Struktura pogleda. Koncept populacije i podvrsta
U prirodi, svaka postojeća vrsta je složen kompleks ili čak sistem intraspecifičnih grupa, koje uključuju jedinke sa specifičnim strukturnim karakteristikama, fiziologijom i ponašanjem. Ova intraspecifična asocijacija pojedinaca je stanovništva.
Riječ "stanovništvo" dolazi od latinskog "populus" - ljudi, stanovništvo. dakle, stanovništva- skup jedinki iste vrste koje žive na određenoj teritoriji, tj. one koje se samo međusobno ukrštaju. Termin "populacija" se trenutno koristi u užem smislu riječi, kada se govori o specifičnoj intraspecifičnoj grupi koja naseljava određenu biogeocenozu, au širem, općenitom smislu - za označavanje izolovanih grupa vrste, bez obzira na to koju teritoriju zauzima. i koje genetske informacije nosi.
Pripadnici iste populacije nemaju ništa manji uticaj jedni na druge nego fizički faktori životne sredine ili druge vrste organizama koji žive zajedno. U populacijama se u jednom ili drugom stepenu manifestuju svi oblici veza karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najjasnije izraženi. mutualistički(obostrano korisni) i konkurentan. Populacije mogu biti monolitne ili se sastojati od grupa na nivou subpopulacije - porodice, klanovi, krda, čopori i tako dalje. Kombinacija organizama iste vrste u populaciju stvara kvalitativno nova svojstva. U poređenju sa životnim vekom pojedinačnog organizma, populacija može postojati veoma dugo.
Istovremeno, populacija je slična organizmu kao biosistemu, jer ima određenu strukturu, integritet, genetski program za samoreprodukciju, sposobnost razmnožavanja i prilagođavanja. Interakcija ljudi sa vrstama organizama koji se nalaze u životnoj sredini, u prirodnom okruženju ili pod ljudskom ekonomskom kontrolom, obično je posredovana kroz populacije. Važno je da se mnogi obrasci ekologije stanovništva primjenjuju i na ljudske populacije.
Populacija je genetska jedinica vrste, čije promjene se vrše evolucijom vrste. Kao grupa kohabitirajućih jedinki iste vrste, populacija djeluje kao prvi supraorganizmski biološki makrosistem. Adaptivne sposobnosti populacije su znatno veće od sposobnosti njenih konstitutivnih pojedinaca. Populacija kao biološka jedinica ima određenu strukturu i funkcije.
Struktura stanovništva karakteriziraju njeni sastavni pojedinci i njihova distribucija u prostoru.
Populacione funkcije slično funkcijama drugih bioloških sistema. Odlikuju se rastom, razvojem i sposobnošću održavanja egzistencije u uslovima koji se stalno mijenjaju, tj. populacije imaju specifične genetske i ekološke karakteristike.
Populacije imaju zakone koji dozvoljavaju korištenje ograničenih ekoloških resursa na ovaj način kako bi se osiguralo očuvanje potomstva. Populacije mnogih vrsta imaju svojstva koja im omogućavaju da reguliraju svoju brojnost. Održavanje optimalnih brojeva pod datim uslovima se zove homeostaza populacije.
Dakle, populacije, kao grupne asocijacije, imaju niz specifičnih svojstava koja nisu inherentna svakom pojedincu pojedinačno. Glavne karakteristike populacija: broj, gustina, natalitet, smrtnost, stopa rasta.
Populaciju karakteriše određena organizacija. Distribucija jedinki po teritoriji, odnos grupa prema polu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju struktura stanovništva. Formira se, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge, pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta. Struktura populacija stoga ima adaptivni karakter.
Prilagodljive sposobnosti vrste kao cjeline kao sistema populacija mnogo su šire od adaptivnih karakteristika svake pojedinačne jedinke.
Populaciona struktura vrste
Prostor ili stanište koje zauzima populacija može varirati između vrsta i unutar iste vrste. Veličina raspona populacije je u velikoj mjeri određena mobilnošću pojedinaca ili radijusom individualne aktivnosti. Ako je radijus individualne aktivnosti mali, veličina raspona populacije obično je također mala. U zavisnosti od veličine okupirane teritorije, možemo razlikovati tri vrste populacija: elementarni, ekološki i geografski (Sl. 1).
Rice. 1. Prostorna podjela populacija: 1 - raspon vrsta; 2-4 - geografske, ekološke i elementarne populacije
Postoje spolne, starosne, genetske, prostorne i ekološke strukture populacija.
Polna struktura stanovništva predstavlja odnos pojedinaca različitih spolova u njemu.
Starosna struktura stanovništva- omjer u populaciji jedinki različite dobi, koje predstavljaju jedno ili različite potomke jedne ili više generacija.
Genetska struktura populacije određen je varijabilnosti i raznovrsnošću genotipova, učestalosti varijacija pojedinih gena - alela, kao i podjelom populacije na grupe genetski sličnih jedinki, između kojih, prilikom ukrštanja, dolazi do stalne razmjene alela.
Prostorna struktura stanovništva - priroda smještaja i rasporeda pojedinih pripadnika stanovništva i njihovih grupa na tom području. Prostorna struktura populacija značajno se razlikuje između sjedilačkih i nomadskih ili migrirajućih životinja.
Ekološka struktura stanovništva predstavlja podelu bilo koje populacije na grupe pojedinaca koji različito deluju na faktore sredine.
Svaka vrsta, koja zauzima određenu teritoriju ( domet), predstavljen na njemu sistemom populacija. Što se kompleksnije secira teritorija koju zauzima neka vrsta, to su veće mogućnosti za izolaciju pojedinačnih populacija. Međutim, u manjoj mjeri populacionu strukturu vrste određuju njene biološke karakteristike, kao što su pokretljivost njenih sastavnih jedinki, stepen njihove vezanosti za teritoriju i sposobnost prevladavanja prirodnih barijera.
Izolacija populacija
Ako se pripadnici neke vrste stalno miješaju i miješaju na velikim površinama, vrstu karakterizira mali broj velikih populacija. Sa slabo razvijenom sposobnošću kretanja, unutar vrste se formiraju mnoge male populacije, što odražava mozaičnu prirodu krajolika. Kod biljaka i sjedećih životinja broj populacija direktno ovisi o stupnju heterogenosti okoliša.
Stepen izolacije susjednih populacija vrste varira. U nekim slučajevima, oštro su odvojeni teritorijom neprikladnim za stanovanje i jasno su lokalizirani u prostoru, na primjer, populacije smuđa i linjaka u jezerima izoliranim jedna od druge.
Suprotna opcija je potpuno naseljavanje ogromnih teritorija od strane vrste. Unutar iste vrste mogu postojati populacije sa jasno prepoznatljivim i zamagljenim granicama, a unutar vrste populacije mogu biti predstavljene grupama različitih veličina.
Veze između populacija podržavaju vrstu kao cjelinu. Preduga i potpuna izolacija populacija može dovesti do stvaranja novih vrsta.
Razlike između pojedinih populacija izražene su u različitom stepenu. One mogu uticati ne samo na njihove grupne karakteristike, već i na kvalitativne karakteristike fiziologije, morfologije i ponašanja pojedinih pojedinaca. Ove razlike nastaju uglavnom pod uticajem prirodne selekcije, koja prilagođava svaku populaciju specifičnim uslovima njenog postojanja.
Klasifikacija i struktura populacija
Obavezna osobina populacije je njena sposobnost da samostalno postoji na određenoj teritoriji neograničeno dugo vremena zahvaljujući reprodukciji, a ne prilivu jedinki izvana. Privremena naselja različitih razmjera ne spadaju u kategoriju populacija, već se smatraju unutarpopulacijskim jedinicama. Sa ovih pozicija, vrsta nije predstavljena hijerarhijskom subordinacijom, već prostornim sistemom susjednih populacija različitih razmjera i s različitim stupnjevima povezanosti i izolacije među njima.
Populacije se mogu klasificirati prema njihovoj prostornoj i starosnoj strukturi, gustini, kinetici, postojanosti ili promjeni staništa i drugim ekološkim kriterijima.
Teritorijalne granice populacija različitih vrsta ne poklapaju se. Raznolikost prirodnih populacija izražava se i u raznolikosti tipova njihove unutrašnje strukture.
Glavni pokazatelji strukture populacije su brojnost, rasprostranjenost organizama u prostoru i odnos jedinki različitih kvaliteta.
Individualne osobine svakog organizma zavise od karakteristika njegovog naslednog programa (genotipa) i načina na koji se ovaj program sprovodi tokom ontogeneze. Svaka jedinka ima određenu veličinu, spol, karakteristične morfološke karakteristike, karakteristike ponašanja, svoje granice izdržljivosti i prilagodljivosti promjenama okoline. Raspodjela ovih karakteristika u populaciji također karakterizira njenu strukturu.
Struktura stanovništva nije stabilna. Rast i razvoj organizama, rađanje novih, umiranje od raznih uzroka, promjena uslova okoline, povećanje ili smanjenje broja neprijatelja - sve to dovodi do promjena u različitim odnosima unutar populacije. Pravac njegovih daljih promjena u velikoj mjeri zavisi od strukture stanovništva u datom vremenskom periodu.
Polna struktura populacija
Genetski mehanizam za određivanje pola osigurava da su potomci razdvojeni po spolu u omjeru 1:1, takozvani omjer spolova. Ali iz ovoga ne proizlazi da je isti omjer karakterističan za populaciju u cjelini. Osobine vezane za spol često određuju značajne razlike u fiziologiji, ekologiji i ponašanju ženki i muškaraca. Zbog različite vitalnosti muških i ženskih organizama, ovaj primarni omjer često se razlikuje od sekundarnog, a posebno od tercijalnog - karakterističnog za odrasle jedinke. Dakle, kod ljudi je sekundarni omjer polova 100 djevojčica prema 106 dječaka do 16-18 godina ovaj odnos se izjednačava zbog povećane smrtnosti muškaraca i do 50. godine iznosi 85 muškaraca na 100 žena, a prema godinama; od 80 je 50 muškaraca na 100 žena.
Odnos polova u populaciji se uspostavlja ne samo prema genetskim zakonima, već u određenoj mjeri i pod utjecajem okoline.
Starosna struktura stanovništva
Plodnost i mortalitet, dinamika stanovništva u direktnoj su vezi sa starosnom strukturom stanovništva. Populaciju čine pojedinci različite dobi i spola. Svaka vrsta, a ponekad i svaka populacija unutar vrste, ima svoje omjere starosnih grupa. U odnosu na populaciju obično se razlikuje tri ekološka doba: pre-reproduktivni, reproduktivni i post-reproduktivni.
Sa godinama se prirodno i vrlo značajno mijenjaju zahtjevi pojedinca za okolinom i otpornost na njene individualne faktore. U različitim fazama ontogeneze može doći do promjena u staništima, promjenama u vrsti hrane, prirodi kretanja i općoj aktivnosti organizama.
Razlike u godinama u populaciji značajno povećavaju njenu ekološku heterogenost i, posljedično, njenu otpornost na okoliš. Povećava se vjerovatnoća da će u slučaju snažnih odstupanja uvjeta od norme, barem neke održive jedinke ostati u populaciji, i ona će moći nastaviti svoje postojanje.
Starosna struktura populacija je adaptivne prirode. Formira se na osnovu bioloških svojstava vrste, ali uvek odražava i jačinu uticaja faktora sredine.
Starosna struktura biljnih populacija
Kod biljaka je starosna struktura cenopopulacije, tj. populacija određene fitocenoze određena je odnosom starosnih grupa. Apsolutna, ili kalendarska, starost biljke i njeno starosno stanje nisu identični koncepti. Biljke iste starosti mogu biti u različitim starosnim stanjima. Starosno, odnosno ontogenetsko stanje pojedinca je faza njegove ontogeneze, u kojoj je karakteriziraju određeni odnosi sa okolinom.
Starosna struktura koenopopulacije je u velikoj mjeri određena biološkim karakteristikama vrste: učestalošću plodonošenja, brojem proizvedenih sjemenki i vegetativnih rudimenata, sposobnošću vegetativnih rudimenata da se podmlađuju, brzinom prijelaza jedinki iz jednog starosnog stanja u drugo, sposobnost formiranja klonova, itd. Ispoljavanje svih ovih bioloških karakteristika, zauzvrat, zavisi od uslova okoline. Mijenja se i tok ontogeneze, što se kod jedne vrste može pojaviti na više načina.
Različite veličine biljaka odražavaju različite vitalnost pojedinaca unutar svake starosne grupe. Vitalnost pojedinca se manifestuje u snazi njegovih vegetativnih i generativnih organa, koja odgovara količini akumulirane energije, i u otpornosti na štetne uticaje, koja je određena sposobnošću regeneracije. Vitalnost svakog pojedinca mijenja se u ontogenezi duž krivulje sa jednim vrhom, povećavajući se na uzlaznoj grani ontogeneze i opadajući na silaznoj.
Mnoge livadske, šumske, stepske vrste, kada se uzgajaju u rasadnicima ili usjevima, tj. na najboljoj agrotehničkoj podlozi skraćuju svoju ontogenezu.
Sposobnost promjene puta ontogeneze osigurava prilagođavanje promjenjivim uvjetima okoline i proširuje ekološku nišu vrste.
Starosna struktura populacija životinja
Ovisno o karakteristikama reprodukcije, pripadnici jedne populacije mogu pripadati istoj generaciji ili različitim generacijama. U prvom slučaju, svi pojedinci su bliski po godinama i otprilike istovremeno prolaze kroz sljedeće faze životnog ciklusa. Vrijeme reprodukcije i prolazak pojedinih dobnih faza obično je ograničeno na određeno godišnje doba. Veličina takvih populacija je, po pravilu, nestabilna: snažna odstupanja uslova od optimalnih u bilo kojoj fazi životnog ciklusa odmah utiču na cijelu populaciju, uzrokujući značajnu smrtnost.
Kod vrsta sa jednom reprodukcijom i kratkim životnim ciklusom, nekoliko generacija se javlja tokom godine.
Kada ljudi iskorištavaju prirodne životinjske populacije, uzimanje u obzir njihove starosne strukture je od najveće važnosti. Kod vrsta s velikim godišnjim regrutacijom, veći dio populacije može biti uklonjen bez prijetnje da će se njen broj smanjiti. Na primjer, kod ružičastog lososa koji sazrijeva u drugoj godini života moguće je uloviti do 50-60% jedinki koje se mrijeste bez prijetnje daljnjeg smanjenja veličine populacije. Za klete, koji kasnije sazrijevaju i imaju složeniju starosnu strukturu, stope uklanjanja iz zrelog stoka trebale bi biti niže.
Analiza starosne strukture pomaže da se predvidi veličina populacije tokom života određenog broja narednih generacija.
Prostor koji zauzima stanovništvo daje mu sredstva za život. Svaka teritorija može izdržavati samo određeni broj pojedinaca. Naravno, potpuno korišćenje raspoloživih resursa ne zavisi samo od ukupne veličine populacije, već i od rasporeda jedinki u prostoru. To se jasno očituje kod biljaka, čija površina hranjenja ne može biti manja od određene granične vrijednosti.
U prirodi se rijetko sreće gotovo ujednačena, uređena distribucija pojedinaca unutar okupirane teritorije. Međutim, najčešće su pripadnici populacije neravnomjerno raspoređeni u prostoru.
U svakom konkretnom slučaju, vrsta distribucije u zauzetom prostoru ispada adaptivna, tj. omogućava optimalno korišćenje raspoloživih resursa. Biljke u cenopopulaciji najčešće su izuzetno neravnomjerno raspoređene. Često je gušće središte agregacije okruženo jedinkama koje se nalaze manje gusto.
Prostorna heterogenost cenopopulacije povezana je sa prirodom razvoja klastera tokom vremena.
Kod životinja su, zbog njihove pokretljivosti, načini regulacije teritorijalnih odnosa raznovrsniji u odnosu na biljke.
Kod viših životinja, distribucija unutar populacije regulirana je sistemom instinkata. Odlikuje ih posebno teritorijalno ponašanje - reakcija na lokaciju drugih članova stanovništva. Međutim, sjedilački način života predstavlja rizik od brzog iscrpljivanja resursa ako gustina naseljenosti postane previsoka. Ukupna površina koju zauzima stanovništvo dijeli se na zasebne pojedinačne ili grupne površine, čime se postiže uredno korištenje zaliha hrane, prirodnih skloništa, mjesta za razmnožavanje itd.
Uprkos teritorijalnoj izolaciji pripadnika stanovništva, komunikacija se između njih održava putem sistema različitih signala i direktnih kontakata na granicama njihovih posjeda.
„Obezbeđivanje prostora” se postiže na različite načine: 1) zaštitom granica zauzetog prostora i direktnom agresijom prema strancu; 2) posebno ritualno ponašanje koje pokazuje prijetnju; 3) sistem posebnih signala i oznaka koji ukazuju na zauzetost teritorije.
Uobičajena reakcija na teritorijalne oznake – izbjegavanje – naslijeđena je kod životinja. Biološke prednosti ovakvog ponašanja su očigledne. Kada bi o ovladavanju teritorijom odlučivao samo ishod fizičke borbe, pojava svakog jačeg vanzemaljaca prijetila bi vlasniku gubitkom lokacije i isključenjem iz reprodukcije.
Djelomično preklapanje pojedinih teritorija služi kao način za održavanje kontakata među pripadnicima stanovništva. Susedni pojedinci često održavaju stabilan, obostrano koristan sistem veza: međusobno upozorenje na opasnost, zajednička zaštita od neprijatelja. Normalno ponašanje životinja uključuje aktivnu potragu za kontaktima sa pripadnicima vlastite vrste, koja se često intenzivira u periodima opadanja populacije.
Neke vrste formiraju široko lutajuće grupe koje nisu vezane za određenu teritoriju. Ovo je ponašanje mnogih vrsta riba tokom migracija hranjenja.
Ne postoje apsolutne razlike između različitih načina korištenja teritorije. Prostorna struktura stanovništva je veoma dinamična. Podložan je sezonskim i drugim adaptivnim promjenama u skladu s mjestom i vremenom.
Obrasci ponašanja životinja predstavljaju predmet posebne nauke - etologija. Sistem odnosa između pripadnika jedne populacije stoga se naziva etološka, odnosno bihevioralna struktura populacije.
Ponašanje životinja u odnosu na ostale članove populacije ovisi prije svega o tome da li je za vrstu karakterističan usamljeni ili grupni način života.
Usamljeni stil života, u kojem su jedinke jedne populacije neovisne i izolirane jedni od drugih, karakterističan je za mnoge vrste, ali samo u određenim fazama životnog ciklusa. Potpuno usamljeno postojanje organizama ne postoji u prirodi, jer bi u tom slučaju bilo nemoguće izvršiti njihovu glavnu vitalnu funkciju - reprodukciju.
Uz porodični način života, jačaju se i veze između roditelja i njihovih potomaka. Najjednostavniji tip takve veze je briga jednog od roditelja za položena jaja: zaštita kvačila, inkubacija, dodatno prozračivanje itd. Kod porodičnog načina života teritorijalno ponašanje životinja je najizraženije: različiti signali, oznake, ritualni oblici prijetnje i direktne agresije osiguravaju vlasništvo nad prostorom dovoljnim za ishranu potomstva.
Veća udruženja životinja - stada, krda I kolonije. Njihovo formiranje zasniva se na daljnjem usložnjavanju bihevioralnih veza u populacijama.
Život u grupi preko nervnog i hormonskog sistema utiče na tok mnogih fizioloških procesa u telu životinje. Kod izolovanih pojedinaca, nivo metabolizma se primetno menja, rezervne supstance se brže troše, brojni instinkti se ne manifestuju, a ukupna vitalnost se pogoršava.
Pozitivan grupni efekat manifestuje se samo do određenog optimalnog nivoa gustine naseljenosti. Ako ima previše životinja, to svima prijeti nedostatkom ekoloških resursa. Tada stupaju na snagu drugi mehanizmi koji dovode do smanjenja broja pojedinaca u grupi kroz njenu podjelu, raspršivanje ili pad nataliteta.
Najjednostavniji oblik postojanja vrste u prirodi je populacija. U ovom članku ćemo razumjeti što ovaj koncept uključuje i saznati 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 jedinki različite dobi koje predstavljaju potomke iste ili različite generacije. 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 ekološke situacije. 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 nasumična, 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, mjesta za uzgoj i sklonište, te druge okolišne faktore 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 unutrašnjih faktora, kao što su dostupnost hrane, neprijatelji i 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. Na primjer, nakon hladne zime, 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. Kruženje 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.
Šta smo naučili?
Koncept “populacije” u biologiji podrazumijeva broj svih jedinki jedne vrste koje žive na istom području i mogu se slobodno ukrštati. Komponente ovog koncepta su pol, starost, okruženje, genetske i prostorne strukture. Svi su oni međusobno usko povezani, utiču na životnu sredinu i osiguravaju kruženje supstanci u prirodi.
Testirajte na temu
Evaluacija izvještaja
Prosječna ocjena: 3.9. Ukupno primljenih ocjena: 158.
1. Panmictic- sastoje se od jedinki koje se razmnožavaju spolno i unakrsno oplode.
2. Klonalno- od jedinki koje se razmnožavaju samo aseksualno.
3. Klonijalno-panmiktički- seksualna reprodukcija je u kombinaciji sa aseksualnom reprodukcijom.
4. Trajno- stabilan u prostoru i vremenu, sposoban za neograničenu samoreprodukciju (osnovna jedinica evolucije).
5. Vremenski- nestabilan, nesposoban za dugotrajnu samoreprodukciju.
6. Geografski- zauzimaju ogromne prostore, imaju mali stepen migracije (razmjene) sa sličnim populacijama.
7. Environmental- prostorne grupe, slabo izolovane jedna od druge sa visokim stepenom migracije (razmjena jedinki).
8. Osnovno(najmanji rang) - elementarna grupa pojedinaca koju karakterizira potpuna panmiksija.
9. Savršeno(Mendelijanski) - model, na koji ne utječu elementarni evolucijski faktori.
Elementi ekološke sigurnosti populacija(ekološke karakteristike)
I. Raspon stanovništva (prostorna struktura) - teritorija (vodno područje) koju zauzima određena populacija.
Dimenzije zavise od:
1. radijus individualne aktivnosti- teritorija neophodna za održavanje života jedne jedinke (hranjenje i razmnožavanje)
· kod biljaka - udaljenost distribucije polena, sjemena, vegetativnih organa.
· kod životinja - po veličini i pokretljivosti: puž - 10m. , mošus - 300m. , sobovi - 100 km. , tigar - 200 km.
2. optimalnost prirodnih uslova (abiotičkih i biotičkih)
3. geografske barijere (kopno, vodene površine, planine, itd.
4. Mogućnost slobodnog prelaska
5. ljudska aktivnost
· Na osnovu prirode korištenja staništa razlikuju se nomadske i sjedilačke vrste.
· Promjene zbog godišnjih doba, migracija, teritorijalnih ekspanzija
II. Veličina populacije (zaliha) - ukupan broj jedinki date populacije
· održava se na relativno konstantnom nivou (samoregulirajući unutar biogeocenoze), ciklički fluktuira
· ne može se smanjiti ispod kritične (500 jedinki - za velike sisare, 50 000 - za člankonošce) jer u ovom slučaju, stopa mortaliteta će premašiti natalitet i stopu preživljavanja (što dovodi do izumiranja)
· moguće su nagle promjene brojnosti (talasi stanovništva), što uvelike
· promijeniti genetsku strukturu populacije
· u praksi je nemoguće odrediti ukupnu veličinu populacije.
odredio gustoća naseljenosti(ekstrapolirano na raspon populacije)
Gustoća naseljenosti - broj jedinki po jedinici površine raspona populacije.
· zavisi od starosnog i polnog sastava stanovništva, fertiliteta, mortaliteta, preživljavanja, faktora sredine itd.
III. Dinamika stanovništva .
Biotički potencijal - sposobnost populacije da se povećava u jedinici vremena.
· kod velikih sisara je mali - do maksimalno 1,1 puta u optimalnim uslovima, kod insekata i nižih rakova - veoma veliki - do 10 - 10.000 puta godišnje .
Eksponencijalni rast u brojevima - rast populacije u geometrijskoj progresiji u odsustvu ograničavajućih faktora.
· potencijalno je neograničen, do 10 n
· nije realizovano u prirodnim uslovima
· može se posmatrati u realnim uslovima ili u eksperimentu za kratko vreme (sa viškom vitalnih resursa u optimalnim uslovima životne sredine - laboratorijske populacije mikroorganizama, izbijanja skakavaca, moljca, kada se unesu u novo područje - zečevi u Australiji, itd.) - grafički izraženo krivom ( eksponent )
Rast stanovništva sa ograničenim resursima .
9. odlučan srednjeg kapaciteta
Srednji kapacitet - maksimalna gustina naseljenosti koja se može postići pod datim uslovima(sposoban za samoregulaciju, fluktuira oko prosječnog nivoa koji je bezopasan za biocenozu)
10. sa povećanjem gustine naseljenosti, rast populacije se usporava (kada se dostigne maksimalna gustina, zaustavlja se
12. sa gustinom naseljenosti jednakom kapacitetu životne sredine, stopa potrošnje resursa jednaka je stopi njihovog obnavljanja.
IV . Starosni sastav stanovništva (dobna struktura ) - omjer spolno zrelih i nezrelih jedinki u populaciji.
