Колебания и регуляция численности популяции

Размеры популяции могут расти в результате иммиграции (прилагаются особи извне) или за счет размножения особей. На изменения в численном составе популяции существенное влияние имеют климатические условия, которые отражены в предыдущем разделе (екофакторы - температура, влажность и т.д.). Нередко лимитирующим фактором, как уже доказано, выступают враги, еда и т. Колебания численности происходят циклически, их можно назвать циклами. Но исследования таких циклов требует длительного времени и зависит от периода между максимумом и минимумом численности данной популяции. Учитывая период наступления половой зрелости, беременность, у каждого вида эти параметры разные. В маленькой животные, такой, как бурозубка, эти периоды намного короче, чем у таких, как копытные, слоны. То есть, чтобы проследить этот процесс, эколог необходимо владеть информацией за тот отрезок времени, за который проходит многочисленная смена поколений (поколений), и знать условия существования этой популяции. Гораздо проще эту информацию можно получить в лабораторных условиях, где в ходе эксперимента исследователь иногда искусственно, а порой и подсознательно создает благоприятные условия существования (крыса, дрозофила и т.д.).

Колебания численности популяции графически можно изобразить в форме синусоиды (рис. 3.4), для построения которой необходимо проводить исследования в течение длительного времени. Эта синусоида состоит из фрагментов "что могут отклоняться от идеальной кривой. Важным моментом является тот факт, что колеблющийся процесс вокруг воображаемой линии, которая и будет идеальным графическим выражением численности популяции. Также следует отметить: колебания численности особей популяции возможно в определенных пределах, так справедливо здесь фигурирует понятие минимальной численности популяции. Если численность особей достигает указателей, ниже минимальной численности, то она исчезает.

Циклическое колебание численности популяции

Рис. 3.4. Циклическое колебание численности популяции

Размеры популяции не могут быть постоянными из-за изменений плодовитости, смертности, а нередко и того, и другого. При изучении размеров популяций и их изменений всегда пытаются установить ключевой фактор - тот, который отвечает за наибольшую часть изменений, происходящих при смене поколений. Как правило, этот ключевой фактор влияет на смертность.

Доказано, что колебания размеров популяции проходит не хаотично. На самом деле есть ряд факторов, которые удерживают состояние популяции * в определенных пределах. Это факторы, которые снижают численность и способствуют смертности и лучше действуют при увеличении плотности. Такими факторами могут быть недостаток пищи, увеличение количества врагов и тому подобное.

Рост численности популяции, кривые врастание и выживания

Если рождаемость в популяции будет превышать смертность, такая популяция будет увеличиваться. Ярким примером такого явления является рост народонаселения Земли. Подсчитано, что только в течение XX в. народонаселения возросло более чем вдвое. То есть в результате качественного скачка человечества, научно-технического прогресса человечество создало определенные условия, которые и вызвали такой резкий рост.

Общий ход изменения численности особей в популяции определяется уравнением: Nt + 1 = N + B-D + IE, где N - численность особей в популяции, В - рождаемость, D - смертность, и - иммиграция, Е - эмиграция, t - время.

Размеры популяции могут увеличиваться за счет или большой рождаемости, или высокой иммиграции, или сочетание обоих этих факторов. Снижают размер популяции смертность и эмиграция особей за ее пределы.

Чтобы ясно представить закономерности увеличения популяции, целесообразно рассмотреть модель роста поигуляции дрожжей, которые попали на свежую культурную вещество (рис. 3.5). В таком новом и благоприятной среде условия для увеличения популяции оптимальные, так что вскоре будет наблюдаться экспоненциальный рост популяции. В свежем питательной среде рост пойдет постепенно, достигая максимальной численности. Задержка в увеличении популяции на начальных этапах связана с адаптацией к новым условиям среды. Нарисованная нами кривая - это экспоненциальная, или логарифмическая кривая. В следующих этапах жизнедеятельности популяции наступает период, когда экспоненциальный развитие невозможно. Такое может произойти по разным причинам - уменьшение ресурсов

питания, накопления продуктов метаболизма и тому подобное. Как следствие - процесс роста популяции постепенно замедляется и кривая роста приобретает s-образную форму.

Модель роста численности популяции дрожжей

Рис. 3.5. Модель роста численности популяции дрожжей

Существует и другой тип роста численности популяции, когда экспоненциальный рост продолжается до внезапного уменьшения количества организмов (рис. 3.6). Это явление может произойти за счет резкого уменьшения ресурса, территории и тому подобное. Такой тип кривой роста получил название J-образной кривой. Следует отметить, что в обоих случаях экспоненциальный рост прослеживается на начальных этапах роста.

Модель роста численности популяции

Рис. 3.6. Модель роста численности популяции

Итак, мы рассмотрели две модели роста популяции. Вместе с тем следует заметить, что построение таких кривых возможна только при условии более-менее стабильного существования экосистемы. То есть там, где факторы системы не действуют как лимитирующие рост популяции.

Только изображены модели в чистом виде, как правило, в природе не существуют. Если некоторые сходства можно встретить в природе при расселении и освоении видом новых территорий (это наглядно можно проиллюстрировать расселением горлицы кольчатой в Центральной Европе), то на территориях, где виды-интродуценты уже вошли в состав экосистем, такого наблюдаться не будет. Однако такие модели дают нам возможность понимать закономерности роста численности популяций, прогнозировать поведение вида в новых условиях, управлять и корректировать численность "красных" и "вредных" видов.

Одним из основных факторов, влияющих на размеры популяции, является процент особей, погибают до достижения ими половой зрелости. Чтобы численность популяции оставалась постоянной, в среднем только два потомки каждой пары имеют доживать до репродуктивного возраста. Чтобы получить кривую выживания, целесообразно начать с определенной популяции новорожденных особей и затем отмечать количество выживших особей, в зависимости от времени. Намечая кривые выживания для отдельных видов, можно определять смертность для особей разного возраста и таким образом выяснить, в каком возрасте этот вид наиболее уязвим. Если установить причины смерти, можно понять, как регулируется величина популяции.

Кривую выживания можно получить, если начать наблюдение за определенной популяцией, отслеживая только новорожденных особей, и отмечать число или процент особей, которые остаются жить, в зависимости от времени. Большинство животных и растений стареют, что проявляется прежде всего в уменьшении количества особей после достижения репродуктивного периода (рис. 3.7).

Причинами этого явления есть много факторов, но, как правило, в пострепродуктивном период организм постепенно теряет свою защитную способность. Кривая А - характерная для видов, где смертность более или менее постоянной единицей во все периоды развития. Для большинства беспозвоночных такая кривая е типичной. Кривая Б - характерная для популяций организмов с высокими показателями смертности в ранней дорепродуктивний период. Такая кривая характерна для муфлонов, горных коз. Кривая В - близка к идеальной кривой, поскольку убеждаемся, что смертность длительный период времени уступает возраста, а старение является главным фактором смертности. В качестве примера можно взять популяцию людей на нашей планете. Большое количество людей умирает вследствие старения, но средний возраст не превышает 75 лет. Небольшое отклонение на начальных фазах связано с детской (дорепродуктивною) смертностью.

Завершая рассмотрение вопросов динамики численности популяции, следует отметить: процесс колебания численности непрерывный и может изменяться во времени, как следствие адаптационных изменений. Исчезновение этого явления возможно только в связи с исчезновением вида. Вопрос динамики популяций является основой для понимания более широких вопросов, таких, как динамика группировки, экосистемы, биосферы в целом.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >