3. Вікова структура властива природнім угрупованням тварин та рослин, якщо вони не однолітні. В популяціях культурних рослин, в яких завдяки одночасному посіву вік особин однаковий, вікова структура не має значення.
4. Розмірна структура популяцій визначає відмінності особин за розмірами.
5. Просторова структура популяції визначає характер розміщення особин на теріторії ареалу.
Порівняно легко підрахувати чисельність популяції великих тварин на відкритих просторах (оленів у тундрі, дельфінів у морі тощо), але складніше це зробити для невеликих чи мікроскопічних Істот, які до того ж можуть вести нічне чи підземне (підводне) життя В цих умовах бажано виміряти середню густоту заселення І визначити тип І величину площі розселення Розрізняють кілька типів організації розташування особин у популяції випадкове (хаотичне) І впорядковане, рівномірне І групове (нерівномірне) тощо Найчастіше живі Істоти, які люблять "своїх", розташовуються групами (плямами) Відомо, що те саме стосується й людей Потяг до ком-пактування у них такий сильний, що є вже чимало міст з населенням понад 10 млн осіб, а населення міст -"рекордсменів" досягає 20 млн Численні дані про популяцію вчені збирають не для розваги ЦІ дані допомагають передбачити майбутнє популяції А тому треба знати все (не менше ніж повну чисельність), що так чи Інакше впливає на темпи розмноження, насамперед — розподіл особин за віком (демографічну "піраміду") Окрім кількості особин жіночої статі важливим параметром є плодючість, яку вимірюють коефіцієнтом народжуваності (кількістю нащадків). У деяких країнах він досягає 4, 5. Це означає, що щороку на 1000 громадян народжується 45 дітей. Часто плодючість характеризується кількістю дітей, яких у середньому народжує кожна жінка. У деяких країнах Західної Європи ця кількість менша двох. На противагу цьому в деяких слаборозвинених сільськогосподарських країнах Африки та Азії середня кількість дітей у жінок досягає 8 і більше.
Основи теорії динаміки популяцій
У сприятливих умовах популяція цілком успішно "виконує" найголовніше завдання живого: розмножуючись, більш-менш швидко нарощує свою чисельність.
Та це за сприятливих умов. Насправді конкуренти, вороги, несприятливі умови чи брак ресурсів здебільшого утримують чисельність популяції у певних межах. Вона чимось схожа на стиснену пружину, бо за найнезначнішого зменшення тиску зовнішніх чинників популяція стрімко, як спалах пороху, збільшується. Тому популяції більшості поширених видів комах, риб, дрібних птахів і ссавців мають дуже змінну чисельність.
Одним з основних завдань екології є передбачення змін стану популяцій, підрахунки їх чисельності у майбутньому. Саме цим займається підрозділ "Динаміка популяцій".
Та це не лише підрахунки, а й експерименти.
Якщо взяти одну парамецію (один з видів інфузорій) і дати їй можливість розмножуватися в колбі з теплою рідиною, де є достатньо їжі, то через 6 годин вона поділиться навпіл. Ще через 6 годин у колбі буде вже чотири інфузорії. Неважко підрахувати, що через три доби за незмінності темпу поділу і відсутності в колбі споживачів інфузорій їх у цьому штучному раю буде вже 4096. Математично кількість парамецій N у певний момент t з часу поміщення їх у колбу можна обчислити за формулою
N(t)=2t/T,
де Т — інтервал 6 год, t»T.
Продовжуючи розмножуватися в такому самому темпі, парамеції спочатку заповнили б і розірвали колбу, а потім досить швидко вкрили б товстим шаром всю поверхню Землі.
Насправді розмноження парамецій припиниться у момент, коли вичерпаються запаси їжі у колбі (або темп споживання ресурсів зрівняється з їх появою у ній). Надалі чисельність популяції залишатиметься сталою і дорівнюватиме максимальному значенню N.
Подібний експеримент (але в дуже великих масштабах) люди здійснювали, завозячи на острови і навіть на континенти нові види тварин чи рослин. Наприклад, з 1835 по 1880 р. поголів'я овець в Австралії зусиллями людей збільшувалося дуже швидко. З моменту вичерпання придатних для овець пасовищ їх поголів'я стабілізувалося, а невеликі коливання з амплітудою приблизно 1 млн були спричинені погодними умовами.
7 Просторова структураЕС
Структура ЕС:
1)вертикальна-розшарування по ярусності
2)горизонтальна-розшар. живих організмів залежно від грунтово-кліматичних умов.
Функціональна структура: Продуценти(вироб-ки)-рослини, Консументи(споживачі)-1-го порядку-рослиноїдні, 2-го п-ку-жив. К1. 3-го п-ку-жив. К1 та К2. Редуценти(розкладники)-розкладають мертві залишки прод. та консумент.
Видова структура1види-домінанти – по к-ті може бути менше, але по масі більше =4/5від загальної біомаси 2види-едифікатори=1/5 від заг. біомаси.