13. zavisi od:
1. vrijeme puberteta
2. vrsta i intenzitet razmnožavanja
3. trajanje reproduktivnog perioda
4. mortalitet u različitim starosnim grupama
14. Postoje 3 starosne grupe:
pre-reproduktivne-jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju
reproduktivni- jedinke sposobne za reprodukciju
post-reproduktivne - jedinke koje više nisu sposobne za reprodukciju
15. razlikovati:
apsolutni starosni sastav - broj određenih uzrasta u određenom trenutku
relativno- udio (%) pojedinaca date starosne grupe u ukupnoj populaciji
16. starosni sastav stanovništva se može promijeniti tokom vremena
V. Polni sastav stanovništva (polna struktura ) - odnos polova u populaciji.
· karakterističan samo za populacije dvodomnih organizama
· teoretski bi trebalo da bude isto (50% O i 50% O), u stvari to se nikada ne primećuje zbog: a) različitih stopa preživljavanja polova
b) način razmnožavanja (partenogeneza, androgeneza, apomiksis, aseksualni, itd.)
c) genetske karakteristike vrste (broj polnih hromozoma i uslovi za njihovo ispoljavanje)
· ima adaptivni značaj i razvija se u procesu evolucije
VI . Plodnost - sposobnost populacije da poveća svoju veličinu
razlikovati:
A) maksimum-potencijalno moguće u odsustvu ograničavajućih (ograničavajućih) faktora okoline (eksponencijalni rast brojeva, nikad ostvaren)
b) stvarni- realno pod uticajem ograničavajućih faktora sredine.
· Razlikovati:
A) apsolutno- ukupan broj rođenih pojedinaca u populaciji po jedinici vremena
b) relativna (specifična) - broj rođenih jedinki po jedinici stanovništva u jedinici vremena (na primjer, broj rođenih potomaka godišnje na hiljadu jedinki populacije)
V. Mortalitet - sposobnost populacije da smanji broj zbog uginuća jedinki(mogućnost smanjenja broja zbog migracije)
17. razlikovati:
minimum(teorijski) - povezan samo s krajem životnog vijeka
stvarni(stvarno) - povezano sa čitavim nizom razloga koji utiču na broj.
18. razlikovati:
apsolutno- broj osoba koje umiru u jedinici vremena
relativno- izraženo kao udio (%) umrlih u ukupnoj populaciji .
VII .Preživljavanje - broj jedinki (u procentima) preživjelih u populaciji u određenom vremenskom periodu .
· određuje uglavnom plodnost, mortalitet u ranom periodu života, starenje i uslovi okoline.
19. razlikovati:
apsolutna stopa preživljavanja- broj preživjelih u jedinici vremena
specifičan (relativan) - broj preživjelih prema veličini populacije u jedinici vremena
VIII . Etološka struktura - sistem odnosa između članova populacije(studi nauka - etologija).
oblici koegzistencije:
- usamljenički način života(jedinke su nezavisne i izolovane, ujedinjuju se radi reprodukcije).
- porodični stil života(porodice po očevom, majčinom i mešovitom tipu)
- stado- dugoročno - stalno udruživanje životinja po hijerarhiji (papkari)
- jata - privremeno udruženje životinja (ribe, ptice)
- kolonije- grupno naseljavanje sedentarnih životinja za period reprodukcije ili duži period.
IX . Strategije zaštite životne sredine - specifičan skup adaptacija čiji je cilj povećanje opstanka i reprodukcije populacije (stope rasta jedinki, vrijeme sazrijevanja, plodnost, mortalitet, konkurentnost, itd.)
20. Postoje dvije ekstremne vrste: r - I K-strategije (r- I K- populacije)
21. odrediti karakteristike prirodne selekcije ( r - i K - izbor )
r – populacije | K – populacije |
1. visoka plodnost 2. visoka stopa reprodukcije 3. visoka stopa ontogeneze (kratak životni vijek) 4. mala veličina jedinki 5. nedostatak brige o potomstvu 6. zauzimaju ogromne teritorije 7. brzo se naseljavaju 8. niska otpornost na nepovoljne faktore 9. slaba konkurentnost 10. žive u nestabilnim biotopima (na primjer, suše lokve) 11. nikada ne dominiraju zajednicama 12. mortalitet nije povezan sa gustinom. i individualne karakteristike | 1. niska plodnost 2. niska stopa reprodukcije 3. niska stopa ontogeneze (dug životni vek) 4. velika veličina jedinki 5. briga o potomstvu je razvijena u različitom stepenu 6. lokalnije 7. sporo se naseljavaju 8. otpornije na faktori životne sredine 9. visoka konkurentnost 10. žive u stabilnim biotopima 11. prevladavaju u zajednicama (dominantne vrste, vrste edifikatori) 12. mortalitet je povezan sa gustinom naseljenosti (ekološki kapacitet) |
primjeri vrsta sa r- strategija mogu biti populacije protozoa, nižih rakova i nekih crva.
DO - Strategija je tipična za ptice i sisare.
· vrste sa r- i TO- strategija.
· ekstremni tipovi ekoloških strategija se ne nalaze u prirodi u njihovom čistom obliku;
Kraj rada -
Ova tema pripada sekciji:
Esencija života
Živa materija se kvalitativno razlikuje od nežive materije po svojoj ogromnoj složenosti i visokoj strukturnoj i funkcionalnoj uređenosti žive i nežive materije su slične na elementarnom hemijskom nivou, odnosno hemijskim jedinjenjima ćelijske materije.
Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:
Šta ćemo sa primljenim materijalom:
Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga sačuvati na svojoj stranici na društvenim mrežama:
Tweet |
Sve teme u ovoj sekciji:
Proces mutacije i rezerva nasljedne varijabilnosti
· U genetskom fondu populacija pod uticajem mutagenih faktora dolazi do kontinuiranog procesa mutacije · Recesivni aleli češće mutiraju (kodiraju fazu manje otpornu na djelovanje mutagenih
Učestalost alela i genotipa (genetska struktura populacije)
Genetička struktura populacije - odnos frekvencija alela (A i a) i genotipova (AA, Aa, aa) u genetskom fondu populacije Učestalost alela
Citoplazmatsko nasljeđivanje
· Postoje podaci koji su neshvatljivi sa stanovišta hromozomske teorije nasljednosti A. Weissmana i T. Morgana (tj. isključivo nuklearna lokalizacija gena) · Citoplazma je uključena u regeneraciju
Plazmogeni mitohondrija
· Jedan miotohondrij sadrži 4 - 5 kružnih DNK molekula dužine oko 15.000 parova nukleotida · Sadrži gene za: - sintezu tRNA, rRNA i ribosomskih proteina, neke aero enzime
Plazmidi
· Plazmidi su vrlo kratki, autonomno replicirajući kružni fragmenti bakterijskih DNK molekula koji pružaju nehromozomski prijenos nasljednih informacija
Varijabilnost
Varijabilnost je zajedničko svojstvo svih organizama da steknu strukturne i funkcionalne razlike od svojih predaka.
Mutacijska varijabilnost
Mutacije su kvalitativna ili kvantitativna DNK tjelesnih stanica koje dovode do promjena u njihovom genetskom aparatu (genotipu) Teorija mutacije stvaranja
Uzroci mutacija
Mutageni faktori (mutageni) - supstance i uticaji koji mogu izazvati efekat mutacije (svi faktori spoljašnje i unutrašnje sredine koji m
Frekvencija mutacije
· Učestalost mutacije pojedinih gena uveliko varira i zavisi od stanja organizma i faze ontogeneze (obično se povećava sa godinama). U prosjeku, svaki gen mutira jednom u 40 hiljada godina
Genske mutacije (tačkaste, istinite)
Razlog je promjena u hemijskoj strukturi gena (kršenje nukleotidne sekvence u DNK: * ubacivanje gena u par ili više nukleotida
hromozomske mutacije (hromozomske preuređivanja, aberacije)
Uzroci - uzrokovani značajnim promjenama u strukturi hromozoma (preraspodjela nasljednog materijala hromozoma) U svim slučajevima nastaju kao rezultat
Poliploidija
Poliploidija je višestruko povećanje broja hromozoma u ćeliji (haploidni skup hromozoma -n se ponavlja ne 2 puta, već mnogo puta - do 10 -1
Značenje poliploidije
1. Poliploidiju kod biljaka karakteriše povećanje veličine ćelija, vegetativnih i generativnih organa – listova, stabljike, cvijeća, plodova, korijena itd. , y
aneuploidija (heteroploidija)
Aneuploidija (heteroploidija) - promjena u broju pojedinačnih hromozoma koja nije višestruka od haploidnog skupa (u ovom slučaju, jedan ili više hromozoma iz homolognog para je normalno
Somatske mutacije
Somatske mutacije - mutacije koje se javljaju u somatskim ćelijama organizma · Postoje genske, hromozomske i genomske somatske mutacije
Zakon homoloških nizova u nasljednoj varijabilnosti
· Otkrio N.I. Vavilov na osnovu proučavanja divlje i kultivisane flore pet kontinenata 5. Proces mutacije kod genetski bliskih vrsta i rodova teče paralelno, u.
Kombinativna varijabilnost
Kombinativna varijabilnost - varijabilnost koja nastaje kao rezultat prirodne rekombinacije alela u genotipovima potomaka uslijed seksualne reprodukcije
Fenotipska varijabilnost (modifikujuća ili nenasljedna)
Promjenjiva varijabilnost - evolucijski fiksirane adaptivne reakcije organizma na promjene u vanjskoj sredini bez promjene genotipa
Vrijednost varijabilnosti modifikacije
1. većina modifikacija ima adaptivni značaj i doprinosi prilagođavanju organizma promjenama u vanjskoj sredini 2. može uzrokovati negativne promjene - morfoza
Statistički obrasci varijabilnosti modifikacije
· Modifikacije pojedinačne karakteristike ili svojstva, mjerene kvantitativno, formiraju kontinuirani niz (varijacijski niz); ne može se izgraditi prema nemjerljivom atributu ili atributu koji je
Kriva distribucije varijacije modifikacija u varijacionom nizu
V - varijante osobine P - učestalost pojavljivanja varijanti osobine Mo - mod, ili većina
Razlike u ispoljavanju mutacija i modifikacija
Mutaciona (genotipska) varijabilnost Modifikaciona (fenotipska) varijabilnost 1. Povezana sa promenama genotipa i kariotipa
Osobine ljudi kao objekata genetskog istraživanja
1. Ciljana selekcija roditeljskih parova i eksperimentalni brakovi su nemogući (nemogućnost eksperimentalnog ukrštanja) 2. Spora smjena generacija koja se javlja u prosjeku svake
Metode za proučavanje ljudske genetike
Genealoška metoda · Metoda se zasniva na kompilaciji i analizi rodoslovlja (u nauku je krajem 19. vijeka uveo F. Galton); suština metode je da nas uđe u trag
Twin method
· Metoda se sastoji od proučavanja obrazaca nasljeđivanja osobina kod monozigotnih i bratskih blizanaca (natalitet blizanaca je jedan slučaj na 84 novorođenčadi)
Citogenetska metoda
· Sastoji se od vizuelnog pregleda mitotičkih metafaznih hromozoma pod mikroskopom · Na osnovu metode diferencijalnog bojenja hromozoma (T. Kasperson,
Dermatoglifska metoda
· Na osnovu proučavanja reljefa kože na prstima, dlanovima i plantarnim površinama stopala (postoje epidermalne izbočine - grebeni koji formiraju složene šare), ova osobina je naslijeđena
Stanovništvo - statistička metoda
· Na osnovu statističke (matematičke) obrade podataka o nasljeđu u velikim grupama stanovništva (populacije - grupe koje se razlikuju po nacionalnosti, vjeri, rasi, zanimanju
Metoda hibridizacije somatskih ćelija
· Na osnovu reprodukcije somatskih ćelija organa i tkiva izvan tela u sterilnim hranljivim medijima (ćelije se najčešće dobijaju iz kože, koštane srži, krvi, embriona, tumora) i
Metoda simulacije
· Teorijsku osnovu za biološko modeliranje u genetici daje zakon homoloških nizova nasljedne varijabilnosti N.I. Vavilova · Za modeliranje određene
Genetika i medicina (medicinska genetika)
· Proučava uzroke nastanka, dijagnostičke znakove, mogućnosti rehabilitacije i prevencije nasljednih bolesti ljudi (praćenje genetskih abnormalnosti)
Hromozomske bolesti
· Razlog je promjena u broju (genomske mutacije) ili strukturi hromozoma (hromozomske mutacije) kariotipa zametnih stanica roditelja (anomalije se mogu javiti kod različitih
Polisomija na polnim hromozomima
Trisomija - X (Triplo X sindrom); Kariotip (47, XXX) · Poznato kod žena; učestalost sindroma 1: 700 (0,1%) N
Nasljedne bolesti genskih mutacija
· Uzrok - mutacije gena (tačkaste) (promjene u nukleotidnom sastavu gena - insercije, supstitucije, delecije, transferi jednog ili više nukleotida; tačan broj gena kod ljudi nije poznat
Bolesti koje kontrolišu geni koji se nalaze na X ili Y hromozomu
Hemofilija - inkoagulacija krvi Hipofosfatemija - gubitak fosfora i kalcijuma u organizmu, omekšavanje kostiju Mišićna distrofija - strukturni poremećaji
Genotipski nivo prevencije
1. Pretraga i upotreba antimutagenih zaštitnih supstanci Antimutageni (protektori) - spojevi koji neutraliziraju mutagen prije njegove reakcije s molekulom DNK ili ga uklanjaju
Liječenje nasljednih bolesti
1. Simptomatska i patogenetska - uticaj na simptome bolesti (genetski defekt se čuva i prenosi na potomstvo) n dijetetičar
Interakcija gena
Nasljednost je skup genetskih mehanizama koji osiguravaju očuvanje i prijenos strukturne i funkcionalne organizacije vrste u nizu generacija od predaka.
