Популяция — совокупность организмов одного вида, занимающих ограниченный ареал (территория распространения какого-либо объекта или явления), имеют общее происхождение по фенотипу и географически изолированные от других популяций данного вида, могут свободно скрещиваться и дают плодовитое потомство. Раздел общей экологии, который занимается изучением популяций, их структурой, динамикой численности называется популяционной экологией или демэкология.

В эволюционной теории популяция — группа особей, способная к более или менее устойчивого самовоспроизводства (как полового, так и бесполого). Она обособлена (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможный генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяции как о группах в составе вида или подвида.

В современных эволюционных теориях (например, в синтетической теории эволюции) популяция считается элементарной единицей эволюционного процесса.

Основные показатели популяции

Популяция характеризуется определенными особенностями, которые не характерны для отдельных видов. Групповые особенности — основные показатели популяции:

  • Рождаемость — количество новых особей, появившихся за определенный промежуток времени.
  • Смертность — количество особей умерших (погибших) в популяции за определенный промежуток времени.
  • Плотность (плотность) — это среднее количество особей в популяции на единицу площади;
  • Численность — это количество особей в популяции на ограниченной территории;
  • Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью.

Популяции присущи:

  • общность эволюционной судьбы;
  • способность к неопределенно длительного (в эволюционном масштабе времени) существование;
  • наличие занимаемой территории;
  • Формирование генетической системы, характеризующееся свободным, основанным на случайном, равновозможными сочетании всех типов гамет, скрещивание особей внутри популяции (панмиксия), значительная изолированность от других популяций;
  • адаптивное реагирование на внешние воздействия как целого;
  • наличие специфического экологического гиперпространства (экологической ниши).

Различают абсолютную рождаемость (B) — число особей, родившихся за единицу времени, и относительную рождаемость (b) — число особей, появились на свет за единицу времени в расчете на одну особь популяции. B = B n / t; b = B / N

Аналогично рождаемости, различают абсолютную (D) и относительную (d) смертность. D = D n / t; d = D / N

Разница между удельной смертности и удельной рождаемости называют выживанием или биотических потенциалом популяции (r). r = bd.

Для популяции характерен логистический и экспоненциальный тип роста. Последний характеризуется интенсивным ростом количества особей в популяции, при отсутствии лимитирующих факторов. Этот тип роста можно графически изобразить в виде J-образной кривой. В природных условиях такой тип не наблюдается.

Логистический тип роста свойственен для тех популяций, которые только начинают заселять территорию. Его можно отобразить в виде S-образной кривой. Для логистического роста характерны 3 этапа. На первом происходит резкий рост численности особей в популяции, которое совершенно не зависит от ресурсной базы. На начальном этапе, на рост популяции влияют лимитирующие факторы, которые в свою очередь, несколько замедляются темпы роста популяции. На последнем этапе рост численности популяции стабилизируется и устанавливается на естественно допустимом уровне.

Структура популяций

Структура популяции — это собственная организация популяции, то есть соотношение различных отдельных частей популяции между собой по различным признакам. Выделяют возрастную, половую, пространственную и генетическую структуру популяции.

Каждая группировка особей, принадлежит к одному виду, имеет ограниченную генетическую структуру, которая выражена в определенных морфологических особенностях вида. Генетическая структура — это соотношение в популяции различных генотипов и аллельных генов. Наука, которая занимается изучением генетических процессов в популяциях называется популяционной генетикой. По законам генетики в популяции поддерживается равновесие генетического фонда.

Возрастная структура популяции влияет как на рождаемость так и на смертность. Именно эта структура характеризует соотношение различных возрастных групп и тем самым, определяет их способность к размножению, за определенный промежуток времени, и показывает чего можно ожидать в ближайшем будущем. В каждой популяции можно выделить 3 основных экологических века:

  • передрепродуктивний;
  • репродуктивий;
  • пострепродуктивном.

Истотиний влияние на численность популяции имеет половая структура, то есть соотношение особей разного пола. Одновременно для популяции характерна определенная экологическая структура, которая является результатом различия демографического типа, например, возрастная структура, рождаемость, смертность.

В зависимости от размеров занимаемой территории, различают 3 типа популяций:

  1. Элементарная (локальная) популяция — совокупность особей вида, занимающих небольшой участок однородной территории. В зависимости от характера условий в биогеоценозе любой вид распадается на несколько элементарных популяций. Чем однообразнее условия, тем меньшее количество элементарных популяций у каждого вида. В природе особи элементарных популяций часто смешиваются, поэтому границы между ними стираются.
  2. Экологическая популяция — совокупность элементарных популяций, приуроченных к конкретным экосистем. Например, белка заселяет различные типы леса, поэтому выделяют несколько ее экологических популяций — сосновые, елово-пихтовые и тому подобное. Эти популяции слабо изолированы друг от друга и обмен генетической информацией между ними происходит довольно часто, но реже, чем между элементарными популяциями.
  3. Географическая популяция — совокупность экологических популяций, охватывает группы особей одного вида, заселяют территорию с географически однородными условиями. Четко разграничены друг от друга и относительно изолированы. Они различаются между собой плодовитостью, размерами особей, экологическими, физиологическими, поведенческими и другими особенностями. Например, популяции белки в заенисейський тайге и смешанных лесах Украины, степная и тундровая популяции вузькочерепнои полевки. В природе границы и размеры популяций определяются не столько особенностями территорий, сколько свойствами особей одной популяции.

Для практического удобства исследований было принято понятие ценопопуляции, или совокупности особей одного вида в пределах ценоза. В частности, это направление розпрацьовувався российскими геоботанической школами Т.Работнова и О.Уранова. Этот подход в значительной мере распространился в Украине и дал результаты в оценке структуры и динамики популяций растений, в том числе под антропогенным нагрузкам.

Субпопуляция

Субпопуляция — группа скрещивающихся между собой особей с очень ограниченной миграцией внутри популяции или вида.

Субпопуляция панмиктична — часть популяции, в которой обеспечивается свободное скрещивание.