkulaciju krvi itd.

Rice. 5. Organski nivo

5. Organski nivo. Biljke (Chlamydomonas, Chlorella) i životinje (amebe, cilijati, itd.), čije se tijelo sastoji od jedne ćelije, su samostalni organizam (Sl. 5). A pojedinačna jedinka višećelijskih organizama smatra se zasebnim organizmom. U svakom pojedinom organizmu odvijaju se svi životni procesi svojstveni svim živim organizmima - ishrana, disanje, metabolizam, razdražljivost, razmnožavanje itd. Svaki samostalni organizam za sobom ostavlja potomstvo. U višećelijskim organizmima ćelije, tkiva, organi i sistemi organa nisu poseban organizam. Samo kompletan sistem organi koji su specijalizirani za obavljanje različitih funkcija čine poseban samostalni organizam. Razvoj organizma, od oplodnje do kraja života, traje određeno vreme. Ovaj individualni razvoj svakog organizma naziva se ontogeneza. Organizam može postojati u bliskoj vezi sa svojom okolinom.

Rice. 6. Nivo populacija-vrsta

6. Nivo populacija-vrsta. Zbirka jedinki jedne vrste ili grupe koja dugo postoji u određenom dijelu areala, relativno odvojeno od ostalih populacija iste vrste, čini populaciju. Na nivou populacije provode se najjednostavnije evolucijske transformacije, što doprinosi postepenom nastanku nove vrste (slika 6).

Rice. 7 Biogeocenotski nivo

7. Biogeocenotski nivo. Skup organizama različitih vrsta i različite složenosti organizacije, prilagođen istim uslovima prirodnog okruženja, naziva se biogeocenoza ili prirodna zajednica. Biogeocenoza obuhvata brojne vrste živih organizama i prirodne uslove životne sredine. U prirodnim biogeocenozama energija se akumulira i prenosi s jednog organizma na drugi. Biogeocenoza obuhvata neorganska, organska jedinjenja i žive organizme (slika 7).

Rice. 8. Nivo biosfere

8. Nivo biosfere. Ukupnost svih živih organizama na našoj planeti i njihovog zajedničkog prirodnog staništa čini nivo biosfere (slika 8). Na nivou biosfere, moderna biologija odlučuje globalnih problema, na primjer, određivanje intenziteta stvaranja slobodnog kisika od strane Zemljine vegetacije ili promjene koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi povezane s ljudskim aktivnostima. Glavna uloga na nivou biosfere izvode ih "žive supstance", tj. ukupnost živih organizama koji nastanjuju Zemlju. Također na nivou biosfere važne su “bio-inertne tvari” koje nastaju kao rezultat vitalne aktivnosti živih organizama i “inertnih” supstanci (tj. uslova okoline). Na nivou biosfere, na Zemlji se odvija kruženje materije i energije uz učešće svih živih organizama biosfere.

Nivoi organizacije života. Populacija. Biogeocenoza. Biosfera.

1. Trenutno postoji nekoliko nivoa organizacije živih organizama: molekularni, ćelijski, tkivni, organski, organizmski, populacijsko-vrsta, biogeocenotski i biosferni.
2. Na nivou populacija-vrsta provode se elementarne evolucijske transformacije.
3. Ćelija je najosnovnija strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama.
4. Zbirka ćelija i međućelijskih supstanci sličnih po porijeklu, strukturi i funkciji formira tkivo.
5. Ukupnost svih živih organizama na planeti i njihovog zajedničkog prirodnog staništa čini nivo biosfere.
1. Navedite redom nivoe organizacije života.
2. Šta je tkanina?
3. Koji su glavni dijelovi ćelije?
1. Koje organizme karakteriše nivo tkiva?
2. Opišite nivo organa.
3. Šta je populacija?
1. Opišite nivo organizma.
2. Navedite karakteristike biogeocenotskog nivoa.
3. Navedite primjere međusobne povezanosti nivoa organizacije života.

Popunite tabelu koja prikazuje strukturne karakteristike svakog nivoa organizacije:

Ranije razmatrani biološki fenomeni i mehanizmi vezani za molekularno genetski, ćelijski i ontogenetski nivo organizacije života bili su prostorno ograničeni na jedan organizam (višećelijski ili jednoćelijski, prokariotski ili eukariotski), a vremenski - na njegovu ontogenezu, tj. životni ciklus. Nivo organizacije populacije-vrste pripada kategoriji supraorganizama.