Interakcija alelnih gena (jedan alelski par)
· Postoji pet vrsta alelnih interakcija: 1. Potpuna dominacija 2. Nepotpuna dominacija 3. Overdominacija 4. Kodominacija
Komplementarnost
Komplementarnost je fenomen interakcije nekoliko nealelnih dominantnih gena, što dovodi do pojave nove osobine koja je odsutna kod oba roditelja
Polimerizam
Polimerizam je interakcija nealelnih gena, u kojoj se razvoj jedne osobine odvija samo pod uticajem više nealelnih dominantnih gena (poligen
Pleiotropija (višestruko djelovanje gena)
Pleiotropija je pojava uticaja jednog gena na razvoj više osobina
Osnove uzgoja
Selekcija (lat. selektio - selekcija) - nauka i grana poljoprivrede. proizvodnja, razvijanje teorije i metoda stvaranja novih i unapređenje postojećih biljnih sorti, pasmina životinja
Pripitomljavanje kao prva faza selekcije
· Kultivisane biljke i domaće životinje koje potiču od divljih predaka; ovaj proces se naziva pripitomljavanjem ili pripitomljavanjem. Pokretačka snaga pripitomljavanja je
Centri nastanka i raznovrsnost gajenih biljaka (prema N. I. Vavilovu)
Naziv centra Geografski položaj Domovina kultiviranog bilja
Umjetna selekcija (izbor roditeljskih parova)
· Poznata su dva tipa vještačke selekcije: masovna i individualna selekcija je selekcija, očuvanje i korištenje za reprodukciju organizama koji imaju
Hibridizacija (ukrštanje)
· Omogućava vam da kombinujete određene nasledne karakteristike u jednom organizmu, kao i da se oslobodite neželjenih svojstava · U selekciji se koriste različiti sistemi ukrštanja
Inbreeding (brodsko spajanje)
Inbreeding je ukrštanje jedinki koje imaju blizak stepen srodstva: brat – sestra, roditelji – potomci (kod biljaka najbliži oblik srodstva se javlja kada
Nesrodno ukrštanje (outbreeding)
· Prilikom ukrštanja nesrodnih jedinki, štetne recesivne mutacije koje su u homozigotnom stanju postaju heterozigotne i nemaju negativan uticaj na vitalnost organizma
Heteroza
Heteroza (hibridna snaga) je fenomen naglog povećanja vitalnosti i produktivnosti hibrida prve generacije tokom nepovezanog ukrštanja (ukrštanja).
Indukovana (vještačka) mutageneza
· Učestalost mutacija naglo raste kada su izloženi mutagenima (jonizujuće zračenje, hemikalije, ekstremni uslovi okoline, itd.) · Primena
Međulinijska hibridizacija u biljkama
· Sastoji se od ukrštanja čistih (samooplodnih) linija dobijenih kao rezultat dugotrajnog prisilnog samooprašivanja biljaka koje se međusobno oprašuju kako bi se postigli maksimumi
Vegetativno razmnožavanje somatskih mutacija u biljkama
· Metoda se zasniva na izolaciji i odabiru korisnih somatskih mutacija za ekonomske osobine u najboljim starim sortama (moguće samo u oplemenjivanju biljaka)
Metode selekcije i genetski rad I. V. Michurina
1. Sistematski udaljena hibridizacija a) interspecifična: Vladimirska trešnja x Winkler trešnja = Ljepota sjeverne trešnje (zimska otpornost) b) intergenerična
Poliploidija
Poliploidija je pojava višestrukog povećanja osnovnog broja (n) broja hromozoma u somatskim ćelijama organizma (mehanizam nastanka poliploida i
Cell engineering
· Uzgoj pojedinačnih ćelija ili tkiva na veštačkim sterilnim hranljivim podlogama koje sadrže aminokiseline, hormone, mineralne soli i druge nutritivne komponente (
Inženjering hromozoma
· Metoda se zasniva na mogućnosti zamjene ili dodavanja novih pojedinačnih hromozoma u biljkama · Moguće je smanjiti ili povećati broj hromozoma u bilo kojem homolognom paru - aneuploidija
Uzgoj životinja
· Ima niz karakteristika u poređenju sa selekcijom biljaka koje objektivno otežavaju izvođenje: 1. U osnovi je tipična samo spolna reprodukcija (odsustvo vegetativne
Pripitomljavanje
· Počelo prije oko 10 - 5 hiljada u neolitskoj eri (oslabio je učinak stabilizacije prirodne selekcije, što je dovelo do povećanja nasljedne varijabilnosti i povećane efikasnosti selekcije
Ukrštanje (hibridizacija)
· Postoje dva načina ukrštanja: srodni (inbreeding) i nesrodni (outbreeding) · Prilikom odabira para uzimaju se u obzir rodovnici svakog proizvođača (rodovne knjige, nastava
Nesrodno ukrštanje (outbreeding)
· Može biti intrabred i ukrštati, interspecifičan ili intergenerički (sistematski udaljena hibridizacija) · Praćen efektom heteroze F1 hibrida
Provjera uzgojnih kvaliteta bikova po potomstvu
· Postoje ekonomske osobine koje se javljaju samo kod ženki (proizvodnja jaja, proizvodnja mlijeka) · Mužjaci učestvuju u formiranju ovih osobina kod kćeri (potrebno je provjeriti mužjake na c
Selekcija mikroorganizama
· Mikroorganizmi (prokarioti - bakterije, modrozelene alge; eukarioti - jednoćelijske alge, gljive, protozoe) - široko se koriste u industriji, poljoprivredi, medicini
Faze selekcije mikroorganizama
I. Potraga za prirodnim sojevima sposobnim za sintetizaciju proizvoda neophodnih za ljude II Izolacija čistog prirodnog soja (javlja se u procesu ponovljene subkulture
Ciljevi biotehnologije
1. Dobivanje stočne hrane i proteina hrane od jeftinih prirodnih sirovina i industrijskog otpada (osnova za rješavanje problema s hranom) 2. Dobijanje dovoljne količine
Proizvodi mikrobiološke sinteze
q Proteini za hranu i hranu q Enzimi (naširoko se koriste u hrani, alkoholu, pivarstvu, vinu, mesu, ribi, koži, tekstilu, itd.
Faze tehnološkog procesa mikrobiološke sinteze
Faza I – dobijanje čiste kulture mikroorganizama koja sadrži samo organizme jedne vrste ili soja. Svaka vrsta se čuva u posebnoj epruveti i šalje u proizvodnju i
Genetski (genetski) inženjering
Genetski inženjering je oblast molekularne biologije i biotehnologije koja se bavi stvaranjem i kloniranjem novih genetskih struktura (rekombinantne DNK) i organizama sa određenim karakteristikama.
Faze dobijanja rekombinantnih (hibridnih) molekula DNK
1. Dobivanje početnog genetskog materijala – gena koji kodira protein (osobinu) od interesa · Potreban gen se može dobiti na dva načina: umjetnom sintezom ili ekstrakcijom
Dostignuća genetskog inženjeringa
· Unošenje eukariotskih gena u bakterije koristi se za mikrobiološku sintezu biološki aktivnih supstanci, koje u prirodi sintetiziraju samo ćelije viših organizama · Sinteza
Problemi i izgledi genetskog inženjeringa
· Proučavanje molekularne osnove nasljednih bolesti i razvoj novih metoda za njihovo liječenje, pronalaženje metoda za korekciju oštećenja pojedinih gena · Povećanje otpornosti organizma
Inženjering hromozoma u biljkama
· Sastoji se u mogućnosti biotehnološke zamene pojedinačnih hromozoma u biljnim gametama ili dodavanja novih · U ćelijama svakog diploidnog organizma postoje parovi homolognih hromozoma
Metoda kulture ćelija i tkiva
· Metoda je kultivacija pojedinačnih ćelija, komada tkiva ili organa izvan tela u veštačkim uslovima na strogo sterilnim hranljivim podlogama uz konstantne fizičke i hemijske
Klonsko mikrorazmnožavanje biljaka
· Uzgoj biljnih ćelija je relativno jednostavan, podloga je jednostavna i jeftina, a ćelijska kultura je nepretenciozna · Metoda kulture biljnih ćelija je da pojedinačna ćelija ili
Hibridizacija somatskih ćelija (somatska hibridizacija) u biljkama
· Protoplasti biljnih ćelija bez čvrstih ćelijskih zidova mogu se spojiti jedni s drugima, formirajući hibridnu ćeliju koja ima karakteristike oba roditelja · Omogućava dobijanje
Ćelijski inženjering kod životinja
Metoda hormonske superovulacije i transfera embriona Izolacija desetina jaja godišnje od najboljih krava metodom hormonalne induktivne poliovulacije (tzv.
