Популяции и процессы их регуляции

Вглядываясь в Природу,

мы никогда ….

не должны забывать, что каждое

единичное органическое существо,

можно сказать, напрягает все силы,

чтобы увеличить свою численность;

что каждое из них живет,

только выдерживая борьбу

в каком-нибудь возрасте своей жизни;

что жесткое истребление неизменно

обрушивается на старого или молодого

в каждом поколении или

через повторяющиеся промежутки.

Удалите то или иное препятствие,

сократите, хотя бы незначительно, истребление,

и численность вида почти моментально

возрастет до любых размеров.

Ч. Дарвин. Происхождение видов

Рассмотрение уровней организации живого позволяет зафиксировать особенности функционирования биологических систем. Вы уже познакомились с системами молекулярно-генетического и онтогенетического уровней организации, которые, в свою очередь, являются основой биологических систем популяционно-видового уровня.

Важнейшие характеристики популяции. Популяция – это элементарная единица надорганизменного уровня организации живого, которая, как мы определили в § 28, представляет собой совокупность особей одного вида на определенной территории. В пределах этой территории распределение особей может быть скученным, случайным или равномерным, что зависит от условий среды обитания и формы взаимодействия с другими видами, обитающими на данной территории (рис. 70).

Важнейший параметр популяции – это ее численность. Поскольку подсчитать всех особей данной популяции, как правило, невозможно, то для оценки численности в экологии принято оперировать понятием плотность популяции, т. е. числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Изменения численности популяции в первую очередь связаны с соотношением двух противоположенных явлений – рождаемости и смертности. В меньшей степени на динамику численности популяции оказывают влияние процессы иммиграции и эмиграции. Параметр рождаемости напрямую зависит от плодовитости особей, составляющих популяцию. Плодовитость определяют как число потомков, которых производит одна особь (одна женская особь у двуполых организмов) или в ходе одного размножения, или за всю свою жизнь. Значения этого параметра у особей разных видов различаются очень сильно.

Обнаружилось, что численность популяций контролируется множеством экологических факторов, среди которых можно выделить независящие и зависящие от плотности популяции. К первым относят климатические факторы, катастрофы (пожар, извержение вулкана, засуха, наводнение и т. п.), доступность мест обитания (например, численность птиц-дуплогнездовиков в лесу ограничивается числом дупел) и др. А вот зависимые от плотности факторы всегда связаны с взаимодействиями между живыми существами. Это может быть и внутривидовая конкуренция за пищу, убежища, места для гнездования и т. п., межвидовые взаимоотношения, такие как пресс хищников и паразитов, инфекционные заболевания. Действие этих факторов усиливается с увеличением плотности популяции и ограничивает ее рост.

Внезапные скачки численности популяции, чаще всего (но далеко не всегда!) определяются воздействием независимых от плотности факторов. В наибольшей степени их действие сказывается на популяциях многих растений (особенно, однолетних) и холоднокровных животных (все беспозвоночные, рыбы, амфибии и рептилии), которые в значительной степени зависят от климатических факторов.

Например, популяции однолетних растений и насекомых быстро растут весной и летом, а с наступлением холодной погоды их численность резко сокращается. Птицы и млекопитающие, благодаря постоянству температуры внутри организма, в меньшей степени подвержены влиянию климатических факторов. Основную роль в регуляции их численности играют факторы, зависимые от плотности.

Колебания численности популяции могут быть непериодическими и периодическими. Первые носят непредвиденный характер. Определить вызвавшую их причину не просто, если речь не идет о стихийных бедствиях (ураган, пожар и др.)

Численность популяций живых организмов регулируется экологическими факторами, зависящими или независящими от ее плотности. Различное сочетание этих факторов определяет наблюдающиеся в природе колебания численности популяций, которые могут носить непериодический или периодический характер.

Теперь становится понятной выдержка из знаменитой книги Ч. Дарвина «Происхождение видов», приведенная в качестве эпиграфа. Действительно, если бы не сдерживающие факторы, то численность популяции любого вида увеличивалась бы беспредельно, пока не истощила бы все ресурсы окружающей среды.

Подобная ситуация может наблюдаться, если вид вселяется на территорию, где у него отсутствуют естественные враги. Так произошло с кроликами, которых переселенцы завезли в Австралию. Здесь, благодаря высокой скорости размножения и практически полному отсутствию пресса хищников, численность кроликов настолько возросла, что они превратились в настоящий бич. Кролики выедали пастбища, повреждали посевы и портили угодья своими норами. Бороться с кроликами пробовали, заражая их острой вирусной инфекцией – миксоматозом. Вначале это принесло свои плоды, численность кроликов резко сократилась, но затем у кроликов выработалась устойчивость к заболеванию и их численность опять резко возросла. Остроту «кроличьей проблемы» в Австралии сняло увеличение спроса на мясо этих зверьков, которое стало и предметом экспорта.

Влияние человека на динамику численности популяций. В настоящее время одним из важнейших экологических факторов (независимым от плотности популяции), влияющих на численность популяций живых существ, является деятельность человека. Для любой популяции существует определенная критическая численность, если число особей становится ниже, то популяция обречена на вымирание, так как все механизмы поддержания стабильности популяции перестают действовать.

С тех пор, как натуралисты начали описывать растения и животных, с лица Земли исчезло 53 вида птиц, 77 видов млекопитающих и множество других живых организмов, в большинстве случаев – по вине человека. Есть о чем задуматься!

Для любой популяции (и вида, если его составляет одна или несколько малочисленных популяций) существует минимальный порог численности, ниже которого естественные механизмы поддержания оптимальной численности действовать уже не могут. Такая популяция или вид, если не принимать мер по охране, неминуемо вымрет.

Образ Жизни Увеличение численности городских популяций таких видов животных, как вороны, крысы, мыши является показателем загрязненности окружающей среды. Содержите город, где вы живете в чистоте.