популяция в истории это
Популяция
Популя́ция (от лат. populatio — население) — это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории. Этот термин используется в различных разделах биологии, демографии, медицине и психометрике.
Содержание
В эволюционной теории
Популяция — группа особей, способная к более-менее устойчивому самовоспроизводству (как половому, так и бесполому), относительно обособленная (обычно географически) от других групп, с представителями которых (при половой репродукции) потенциально возможен генетический обмен. С точки зрения популяционной генетики, популяция — это группа особей, в пределах которой вероятность скрещивания во много раз превосходит вероятность скрещивания с представителями других подобных групп. Обычно говорят о популяциях как о группах в составе вида или подвида.
В современных эволюционных теориях (например, в Синтетической теории эволюции) популяция считается элементарной единицей эволюционного процесса.
В медицинских исследованиях
Популяция — совокупность индивидуумов, из которой отбирается выборка, и на которую могут быть распространены результаты, полученные для этой выборки. Популяция может представлять собой все население (обычно таковы популяции в эпидемиологических исследованиях причин заболеваний) или же состоять из пациентов, госпитализированных в определенную клинику, или из пациентов с определенным заболеванием (что чаще имеет место в клинических исследованиях). Таким образом, можно говорить об общей популяции или популяции пациентов с конкретным заболеванием. Эпидемиологическое определение популяции отличается от биологического (экологического). [1]
В экологии
Популяция — совокупность особей одного вида, занимающих определенный ареал, свободно скрещивающихся друг с другом, имеющих общее происхождение, генетическую основу и в той или иной степени изолированных от других популяций данного вида.
Изучение популяций, их взаимодействия и динамики является одной из основных задач экологии. В частности, одной из простейших моделей динамики популяций является логистическое уравнение.
Примечания
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Популяция» в других словарях:
ПОПУЛЯЦИЯ — (ср. лат. populatio, от лат. populus народ, население), совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию. Контакты между особями внутри одной П. чаще (что проявляется, напр., в более высоком уровне … Биологический энциклопедический словарь
Популяция — (от лат. populus народ, население), совокупность особей вида с общими условиями, необходимыми для поддержания его численности на определенном уровне в течение длительного периода, и с известными свойствами, определяющими единство особей (например … Экологический словарь
ПОПУЛЯЦИЯ — (на средневековой латыни populatio, от латинского populus народ, население) (биологическое), совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. В современной… … Современная энциклопедия
ПОПУЛЯЦИЯ — (ср. век. лат. pupulatio от лат. populus народ, население), в биологии совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. В современной биологии популяция… … Большой Энциклопедический словарь
ПОПУЛЯЦИЯ — [фр. population население] 1) мат., стат. множество (общее множество), совокупность предметов (элементов, индивидов (ИНДИВИД), единиц), на которых строятся статистические выводы; 2) биол. п. Менделя совокупность особей растений и животных одного… … Словарь иностранных слов русского языка
ПОПУЛЯЦИЯ — означает собственно население, однако в генетике с понятием П. связан целый ряд специальных представлений и закономерностей. В этом специальном, генетическом смысле термин П. был введен Иогансеном (Jo riansen) в его исследовании «О… … Большая медицинская энциклопедия
Популяция — (на средневековой латыни populatio, от латинского populus народ, население) (биологическое), совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. В современной… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
популяция — и, ж. population f. Совокупностей особей растительного или животного мира определенного ареала, принадлежащих к тому или иному виду; форма существования вида. СИС 1954. Городской полиции почти невозможно налюдать за нравом и поведением подвижного … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ПОПУЛЯЦИЯ — (population). В биологии, все индивидуумы одного региона и одного таксона или иной группы, рассматриваемые как биологическое или статистическое единство. Например, гибридная популяция, состоящая из различных несходных гибридных форм одного и того … Термины ботанической номенклатуры
ПОПУЛЯЦИЯ — ПОПУЛЯЦИЯ, и, жен. (спец.). Длительно существующая совокупность особей одного вида. П. котиков. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
популяция — совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений. Термин применим, по существу, к любой культуре микроорганизмов. (Источник: «Микробиология: словарь… … Словарь микробиологии
Генетика происхождения. Популяционный состав
Мы продолжаем нашу серию материалов про генетику происхождения. В предыдущей статье мы рассказали, что такое гаплогруппы, как их изучают и как по ним выстраивают маршруты миграции. Сегодня Атлас поделится информацией о популяциях: чем они отличаются от народов, почему сложно изучать их генофонд и как определяют принадлежность к популяции по генетическому тесту.