Hibridizacija somatskih ćelija kod životinja
· Somatske ćelije sadrže čitav obim genetskih informacija · Somatske ćelije za kultivaciju i naknadnu hibridizaciju kod ljudi dobijaju se iz kože, koja
Priprema monoklonskih antitijela
· Kao odgovor na unošenje antigena (bakterija, virusa, crvenih krvnih zrnaca, itd.), tijelo proizvodi specifična antitijela uz pomoć B limfocita, proteina koji se naziva imm
Biotehnologija životne sredine
· Prečišćavanje vode stvaranjem postrojenja za prečišćavanje biološkim metodama q Oksidacija otpadnih voda biološkim filterima q Recikliranje organskih i
Bioenergija
Bioenergija je grana biotehnologije povezana sa dobijanjem energije iz biomase pomoću mikroorganizama Jedna od efikasnih metoda za dobijanje energije iz bioma
Biokonverzija
Biokonverzija je transformacija tvari koje nastaju kao rezultat metabolizma u strukturno srodne spojeve pod utjecajem mikroorganizama
Inženjerska enzimologija
Inženjerska enzimologija je oblast biotehnologije koja koristi enzime u proizvodnji određenih supstanci · Centralna metoda inženjerske enzimologije je imobilizacija
Biogeotehnologija
Biogeotehnologija - upotreba geohemijske aktivnosti mikroorganizama u rudarskoj industriji (ruda, nafta, ugalj) · Uz pomoć mikroorganizama
Granice biosfere
· Određeno kompleksom faktora; Opšti uslovi za postojanje živih organizama su: 1. prisustvo tečne vode 2. prisustvo niza biogenih elemenata (makro- i mikroelemenata
Svojstva žive materije
1. Sadrže ogromnu zalihu energije sposobne da proizvedu rad 2. Brzina hemijskih reakcija u živoj materiji je milione puta veća nego inače zbog učešća enzima
Funkcije žive materije
· Obavlja živa materija u procesu vitalne aktivnosti i biohemijskih transformacija supstanci u metaboličkim reakcijama 1. Energija – transformacija i asimilacija živih bića
Sushi od biomase
· Kontinentalni deo biosfere - zemljište zauzima 29% (148 miliona km2) · Heterogenost zemljišta se izražava prisustvom geografske širine i visinske zonalnosti
Biomasa tla
· Zemljište je mješavina raspadnutih organskih i istrošenih mineralnih tvari; Mineralni sastav zemljišta uključuje silicijum dioksid (do 50%), glinicu (do 25%), gvožđe oksid, magnezijum, kalijum, fosfor
Biomasa Svjetskog okeana
· Područje Svjetskog okeana (zemljina hidrosfera) zauzima 72,2% ukupne površine Zemlje · Voda ima posebna svojstva važna za život organizama - visok toplinski kapacitet i toplotnu provodljivost
Biološki (biotički, biogeni, biogeohemijski ciklus) ciklus supstanci
Biotički ciklus supstanci je kontinuiran, planetaran, relativno cikličan, neujednačen u vremenu i prostoru, pravilna distribucija supstanci
Biogeohemijski ciklusi pojedinih hemijskih elemenata
· Biogeni elementi kruže u biosferi, odnosno vrše zatvorene biogeohemijske cikluse koji funkcionišu pod uticajem bioloških (životnih aktivnosti) i geoloških
Ciklus azota
· Izvor N2 – molekularni, gasoviti, atmosferski azot (ne apsorbuje ga većina živih organizama, jer je hemijski inertan; biljke mogu apsorbovati samo vezan azot
Ciklus ugljika
· Glavni izvor ugljika je ugljični dioksid u atmosferi i vodi · Ciklus ugljika se odvija kroz procese fotosinteze i ćelijskog disanja · Ciklus počinje sa
Vodeni ciklus
· Izvodi se upotrebom sunčeve energije · Reguliše živi organizmi: 1. apsorpcija i isparavanje od strane biljaka 2. fotoliza u procesu fotosinteze (razgradnja
Ciklus sumpora
· Sumpor je biogeni element žive materije; nalaze se u proteinima kao aminokiseline (do 2,5%), dio vitamina, glikozida, koenzima, nalaze se u biljnim eteričnim uljima
Protok energije u biosferi
· Izvor energije u biosferi je kontinuirano elektromagnetno zračenje sunca i radioaktivna energija q 42% sunčeve energije reflektuje se od oblaka, atmosfere prašine i površine Zemlje u
Pojava i evolucija biosfere
· Živa materija, a sa njom i biosfera, pojavila se na Zemlji kao rezultat pojave života u procesu hemijske evolucije pre oko 3,5 milijardi godina, što je dovelo do stvaranja organskih supstanci
Noosfera
Noosfera (bukvalno, sfera uma) je najviši stupanj razvoja biosfere, povezan s nastankom i formiranjem civiliziranog čovječanstva u njoj, kada njen um
Znakovi moderne noosfere
1. Sve veća količina ekstrahovanog materijala litosfere - povećanje razvoja mineralnih nalazišta (sada prelazi 100 milijardi tona godišnje) 2. Ogromna potrošnja
Ljudski uticaj na biosferu
· Trenutno stanje noosfere karakteriziraju sve veće izglede za ekološku krizu, čiji su se mnogi aspekti već u potpunosti manifestirali, stvarajući stvarnu prijetnju egzistenciji
Proizvodnja energije
q Izgradnja hidroelektrana i stvaranje akumulacija uzrokuje plavljenje velikih površina i raseljavanje ljudi, porast nivoa podzemnih voda, eroziju tla i zalivanje, klizišta, gubitak obradivog zemljišta
Proizvodnja hrane. Osiromašenje i zagađenje tla, smanjenje plodne površine tla
q Oranice zauzimaju 10% Zemljine površine (1,2 milijarde hektara) q Razlog je prekomjerna eksploatacija, nesavršena poljoprivredna proizvodnja: erozija vode i vjetra i formiranje jaruga,
Opadanje prirodne biodiverziteta
q Ljudska ekonomska aktivnost u prirodi je praćena promjenama u broju životinjskih i biljnih vrsta, izumiranjem čitavih svojti i smanjenjem raznolikosti živih bića
Kisele padavine
q Povećana kiselost kiše, snijega, magle zbog ispuštanja oksida sumpora i dušika u atmosferu izgaranjem goriva q Kisele padavine smanjuju prinose usjeva i uništavaju prirodnu vegetaciju
Načini rješavanja ekoloških problema
· Čovjek će nastaviti da eksploatiše resurse biosfere u sve većem obimu, budući da je ta eksploatacija neophodan i glavni uslov za samo postojanje h
Održiva potrošnja i upravljanje prirodnim resursima
q Maksimalno potpuno i sveobuhvatno vađenje svih minerala iz ležišta (zbog nesavršene tehnologije vađenja, samo 30-50% rezervi se izvlači iz naftnih nalazišta q Rec
Ekološka strategija razvoja poljoprivrede
q Strateški pravac - povećanje produktivnosti za obezbeđivanje hrane za rastuću populaciju bez povećanja obrađenih površina q Povećanje prinosa poljoprivrednih kultura bez negativnih uticaja
Svojstva žive materije
1. Jedinstvo elementarnog hemijskog sastava (98% je ugljenik, vodonik, kiseonik i azot) 2. Jedinstvo biohemijskog sastava - svi živi organi
Hipoteze o nastanku života na Zemlji
· Postoje dva alternativna koncepta o mogućnosti nastanka života na Zemlji: q abiogeneza – nastanak živih organizama iz neorganskih supstanci
Faze razvoja Zemlje (hemijski preduslovi za nastanak života)
1. Zvezdani stadijum istorije Zemlje q Geološka istorija Zemlje počela je pre više od 6 puta. godine, kada je Zemlja bila vruće mjesto preko 1000
Pojava procesa samoreprodukcije molekula (biogena matrična sinteza biopolimera)
1. Nastaje kao rezultat interakcije koacervata sa nukleinskim kiselinama 2. Sve neophodne komponente procesa sinteze biogenog matriksa: - enzimi - proteini - itd.
Preduvjeti za nastanak evolucijske teorije Charlesa Darwina
Društveno-ekonomski preduslovi 1. U prvoj polovini 19. veka. Engleska je postala jedna od ekonomski najrazvijenijih zemalja svijeta sa visokim nivoom
· Izloženo u knjizi Charlesa Darwina “O poreklu vrsta putem prirodne selekcije, ili očuvanje omiljenih pasmina u borbi za život”, koja je objavljena
Varijabilnost
Opravdanje varijabilnosti vrsta · Da bi potkrijepio stav o varijabilnosti živih bića, Charles Darwin je koristio uobičajene
Korelativna varijabilnost
· Promjena strukture ili funkcije jednog dijela tijela uzrokuje koordiniranu promjenu u drugom ili drugim, budući da je tijelo integralni sistem čiji su pojedinačni dijelovi usko povezani
Glavne odredbe evolucijskog učenja Charlesa Darwina
1. Sve vrste živih bića koje naseljavaju Zemlju nikada niko nije stvorio, već su nastale prirodno 2. Nastajući prirodno, vrste polako i postepeno
Razvoj ideja o vrsti
· Aristotel - koristio je koncept vrste kada je opisivao životinje, koji nije imao naučni sadržaj i korišten je kao logički koncept · D. Ray
Kriterijumi vrste (znakovi identifikacije vrste)
· Značaj kriterijuma vrste u nauci i praksi – utvrđivanje specijskog identiteta jedinki (identifikacija vrste) I. Morfološki – sličnost morfoloških nasleđa
Proces mutacije
Spontane promjene u nasljednom materijalu zametnih stanica u vidu genskih, hromozomskih i genomskih mutacija dešavaju se konstantno tokom čitavog životnog perioda pod uticajem mutacija.
Izolacija
Izolacija - zaustavljanje protoka gena iz populacije u populaciju (ograničavanje razmjene genetskih informacija između populacija) Značenje izolacije kao fa
Primarna izolacija
· Nije direktno povezano s djelovanjem prirodne selekcije, posljedica je vanjskih faktora · Dovodi do naglog smanjenja ili prestanka migracije jedinki iz drugih populacija
Ekološka izolacija
· Nastaje na osnovu ekoloških razlika u postojanju različitih populacija (različite populacije zauzimaju različite ekološke niše) v Na primjer, pastrmka jezera Sevan p
Sekundarna izolacija (biološka, reproduktivna)
· Ključno je u formiranju reproduktivne izolacije · Nastaje kao rezultat intraspecifičnih razlika u organizmima · Nastaje kao rezultat evolucije · Ima dva izo
Migracije
Migracija je kretanje jedinki (sjeme, polen, spore) i njihovih karakterističnih alela između populacija, što dovodi do promjena u učestalosti alela i genotipova u njihovim genskim fondovima.
Populacioni talasi
Populacioni talasi („talasi života“) - periodične i neperiodične oštre fluktuacije broja jedinki u populaciji pod uticajem prirodnih uzroka (S.S.
Značenje populacijskih talasa
1. Dovodi do neusmjerene i nagle promjene u učestalosti alela i genotipova u genskom fondu populacija (slučajno preživljavanje jedinki tokom perioda zimovanja može povećati koncentraciju ove mutacije za 1000 r
Genetski drift (genetičko-automatski procesi)
Genetski drift (genetičko-automatski procesi) je slučajna, neusmjerena promjena u učestalosti alela i genotipova, a nije uzrokovana djelovanjem prirodne selekcije.
Rezultat genetskog drifta (za male populacije)
1. Izaziva gubitak (p = 0) ili fiksaciju (p = 1) alela u homozigotnom stanju kod svih članova populacije, bez obzira na njihovu adaptivnu vrijednost - homozigotizacija jedinki
Prirodna selekcija je vodeći faktor evolucije
Prirodna selekcija je proces preferencijalnog (selektivnog, selektivnog) preživljavanja i reprodukcije najsposobnijih individua i nepreživljavanja ili nerazmnožavanja
Borba za postojanje Oblici prirodne selekcije
Odabir vožnje (Opisao Charles Darwin, modernu nastavu razvio D. Simpson, engleski) Odabir vožnje - odabir u
Stabilizirajuća selekcija
· Teoriju stabilizacije selekcije razvio je ruski akademik. I. I. Shmagauzen (1946) Stabilizujuća selekcija - selekcija koja djeluje u staji
Drugi oblici prirodne selekcije
Individualna selekcija - selektivni opstanak i reprodukcija pojedinih jedinki koje imaju prednost u borbi za egzistenciju i eliminaciji drugih
Glavne karakteristike prirodne i umjetne selekcije
Prirodna selekcija Umjetna selekcija 1. Nastala s pojavom života na Zemlji (prije oko 3 milijarde godina) 1. Nastala u ne-
Opće karakteristike prirodne i umjetne selekcije
1. Početni (elementarni) materijal - individualne karakteristike organizma (nasljedne promjene - mutacije) 2. Izvode se prema fenotipu 3. Elementarna struktura - populacije
Borba za postojanje je najvažniji faktor u evoluciji
Borba za postojanje je kompleks odnosa između organizma i abiotskih (fizički životni uslovi) i biotičkih (odnosi sa drugim živim organizmima) faktora
Intenzitet reprodukcije
v Jedna pojedinačna okrugla glista dnevno proizvede 200 hiljada jaja; sivi pacov rađa 5 legla godišnje od 8 mladunaca, koji postaju spolno zreli sa tri mjeseca starosti; potomstvo jedne dafnije dostiže
Borba među vrstama za postojanje
· Javlja se između jedinki populacija različitih vrsta · Manje akutna od intraspecifične, ali njena napetost se povećava ako različite vrste zauzimaju slične ekološke niše i imaju
Borba protiv nepovoljnih abiotskih faktora životne sredine
· Uočava se u svim slučajevima kada se pojedinci neke populacije nađu u ekstremnim fizičkim uslovima (prevelike vrućine, suša, jaka zima, prekomjerna vlažnost, neplodno tlo, oštra
Glavna otkrića u oblasti biologije nakon stvaranja STE
1. Otkriće hijerarhijskih struktura DNK i proteina, uključujući sekundarnu strukturu DNK - dvostruku spiralu i njenu nukleoproteinsku prirodu 2. Dešifriranje genetskog koda (njegove tripletne strukture
Znakovi organa endokrinog sistema
1. Relativno su male veličine (režnjevi ili nekoliko grama) 2. Anatomski nisu međusobno povezani 3. Sintetizuju hormone 4. Imaju bogatu mrežu krvnih sudova
Karakteristike (znakovi) hormona
1. Nastaju u endokrinim žlijezdama (neurohormoni se mogu sintetizirati u neurosekretornim stanicama) 2. Visoka biološka aktivnost – sposobnost brzog i snažnog mijenjanja int.
