Популяция - форма существования вида - ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Цели: расширить и углубить знания о ходе формирования знаний о популяции, как форме существования вида; показать, что популяция представляет собой надорганизменные формы жизни, характеризующиеся целостностью и устойчивостью.

Оборудование: карточки-задания.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний по теме “Вид. Критерии вида”

1. Работа по карточкам с дальнейшим озвучиванием ответа перед учащимся всего класса ((См. приложение 2), карточки 1-5).

2. Работа по карточкам с письменным выполнением задания ((См. приложение 2), карточки 6-8).

3. Фронтальная работа.

Сообщение учащегося.

Ворон и ворона

Скажу сразу: Ворон — это не “муж” вороны, а самостоятельный вид.

Ворон — один из наиболее крупных представителей семейства вороновые, весит от 0,8 до 1,5 кг. Окраска оперения, клюва и ног у него однотонно черного цвета.

Распространен ворон почти по всему северному полушарию: встречается почти по всей Европе, Азии, исключая Юго-Восточную, в Северной Африке и Северной Америке. Повсеместно он ведет оседлый образ жизни. Населяет леса, пустыни и горы. В безлесных местностях держится у скал, береговых обрывов речных долин. Спаривание и брачные игры на юге страны отмечаются в первой половине февраля, на севере — в марте. Пары постоянны. Гнезда обычно помещаются на вершинах высоких деревьев. В кладке от 3 до 7, чаще 4—6, яиц голубовато-зеленой окраски с темными отметинами.

Ворон — всеядная птица. Основной его корм — падаль, которую он чаще всего находит на свалках и у скотобоен! Поедая падаль, он выступает как санитарная птица. Кормится он также грызунами, яйцами, птенцами, рыбой, различными беспозвоночными животными, а местами зернами хлебных злаков.

Ворона по общему телосложению напоминает ворона, но значительно мельче его: весит от 460 до 690 г.

Описываемый вид интересен тем, что по окраске оперения распадается на две группы: серую и черную. Серая ворона имеет хорошо известную двуцветную окраску: голова, горло, крылья, хвост, клюв и ноги черные, остальное оперение серое. Черная ворона вся черная, с металлическим синим и пурпуровым блеском.

Каждая из этих групп имеет локальное распространение. Серая ворона широко распространена в Европе, Западной Азии, черная - в Центральной и Западной Европе, с одной стороны, в Средней, Восточной Азии и Северной Америке — с другой.

Населяет ворона опушки и окраины лесов, сады, рощи, заросли речных долин, реже скалы и склоны береговых обрывов. Это частично оседлая, частично перелетная птица.

В начале марта в южных частях страны в конце этого месяца и в апреле-мае в северных и восточных начинается откладывание яиц. В кладке обычно 4—5 яиц бледно-зеленой, голубовато-зеленой или чисто зеленой окраски с темными пятнышками и крапинками. Ворона — всеядная птица. Из животных она поедает различных беспозвоночных — жуков, муравьев, моллюсков, а также грызунов, ящериц, лягушек, рыб. Из растений клюет зерна культурных злаков, семена ели, вьюнка полевого, птичьей гречишки и т.д. Зимой питается в основном отбросами.

— По каким критериям эти два вида отличаются друг от друга?

III. Изучение нового материала

1. Подготовка к изучению материала.

Учитель предлагает учащимся ответить на вопросы перед параграфом.

— Почему организмы большинства из известных нам видов живут в природе группами? (Ареалы видов не являются сплошными. Особи неравномерно распределены в пределах ареала вида, так как не везде имеются условия для их существования и размножения).

— Почему группы организмов одного вида, например, заросли лютика, крапивы, осоки и др., встречаются не повсеместно, а лишь на определенных участках? Какие это участки? (Лютики в пределах ареалов встречаются повсеместно по влажным местам, иногда в воде. В нашей зоне осоки — основные компоненты болотных растительных сообществ. Крапива растет в пределах ареала (причем очень большого), часто вдоль дорог, вблизи жилья, на вырубках, гарях, а также в тенистых и влажных лесах, по оврагам и прибрежным кустарникам).

— Таким образом, благополучное существование особей различных видов растений и животных требует подходящих условий и необходимых для поддержания жизни ресурсов. В пределах своего ареала каждый вид занимает не всю его территорию, а определенные участки, где имеются условия для его существования. В связи с этим население вида распадается на естественные группировки особей, устойчиво занимающих определенную территорию и относительно обособленных от другой группы особей данного вида, обладающих наибольшим сходством, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство. Подобные группировки особей вида называются популяциями (см. рисунок 1).