Почему генетики используют понятие популяция
Вместо национальной или этнической принадлежности в генетике происхождения используются понятия популяция и популяционный состав. Это связано с тем, что понятие национальность скорее относится к политической идентификации, чем к этнической.
Этническая принадлежность или народность определяется в большей степени культурными нормами, а не генетикой. Поэтому человек, который вырос в определенной культурной среде, может относить себя к одному народу, а фактическое происхождение его предков при этом может быть другим. Поэтому ученые говорят о популяциях — группах, которые существовали в течение многих поколений и в которых более половины браков заключалось внутри группы.
Популяцию легче определить по географическим и этническим признакам, потому что обычно браки заключаются с живущими поблизости представителями той же группы. Большинство народов является по совместительству популяцией. Однако есть народы, в которых более 50% браков заключается с представителями другой группы. Их отнести к популяции нельзя.
Таблица с различиями между народом и популяцией. Источник.
В чем сложность определения популяций
Генетические отличия между разными группами людей низки в сравнении с другими приматами. Геномы шимпанзе Восточной и Западной Африки отличаются сильнее друг от друга, чем геномы двух других людей на планете, где бы они ни жили. В этом заключается трудность определения, к какой популяции принадлежит человек.
Другая сложность в том, что на протяжении истории люди, особенно это относится к европейцам, постоянно мигрировали, заключали браки с представителями других популяций, а гены родителей перемешивались. И чем больше люди одной популяции переселялись и смешивались с другой, тем более разнообразная ДНК получалась у следующих поколений и тем сложнее найти для них образцовые ДНК.
Из-за рекомбинации дети могут не унаследовать некоторые варианты генов, характерные для той или иной популяции.
ДНК человека может нести информацию о популяциях предков разных времен. И тех, что жили недавно, и тех, что жили сотни лет назад. Чтобы определить, какие это были популяции, участки хромосом пользователя сравниваются с образцами представителей разных групп.
Как изучают популяции
Для отбора образцов используется анализ главных компонент (PCA, principal component analysis). Этот алгоритм самостоятельно ищет паттерны в данных генотипирования и позволяет разбить образцы на кластеры в N-мерном пространстве, обычно двухмерном. Пример визуализации такого анализа можно посмотреть здесь. С помощью него мы отсеиваем промежуточные образцы и отбираем только те, что характерны для определенной популяции.
В этом примере можно увидеть, как формируются кластеры разных популяций. Промежуточные варианты, которые попадают в зону между разными кластерами — отсеиваются.
Таким образом мы получаем кластеры, размеры и границы которых зависят от схожести образцов внутри группы. С ними мы сравниваем данные генотипирования или полногеномного секвенирования и относим их к наиболее похожему кластеру.
Сравнивается не вся ДНК, а отдельные ее кусочки. К каждому из них подбирается максимально близкий образец из базы. Так как некоторые участки могут быть похожи у отличных друг от друга популяций, данные проходят дополнительную проверку. Мы проверяем все близлежащие участки. Например, если среди нескольких участков, которые относятся к популяциям Северной Европы, мы обнаружим образец из Восточной Азии — то проверим его еще раз.
Чем больше образцов содержит кластер, тем точнее алгоритм определит популяции. Помимо этого, точность зависит от исходных данных. При полногеномном секвенировании мы получаем больше информации для сравнения, чем после генотипирования. Однако важно помнить, что даже Полный геном не дает 100%-ный результат. Образцы, собранные у разных популяций, чаще всего содержат данные генотипирования, так как оно значительно дешевле. Алгоритм определения популяций происхождения будет становиться точнее по мере появления образцов с результатами полногеномного секвенирования.
Есть ошибочное мнение, что для определения популяционного состава анализируется только Y-хромосома и митохондриальная ДНК. То есть для женщин популяционный состав можно определить только по материнской линии. Это не так. По этим данным можно получить только информацию по гаплогруппам, но к конкретным популяциям они не относятся. Например, гаплогруппа R1a, которая часто встречается у русских, распространена среди западных и восточных славян, а также среди популяций Северной Индии.
Популяцию нельзя связать с одной гаплогруппой, потому что, как правило, в ней распространены и другие. Однако они помогают понять историю формирования популяции в целом. Подробнее о гаплогруппах читайте в нашей предыдущей статье.
Как это выглядит в Личном кабинете
В разделе География пользователь видит процентное соотношение между частями света. Например, между Европой, Азией и Африкой.
При нажатии кнопки Подробнее пользователь переходит на страницу популяционного состава. Здесь представлен подробный процентный состав по каждой популяции. На карте также отмечен примерный ареал каждой группы.
