Популяция в биологии¶
Популяция — это совокупность особей одного вида, обитающих на определённой территории, свободно скрещивающихся между собой и дающих жизнеспособное потомство. Популяция является основной элементарной единицей вида и основной единицей микроэволюции. Термин «популяция» (от лат. populus — «народ») в биологический оборот ввёл в 1920-е годы английский генетик Рональд Фишер.
¶Основные признаки
Для того чтобы группа особей считалась популяцией, должны выполняться несколько условий:
- принадлежность к одному виду;
- обитание на общей территории (ареале) или в едином водоёме;
- относительная изоляция от других групп того же вида;
- свободное скрещивание между особями (панмиксия или близкая к ней структура);
- общая генофондная линия — гены передаются между особями, формируя единый генофонд.
Популяция — это не просто механическое скопление особей. Она обладает собственными свойствами, которых нет у отдельно взятой особи: численность, плотность распределения, возрастной и половой состав, динамика численности, генетическая структура.
¶Структура популяции
Популяция имеет несколько уровней организации:
- Агрегации — скопления особей, возникающие стихийно (например, скопление птиц у корма). Не имеют постоянного состава.
- Демопопуляция — группа особей, между которыми реально происходит обмен генами. Именно этот уровень считается истинной биологической популяцией.
- Метапопуляция — совокупность локальных популяций, обитающих на разобщённых участках ареала и связанных между собой миграцией особей.
¶Классификация
По характеру размножения выделяют:
- Панмиксные популяции — особи свободно скрещиваются, генотипические частоты распределяются равномерно.
- Популяции с групповым размножением — скрещивание происходит внутри небольших групп (например, гаремов).
- Популяции с моногамией — постоянные пары.
По степени генетической однородности различают:
- Мономорфные — низкое генетическое разнообразие.
- Полиморфные — высокое разнообразие аллелей и фенотипов.
По состоянию численности:
- Стабильные — численность колеблется около среднего значения.
- Сокращающиеся — численность неуклонно падает (часто в результате деятельности человека).
- Растущие — численность увеличивается (например, при расселении в новые территории).
¶Генетическая структура
Ключевое понятие популяционной генетики — генофонд (ген-пул) популяции — это совокупность всех аллелей, содержащихся в гаметах особей данной популяции. Генофонд характеризуется частотой аллелей и генотипов, соотношением гомозигот и гетерозигот.
В 1908 году британский математик Годфри Харди и немецкий врач Вильгельм Вайнберг независимо друг от друга сформулировали принцип, ставший фундаментом популяционной генетики: в большой популяции при свободном скрещивании и отсутствии эволюционных факторов частоты генов и генотипов остаются постоянными от поколения к поколению. Нарушение равновесия Харди — Вайнберга свидетельствует о действии отбора, дрейфа генов, мутаций или неравномерного скрещивания.
¶Динамика численности
Численность популяции определяется соотношением рождаемости и смертности, а также миграции (иммиграции и эмиграции). Различают:
- Биотический потенциал — максимальная способность к размножению при идеальных условиях.
- Сопротивление среды — совок факторов, ограничивающих рост (пища, хищники, болезни, климат).
При росте численности сопротивление среды усиливается, и рост сдерживается. В природе популяции редко растут экспоненциально дольше одного-двух поколений.
¶Роль в эволюции
Популяция — единица, в которой непосредственно действует естественный отбор. Мутации возникают в отдельных особях, но закрепляются в генофонде популяции. Именно изменение частот аллелей в популяции со временем приводит к видообразованию.
¶Применение понятия
Понятие популяции активно используется в медицине (популяционная статистика, эпидемиология), экологии (оценка состояния видов, охрана редких видов), сельском хозяйстве (селекция, племенное разведение), генетике человека (изучение наследственных заболеваний).
¶Источники
- Воронов А. Г. «Ботаническая география с основами экологии растений»
- Майр Э. «Принципы зоологической систематики»
- Свиридов А. В. «Экология наземных позвоночных»
- Определитель млекопитающих СССР / под ред. И. И. Соколова
- Популяционная генетика: учебное пособие