Hemijska priroda hormona
1. Peptidi i jednostavni proteini (insulin, somatotropin, tropski hormoni adenohipofize, kalcitonin, glukagon, vazopresin, oksitocin, hormoni hipotalamusa) 2. Složeni proteini - tirotropin, luta
Hormoni srednjeg (srednjeg) režnja
Melanotropni hormon (melanotropin) - izmjena pigmenata (melanina) u integumentarnim tkivima Hormoni stražnjeg režnja (neurohipofize) - oksitrcin, vazopresin
Hormoni štitnjače (tiroksin, trijodtironin)
Sastav hormona štitnjače svakako uključuje jod i aminokiselinu tirozin (dnevno se oslobađa 0,3 mg joda kao dio hormona, stoga čovjek treba svakodnevno da ga prima hranom i vodom
Hipotireoza (hipotireoza)
Uzrok hipoteroze je kronični nedostatak joda u hrani i vodi Nedostatak lučenja hormona nadoknađuje se proliferacijom tkiva žlijezde i značajnim povećanjem njegovog volumena
Kortikalni hormoni (mineralkortikoidi, glukokortikoidi, polni hormoni)
Kortikalni sloj je formiran od epitelnog tkiva i sastoji se od tri zone: glomerularne, fascikularne i retikularne, različite morfologije i funkcije. Hormoni su klasifikovani kao steroidi - kortikosteroidi
Hormoni medule nadbubrežne žlijezde (adrenalin, norepinefrin)
- Medula se sastoji od posebnih hromafinskih ćelija, obojenih žuto (te iste ćelije se nalaze u aorti, grani karotidne arterije i u simpatičkim čvorovima; sve one čine
Hormoni pankreasa (insulin, glukagon, somatostatin)
Inzulin (koji luče beta ćelije (insulociti), je najjednostavniji protein) Funkcije: 1. Regulacija metabolizma ugljikohidrata (jedino smanjenje šećera
Testosteron
Funkcije: 1. Razvoj sekundarnih polnih karakteristika (proporcije tijela, mišići, rast brade, dlake na tijelu, psihičke karakteristike muškarca itd.) 2. Rast i razvoj reproduktivnih organa
Jajnici
1. Parni organi (veličine oko 4 cm, težine 6-8 g), koji se nalaze u karlici, sa obe strane materice 2. Sastoje se od velikog broja (300-400 hiljada) tzv. folikuli - struktura
Estradiol
Funkcije: 1. Razvoj ženskih genitalnih organa: jajovoda, materice, vagine, mliječne žlijezde 2. Formiranje sekundarnih polnih karakteristika ženskog spola (telesa, figura, taloženje masti itd.)
Endokrine žlezde (endokrini sistem) i njihovi hormoni
Endokrine žlijezde Hormoni Funkcije Hipofiza: - prednji režanj: adenohipofiza - srednji režanj - zadnji
Reflex. Refleksni luk
Refleks je odgovor organizma na iritaciju (promenu) spoljašnjeg i unutrašnjeg okruženja, koji se izvodi uz učešće nervnog sistema (glavni oblik aktivnosti
Mehanizam povratnih informacija
· Refleksni luk se ne završava odgovorom tijela na stimulaciju (rad efektora). Sva tkiva i organi imaju svoje receptore i aferentne nervne puteve koji se povezuju sa čulima.
Kičmena moždina
1. Najstariji deo centralnog nervnog sistema kičmenjaka (prvo se javlja kod cefalohordata - lanceta) 2. Tokom embriogeneze razvija se iz neuralne cevi 3. Nalazi se u kosti
Skeletno-motorički refleksi
1. Refleks koljena (centar je lokaliziran u lumbalnom segmentu); rudimentarni refleks životinjskih predaka 2. Ahilov refleks (u lumbalnom segmentu) 3. Plantarni refleks (sa
Funkcija provodnika
· Kičmena moždina ima dvosmjernu vezu sa mozgom (stablo i moždana kora); preko kičmene moždine, mozak je povezan s receptorima i izvršnim organima tijela
Mozak
· Mozak i kičmena moždina se razvijaju u embrionu iz spoljašnjeg zametnog sloja – ektoderma · Nalazi se u šupljini moždane lobanje · Prekriveni (kao kičmena moždina) sa tri sloja
Medulla
2. Tokom embriogeneze razvija se iz pete medularne vezikule neuralne cijevi embriona 3. Nastavak je kičmene moždine (donja granica između njih je mjesto gdje izlazi korijen
Refleksna funkcija
1. Zaštitni refleksi: kašalj, kihanje, treptanje, povraćanje, suzenje 2. Refleksi na hranu: sisanje, gutanje, lučenje soka iz probavnih žlijezda, pokretljivost i peristaltika
Srednji mozak
1. U procesu embriogeneze iz treće medularne vezikule neuralne cijevi embriona 2. Prekriven bijelom tvari, iznutra siva tvar u obliku jezgara 3. Ima sljedeće strukturne komponente
Funkcije srednjeg mozga (refleks i provodljivost)
I. Refleksna funkcija (svi refleksi su urođeni, bezuslovni) 1. Regulacija mišićnog tonusa pri kretanju, hodanju, stajanju 2. Orijentacijski refleks
Talamus (vizualni talamus)
· Predstavlja uparene nakupine sive materije (40 pari jezgara), prekrivene slojem bele materije, iznutra – treća komora i retikularna formacija · Sva jezgra talamusa su aferentna, senzorna
Funkcije hipotalamusa
1. Viši centar nervne regulacije kardiovaskularnog sistema, permeabilnost krvnih sudova 2. Centar termoregulacije 3. Regulacija organa vodeno-solne ravnoteže
Funkcije malog mozga
· Mali mozak je povezan sa svim dijelovima centralnog nervnog sistema; kožni receptori, proprioceptori vestibularnog i motoričkog aparata, subkorteksa i kore velikog mozga · Funkcije malog mozga istražuju put
Telencefalon (mozak, prednji mozak)
1. Tokom embriogeneze razvija se iz prve moždane vezikule neuralne cijevi embriona 2. Sastoji se od dvije hemisfere (desne i lijeve), odvojene dubokom uzdužnom pukotinom i povezane
Moždana kora (ogrtač)
1. Kod sisara i ljudi, površina korteksa je presavijena, prekrivena zavojima i žljebovima, pružajući povećanje površine (kod ljudi je oko 2200 cm2
Funkcije kore velikog mozga
Metode proučavanja: 1. Električna stimulacija pojedinih područja (metoda „ugradnje” elektroda u područja mozga) 3. 2. Uklanjanje (ekstirpacija) pojedinih područja
Senzorne zone (regije) moždane kore
· Predstavljaju centralne (kortikalne) sekcije analizatora. Približavaju im se osjetljivi (aferentni) impulsi iz odgovarajućih receptora · Zauzimaju mali dio korteksa;
Funkcije asocijacijskih zona
1. Komunikacija između različitih područja korteksa (senzornih i motoričkih) 2. Kombinacija (integracija) svih osjetljivih informacija koje ulaze u korteks s pamćenjem i emocijama 3. Odlučujuće
Osobine autonomnog nervnog sistema
1. Podijeljen na dva dijela: simpatikus i parasimpatikus (svaki od njih ima centralni i periferni dio) 2. Nema svoj aferent (
Osobine dijelova autonomnog nervnog sistema
Simpatički odjel Parasimpatički odjel 1. Centralne ganglije se nalaze u bočnim rogovima torakalnog i lumbalnog segmenta kičmenog stuba
Funkcije autonomnog nervnog sistema
· Većina tjelesnih organa inervira i simpatički i parasimpatički sistem (dvostruka inervacija) · Oba odjela vrše tri vrste djelovanja na organe - vazomotorna,
Uticaj simpatikusa i parasimpatikusa autonomnog nervnog sistema
Simpatički odjel Parasimpatički odjel 1. Ubrzava ritam, pojačava snagu srčanih kontrakcija 2. Proširuje koronarne žile
Viša nervna aktivnost čovjeka
Mentalni mehanizmi refleksije: Mentalni mehanizmi dizajniranja budućnosti - razumno
Osobine (znakovi) bezuslovnih i uslovnih refleksa
Bezuslovni refleksi Uslovni refleksi 1. Urođene specifične reakcije organizma (prenošene nasledstvom) - genetski uslovljene
Metodologija razvijanja (formiranja) uslovnih refleksa
· Razvio I.P. Pavlov na psima prilikom proučavanja salivacije pod uticajem svetlosnih ili zvučnih nadražaja, mirisa, dodira itd.
Uslovi za razvoj uslovnih refleksa
1. Indiferentni stimulus mora prethoditi bezuslovnom (anticipativno djelovanje) 2. Prosječna snaga indiferentnog stimulusa (sa malom i velikom snagom refleks se možda neće formirati
Značenje uslovnih refleksa
1. Oni čine osnovu učenja, sticanja fizičkih i mentalnih vještina 2. Suptilno prilagođavanje vegetativnih, somatskih i mentalnih reakcija na uslove sa
Indukcijsko (vanjsko) kočenje
o Razvija se pod uticajem stranog, neočekivanog, jakog iritanta iz spoljašnje ili unutrašnje sredine v Teška glad, puna bešika, bol ili seksualno uzbuđenje
Inhibicija uslovljena izumiranjem
· Razvija se kada se uslovljeni stimulus sistematski ne pojačava neuslovljenim v Ako se uslovni stimulus ponavlja u kratkim intervalima bez pojačanja
Odnos ekscitacije i inhibicije u moždanoj kori
Ozračenje je širenje procesa ekscitacije ili inhibicije od izvora njihovog nastanka na druga područja korteksa
Uzroci spavanja
· Postoji nekoliko hipoteza i teorija o uzrocima spavanja: Hemijska hipoteza - uzrok sna je trovanje moždanih stanica toksičnim otpadnim produktima, slika
REM (paradoksalni) san
· Javlja se nakon perioda sporotalasnog sna i traje 10-15 minuta; zatim ponovo ustupa mesto sporotalasnom snu; ponavlja 4-5 puta tokom noći. Karakteriše se brzim
Osobine ljudske više nervne aktivnosti
(razlike od GNI životinja) · Kanali za dobijanje informacija o faktorima spoljašnjeg i unutrašnjeg okruženja nazivaju se signalni sistemi · Razlikuju se prvi i drugi signalni sistem
Osobine više nervne aktivnosti ljudi i životinja
Životinja Čovjek 1. Dobijanje informacija o faktorima okoline samo pomoću prvog signalnog sistema (analizatori) 2. Specifični
Memorija kao komponenta više nervne aktivnosti
Memorija je skup mentalnih procesa koji osiguravaju očuvanje, konsolidaciju i reprodukciju prethodnog individualnog iskustva v Osnovni procesi pamćenja
Analizatori
· Osoba prima sve informacije o spoljašnjem i unutrašnjem okruženju tela koje su neophodne za interakciju sa njim pomoću čula (senzornih sistema, analizatora) v Koncept analize
Struktura i funkcije analizatora
· Svaki analizator se sastoji od tri anatomski i funkcionalno povezana dijela: perifernog, provodnog i centralnog · Oštećenje jednog od dijelova analizatora
Značenje analizatora
1. Informiranje tijela o stanju i promjenama u vanjskom i unutrašnjem okruženju 2. Pojava osjeta i formiranje na njihovoj osnovi pojmova i ideja o okolnom svijetu, tj. e.