Život predstavljen određene vrste, koje su zbirke organizama koji imaju svojstva nasljednost i varijabilnost.

Ova svojstva postaju osnova evolutivnog procesa. Mehanizmi odgovorni za ovaj rezultat su selektivno preživljavanje i selektivna reprodukcija jedinki koje pripadaju istoj vrsti. U prirodnim uvjetima reprodukcija se posebno intenzivno odvija u populacijama, koje su minimalne samoreproducirajuće grupe jedinki unutar vrste.

Svaka od nekada postojećih ili trenutno živih vrsta predstavlja rezultat određenog ciklusa evolucijskih transformacija na nivou populacijske vrste, prvobitno fiksiranih u svojoj genski fond. Potonji se razlikuje u dva važnih kvaliteta. Prvo, sadrži biološke informacije o tome kako ovu vrstu preživi i ostavi potomstvo u određenim uslovima okoline, a drugo, ima sposobnost da delimično promeni sadržaj bioloških informacija sadržanih u njemu. Ovo posljednje je osnova za evolucijsku i ekološku plastičnost vrste, tj. sposobnost prilagođavanja postojanju u drugim uslovima, menjajući se u istorijskom vremenu ili sa teritorije na teritoriju. Populaciona struktura vrste, koja dovodi do dezintegracije genofonda vrste u genofonde populacija, doprinosi ispoljavanju u istorijskoj sudbini vrste, zavisno od okolnosti, oba istaknuta kvaliteta genofonda - konzervativizam I plastičnost.

Dakle, opći biološki značaj nivoa populacija-vrsta leži u implementaciji elementarnih mehanizama evolucijskog procesa koji određuju specijaciju.

Značaj onoga što se dešava na nivou populacija-vrsta za zdravstvenu zaštitu određuje prisustvo nasljednih bolesti, bolesti sa očitom nasljednom predispozicijom, kao i izražene karakteristike genofonda različitih ljudskih populacija. Procesi koji se odvijaju na ovom nivou, u kombinaciji sa ekološkim karakteristikama različitih teritorija, čine osnovu obećavajućeg pravca savremena medicina- epidemiologija nezaraznih bolesti.

POGLAVLJE 10

BIOLOŠKE VRSTE.

POPULACIJSKA STRUKTURA VRSTE

POJAM VRSTE

Pogled naziva se skup jedinki sličnih po osnovnim morfološkim i funkcionalnim karakteristikama, kariotipu, reakcijama ponašanja, imaju zajedničkog porekla, koji nastanjuju određenu teritoriju (područje), u prirodnim uslovima ukrštajući se isključivo jedni s drugima i istovremeno dajući plodno potomstvo.

Vrsni identitet jedinke utvrđuje se njenom usklađenošću sa navedenim kriterijumima: morfološkim, fiziološko-biohemijskim, citogenetskim, etološkim, ekološkim itd. važnih znakova vrsta - njegova genetski(reproduktivni)izolacija, koji se sastoji u neukrštanju jedinki date vrste sa predstavnicima drugih vrsta, kao i genetska stabilnost u prirodnim uslovima,što dovodi do nezavisnosti evolucione sudbine.

Od vremena C. Linnaeusa, vrsta je osnovna jedinica taksonomije. Poseban položaj vrste među ostalim sistematskim jedinicama (taksonima) je zbog činjenice da je to grupa u kojoj jedinka zaista postoje. Kao dio vrste u prirodnim uvjetima, jedinka se rađa, dostiže spolnu zrelost i ispunjava svoju glavnu biološka funkcija: učestvuje u reprodukciji, osigurava nastavak porodice. Za razliku od vrste, taksoni supraspecifičnog ranga, kao što su rod, red, porodica, klasa, tip, nisu arena pravi zivot organizmi. Ističući ih prirodni sistem organski svijet odražava rezultate prethodnih faza istorijskog razvoja žive prirode. Raspodjela organizama među supraspecifičnim taksonima ukazuje na stepen njihove filogenetske veze.

