- •Предисловие
- •Глава 1. Биосфера как специфическая оболочка Земли
- •2.1. Средообразующая роль живого вещества
- •Глава 3. Биогеохимические циклы
- •3.4. Место человека в биосфере
- •Глава 4. Температура
- •4.1. Влияние температуры на жизненные процессы
- •Глава 5. Вода и минеральные соли
- •5.1. Водно-солевой обмен у водных организмов
- •Глава 6. Кислород
- •6.1. Газообмен в водной среде
- •6.3. Газообмен у ныряющих животных
- •Глава 7. Свет
- •7.3. Физиологическая регуляция сезонных явлений
- •9.1. Популяционная структура вида
- •9.2. Понятие о популяции
- •9.3. О популяциях у растений
- •10.3. Функциональная интеграция
- •Глава 11. Гомеостаз популяций
- •Глава 12. Динамика популяций
- •13.1. Трофическая структура биоценозов
- •13.3. Экологические ниши
- •14.1. Взаимоотношения видов смежных трофических уровней
- •14.2. Конкуренция и мутуализм
- •15.3. Гомеостаз на уровне экосистем
- •Глава 16. Человек и биосфера
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •Литература
нения гидрологического режима (nаводки, засухи) и т. д. (И.А. Шилов,
1952). Подобные же различия в образе жизни, вызванные nрисnособле
нием к обитаюnо в разных биаrопах, свойственны многим другим видам.
Специфика отдельных экологических популяций проявляется
только у особей, из которь~ состоит nопуляция в данное время.
Экологические популяции практически ничем не отграничены от окружающих территорий и nотому наименее устойчивы по составу.
Набор особей, образующих nопуляцию, довольно быстро обновляется
в силу свойственных животным персмещений различного тиnа (сезон
ные инепериодические миграции, расселение молодняка и др.). При отсутствии непреодолимых границ местообитаний это ведет к отсут
ствию генетической спеuифики экологических популяций; приспособ
ления особей к среде ограничены набором лабильных функциональных
адаптаций физиологического и поведенческого плана.
Экологические популяции, в свою очередь, расnадаются на ряд отдельных груnпировок особей, которые обозначают как элементарные популяции (Н.П. Наумов), субпопуляции (С.С. Шварц). локальные или
местные популяции (К.М. Завадский) и т. п. Они в ряде случаев тоже
обладают определенной сnецификой, но их масштабы не обесnечиваiОI
устойчивое восnроизводство в данных экологических условиях; груп nировки такого масllЛ'аба представляют собой составные функцио нальные части популяции и будут рассмотрены в последующих главах.
Рассмотренная иерархия территориальных групnировок видового населения - общая схема, реализация которой различна у разИЪ)](
видов. Далеко не все видь1 образуют nолный ряд этой схемы; отдельные
ее звенья мoryr отсутствовать. Различен и масштаб представлений о
соответствующих уровнях у разных видов: наnример, территория, занятая несколькими экологическими nопуляuиями полевок, может
составлять всего лишь часть одного охотничьего участка лисицы.
Однако в любом случае сохраняется базовый nринциn: однонаnрав ленность индивидуальных адаптаций у особей, совместно обитающих на общей территории, создает единство их морфофизиологического
облика, биологических ритмов и образа жизни. Это служит основой
формирования устойчивых, закономернь~ взаимодействий между осо бями в nоnуляuии. Популяция никогда не представляет собой npocтoro
случайного соседства многих особей; все они связаны единой системой
функциональных взаимодействий. На базе внутрипопуляционных вза
имосвязей формируется единство существования и функционирования nопуляции как целостной единицы видового населения.
9.2. ПОНЯТИЕ О ПОПУЛЯЦИИ
Термин «nопуляция» происходит от латинского словарориlиs (народ)
и в дословном nереводе означает <<Население». Пракmчески этим
можно было бы ограничиться: популяция есть население вида на
определенной территории. Такое оnределение было бы тем более
238
справедливым, 'ПО в обиходе, говоря о населении, мы не понимаем
этот термин как сумму какого-то количества людей, а всегда подразу меваем, что эти люди связаны между собой сложной системой взаи
модействий и взаимозависимостей, образуют груnnировки
сnецифического состава и со сnецифическими функциями и в сумме представляют собой некое интегрированное целое. Все это соответст
вует уrвердившемуся в науке nредставлению о системе как целостном
единстве функционально взаимосвязанных частей. Таким образом, понятие о популяwm, как биологической системе надорганизмеиного
уровня, nрямо вытекает из объединения особей на общей территории.