horoid (sredina)
· Nalazi se ispod sklere, bogata krvnim sudovima, sastoji se od tri dela: prednjeg - šarenice, srednjeg - cilijarno telo i zadnjeg - samog vaskularnog tkiva
Osobine fotoreceptorskih stanica retine
Štapići čunjevi 1. Broj 130 miliona 2. Vizualni pigment – rodopsin (vizuelno ljubičasta) 3. Maksimalni broj po n
Objektiv
· Nalazi se iza zenice, ima oblik bikonveksnog sočiva prečnika oko 9 mm, apsolutno je providan i elastičan. Prekriven prozirnom kapsulom na koju su pričvršćeni ligamenti cilijarnog tijela
Funkcionisanje oka
· Vizuelna recepcija počinje fotohemijskim reakcijama koje počinju u štapićima i čunjićima retine i sastoje se u raspadanju vidnih pigmenata pod uticajem svetlosnih kvanta. Upravo ovo
Higijena vida
1. Sprečavanje povreda (zaštitne naočare u proizvodnji sa traumatskim predmetima - prašina, hemikalije, strugotine, krhotine itd.) 2. Zaštita očiju od prejakog svetla - sunca, elektriciteta
Vanjsko uho
· Reprezentacija ušne školjke i spoljašnjeg slušnog kanala · Ušna školjka - slobodno viri na površini glave
Srednje uho (bubna šupljina)
· Leži unutar piramide temporalne kosti · Ispunjena je vazduhom i komunicira sa nazofarinksom kroz cev dužine 3,5 cm i prečnika 2 mm - Eustahijeva cijev Funkcija Eustahijeve
Unutrasnje uho
· Nalazi se u piramidi temporalne kosti · Uključuje koštani labirint, koji je složena struktura kanala · Unutar kostiju
Percepcija zvučnih vibracija
· Ušna školjka hvata zvukove i usmjerava ih u vanjski slušni kanal. Zvučni talasi izazivaju vibracije bubne opne, koje se sa nje prenose preko sistema poluga slušnih koščica (
Higijena sluha
1. Prevencija povreda slušnih organa 2. Zaštita slušnih organa od prevelike jačine ili trajanja zvučne stimulacije – tzv. "zagađenje bukom", posebno u bučnim industrijskim sredinama
Biosfera
1. Predstavljen ćelijskim organelama 2. Biološki mezosistemi 3. Moguće mutacije 4. Histološka metoda istraživanja 5. Početak metabolizma 6. O
“Struktura eukariotske ćelije” 9. Ćelijska organela koja sadrži DNK 10. Ima pore 11. Obavlja funkciju u ćeliji 12. Funkcija
Ćelijski centar
Testirajte tematski digitalni diktat na temu “Metabolizam ćelije” 1. Izvodi se u citoplazmi ćelije 2. Zahtijeva specifične enzime
Tematski digitalno programirani diktat
na temu “Metabolizam energije” 1. Izvode se reakcije hidrolize 2. Konačni proizvodi su CO2 i H2O 3. Konačni proizvod je PVC 4. NAD se reducira
Faza kiseonika
Tematski digitalni programirani diktat na temu “Fotosinteza” 1. Dolazi do fotolize vode 2. Dolazi do redukcije
“Metabolizam ćelije: Energetski metabolizam. fotosinteza. Biosinteza proteina" 1. Izvodi se u autotrofima 52. Transkripcija se vrši 2. Povezano sa funkcionisanjem
Glavne karakteristike eukariotskih kraljevstava
Biljno carstvo Životinjsko carstvo 1. Imaju tri podcarstva: – niže biljke (prave alge) – crvene alge
Osobine vrsta umjetne selekcije u uzgoju
Masovna selekcija Individualna selekcija 1. Mnogim jedinkama sa najizraženijim karakteristikama je dozvoljeno da se razmnožavaju
Opće karakteristike masovne i individualne selekcije
1. Provodi ga čovjek umjetnom selekcijom 2. Za daljnju reprodukciju dozvoljene su samo jedinke sa najizraženijom željenom osobinom 3. Može se ponoviti
Jedinke jedne vrste neravnomjerno su raspoređene po površini Zemlje. Ovo odražava i njihove različite ekološke preferencije i evoluciju, uključujući njihovu povijest naselja. Mogu se naći neke manje ili više guste grupe takvih organizama (slika 5), a u intervalima su ili rijetke ili ih uopće nema. Vjerojatnost kontakta između jedinki unutar takve grupe mnogo je veća nego kod organizama iz različitih, iako susjednih, grupa. Razmjena genetskih informacija je također manje vjerovatna. Upravo se te manje-više izolirane grupe jedinki iste vrste nazivaju populacijama. Osim toga, stanovništvo mora postojati na teritoriji koju zauzima dovoljno dugo. Da biste označili bilo koje prostorno grupiranje jedinki iste vrste, možete koristiti drugi izraz - naselje.
Pitanja vezana za odnose između pojedinaca istih
vrste, njihovu prostornu i vremensku distribuciju jedna u odnosu na drugu iu odnosu na vanjske uslove proučava posebna grana biologije - populaciona biologija. Odgovarajuća grana ekologije je populaciona ekologija ili demekologija.
Rice. 5. Rasprostranjenost naselja velikorogih ovaca u planinama severoistočne Azije (prema Černjavskom, iz Yablokova, 1987.)
Integritet svake populacije u većini slučajeva je mali, međutim populacija kao prirodni sistem ima određena svojstva. To je, prvo, sposobnost da se na ovaj ili onaj način odgovori na promjene okoliša, a drugo, mogućnost dugotrajne obnove na račun pojedinaca novih generacija.
Ako zamislite životinje, biljke i gljive koje se nalaze oko nas, lako ćete to shvatiti
U većini slučajeva svaki organizam može postojati neko vrijeme sam, bez drugih jedinki, ali nije u stanju da se razmnožava na način da je niz potomaka dugotrajan, u principu, beskonačan.
Osim toga, čak i kod dvodomne reprodukcije, ali uz sudjelovanje malog broja jedinki, pojavljuju se štetne posljedice - povećava se mortalitet, počinju se pojavljivati smrtonosne i subletalne mutacije. Kao rezultat toga, ne samo pojedincima, već i cijeloj vrsti prijeti izumiranje.
Ako je broj jedinki ispod određene granice (različit za različite grupe) ili je broj relativno velik, ali su raspoređeni na ogromnoj teritoriji, tada se smanjuje vjerojatnost njihovog susreta i kasnije uspješne reprodukcije. Stoga se indikatori ove vrste široko koriste u očuvanju prirode, posebno za utvrđivanje potrebe da se vrsta uvrsti među zaštićene vrste.
Neke gljive, biljke i životinje su zanimljive jer je populacije u strogom smislu pojma gotovo nemoguće razlikovati. To su, na primjer, živa bića koja se razmnožavaju isključivo aseksualno ili zadržavaju spolnu reprodukciju samo u partenogenetskom obliku.
Akumulirani podaci nam omogućavaju da tvrdimo da je svaka populacija relativno stabilan sistem, sposoban da izdrži faktore okoline i kontroliše te faktore zbog promjena u svojoj gustini (tzv. Nicholsonov princip) i posjeduje određena svojstva: integritet; relativna izolacija, povezana prvenstveno s mogućnošću raspršivanja jedinki (ili gameta!) i prisustvom prepreka; prilično veliki broj pojedinaca (obično od nekoliko stotina do nekoliko desetina hiljada); strukturiranost, odnosno prisustvo srodnih, ali različitih grupa jedinki (ženke, mužjaci, larve itd.); privremena varijabilnost; kontinuirani prijenos genetskih informacija u
dugi niz generacija; jedinstvenost.
Najčešće se govori o lokalnim (lokalnim) populacijama, odnosno demima, odnosno manje ili više gustim i relativno brojnim (po broju jedinki) naseljima neke vrste ograničenim na određeno, relativno malo stanište (jasno je da je to u velikoj mjeri određena veličina jedinki) i relativno izolirana od drugih sličnih susjednih naselja.
Svako ko je ikada promatrao bilo koju biljku ili životinju u prirodi razumije da su takve lokalne populacije raspoređene neravnomjerno i nejednako. Opći obrasci ove distribucije se lako shvate: svaka populacija jasno gravitira prema vrlo specifičnoj ekološkoj situaciji i uvijek teži da živi i razmnožava se tamo gdje je kombinacija uslova posebno povoljna.
Susedne populacije jedinki iste vrste povezane su jedna s drugom (ili su imale takvu vezu u prošlosti). Stoga (i zbog poteškoća u identifikaciji apsolutno izolovanih populacija) često govorimo o populacijskom sistemu neke vrste, što znači ukupnost svih međudjelujućih i neinteragirajućih naselja različitog ranga smještenih unutar njenog područja rasprostranjenja.
Granice između susjednih populacija često su zamagljene, jer se pojedinci unutar njih mogu raspršiti. Zbog toga se međupopulacijske granice često uspoređuju sa polupropusnim membranama. Dugoročnim posmatranjima često je moguće pratiti ili očuvanje rasparčanja populacionog sistema, ili uništavanje i pomeranje međupopulacijskih granica.
Naravno, postoje populacije sa dobro definisanim granicama. Za kopnene životinje i biljke to su otočna i planinska naselja. Za vodene stanovnike - populacije endorejskih jezera i dubokomorskih depresija. Jasno definisane granice populacija (prvenstveno ostrvskog tipa) odgovaraju značajnom stepenu izolacije. Kao rezultat toga, zbog ograničenog prijenosa genetskih informacija, može početi razdvajanje populacija ili njihovih grupa. Kao rezultat, može se pojaviti nova podvrsta ili čak nezavisna vrsta.
Procjena granica, njihove propusnosti i prirode naseljavanja ili migracije je fundamentalno važna. Jedino tako možemo utvrditi stepen izolovanosti (prvenstveno genetske) pojedinih naselja u populacijskom sistemu neke vrste.
Zamagljene granice odražavaju prisustvo više ili manje jedinki koje se kreću iz jedne populacije u drugu, često susjednu. Treba imati na umu da među živim bićima praktički nema vrsta koje nisu sposobne za kretanje, barem u jednoj fazi životnog ciklusa.
Mnogi, budući da su nepokretni većinu svog života (koralni polipi, većina biljaka i gljivica), imaju neku fazu u kojoj može doći do širenja na velike udaljenosti. Općenito, sva moguća kretanja pojedinaca izvan manje ili više stalnog područja njihovih naselja mogu se označiti kao migracije, odnosno raseljavanje.
Prelasci iz jedne susjedne populacije u drugu su najčešći, ali mobilnost mnogih vrsta je pretjerana: često su zaista sposobne za kretanje na velike udaljenosti, ali više vole ostati cijeli život na ograničenom području.
Stoga je važno uzeti u obzir radijus reproduktivne aktivnosti - udaljenost između mjesta pojavljivanja (rođenja) i mjesta reprodukcije 95% jedinki date generacije. Ovaj indikator varira među različitim živim bićima. Za neke grupe se mjeri u hiljadama kilometara (ptice: liska - 1.670 km, crvena čaplja - 1.500 km), za druge - red veličine manje (sisari grabljivica: arktička lisica - 850 km, samur - 200 km). I mnoge vrste imaju vrlo mali radijus reproduktivne aktivnosti (ratna voluharica - oko 500 m (slika 6), živorodni gušter - 140, voćna mušica - 144 m). U biljkama može biti i manji (kukuruz - 5-20 m, rotkvica - 14-73 m).
Mnoge životinje, posebno one koje žive u područjima s oštrim fluktuacijama uvjeta, posebno sezonski, imaju jasne migracije iz jednog područja u drugo ili iz jednog područja u drugo. Oni mogu biti povezani sa dostupnošću hrane. Ovo je posebno tipično za ženke koje se udaljavaju iz područja sa bogatim izvorima hrane.
resurse do mjesta povoljnih za ovipoziciju. Populacije nekih vrsta se kreću čak i češće. Na primjer, opisane su dnevne migracije za stanovnike vodenog stupca (alge, rakovi), kada noću rone, a danju isplivaju na površinu vode.
Distribucija drugih vrsta na velike udaljenosti nije tako obavezna i uredna. Takvi su letovi mnogih insekata. Ponekad njihove migracije na velike udaljenosti mogu biti jednostavno slučajne (na primjer, povremeno pojavljivanje leptira monarha i pustinjskog skakavca na Britanskim otocima).
Rice. 6. Rasprostranjenost obradivih voluharica na različitim otocima u Finskom zaljevu (prema Pokkiju iz Yablokova, 1987., uz pojednostavljenje)
U brojnim slučajevima, širenje dovodi do pojave novih populacija, uključujući i izvan tipičnog područja distribucije vrste. Sada se ovaj proces često povezuje s ljudskom aktivnošću, koja, voljno ili nesvjesno, doprinosi širenju mnogih biljaka i životinja. Neki od njih (posebno kada se nađu u povoljnim uslovima) formiraju brojna naselja sa visokim stepenom naseljenosti.
Brojni su primjeri transporta preko Atlantskog oceana - od Euroazije do Sjeverne Amerike i nazad. I životinje (možgat, koloradska zlatica) i biljke (modrica, lupina, američki javor) donijete su iz Sjeverne Amerike u Euroaziju. U suprotnom smjeru, raširili su se kantarion, leptiri - poređani debeloglavi i ciganski moljac, pa čak i skakavac - stepski regat, uvršten na međunarodnu "Crvenu listu rijetkih i ugroženih vrsta".
U nekim slučajevima, mogućnosti naselja su jasno ograničene specifičnim lokalnim uslovima. Ovo je posebno tipično za okeanska ostrva.
Među kukcima i pticama ovdje često dominiraju vrste bez krila ili kratkokrile koje ne mogu letjeti. Imaju jasnu prednost u odnosu na dobro leteće forme, jer nisu u opasnosti da ih odnese jak vjetar.
DEMEKOLOGIJA – proučava odnos populacija sa okolinom, demografiju i niz drugih karakteristika populacija u svetlu njihovog odnosa sa životnom sredinom
Prema definiciji Nikolaja Fedoroviča Reimersa:
POPULACIJA je elementarna grupa jedinki iste vrste, koja zauzima određenu teritoriju i ima sve potrebne uslove da zadrži svoju stabilnost dugo vremena u promenljivim uslovima sredine.
S.S. Schwartz definira populaciju sa evolucijsko-ekoloških pozicija. POPULACIJA je skup jedinki iste vrste, koji imaju zajednički genofond i nastanjuju određeni prostor, sa relativno homogenim životnim uslovima.
Karakteristike populacije:
Vjerovatnoća čestih prelazaka
Specifičnosti staništa
mogućnost prenošenja nasljednih informacija
Populacije su otvoren sistem i od velikog su značaja, jer ih na nivou stanovništva ima
adaptacija
prirodna selekcija
evolucijske promjene
Svaka populacija se odlikuje nizom karakteristika i ima određenu strukturu i organizaciju. Treba napomenuti da posebna svojstva svojstvena populaciji odražavaju njeno stanje kao grupe organizama u cjelini, a ne kao pojedinaca, tj. svojstvo populacije kao grupe organizama nije mehanički zbir svojstava svakog pojedinca koji je čini
Populacija ima prostorne (statičke) i vremenske (dinamičke) karakteristike.
