12: Різноманітність населення

Популяція - це група особин одного виду, які поділяють аспекти своєї генетики чи демографії тісніше один з одним, ніж з іншими групами особин цього виду (де демографія - це статистична характеристика популяції, така як розмір, щільність, народжуваність та смертність, поширення та переміщення міграції).

Різноманітність населення може вимірюватися з точки зору варіації генетичних та морфологічних ознак, що визначають різні популяції. Різноманітність також може вимірюватися з точки зору демографічних показників населення, таких як кількість присутніх осіб та пропорційне представництво різних вікових класів та статей. Однак може бути важко виміряти демографію та генетику (наприклад, частоти алелів) для всіх видів. Тому більш практичним способом визначення населення та вимірювання її різноманітності є простір, який вона займає. Відповідно, популяція - це група особин одного виду, що займають певну площу одночасно (Hunter, 2002:144). Площа, яку займає популяція, найбільш ефективно визначається екологічними межами, які важливі для населення (наприклад, конкретний регіон і тип рослинності для популяції жуків, або конкретний ставок для популяції риб).

Географічний ареал і розподіл популяцій (тобто їх просторова структура) є ключовими факторами аналізу різноманітності населення, оскільки вони дають вказівку на ймовірність переміщення організмів між популяціями та подальшого генетичного та демографічного обміну. Аналогічно, оцінка загального розміру популяції забезпечує міру потенційного генетичного різноманіття в популяції; великі популяції зазвичай представляють більші генофонди і, отже, більшу потенційну різноманітність.

Ізольовані популяції, з дуже низьким рівнем обміну, демонструють високий рівень генетичної дивергенції (Hunter, 2002:145) та демонструють унікальні пристосування до біотичних та абіотичних характеристик свого середовища проживання. Генетичне різноманіття деяких груп, які, як правило, погано розходяться - таких як земноводні, молюски та деякі трав'янисті рослини - може бути здебільшого обмежена місцевими популяціями (Avise, 1994). З цієї причини ретракція видів може призвести до втрати місцевих популяцій та генетичного різноманіття, яке вони зберігають. Втрата ізольованих популяцій разом з їх унікальною складовою генетичної варіації вважається однією з найбільших, але найбільш недооцінених трагедій кризи біорізноманіття (Ehrlich & Raven 1969).

Популяції можна класифікувати за рівнем розбіжності між ними. Ізольовані та генетично відмінні популяції одного виду можуть називатися підвидами відповідно до деяких (але не всіх) видів концепцій. Популяції, які показують меншу генетичну розбіжність, можуть бути визнані варіантами або расами. Однак відмінності між підвидами та іншими категоріями можуть бути дещо умовними (див. Видове різноманіття).

Вид, екологічно пов'язаний зі спеціалізованим, плямистим середовищем існування, швидше за все, може припустити плямистий розподіл самого середовища проживання, причому кілька різних популяцій, розподілених на різній відстані один від одного. Це стосується, наприклад, видів, які мешкають у водно-болотних угіддях, альпійських зонах на вершині гір, конкретних типів ґрунтів або типів лісів, джерелах та багатьох інших порівнянних ситуаціях. Окремі організми можуть періодично розходитися від однієї популяції до іншої, полегшуючи генетичний обмін між популяціями. Ця група різних, але взаємопов'язаних популяцій, з кожною різною популяцією, розташованою у власному, дискретному місці проживання, називається метапопуляцією.

Між складовими популяціями метапопуляції можуть бути зовсім різні рівні розгону. Наприклад, великий або переповнений патч населення навряд чи зможе підтримати значну імміграцію з сусідніх груп населення; однак він може виступати джерелом розсіювання осіб, які віддаляться, щоб приєднатися до інших груп населення або створити нові. Навпаки, невелике населення навряд чи матиме високий ступінь еміграції; натомість воно може отримати високий ступінь імміграції. Населення, яке вимагає чистої імміграції для того, щоб підтримувати себе, діє як раковина. Отже, ступінь генетичного обміну між популяціями джерела та раковини залежить від розміру популяцій, несучої здатності місць проживання, де знаходяться популяції, та здатності особин переміщатися між середовищами існування. Отже, розуміння того, як патчі та їх складові популяції розташовані всередині метапопуляції, і легкість, з якою особини можуть переміщатися між ними, є ключовим для опису різноманітності популяції та збереження виду. Докладніше про обговорення див. у модулі Метапопуляції.