В следующей статье Атлас подробно расскажет про неандертальцев: какой процент их генов содержится у разных популяций, как их гены влияют на здоровье современного человека, а также какие ещё древние люди жили в то время.
ПОПУЛЯ́ЦИЯ
Том 27. Москва, 2015, стр. 159
Скопировать библиографическую ссылку:
ПОПУЛЯ́ЦИЯ (ср.-лат. populatio, от лат. populus – народ, население), совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определённую территорию. Контакты между особями внутри одной П. более часты, чем между особями разных П., что проявляется, напр., в более высоком уровне свободного скрещивания (см. Панмиксия ). Внутри П. можно выделить более мелкие подразделения (семьи, демы, парцеллы и др.). П. разных видов, сосуществующих в одном месте, образуют в своей совокупности сообщество (биоценоз). П. характеризуются общей численностью особей, плотностью (числом особей на единице площади), характером пространственного распределения особей, упорядоченностью структуры, а также определённым количественным соотношением особей разного возраста, пола, размера, разных генотипов и т. д. Соответственно различают возрастную, половую, размерную, генетич. и др. структуры популяции. Динамика численности П. во времени определяется соотношением показателей рождаемости и смертности особей, а также их иммиграции и эмиграции. Если удельная (рассчитанная на одну особь) скорость роста П. постоянна, численность П. увеличивается по экспоненциальному закону и в ней устанавливается стабильная возрастная структура. Способность к экспоненциальному росту свойственна любой П., но в силу всегда возникающей нехватки природных ресурсов, а также неблагоприятных изменений во внешней среде экспоненциальный рост или прекращается внезапно, сменяясь падением численности, или же (чаще) тормозится постепенно, по мере увеличения численности. В последнем случае для описания роста П. часто используют логистическое уравнение. Мн. методы оценки динамики численности П. заимствованы из демографии, напр. демографич. таблицы, а также кривые выживания. У большинства видов животных и растений численность П. более или менее постоянна, но в некоторых П. она подвержена значит. колебаниям, иногда весьма регулярным (у полёвок, леммингов, некоторых насекомых и др.). Вспышки численности животных могут сопровождаться миграциями (напр., перелётные виды саранчовых, мн. копытные). Динамика численности природных П. определяется как абиотическими (климатическими), так и биотическими факторами (пресс хищников и паразитов, внутривидовая и межвидовая конкуренция за жизненно важные ресурсы), изменяющими силу своего воздействия в зависимости от плотности П. У некоторых животных плотность П. регулируется сложными поведенч. и физиологич. механизмами, а также путём перестройки генетич. структуры. Колебания численности ( волны жизни ) могут привести к повышению гомозиготности П. и утере отд. аллелей в процессе дрейфа генов. При отсутствии давления внешних факторов и соблюдении панмиксии частоты генов в П. сохраняются неизменными.
История понятия «популяция». Современное определение популяции. Генетическая структура популяции
Термин «популяция» происходит от латинского populus – население. Долгое время (начиная с конца XVIII в.) популяцией называли (а часто называют и сейчас) любую группировку организмов, обитающих на определенной территории.
В 1903 г. датский генетик Вильгельм Людвиг Иоганнсен впервые употребил термин «популяция» для обозначения группы особей, неоднородной в генетическом отношении.
Иоганнсен впервые применил комплекс генетических и статистических методов для изучения структуры популяции самооплодотворяющихся (самоопыляющихся) организмов. Он избрал объектом исследования популяции самоопылителей, которые можно было легко разложить на группы потомков отдельных самоопыляющихся растений, т. е. произвести выделение чистых линий. Анализу была подвергнута масса (размеры) семян фасоли Phaseolus vulgaris. В настоящее время известно, что масса семян определяется полигенно и в сильной степени подвержена влиянию факторов внешней среды.
Иоганнсен провел взвешивание семян одного сорта фасоли и построил вариационный ряд по этому показателю. Масса варьировала в пределах от 150 до 750 мг. В дальнейшем семена массой 250…350 и 550…650 мг были высеяны отдельно. С каждого выросшего растения семена были вновь взвешены. Тяжелые (550…650 мг) и легкие (250…350 мг) семена, выбранные из сорта, представляющего популяцию, дали растения, семена которых отличались по массе: средняя масса семян растений, выросших из тяжелых семян, составила 518,7 мг, а из легких – 443,4 мг. Этим было показано, что сорт – популяция фасоли состоит из генетически различных растений, каждое из которых может стать родоначальником чистой линии. На протяжении 6…7 поколений Иоганнсен отбирал тяжелые и легкие семена с каждого растения в отдельности. Ни в одной линии не произошло сдвига массы семян. Изменчивость размеров семян внутри чистой линии была ненаследственной, модификационной.
