что такое популяционные волны в биологии

Популяционные волны

Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы Вспышки численности организмов некоторых видов, наблюдавшиеся в ряде регионов мира, были обусловлены деятельностью человека. В XIX—XX вв. это относится к популяциям кроликов в Австралии, домовых воробьев в Северной Америке, канадской элодеи в Евразии. В настоящее время существенно возросли размеры популяций домовой мухи, находящей прекрасную кормовую базу в виде разлагающихся пищевых отбросов вблизи поселений человека. Напротив, численность 12 популяций домовых воробьев в городах падает вследствие прекращения широкого использования лошадей. Масштабы колебаний численности организмов разных видов варьируют. Для одной из зауральских популяций майских жуков отмечены изменения количества особей в 106 раз.

Смотреть что такое «Популяционные волны» в других словарях:

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ — термин, введенный Н. В. Тимофеевым Ресовским (1928) для обозначения колебаний численности особей популяции, возникающих под влиянием различных факторов биотической и абиотической среды; по С. С. Четверикову (1909) “волны жизни”. Популяционные… … Экологический словарь

популяционные волны — волны жизни Колебания численности особей, характерные для любой популяции живых организмов; могут быть генетически обусловленными (тогда они, как правило, имеют упорядоченный, периодический, сезонный характер), а также могут быть результатом… … Справочник технического переводчика

популяционные волны — популяционные волны. См. волны жизни. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

популяционные волны — циклические подъемы и спады численности популяции … Большой медицинский словарь

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ — изменение численности популяции под действием какого либо фактора … Словарь ботанических терминов

Популяционные волны в численности в жизни — Популяционные волны, в. численности, в. жизни * папуляцыйныя хвалі, х. колькасці, х. жыцця * population waves or population fluctuations or number f. or life w. присущие всем видам () периодические и непериодические изменения численности особей… … Генетика. Энциклопедический словарь

Волны жизни в численности популяционные в — Волны жизни, в. численности, популяционные в. * хвалі жыцця, х. колькасці * life waves or number fluctuations or population f см … Генетика. Энциклопедический словарь

Волны жизни — колебания (или флюктуации) численности особей в популяции (См. Популяция). Термин введён русским биологом С. С. Четвериковым в 1915. Подобные колебания численности могут быть сезонными или несезонными, повторяющимися через различные… … Большая советская энциклопедия

волны жизни — population waves популяционные волны, волны жизни. Kолебания численности особей, характерные для любой популяции живых организмов; могут быть генетически обусловленными (тогда они, как правило, имеют упорядоченный, периодический, сезонный… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Волны численности (жизни, популяционные) — присущие всем видам периодические и непериодические изменения численности особей, возникающие в результате действия или влияния абиотических и биотических факторов, вызывающих изменение интенсивности естественного отбора и перемены в генетической … Начала современного естествознания

Источник

Факторы эволюции

Мутационный процесс

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Популяционные волны

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.

Естественный отбор

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

Формы естественного отбора

Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.

Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.

Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Популяционные волны

Это явление наблюдается у любых видов растений и животных, включая микроорганизмы. Данные колебания численности могут быть сезонными либо несезонными, повторяющимися через различные временные промежутки. Период колебаний численности у белок — 8—11 лет, у мышевидных грызунов — около 10 лет, бабочки-капустницы — 10—12 лет, североамериканского зайца-беляка и рыси на севере Канады — 9—10 лет, саранчи — около 11 лет. Часто популяционные волны сопровождаются колебаниями ареала самих популяций.

Причины колебаний обычно могут иметь экологическую природу. Например, размеры популяций «жертвы» (зайца) увеличиваются при снижении популяции «хищника» (лисицы, рыси, волка). При этом, увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою же очередь, интенсифицирует истребление жертв.

Принято различать большие и малые волны жизни. Первые могут достигать большого размера даже у сравнительно крупных, но быстро размножающихся животных. Например, численность зайца-беляка в некоторые годы может возрастать в 1000 и даже 2500 раз. У плодовитых видов мелкого размера данная амплитуда несравненно больше, например у отдельных насекомых она достигает 10 тысяч раз, численность майских жуков может увеличиваться в миллион раз, сибирского шелкопряда — в 12 миллионов раз.

Вспышки численности организмов ряда видов, которые наблюдаются в ряде регионов мира, могут быть обусловленными деятельностью человека. В XIX—XX веках примерами этого являются популяции домовых воробьев в Северной Америке, кроликов в Австралии, канадской элодеи в Евразии. В настоящее время также возросли размеры популяций домовой мухи, которые находят кормовую базу в виде разлагающихся пищевых отходов вблизи поселений человека. Напротив, численность популяций домовых воробьев сокращается в городах вследствие прекращения широкого использования лошадей.