Рис. 1. Точками показаны популяции одного вида в пределах ареала — области распространения вида.

— Популяция в современной биологии — это совокупность особей одного вида, длительное время (большое число поколений) населяющих определенное пространство и свободно скрещивающихся друг с другом, отделенная от соседних таких же групп той или иной степенью изоляции.

Учащиеся записывают определение в тетрадь.

— Таким образом, вид в пространстве представлен совокупностью популяций и по этой причине популяцию называют структурной единицей вида. Популяция представляет собой не хаотичное скопление особей, а устойчивое и целостное образование, надорганизменную систему.

— Каким образом достигается устойчивость и целостность популяций?

— Целостность и устойчивость популяций обеспечиваются разнообразными связями между их особями и многочисленными видовыми приспособлениями.

— Все разнообразие форм внутривидовых взаимоотношений можно свести к трем основным группам:

1) между различными полами;

2) между родительскими формами и дочерними;

3) между особями одного и того же поколения в процессе их индивидуального развития.

— Рассмотреть эти формы внутривидовых взаимоотношений легче всего на примерах из жизни животных, например, птиц.

2. Рассказ учителя.

У птиц мы, прежде всего, встречаемся с яркими примерами полового диморфизма, причем, как правило, ярко окрашенными и снабженными различного рода украшениями в виде гребешков, специфичного хвостового оперения и т.п. оказываются самцы (фазаны, петухи, тетерева, павлины и др.). Все яркие, бросающиеся в глаза окраски и украшения, равно как различные позы и телодвижения, которые самцы проделывают в период ухаживания за самками, воздействуют на последних через нервную систему и способствуют повышению половой активности. Одним из важнейших стимулов в физиологической подготовке, необходимой для протекания полового цикла, является пение у певчих птиц. Ярко выступает у птиц и забота о потомстве, начинающаяся с постройки гнезд и рытья нор и закачивающаяся выкармливанием птенцов и обучением их полету.

В период гнездования одни виды птиц ведут одиночно-семейный образ жизни, другие — колониальный. В первом случае семья, состоящая из самца, самки и молодых особей или самки и молодых особей, обитает на определенном участке, где в это время другие особи того же вида не живут.

Биологическое значение подобного образа жизни заключается в том, что при помощи такого расчленения всей площади, занятой в период гнездования данным видом, по отдельным гнездовым территориям, обеспечивается выкармливание и охрана молодняка в каждой семье. Гнездовой участок активно отстаивается родителями от вторжения других птиц, в том числе и своего вида, что сопровождается драками. Размеры гнездовых участков различны у различных видов. У зяблика и мухоловки-пеструшки, они имеют радиус порядка 80—100 м, у горихвостки — 300 м, а у удода — до 400—800 м.

После окончания гнездового периода разобщенность между семьями нарушается. У мигрирующих видов особи собираются крупными стаями для отлета на юг. Формы, остающиеся на зимовку, например, различные синицы, собираются небольшими стайками для совместных поисков птиц и взаимного оповещения об опасности.

Колониальный образ жизни широко распространен у многих птиц (грачей, кайр, чаек, дрозд и др.). Биологическое значение гнездовых колоний заключается в совместной охране потомства от хищников. Такие колонии обычно бывают у птиц, далеко улетающих от места гнездовья за кормом, хотя у каждой колонии существует свой охотничий участок, размеры которого и находящиеся на нем кормовые запасы определяют величину колонии.

Совершенно очевидно, что как при одиночно-семейном образе жизни, так и при колониальном, основное направление внутривидовых связей ведет к сохранению потомства, то есть к процветанию вида. Однако при совместном существовании отдельные взаимоотношения между особями могут быть вредными для некоторой части индивидуумов и носить характер конкуренции. Так, у ряда птиц зарегистрировано повышение смертности в связи с увеличением числа особей в выводке.

Таким образом, внутривидовые отношения и есть тот механизм, посредством которого обеспечивается саморегуляция численности популяций у пределов емкости среды (пределы ресурсов, за счет которых существуют виды — птицы, убежища, подходящие места для размножения и т.п.).

3. Составление краткого плана изученного материала.

На этом этапе урока учащиеся должны сделать в тетради следующие записи по характеристике популяции.

1) Определение популяции.