Таким образом, В. Иоганнсен генетически неоднородные (гетерогенные) популяции противопоставлял однородным чистым линиям (или клонам), в которых невозможен отбор (нет выбора!).
Вскоре подобные исследования были выполнены и для перекрестно-оплодотворяющихся организмов (работы Д. Джонса и Е. Иста с табаком).
Английский математик Годфри Харди (1908) сформулировал понятия панмиксии (свободного скрещивания) и создал математическую модель для описания генетической структуры панмиктической популяции, т.е. популяции свободно скрещивающихся раздельнополых организмов. Немецкий врач-антропогенетик Вильгельм Вайнберг (в этом же 1908 г.) независимо от Харди создал сходную модель панмиктической популяции.
Учение о неоднородности популяций развил российский генетик Сергей Сергеевич Четвериков. Его работой «О некоторых аспектах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» (1926) было положено начало современной эволюционной и популяционной генетики. В 1928 г. Александр Сергеевич Серебровский создает учение о генофонде.
В течение 1920–1950-ых гг. в англоязычных странах формируется понятие идеальной популяции, и на основании этого понятия интенсивно развивается математическая генетика (Сьюелл Райт, Рональд Фишер, Джон Холдейн (J.B.S. Haldane, не путать с физиологом Холдейном) и др.).
В нашей стране, несмотря на господство лысенковщины, учение о популяциях развивалось в работах И.И. Шмальгаузена (популяция рассматривалась как элементарная единица эволюционного процесса), А.Н. Колмогорова (анализировались случайные процессы в популяциях) и других ученых. Однако в большинстве случаев популяция рассматривалась с экологической точки зрения (например, как форма существования вида; С.С. Шварц). Лишь в 1906–1970-гг., благодаря работам Н.В. Тимофеева-Ресовского и его сотрудников формируется синтетический подход к определению популяции как эколого-генетической системы.
Рассмотрим три основных подхода к определению понятия «популяция»: экологический, генетический и синтетический.
С точки зрения экологии, популяцией является совокупность особей одного вида в пределах одного биоценоза (фитоценоза), то есть целостная внутривидовая группировка, которой соответствует минимальная реализованная экологическая ниша. Такую группу особей иначе называют экологической, или локальной популяцией, а также (для растений) ценотической популяцией, или просто ценопопуляцией.
Для описания экологических ниш используют пространственные, временные и собственно экологические характеристики. Реализованную экологическую нишу можно представить как фактическую совокупность пространственно-временных и собственно экологических условий, в которых протекает существование и воспроизведение вида. Совокупность пространственно-временных и собственно экологических условий, необходимых для воспроизведения вида, иначе называется его регенерационной нишей. У растений именно специфические особенности регенерационных ниш определяют основные типы хорологической (пространственной) структуры популяций.
Таким образом, с точки зрения экологии, популяция представляет собой множество особей, объединенных в пространственно-временном и экологическом отношении.
Популяции – это надорганизменные биологические системы, которые обладают рядом свойств, которые не присущи отдельно взятой особи или просто группе особей. Различают статические характеристики популяции (численность, плотность, популяционный ареал) и динамические (рождаемость, смертность, относительный и абсолютный прирост численности).
Статика популяций
Численность. Численностью называют общее число особей в популяции. Существует нижний предел численности, ниже которого популяция не может существовать длительное время.
При этом нужно учитывать не всех особей, а только тех, которые принимают участие в размножении – это эффективная численность популяций. Например, если из 100 особей – 50 самцов и 50 самок, то Nэ. = 100. Если из 100 особей – 90 особей одного пола, а 10 другого, то Nэ.= 36. Если же из 100 особей на 99 особей одного пола приходится 1 особь другого пола, то Nэ.= 4. При наличии популяционных волн средняя численность популяции определяется как средняя гармоническая.
Обычно численность популяций измеряется сотнями и тысячами особей (такие популяции называют мезопопуляции). У крупных наземных млекопитающих численность популяций может снижаться до нескольких десятков особей (микропопуляции). У растений и беспозвоночных существуют также мегапопуляции, численность которых достигает миллионов особей. У человека минимальная численность популяций составляет около 100 особей.