Prostorne uključuju
ukupan broj
gustina
prostorna distribucija (varijansa)
struktura (dobni i polni sastav)
Okarakterizirati stanje stanovništva u određenom trenutku t
Privremene karakteristike uključuju
natalitet
mortalitet
kriva rasta.
Okarakterizirati procese koji se dešavaju u populaciji tokom određenog vremenskog perioda ∆t
PROSTORNE ili statičke karakteristike.
BROJ POJEDINACA U POPULACIJI – ukupan broj jedinki na datoj teritoriji ili u datom obimu.
Posebno je važno kada su u pitanju rijetke i ugrožene vrste
Metode za određivanje brojeva:
jednostavno brojanje (nije pogodno za sve, samo za sjedeće životinje ili biljke);
označavanje i banding (nasumični uzorak se označava i pušta, nakon nekog vremena se ponovo hvata i utvrđuje se udio označenih jedinki od ukupnog broja ulovljenih)
uzorkovanje (prebrojavanje mikroorganizama) PRIMJER o fluktuacijama u broju skakavaca u Africi 1962. godine na jugu Maroka uništeno 7 hiljada tona narandži godišnje potrošnje Francuske
GUSTOĆA POPULACIJE - broj jedinki neke vrste po jedinici površine ili jedinici zapremine. Na primjer, 200 kg ribe na 1 hektar akumulacije, ili 5 miliona dijatomeja na 1 m3 vode, 500 stabala na 1 hektaru itd. Ponekad je važno napraviti razliku između prosjeka (broj/biomasa po jedinici ukupnog prostora) i ekološke gustine (broj/biomasa po jedinici nastanjivog prostora, odnosno po jedinici površine ili zapremine koju stvarno može zauzeti određena populacija) .
PROSTORNA DISTRIBUCIJA Postoje tri tipa distribucije jedinki u populacijama: grupna, nasumična i uniformna.
Ujednačena distribucija se dešava tamo gde postoji veoma jaka konkurencija između pojedinaca ili postoji antagonizam (nepomirljivo neprijateljstvo). PRIMJER: Drveće u šumi ima vrlo veliku konkurenciju za svjetlost, tako da postoji tendencija da se međusobno razmaknu na približno istoj udaljenosti. U haosu ptičjih kolonija, gnijezda su smještena na tolikoj udaljenosti jedno od drugog da jedinke koje sjede na gnijezdu ne mogu kljucati jedna drugu. Ova vrsta distribucije nalazi se kod grabežljivaca sa jasnom teritorijalnošću - grabežljivci „označuju“ teritoriju radi zaštite od konkurenata. Rijetka u prirodi, ali može biti umjetno stvorena od strane čovjeka (voćnjaci, sjetva usjeva).
Grupna distribucija je najčešći tip u prirodnim ekosistemima i svojevrsni je faktor adaptacije u funkcionisanju populacija. Postoji ogroman broj PRIMJERA. Ogromna jata riba, jata ptica selica i kolonije ptica gnezdarica sele se s mesta na mesto. Zbog činjenice da se uslovi staništa razlikuju na različitim mjestima, jedinke se obično akumuliraju tamo gdje im je okruženje najpovoljnije. Na primjer, daždevnjaci su rasprostranjeni u šumi prepunoj pod oborenim drvećem, gdje je visoka vlažnost.
PRIVREMENE ili dinamičke karakteristike
PLODNOST je sposobnost populacije da se povećava (razmnožavanje). Obično se stopa nataliteta izražava kao stopa određena dijeljenjem ukupnog broja rođenih pojedinaca sa određenim vremenskim periodom - sat, dan, godina (ukupna stopa nataliteta). Postoji razlika između maksimalnog (apsolutnog) fertiliteta - teorijske maksimalne stope formiranja novih jedinki u idealnim uslovima, i ekološkog (realizovanog) fertiliteta - povećanja veličine populacije u stvarnim uslovima životne sredine.
SMRTNOST odražava smrt pojedinaca u populaciji. Može se izraziti brojem osoba koje su umrle tokom određenog perioda. Ekološka smrtnost je smrt jedinki u datim uslovima životne sredine. Vrijednost nije konstantna, varira u zavisnosti od uslova sredine i stanja stanovništva. Teoretska minimalna stopa mortaliteta je konstantna vrijednost za datu populaciju. Čak i pod najidealnijim uslovima, pojedinci će umrijeti od starosti. Ovu dob određuje fiziološki očekivani životni vijek, koji, naravno, često premašuje očekivani ekološki životni vijek.
RAST STANOVNIŠTVA je razlika između nataliteta i stope smrtnosti.
Populacije reguliraju svoju brojnost ažuriranjem ili zamjenom jedinki. Pojedinci se pojavljuju u populaciji kroz rođenje i useljavanje i nestaju kroz smrtnost i emigraciju.
Sa uravnoteženim intenzitetom nataliteta i mortaliteta formira se stabilna populacija.
Često postoji višak nataliteta nad umrlim, a stanovništvo raste do te mjere da može doći do izbijanja masovne reprodukcije. Takve populacije se nazivaju rastućim. (Koloradska buba, muskrat od 5 jedinki 1905. u okolini Praga).
Međutim, prekomjernim razvojem stanovništva pogoršavaju se uvjeti života stanovništva, što uzrokuje njegovu prekomjernu gustoću, dovodi do naglog porasta mortaliteta i broj počinje opadati. Ako mortalitet premašuje natalitet, stanovništvo se smanjuje. (populacije samulja, dabrova, bizona, vrabaca u Pragu).
Pojam populacije u ekologiji
Stepen izolacije populacija
Ako se pripadnici neke vrste neprestano kreću i miješaju na velikim površinama, vrstu karakterizira mali broj velikih populacija. Na primjer, sobovi i arktičke lisice imaju velike migracijske sposobnosti. Rezultati označavanja pokazuju da se arktičke lisice tokom sezone kreću stotinama, a ponekad i više od hiljadu kilometara od mjesta za razmnožavanje. Irvasi vrše redovne sezonske migracije također u razmjerima od stotina kilometara. Granice između populacija takvih vrsta obično prolaze duž velikih geografskih barijera: širokih rijeka, tjesnaca, planinskih lanaca itd. U nekim slučajevima, pokretna vrsta s relativno malim rasponom može biti predstavljena jednom populacijom, na primjer, kavkaski tur , čija stada neprestano lutaju kroz dva glavna grebena ovog planinskog lanca.
Sa slabo razvijenom sposobnošću kretanja, unutar vrste se formiraju mnoge male populacije, što odražava mozaičnu prirodu krajolika. Kod biljaka i sjedećih životinja broj populacija direktno ovisi o stupnju heterogenosti okoliša. Na primjer, u planinskim područjima, teritorijalna diferencijacija takvih vrsta je uvijek složenija nego u ravnim otvorenim prostorima. Primjer vrste kod koje je višestrukost populacija određena ne toliko ekološkom diferencijacijom koliko karakteristikama ponašanja je smeđi medvjed. Medvjedi se odlikuju velikom privrženošću svojim staništima, pa su u okviru svog širokog raspona predstavljeni mnogim relativno malim skupinama koje se međusobno razlikuju po nizu svojstava.
Stepen izolacije susjednih populacija vrste uvelike varira. U nekim slučajevima, oštro su razdvojeni teritorijom neprikladnim za stanovanje i jasno su lokalizirani u prostoru, na primjer, populacije smuđa i linjaka u jezerima izoliranim jedna od druge ili populacije pločastog štakora, bijelog bradavica, indijskog pevača i druge vrste u oazama i riječnim dolinama među pustinjama.
Suprotna opcija je potpuno naseljavanje ogromnih teritorija od strane vrste. Ovakav obrazac distribucije tipičan je, na primjer, za male vjeverice u suhim stepama i polupustinjama. U ovim pejzažima, njihova gustina naseljenosti je univerzalno visoka. Neka područja koja nisu pogodna za život lako se savladavaju kada se mlade životinje presele, a u povoljnim godinama na njima se pojavljuju privremena naselja. Ovdje se granice između populacija mogu razlikovati samo uslovno, između područja s različitom gustinom naseljenosti.
Još jedan primjer kontinuirane distribucije vrste je bubamara sa sedam pjega. Ove bube se nalaze u velikom broju biotopa i različitim prirodnim zonama. Vrstu karakterišu i predzimske migracije. Granice između populacija u takvim slučajevima su gotovo nejasne. Međutim, budući da jedinke koje žive u zajedničkom životu češće kontaktiraju jedni s drugima nego s predstavnicima drugih dijelova područja, stanovništvo mjesta udaljenih jedna od druge može se smatrati različitim populacijama.
Unutar iste vrste mogu postojati populacije sa jasno prepoznatljivim i zamagljenim granicama (Sl.
8.1. Pojam populacije u ekologiji
U ekologiji, populacija je grupa jedinki iste vrste koje međusobno komuniciraju i zajednički naseljavaju zajedničku teritoriju.
Riječ "stanovništvo" dolazi od latinskog "populus" - ljudi, stanovništvo. Ekološka populacija se stoga može definirati kao populacija jedne vrste na određenom području.
Pripadnici iste populacije nemaju ništa manji uticaj jedni na druge nego fizički faktori životne sredine ili druge vrste organizama koji žive zajedno. U populacijama se u jednom ili drugom stepenu ispoljavaju svi oblici veza karakteristični za međuvrsne odnose, ali su najizraženiji mutualistički (uzajamno korisni) i kompetitivni. Specifični intraspecifični odnosi su odnosi povezani s reprodukcijom: između jedinki različitih spolova i između generacija roditelja i kćeri.
Tokom polne reprodukcije, razmjena gena transformiše populaciju u relativno integralni genetski sistem. Ako unakrsna oplodnja izostaje i prevladavaju vegetativni, partenogenetski ili drugi načini reprodukcije, genetske veze su slabije i populacija je sistem klonova, ili čistih linija, koji dijele okolinu. Takve populacije ujedinjuju uglavnom ekološke veze. U svim slučajevima, stanovništvo ima zakone koji dozvoljavaju korištenje ograničenih ekoloških resursa na ovaj način kako bi se osiguralo očuvanje potomstva. To se postiže uglavnom kvantitativnim promjenama u populaciji. Populacije mnogih vrsta imaju svojstva koja im omogućavaju da reguliraju svoju brojnost.
Održavanje optimalnog broja u datim uslovima naziva se populacijska homeostaza. Homeostatske sposobnosti populacija različito su izražene kod različitih vrsta. One se provode i kroz odnose pojedinaca.
Dakle, populacije, kao grupne asocijacije, imaju niz specifičnih svojstava koja nisu inherentna svakom pojedincu pojedinačno.
Glavne karakteristike populacija:
1) broj – ukupan broj lica na dodeljenoj teritoriji;
2) gustina naseljenosti - prosečan broj jedinki po jedinici površine ili zapremini prostora koji zauzima populacija; gustina naseljenosti se takođe može izraziti u smislu mase članova populacije po jedinici prostora;
3) natalitet – broj novih jedinki koje se pojavljuju u jedinici vremena kao rezultat reprodukcije;
4) mortalitet – indikator koji odražava broj osoba koje su umrle u populaciji u određenom vremenskom periodu;
5) porast stanovništva – razlika između stopa nataliteta i smrtnosti; povećanje može biti i pozitivno i negativno;
6) stopa rasta – prosječan porast u jedinici vremena.
Populaciju karakteriše određena organizacija. Raspodjela jedinki po teritoriji, odnos grupa prema polu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju strukturu populacije. Formira se, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge, pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta. Struktura populacija stoga ima adaptivni karakter. Različite populacije iste vrste imaju i slične strukturne karakteristike i one karakteristične koje karakterišu specifične uslove životne sredine u njihovim staništima.
Dakle, pored adaptivnih sposobnosti pojedinačnih jedinki, populaciju vrste na određenoj teritoriji karakterišu i adaptivne karakteristike grupne organizacije, koje su svojstva populacije kao nadindividualnog sistema. Prilagodljive sposobnosti vrste kao cjeline kao sistema populacija mnogo su šire od adaptivnih karakteristika svake pojedinačne jedinke.
8.2. Populaciona struktura vrste
Svaka vrsta, koja zauzima određenu teritoriju (područje), na njoj je predstavljena sistemom populacija. Što se kompleksnije secira teritorija koju zauzima neka vrsta, to su veće mogućnosti za izolaciju pojedinačnih populacija. Međutim, ni u manjoj mjeri populacijska struktura vrste određena je njenim biološkim karakteristikama, kao što su pokretljivost njenih sastavnih jedinki, stepen njihove vezanosti za teritoriju i sposobnost prevladavanja prirodnih barijera.