Najvažniji faktor u ujedinjenju organizama u vrste je seksualni proces. Predstavnici iste vrste, križajući se jedni s drugima, razmjenjuju nasljedni materijal. To dovodi do rekombinacije u svakoj generaciji gena (alela) koji čine genotipove pojedinačnih pojedinaca. Kao rezultat, postižemo izravnavanje razlika između organizama unutar vrste i dugoročno očuvanje glavnih morfoloških, fizioloških i drugih karakteristika koje razlikuju jednu vrstu od druge. Zahvaljujući seksualnom procesu, geni (aleli) raspoređeni među genotipovima različitih individua takođe se kombinuju u zajednički genski fond(bazen alela) 1 vrsta. Ovaj genski fond sadrži cjelokupni volumen nasljednih informacija koje vrsta ima u određenoj fazi svog postojanja.

Gore navedena definicija vrste ne može se primijeniti na agamne (neki mikroorganizmi, plavo-zelene alge), samooplodne i striktno partenogenetske organizme koji se aseksualno razmnožavaju. Grupe takvih organizama, ekvivalentne vrsti, razlikuju se po sličnosti fenotipova, zajedničkog područja i sličnosti genotipova po poreklu. Praktična upotreba Koncept „vrste“, čak i kod organizama sa seksualnom reprodukcijom, često je težak. Ovo je zbog dinamizam vrsta, očituje se u intraspecifičnoj varijabilnosti, „zamućenju“ granica područja, formiranju i raspadu intraspecifičnih grupa različitih veličina i sastava (populacija, rasa, podvrsta). Dinamizam vrsta je posledica delovanja elementarnih evolucionih faktora (vidi Poglavlje 11).

POJAM POPULACIJE

U prirodnim uvjetima, organizmi iste vrste su neravnomjerno raspoređeni. Postoji izmjena područja povećane i smanjene koncentracije jedinki (slika 10.1). Kao rezultat, vrsta se raspada u grupe ili populacije koje odgovaraju zonama gušćeg naseljavanja. „Poluprečnici individualne aktivnosti“ pojedinaca su ograničeni. Dakle, puž grožđa je sposoban preći udaljenost od nekoliko desetina metara, muskrat - nekoliko stotina metara, a arktička lisica - nekoliko stotina kilometara. Zbog toga je reprodukcija (reproduktivna područja) uglavnom ograničena na područja s velikom gustinom organizama.

Rice. 10.1. Neravnomjerna distribucija jedinki u rasponu vrste.

A- traka; B- spotted; IN- tipovi ostrva

Vjerovatnoća nasumičnih ukrštanja (panmiksija), koja određuju efikasnu rekombinaciju gena iz generacije u generaciju, unutar „koncentracija“ se ispostavlja da je veća nego u zonama između njih i za vrstu u cjelini. Dakle, u reproduktivnom procesu genofond neke vrste predstavljaju genetski fondovi populacija.

Populacija nazivaju se minimalna samoreproducirajuća grupa jedinki iste vrste koje nastanjuju određenu teritoriju (područje) dovoljno dugo (više generacija). U populaciji se zapravo provodi komparativno visoki nivo panmiksija, te je u određenoj mjeri odvojena od ostalih populacija nekim oblikom izolacije1.

IN moderna biologijaŽiva materija se obično posmatra kao hijerarhijska struktura. Svaki nivo je sistem međusobno povezanih elemenata. Istovremeno, posebna strukturna jedinica je i zbirka „detalja“ nižeg reda. Nivo organizacije života populacije i vrste je jedan od ovih koraka na hijerarhijskoj lestvici organizama. Ovdje se sve evolucijske promjene počinju u potpunosti manifestirati.

Hijerarhijski model

Živi sistemi se obično grupišu u četiri grupe:

Molekularno genetski nivo. Sadrži komponente živih organizama kao što su lipidi, ugljikohidrati, proteini i nukleinske kiseline. Ovaj nivo se još ne može nazvati živim, ali makromolekule koje ga čine stvaraju osnovu za sljedeću fazu razvoja.

Ontogenetski nivo. Ovdje se nalaze ćelije, organi, tkiva od hidre do čovjeka. Na tom nivou se prvi put javlja život.

Nivo populacija-vrsta. Ovaj članak je posvećen predstavljanju njegovih karakteristika.

Biogeocenotski nivo. Uključuje zajednice organizama, biocenoze i biosferu. To je nivo na kojem organizacija žive materije dostiže svoju najveću složenost.