Плотность. В большинстве случаев абсолютную численность популяции определить невозможно. Тогда используют производную характеристику – плотность популяции. Плотность определяется как среднее число особей на единицу площади или объема занимаемого популяцией пространства. В экологии плотность определяется также как масса (биомасса) членов популяции в единице площади или объема. Низкая плотность популяции уменьшает ее шансы на воспроизведение, но увеличивает шансы на выживание. Высокая плотность, наоборот, увеличивает шансы на воспроизведение, но уменьшает шансы на выживание. Следовательно, каждая конкретная популяция должна обладать некоторой оптимальной плотностью.
Популяционный ареал Плотность популяции тесно связана с ее пространственной структурой. В популяциях островного типа (с хорошо выраженной границей распространения) плотность распределения особей может быть равномерной. Однако в равнинных популяциях граница распространения всегда размыта. В идеальной популяции можно выделить ее ядро (территория с максимальной плотностью, например, круг), субпериферию (территорию с пониженной плотностью, например, кольцо) и периферию (территорию с низкой плотностью, не обеспечивающей воспроизведение популяции). В реальных популяциях существует множество типов пространственной структуры и, соответственно, типов распределения плотности. Обычно различают следующие типы популяционных ареалов: сплошные, разорванные, сетчатые, кольцевые, ленточные и комбинированные.
Динамика популяций
Рождаемость. Размножение приводит к появлению в популяции новых особей. Число новых особей, появляющихся в популяции за единицу времени, называетсяабсолютной рождаемостью. Понятие «новая особь» определяется достаточно произвольно и зависит от видовых особенностей, от целей и задач исследования и других факторов. Например, новой особью (или особью нулевого возраста) может считаться зигота, яйцо, личинка или особь, вышедшая из-под родительской опеки. Отношение числа новых особей к числу имевшихся особей называется относительной (удельной) рождаемостью. Относительная рождаемость может рассчитываться или на одну особь, или на 1000 особей. В ходе размножения численность популяции постоянно изменяется, поэтому вводится понятие мгновенной удельной рождаемости – то есть рождаемости в пересчете на одну особь за бесконечно малый промежуток времени. Этот промежуток зависит от видовых особенностей; для человека достаточно малым промежутком времени считается 1 год.
Существуют моноциклические (у растений монокарпические) виды, представители которых размножаются один раз в жизни, и полициклические (у растений поликарпические) виды, представители которых размножаются неоднократно.
У раздельнополых диплоидных организмов оценка рождаемости осложняется тем, что для воспроизведения одного потомка требуется пара родителей. В демографии часто учитываются только женские особи. Однако, с точки зрения генетики, самки и самцы в равной степени передают свои гены (аллели) в последующие поколения. Поэтому следует различать плодовитость самок и коэффициент воспроизведения в пересчете на одну особь, независимо от ее пола. Например, в популяции из 500 самцов и 500 самок за единицу времени появилось 1000 особей нулевого возраста. Удельная рождаемость составила одного новорожденного на одну особь, однако каждая самка оставила двухпотомков, и каждый самец оставил двух потомков.
Численность популяции может увеличиваться не только за счет рождаемости, но и за счет иммиграции особей из других популяций. Существуют зависимые иполузависимые популяции, которые поддерживают и увеличивают свою численность именно за счет иммиграции.
Смертность. Смертность – это понятие, противоположное рождаемости. Различают абсолютную смертность (количество погибших особей за единицу времени) иотносительную (удельную) смертность (количество погибших особей за единицу времени в расчете на одну особь или на 1000 особей).
Характер смертности описывается таблицами и кривыми выживаемости, которые показывают, какая часть новорожденных особей дожила до определенного возраста. Кривые выживаемости обычно строятся в системе координат: «возраст – логарифм числа выживших особей». В этом случае кривые могут быть выпуклыми, вогнутыми и комбинированными.
В связи с постоянной смертностью вводится понятие мгновенной удельной смертности, то есть отношению погибших особей к общему числу особей за бесконечно малый промежуток времени (аналогично мгновенной удельной рождаемости).
Численность популяции может уменьшаться не только за счет смертности, но и за счет эмиграции особей.
Относительный прирост численности. Первоначально при расчете прироста популяции учитывается мгновенная удельная рождаемость и мгновенная удельная смертность (относительные показатели). Тогда прирост популяции называется биотический потенциал, или мальтузианский параметр (r).
Для изолированной популяции
r = рождаемость – смертность
В открытой популяции
r = (рождаемость + иммиграция) – (смертность + эмиграция)
Прирост популяции может быть положительным, нулевым и отрицательным. Если r > 0, то популяция увеличивает свою численность, если r = 0, то популяция сохраняет стабильную численность, если r