Слайд 1Лекция 13. Lect_13_Popul_growth
Принципы популяционной динамики (П.В.Турчин). Первый принцип – «закон экспоненциального
роста». Удельная скорость популяционного роста – r. Удельная рождаемость и удельная смертность. Примеры экспоненциального роста популяции в природе (освоение видом новой территории). Второй принцип (эмпирическое обобщение) – наличие верхнего предела численности. Логистический рост популяции. Примеры. Кривые дожития. Когортные и статические кривые.
Слайд 3ПОПУЛЯЦИИ
Принципы популяционной динамики
Слайд 4ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, 2002, том 63, № 1, с. 3-14
.
ЕСТЬ ЛИ
ОБЩИЕ ЗАКОНЫ В ПОПУЛЯЦИОННОИ ЭКОЛОГИИ?
© 2002 г. П. В. Турчин
Department of Ecology and Evolutionary Biology
University of Connecticut, Storrs, CT 06269-3043 USA
Слайд 5Первый принцип популяционной экологии:
Численность популяции растет (или убывает) экспоненциально пока окружающая
среда по отношению к каждой особи в этой популяции остается неизменной
Среда - всё то в окружении организмов, что влияет на их выживаемость и размножение (абиотические факторы, скученность особей данного вида, а также плотности популяций всех других видов, с которыми данный вид может взаимодействовать.
Слайд 7Экспоненциальный рост
Nt = N0ert
r = const
Слайд 8Экспоненциальный рост
dN / dt = rN
r = dN / Ndt
Слайд 9Экспоненциальный рост
r = b – d
Удельная скорость популяционного роста как разность
удельной рождаемости и удельной смертности
Слайд 10 r = b – d
b – удельная рождаемость
d – удельная
смертность
Слайд 11Экспоненциальный рост
r > 0, численность растёт
r < 0, численность падает
r =
0, численность остается
неизменной
Слайд 12Размерность b и d такая же, как и размерность r ,
- число особей, на единицу времени, на число особей, 1/время, или
время-1
Слайд 13Близкий к экспоненциальному рост численности обыкновенного фазана
Phasanus colcichus torquatus завезенного на
Протекшн Айланд
(внизу – логарифмическая шкала для N)
Слайд 14Кольчатая горлица
Streptopelia decaocto
http://sdakotabirds.com/species/eurasian_collared_dove_info.htm
Слайд 16Зависимость скорости удельного популяционного
роста от массы тела
Слайд 17Ещё одно важное обстоятельство, касающееся экспоненциального роста:
В популяции, растущей
(или
убывающей) экспоненциально, устанавливается стабильное возрастное распределение
Слайд 18Стабильное возрастное распределение – это постоянное (сохраняющееся из поколение в поколение)
соотношение в популяции численностей разных возрастов
Слайд 19Стабильное возрастное распределение есть следствие не меняющегося во времени «возрастного расписания»
рождений и смертей
Слайд 20Если популяция растет экспоненциально, в ней автоматически устанавливается неизменное распределение по
возрастам вероятностей гибели и вероятностей оставить потомков
Слайд 21И наоборот: если распределение по возрастам вероятностей гибели и вероятностей размножения
остаются неизменными, популяция растёт по экспоненте и в ней устанавливается стабильное возрастное распределение
Слайд 22Второй принцип популяционной экологии
(простое наблюдение, эмпирический опыт):
Рост любой популяции не
может продолжаться вечно - всегда имеется верхний предел, выше которого популяционная плотность не увеличивается
Слайд 30Раймонд Перль
(R.Pearl)
(1879-1940)
совместно с Л.Ридом предложил в 1920 г.
модель логистического роста
Слайд 31Пьер Франсуа Ферхюльст
(1804-1849)
– автор модели логистического роста популяции
Слайд 32Модель логистического роста
не более, чем одна из множества моделей, описывающих S-образный
рост
Слайд 33где K – верхний предел роста (предельная численность - N*)
r0 –
показатель скорости роста в начальный момент
(численность - N0 )
Слайд 34В основе модели – предположение, что удельная скорость популяционного роста снижается
линейно при увеличении численности популяции
Слайд 39S – образный, близкий к логистическому, рост популяций может наблюдаться при
самых разных механизмах ограничения плотности:
1) нехватки пищи (дафнии, водоросли, бактерии)
2) накопление продуктов метаболизма (дрожжи)
3) каннибализм (мучные жуки Tribolium)
4) поведенческие механизмы (домовые мыши в эксперименте) … и т.д.
Слайд 40Однотипный тип математической зависимости, описывающей связь двух переменных, сам по себе
не свидетельствует о том, что в основе связи лежит один и тот же биологический механизм
Слайд 41А как на самом деле зависит удельная скорость популяционного роста от
Слайд 43Кривые дожития
кривые выживания
lx – кривые
Слайд 45Два типа lx кривых:
1) Когортные (age-specific, динамические)
2) Статические (time-specific, характерные для
небольшого отрезка времени)