Neke karakteristike

Strukture koje se nalaze na svakom nivou su sistemske. Oni se sastoje od određenog broja elemenata, u stalnoj interakciji sa okolinom i upravljaju unutrašnjim procesima kroz samoregulaciju. Imaju granicu koja definira gdje sistem završava i počinje vanjski svijet. Nivo populacijske vrste je struktura sa sličnim svojstvima. Granica koja ga odvaja od okoline nije neka fizička struktura, već složeni odnosi pojedinaca i genetskih faktora.

Nivo organizacije života populacije i vrste najvažniji je za razumijevanje evolucijskih procesa. U ovoj fazi jasno su vidljivi svi glavni mehanizmi selekcije. Glavni elementi nivoa su vrste i populacija.

Kriterij izbora

Na našoj planeti postoji ogroman broj vrsta živih bića. Razlike između njih određene su čitavim skupom karakteristika. Svi oni predstavljaju različite varijante sličnosti između jedinki iste vrste:

Nedostatak glavne stvari

Bilo koja od ovih karakteristika, uzeta odvojeno i pronađena u grupi jedinki, ne garantuje da pred sobom imamo opisani element koji čini nivo života populacije i vrste. Samo svi parametri uzeti zajedno omogućavaju nam da tvrdimo da grupa organizama koji se razmatra čini jedinstvenu cjelinu. Takozvane vrste blizanaca mogu biti slične po morfološkim karakteristikama. Primjer za njih su okrugli crvi, koji su općenito identične strukture, ali se razlikuju po svom staništu. Takođe se dešava da se jedinke iste vrste razlikuju po izgledu. Čest primjer je razlika u boji i veličini između ženki i mužjaka nekih ptica ili insekata.

Jedno stanište izolovano od drugih indikatora takođe može dovesti do pogrešne klasifikacije jedinki kao jedne vrste. Raspon je često fragmentiran zbog određenih karakteristika pejzaža. Suprotno tome, pojedinci potpuno različitih vrsta često žive zajedno na istoj teritoriji.

Definicija

Slični primjeri se mogu naći za bilo koji od navedenih parametara. Elementi koji čine nivo organizacije života populacije-vrste mogu se razlikovati samo korištenjem cjelokupnog skupa karakteristika. Najznačajniji značaj je slobodno ukrštanje jedinki i plodnog potomstva. Na osnovu ovih karakteristika može se izvesti definicija pojma. Vrsta je skup jedinki sličnih po unutrašnjem i vanjska struktura, kao i tok životnih procesa koji zauzimaju jedno područje i koji su sposobni da se međusobno slobodno ukrštaju, ostavljajući potomstvo sposobno za reprodukciju.

Divizije

Nivo populacije-vrste, čiji se primjeri nalaze na bilo kojoj teritoriji, je faza u hijerarhiji života u kojoj se svi mehanizmi u potpunosti razvijaju. prirodna selekcija. Ovdje se nalazi takozvana jedinica evolucije. predstavljajući istovremeno i strukturni element vrste. Ovo drugo je prilično sistematska jedinica. U prirodi je nemoguće pronaći vrstu koja nije podijeljena na populacije.

Ovaj element, uključen u nivo populacije-vrste, ima nekoliko karakteristika:

• svi pojedinci pripadaju istoj vrsti;
• naseljavaju relativno izolirano stanište unutar teritorije određene vrste;
• jedinke se slobodno križaju i ostavljaju plodno potomstvo.

Indikatori

Podjela vrste na populacije najčešće nastaje kao rezultat geografske ili biološke izolacije jedne grupe jedinki od drugih. U prvom slučaju, razdvojene su planinama, jezerima, rijekama ili drugim prirodnim barijerama. U drugom, kao rezultat nešto drugačijih potreba u uvjetima okoline, razlika u ponašanju ili prisutnosti mutacija, nestaje mogućnost ukrštanja jedinki različitih grupa.

Populacije imaju skup indikatora kao što su veličina, plodnost, mortalitet i rast. Prvi je ukupnost svih pojedinaca. Populacija se odlikuje sposobnošću da samoreguliše svoj broj. Ograničavajući faktor je otpor okoline: kao rezultat povećanja broja jedinki, opskrba hranom na određenoj teritoriji se smanjuje, a drugi uslovi se pogoršavaju. Odgovor na to će biti smanjenje broja - njegovo vraćanje na određeni prosječni nivo.