2) Вид в пространстве представлен совокупностью популяций и по этой причине популяцию называют структурной единицей вида.

3) Популяция представляет собой не хаотичное скопление особей, а устойчивое и целостное образование, надорганизменную систему.

4) Целостность и устойчивость популяций обеспечиваются разнообразными связями между их особями и многочисленными видовыми приспособлениями.

5) В популяции происходит регуляция численности у пределов емкости среды.

6) Популяции, как и отдельные организмы, обладают изменчивостью. Изменчивость популяций — важный фактор эволюции: она повышает внутреннее разнообразие вида, ее устойчивость к локальным (местным) изменениям условий жизни.

7) Популяции взаимодействуют с популяциями других видов, образуя вместе с ними биапические сообщества — целостные системы еще более высокого уровня организации. Популяции — основные элементы экологических систем.

8) Популяцию (условно) можно уподобить организму: как организм она растет, подразделяется на более мелкие подгруппы, изменяется вместе с изменением условий жизни.

9) Популяцию характеризуют ее демографические показатели: общие, рождаемость, смертность, возрастной состав и половой состав.

10) Демографические показатели важно знать для понимания законов управляющих жизнью популяций, прогнозирования происходящих в них постоянных изменений.

IV. Закрепление изученного материала

Выполните задания.

1. Выберите правильное утверждение. Певчий дрозд и черный дрозд, обитающие в одном лесу, составляют:

а) одну популяцию одного вида;

б) две популяции двух видов;

в) две популяции одного вида;

г) одну популяцию разных видов.

(Ответ: б.)

2. Что характеризует популяцию и дает возможность сравнивать разные популяции?

(Ответ: численность, плотность, рождаемость, смертность, половая структура, возрастная структура.)

3. Укажите термин, которым называется территория, занимаемая видом:

а) участок;

б) площадь

в) зала;

г) ареал;

д) пространство;

(Ответ: г.)

4. От чего будет зависеть большая или меньшая расчленность вида на популяции. Назовите правильные ответы:

а) доступность корма;

б) расчлененность занимаемой территории на неоднородные участки;

в) обилие конкурентов;

г) степень подвижности отдельных особей или расселения зачатков организмов (семян, пыльцы, спор и др.).

5. Определите, какие группы организмов являются популяцией:

а) группа гепардов Московского зоопарка; б) семья волков; в) караси в озере; г) рожь на поле; д) птичий базар; е) колония чаек;

ж) стадо зебр; з) все растения дубравы; и) бурые медведи на острове Сахалин. Ответ поясните.

(Ответ: популяция — это группа особей одного вида, взаимосвязанных между собой, продолжительное время (несколько поколений) обитающая на одной территории. Популяция — это естественная группировка, она обладает структурой (половой, возрастной и т.д.); в, и.)

6. Многие животные (вороны, синицы, волки) летом живут парами, а зимой образуют стаи. Объясните, с чем это связано.

(Ответ: стаи — это временные объединения животных, облегчают выполнение следующих функций: защиты от врагов, добычи пищи, обнаружения благоприятных мест ночевок и отдыха и др. У оседлых и кочующих видов птиц стаи формируются при зимних кормежках. Волчьи стаи образуются для групповой охоты зимой.)

7. Из приведенного списка факторов выберите те, которые способствуют росту численности популяций: высокая плотность населения, благоприятные условия жизни, избыток территории, отсутствие хищников, болезни, обилие паразитов, отсутствие паразитов, низкая плотность населения, неблагоприятные климатические условия, обилие пищи, обилие конкурентов, нехватка территории.

(Ответ: обилие пищи, отсутствие хищников, низкая плотность населения, избыток территории, благоприятные условия жизни).

8. Из приведенных факторов выберите те, которые способны регулировать численность популяций, то есть увеличивать силу воздействия при росте ее плотности.

Хищники, температура среды, паразиты, дожди, пожары, давление. солнечная радиация, ветер (буря, ураган), снег, конкуренты своего вида, конкуренты других видов, наводнение, цунами, обеспеченность пищей, убежища, внутривидовая агрессия, землетрясение.

(Ответ: хищники, паразиты, конкуренты своего вида, конкуренты других видов, обеспеченность пищей, внутривидовая агрессия).

Домашнее задание

По учебнику А.А. Каменского §4.2, по учебнику И.Н. Пономаревой §54, 55. Вопросы после параграфа, термины, записи в тетради — характеристика популяции.