Популяционные волны являются эффективным фактором преодоления генетической инертности природных популяций. Волны жизни имеют большое эволюционное значение, будучи одним из эволюционных факторов наряду с изоляцией, наследственной изменчивостью и естественным отбором.

Источник

Популяционная генетика. Закон Харди–Вайнберга. Дрейф генов. Популяционные волны и генофонд

Популяционная генетика. Закон Харди–Вайнберга. Дрейф генов. Популяционные волны и генофонд

Закон Харди–Вайнберга

Популяцию составляют особи одного вида. Разные популяции одного вида могут отличаться частотой встречаемости аллельных генов. Проблему закономерностей, которые определяют распределение аллелей в популяции, исследовали английский ученый Г. Харди и немецкий ученый В. Вайнберг. Они пришли к выводу, что в идеальной популяции соотношение аллелей остается постоянным продолжительное время, оно на протяжении нескольких поколений стабилизируется. Идеальной считается популяция, в которой не происходит обмен генетической информацией с другими популяциями, особи свободно скрещиваются между собою (панмиксия), не возникают мутации, нет влияния внешних факторов на определенные сочетания аллелей.

Г. Харди и В. Вайнберг установили закономерность: частота встречаемости аллелей при условиях постоянства внешних и внутренних факторов в численной панмиксичной популяции, изолированной от других, остается относительно постоянной продолжительный период.

Была выведена формула, описывающая распределение частот встречаемости:

р – частота встречаемости аллеля A, q – частота встречаемости аллеля а.

Соотношение генотипов потомков:

То есть можно записать частоту встречаемости аллелей в популяции: р(А) + q(a) = 1.

Идеальных популяций не существует. На распределение частот существенно может повлиять отсутствие панмиксии. Многочисленная популяция, которая может свободно скрещиваться, имеет распределение частот, приближенное к полученному по формуле Харди–Вайнберга.

Дрейф генов

Выдающиеся генетики: слева – С. Райт, справа – С. С. Четвериков

Изменение генетической структуры популяций может быть вызвано дрейфом генов. Изучал это явление американский генетик С. Райт. Он исследовал на мушках дрозофилах, что в маленьких популяциях могут резко и нецеленаправленно изменяться частоты встречаемости аллелей. Дрейф генов – это нецеленаправленное, случайное изменение частот встречаемости аллелей.

Дрейф генов четко сказывается в малочисленных популяциях, так как в них ограничена свобода спаривания. В малочисленных популяциях, изолированных от других, быстро и непредвиденно изменяется соотношение частот аллелей. В малочисленных популяциях наблюдается увеличение частоты гомозигот, так как возрастает вероятность близкородственных скрещиваний. На дрейф генов влияют популяционные волны. Их впервые исследовал русский генетик С. С. Четвериков.

Популяционные волны

Популяционные волны – это периодические колебания численности особей в популяции. Хорошо выражены популяционные волны у организмов с быстрой сменой поколений. Популяции отличаются между собой частотой встречаемости разных соединений аллелей.

Генофонд

Совокупность всех генов, их аллелей у особей определенной популяции называется генофондом. Изменение структуры генофонда могут происходить под действием разных факторов: дрейфа генов, изоляции, популяционных волн и т. п.

Источник

Миграции особей и популяционные волны

Популяционными волнами называют колебания численности особей внутри популяции. Их основная причина — изменения в окружающей среде (засухи, наводнения, снежные зимы, болезни, наличие паразитов, нехватка пищи и другие). В урожайные годы численность популяции может повыситься, после чего она обычно вновь идет на спад. Например, увеличение популяции зайцев приведет к росту популяции охотящихся на них хищников: волков и рысей. Спустя какое-то время число хищников снизится из-за того, что уменьшится популяция зайцев за счет их истребления, и хищники начнут испытывать недостаток пищи.

С.С. Четвериков отмечал очень большое эволюционное значение подобных «волн жизни», так как благодаря им изменяется концентрация аллелей в генофонде популяции. При уменьшении популяции из генофонда могут выпасть редкие аллели и наоборот — при увеличении числа особей их количество обычно значительно возрастает. Таким образом, популяционные волны носят случайный характер и служат важным поставщиком эволюционного материала.

В небольших популяциях (до 500 особей), которые существовали многие поколения в изоляции от иных популяций своего вида, влияние случайных факторов имеет более высокий вес и может даже выходить на передний план по сравнению с действием отбора.

В крупных популяциях иная ситуация — здесь более ощутимо направленное изменение генофонда и повышается частота «полезных генов».

Источник