Važni pokazatelji ovog elementa, koji je dio elementa populacije-vrste, su natalitet i stopa smrtnosti. Oni predstavljaju broj pojedinaca koji se pojavljuju i umiru tokom određenog perioda, respektivno. Razlika između njih naziva se dobitak. Može biti negativan i pozitivan. U prvom slučaju, veličina populacije se smanjuje, au drugom se povećava.

Struktura

Jedinke predmetnog elementa, uključene u populacijsko-vrsto nivo organizacije života, razlikuju se po polu i starosti. Ovi pokazatelji su činili osnovu za identifikaciju odgovarajućih struktura. Omjer muškaraca i žena je obično jedan prema jedan, ali zbog utjecaja vanjski faktori Može doći do disharmonije u ovom parametru. Istovremeno prisustvo jedinki različite starosti u populaciji doprinosi njenoj većoj prilagodljivosti. Istovremeno, povećanje broja "mladih životinja" omogućava predviđanje povećanja veličine populacije u budućnosti.

Postoji i struktura ponašanja karakteristična isključivo za životinje. Pojedinci u populaciji mogu biti usamljeni ili formirati jata, porodice i stada. Prvi, prije ili kasnije, traže društvo svoje vrste, jer je inače reprodukcija nemoguća. Jato se odlikuje prisustvom velikog broja imitativnih reakcija, jasnim unutrašnjim redom i razvijenim signalnim sistemom. Tokom sezone parenja, po pravilu se raspada u parove. U porodici jača veza između potomaka i roditelja. Dobar primjer Ova vrsta strukture ponašanja je ponos lavova, koji se sastoji od jednog mužjaka, nekoliko ženki i njihovih mladunaca.

Stado je najtrajnije udruženje životinja. Karakteriše ga prisustvo stroge hijerarhije na čelu sa vođom.

Jedinica evolucije

Kao što je već napomenuto, nivo organizacije populacije i vrste je nivo u hijerarhiji živih sistema na kojem je moguće u potpunosti pratiti evolucijski proces. Promjena počinje od stanovništva. Jedinke koje ga čine imaju genetski fond, odnosno ukupnost nasljednog materijala svih organizama. Karakterizira ga sposobnost da se podvrgne usmjerenim promjenama. Populacija se naziva jedinicom evolucije, jer se pojedinačni organizam ne može promijeniti tokom svog života zbog fiksnog skupa njegovih gena.

Evolucijski materijal

Promjene u genskom fondu nastaju kao rezultat pojave i nagomilavanja mutacija. Pojavljuju se prilično rijetko i mogu utjecati na bilo koji simptom. Postoje dominantne i recesivne mutacije. Prvi se, pojavivši se, odmah pojavljuju. Pojedinci sa novom osobinom tada podležu prirodnoj selekciji. Ako je mutacija korisna, onda je fiksirana. Postepeno, broj jedinki sa ovom osobinom u populaciji raste.

Recesivne mutacije, koje se u prirodi javljaju mnogo češće od dominantnih, u početku su neaktivne. Oni se akumuliraju u genetskom fondu često tokom prilično dugog perioda. Kada se dostigne određeni nivo koncentracije takvih mutacija, one se mogu pojaviti u obliku nove osobine, a proces će se odvijati slično gore opisanom.

Takođe, moguća je pojava različitih karakteristika jedinki na osnovu mešanja (kombinacije) materijala dostupnog u genskom fondu kao rezultat slobodnog ukrštanja. U ovom slučaju, što je impresivnija veličina populacije, to je veći broj mogućih varijacija.

Usmjerena promjena

U relativno mirnim, odnosno stalnim uslovima, u populaciji koegzistiraju jedinke sa različitim skupovima karakteristika. Istovremeno se održava određeni prosječni sastav gena. U slučaju da su jedinke stalno izložene agresivnim uticajima, preživeće samo najprilagođeniji organizmi. Ovo je način na koji budno „kontroliše“ nivo populacije i vrste. Primjeri njegovog utjecaja čine cjelokupnu evoluciju životinjskog svijeta. Takve promjene u genskom fondu su neophodan preduvjet za sve veće transformacije.

U prirodnoj hijerarhiji nemoguće je izdvojiti najvažnije i neophodne strukture. Svaki viši nivo razvoja nemoguć je bez „razvoja“ prethodnih. Međutim, novi nivo je uvek kvalitativno drugačiji od jednostavnog zbira karakteristika osnovnih. Dakle, populacijska vrsta postaje “polje aktivnosti” prirodne selekcije, glavnog evolucijskog procesa.