8 Еволюція біосфери та характеристика її складових
Надзвичайно характерним для біосфери, вважав В. І. Вернадський, є її фізико-хімічна та геометрична різнорідність. Вона складається з живої та неживої речовини які протягом всього геологічного часу різко розділені за своєю генезою та будовою. Жива речовина охоплює всю біосферу, вона її створює, але за вагою і об'ємом вона складає невелику її частину. Нежива речовина різко переважає. Жива речовина в середньому складає соті частки відсотка загальної ваги біосфери. Але вона є найбільшою силою в біосфері і визначає всі процеси, що в ній відбуваються, та забезпечує багатоманітність форм її проявів. Про вплив живої речовини на швидкість протікання процесів енергетично-речовинного обміну в біосфері можуть свідчити такі дані: повне відновлення кисню планети живою речовиною відбувається за 5200-5800 років, а вся його маса проходить через живі організми приблизно за 2000 років. Вуглекислий газ атмосфери проходить через живі організми за 300-395 років. Однак один з головних проявів цієї різнорідності біосфери полягає в тому, що процеси в живій речовині відбуваються принципово інакше, ніж в неживій, якщо їх розглядати з часової точки зору. У живій речовині воші проходять в масштабах історичного часу, а в неживій - геологічного. В ході геологічного часу наростає потужність прояву впливу живої речовини на біосферу, її вилив на неживу речовину.
Саме наявність еволюції визначає основні закономірності біосфери:
1. Наростання потенціалу стабільності еволюційного процесу, що виявляється в постійному відновленні структур та функціональних характеристик біосфери (гомеостаз) і збереженні прогресивного спрямування її історичного розвитку (гомеорезис).
2. Каналізований характер органічної еволюції, що виражається в наявності її домінантної направленості, яка виражається принципами заборони (обмеження) на рівні онто- та філогенезу. Врахування цієї закономірності дозволяє описувати динамічні процеси біосфери на основі існуючої традиції строгого кількісного аналізу систем фізико-хімічної природи у відповідності з принципами збереження.
3. Асинхронна структура еволюційного процесу, що проявляється в першу чергу в нерівномірності розповсюдження життя в різних ареалах біосфери. Ця нерівномірність в значній мірі залежить від конкретного співвідношення внутрішніх та зовнішніх факторів детермінації загальної направленності еволюції органічного світу.
4. Векторна направленість еволюційного процесу, що виявляється в необоротності розвитку біологічних структур.
Прийшовши до висновку, що біосфера еволюціонує, В. І. Вернадський зазначав, що поява людини і зміни, внесені в біосферу людською діяльністю, є природним етапом цієї еволюції і що внаслідок них біосфера з необхідністю повинна корінним чином змінитись і перейти в свій новий стан - у ноосферу - сферу людського розуму, таку біосферу, в якій людська свідома діяльність стає визначальним фактором існування та розвитку. Ноосфе́ра (від грец. νους («ноос») в значенні «розум») (рос. ноосфера, англ. noosphere, нім. Noosphäre f) — сучасна стадія розвитку біосфери, пов'язана з появою в ній людства.
Відповідно до оригінальної теорії Вернадського, ноосфера є третьою у послідовності таких основних фаз розвитку Землі як утворення геосфери (неживої природи) та біосфери (живої природи).
Так само, як біосфера утворюється взаємодією усіх організмів на Землі, ноосфера складається усіма розумами, що взаємодіють. Ноосферу можна розглядати як єдність «природи» і культури (в широкому тлумаченні останньої — з техносферою включно), особливо починаючи з того моменту, коли «культура» досягає (за силою впливу на біосферу та геосферу) потужності «геологічної сили».
Серед складових частин ноосфери виділяють антропосферу (сукупність людей як організмів), техносферу (сукупність штучних об’єктів, створених людиною, та природних об’єктів, змінених в результаті діяльності людства) та соціосферу (сукупність соціальних факторів, характерних для даного етапу розвитку суспільства і його взаємодії з природою).
Розглядаючи означену єдність природи та культури (у їх взаємодії) у розвитку ноосфери доцільно розрізняти дві стадії:
1. Ноосфера у стадії її становлення, в процесі стихійного розвитку починаючи з моменту виникнення «людини розумної»; 2. Ноосфера, що свідомо удосконалюється спільними зусиллями людей в інтересах як людства в цілому, так і кожної окремої людини.
9. В. І. Вернадський та його вчення про біосферу та ноосферу: основні положення
Відповідно до його визначення середовище, що оточує сучасну людину, можна умовно розділити на природну—біосферу і штучну—ноосферу, тобто знову створену (або перетворену)людиною. Вернадський особливо виділяє перетворювальний вплив на Землю однієї з форм життя людини через її розумну діяльність і передбачає швидке зростання глибини і масштабів цього впливу. В результаті техногенної діяльності людини біосфера Землі докорінно перетворюється та стає ноосферою—“сферою розуму”, вона охопить все більшу частину Землі—від глибоких її надр до найвищих шарів атмосфери. Ноосфера—це такий стан біосфери, в якому мають виявитися розум і спрямована ним праця людини як нова, небувала на планеті, геологічна сила. Він визначив кілька загальних умов, які необхідні для створення ноосфери: 1. людство має стати єдиним в економічному та інформаційному відношеннях; 2. ноосфера-явище всепланетне, тому людство має прийти до цілковитої рівності рас, народів незалежно від кольору шкіри й інших відмінностей; 3. ноосфера не може бути створена до припинення війн між народами. Очевидно, що ноосфера в просторі значною мірою перекривається біосферою, але не тотожна їй. Темпи розвитку ноосфери незрівнянно вищі від темпів змін біосфери. “Життя на землі—явище космічне”.