Проверьте знания: Экспоненциальный и логистический рост популяции — тест по биологии с пояснениями
Две кривые роста — J и S — выглядят просто только на рисунке. В задачах важнее понять механизмы: когда ограничения малы, когда начинает работать отрицательная обратная связь и почему реальная популяция может колебаться вместо идеального плато.
Экспоненциальная модельdN/dt = rN; ограничения не включены явно.
Логистическая модельdN/dt = rN(1−N/K); рост замедляется при N→K.
Содержание статьи4 разделаПоказатьСкрыть
От кривой к механизму: основной тест
В каждом задании один правильный ответ. Выберите вариант, затем нажмите кнопку проверки.
Где чаще ошибаются
«Экспоненциальный рост бывает только в лаборатории». Нет: в природе он может быть хорошим приближением на ограниченном этапе.
«K неизменна». Реальная ёмкость среды зависит от ресурсов, сезона и условий.
«При N=K никто не рождается и не умирает». В модели нулевой именно чистый прирост.
«Любая S-кривая доказывает точную логистическую модель». Форму нужно проверять данными и условиями.
«При высокой N абсолютный прирост всегда максимален». В логистической модели он падает около K.
Что повторить
Разделите ошибки на три группы: форма кривых и параметры r/K; чтение данных; ограничения моделей и плотностно-зависимая регуляция.
Открытые мини-задания
Нарисуйте словами, как изменяется темп роста при движении от N≪K к N≈K. Критерий: есть ускоренный рост в начале и замедление около K.
Объясните, почему K может быть разной зимой и летом. Критерий: названы меняющиеся ресурсы или условия.
Предложите данные, которые помогут отличить длительный экспоненциальный рост от ранней стадии логистического. Критерий: нужен более длинный временной ряд и сведения о ресурсах.
Ключ и объяснения
1. A. Экспоненциальная модель даёт J-образную кривую при постоянной положительной удельной скорости роста. Это идеализация для условий, где ограничения пока несущественны.
2. C. Логистическая модель даёт S-образную кривую: сначала рост близок к экспоненциальному, затем замедляется при приближении к K. Реальные данные могут колебаться и не повторять идеальную линию.
3. B. K — ёмкость среды, то есть уровень численности, который данная среда способна поддерживать при заданных условиях. Это не неизменная константа для вида во всех местах и годах.
4. D. На раннем этапе заселения или после снятия ограничений рост может приближаться к экспоненциальному. По мере роста N ресурсы и другие ограничения обычно усиливаются.
5. A. В реальной среде пища, пространство, вода и другие факторы ограничены. По мере роста плотности усиливаются конкуренция и другие формы регуляции.
6. B. Множитель (K−N)/K уменьшается при приближении N к K. Поэтому чистый прирост в модели падает и равен нулю при N=K.
7. C. Когда N мало по сравнению с K, ограничивающий множитель близок к 1. Поэтому логистическая модель на раннем участке ведёт себя почти как экспоненциальная.
8. D. При N>K множитель (K−N)/K становится отрицательным, поэтому модель предсказывает снижение. В реальности возврат может сопровождаться задержками и колебаниями.
9. C. Удвоение за равные интервалы характерно для экспоненциального роста. Но по четырём точкам нельзя утверждать, что такой рост сохранится долго.
10. B. Прирост уменьшается по мере приближения к примерно стабильному уровню. Это соответствует ожидаемой форме логистической модели.
11. A. Ёмкость среды зависит от конкретных условий и может меняться сезонно или между годами. Логистическая модель часто предполагает постоянное K лишь для упрощения.
12. D. Параметр r отражает относительный чистый темп прироста на особь при заданных условиях. В простейшей модели он считается постоянным.
13. A. Конкуренция за ресурсы, некоторые болезни и другие воздействия могут усиливаться при высокой плотности. Это создаёт отрицательную обратную связь и замедляет рост.
14. C. Пожар или экстремальный мороз могут воздействовать независимо от того, насколько плотна популяция. Однако реальный эффект всё равно может различаться между местообитаниями.
15. B. Произведение N(K−N) максимально при промежуточном N, в классической модели около K/2. При очень малом N мало размножающихся особей, а около K сильны ограничения.
16. D. Ресурсы и погодные условия меняются, а биологические реакции могут запаздывать. Поэтому реальные N нередко колеблются около условного уровня ёмкости.
17. A. Дополнительный лимитирующий ресурс способен увеличить K при прочих равных. Это показывает, что K определяется условиями, а не является неизменным свойством вида.
18. B. Сначала при избытке ресурсов рост может быть быстрым, затем ограничения усиливаются и темп снижается. В идеализированной модели численность стабилизируется около K.
19. C. Отрицательное r означает, что чистый относительный темп изменения отрицателен. Тогда модель описывает экспоненциальное снижение, а не рост.
20. D. На коротком интервале логистический ранний участок может выглядеть почти экспоненциальным. Для выбора модели нужны более длинные данные и понимание условий.
21. A. Логистическое уравнение включает и rN, и ограничивающий множитель (1−N/K). Именно второй множитель уменьшает рост по мере приближения N к K.
22. B. Модели специально упрощают реальность, чтобы выделить ключевые механизмы. Их применимость оценивают по данным и условиям конкретной системы.
Поделиться
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.