Генетическая и экологическая трактовка понятия популяции. Исто
рически понятие о популяции возникло в самом начале ХХ в. в связи с развитием генетико-эволюционного наnравления в биологии. Вnер
вые этот термин использовал В. Иоганзен (W. Johansen. 1903), который
рассматривал популяцию как совокупность генетически неодНородных
гетерозиготных особей, противопоставляя ее генетически чистым ли ниям. В дальнейшем этот подход приобрел генетико-эволюционный
смысл; в современном представлении популяция рассматривается как
элементарная единица эволюционного процесса (Н.В. Тимофеев-Ре
совский и др.. 1973; А. JaЬlokov, 1986). С этих nозиций главный
критерий популяции -способность к свободНому обмену генетиче
ской информацией (nанмиксия); с генетико-эволюционных nозиций именно этот критерий определяет масшт-абы популяций разных видов.
ОдНако при работе с естественными поnуляциями этот критерий
применим ЛШllЬ условно; на его основании nрактически невозможно
выделять популяции как конкретные nриродные объекты. Даи размеры
абсолютно nанмиктическихnоnуляций, судЯ no ботаническимданным,
невелики: 0,8-1,5 га -для деревьев, 30-280 особей -у трав. По этому в совv.еменной nопуляционной генетике чаще исnользуют более
широкое оnределение популяции, в частности включающее простран
ственный и временной nринципы. ОдНо из наиболее удачных оnреде лений такого тиnа дается в монографии Н.В. Тимофеева-Ресовского.
АВ. Яблокова и Н.В. Глотова (1973): «Под популяцией понимается совтсупность особей определенного вида, в течение достаточно длитель ного времени (большого числа поколений) населяющих определенное про
странство, внутри которого практически осуществляется та или иная
степень панмиксии и нет заметных изоляционных барьеров, которая
отделена от соседних таких же совокупностей особей данного вида той или иной степенью давления тех или иных форм изоляции» (с. 40-41 ).
Процитированная концеnция достаточно хорошо характеризует
подход к изучению популяций как генетически сnецифичных единиц
.:~волюционного процесса, с усnехом развивающийся в современной поnуляционной генетике и послуживший основой для формирования нового наnравления в теории эволюции -<<синтетической теории
-~ВОЛЮЦИИ».
239
Но популяция -не абстрактная эволюциоЮiрующая единица, а определенная совокупность особей вила, входящая в состав конкреТ ной экосистемы. Экологический аспект популяционной биологии в
отличие от генетико-эволюционного направлен на изучение <<повсед
невной•> ЖИЗЮI популяции как формы существоваЮIЯ вида в составе
конкретных экосистем. Такой подход включает изучение функций
популяции и механизмов, определяющих их устойчивость в динамич
ных условиях среды. С этих позиций определение популяции может
быть несколько иным: популяция -это группировка особей одного вида,
населяющих определенную территорию и характеризующихся общностью
морфобиологического типа, специфичностью генофонда и системой ус тойчивых функциональных взаимосвязей (И.А. Шшюв, 1985, 1988). За этим внешне простым определением скрывается сложная биологиче
ская система надорганизмеиного уровня, обладающая многообразны
ми функциями, способная осуществлять эти функции в сложных и
динамичных условиях среды, сохраняя свою целостность и самостоя
тельность во времени и в пространстве.
Оба определеЮiя популяции как системы не дают объективных
критериев для вычленения конкретных популяций в естественных
условиях. Споры о том, как в природе провести четкую rpaiOiцy меЖдУ популяциями, ведутся по сей день. Споры эти беспочвенны, так как
при всей объективности своего существования популяция как специ фическая надорганизмеиная система не обладает свойством дискрет
ности, и границы ее в принциле более стохастичны, чем линейны. Эrn
границы определяются не столько физическими факторами среды,
сколько степенью тесноты связей между особями, а эти связи дина мичны и зависят от многих факторов чисто биологического свойства
(дистанция между особями, физиологическое их состояЮiе и многое
другое). Можно утверждать, что четко отграниченные пространственно
популяции в природе встречаются скорее как исключение, чем как
правило.
То же можно сказать и о пространствеиных масштабах популяции. Выше приведена иерархическая система территориальных группиро
вок видового населеЮiя по Н.П. Наумову. При таком подходе можно
говорить о популяциях разного масштаба; такая концепция хорошо
отражает экологический процесс освоения видом территории ареала.
Но есть и другой подход, который можно бьто бы назвать <<функцио
нальным». Популяцией в этом случае обозначается такая пространет
венная группировка видового населения, в которой все особИ прямо связаны друг с другом функциональнЬIМи или информационными отношениями (С.С. Шварц, 1967). Этот подход подчеркивает функци
ональную целостность популяции в процессах биологического круго ворота и в эволюции. Нередко эти подходы рассматриваются как альтернативные. На самом же деле oiOI отражают лишь разные аспеКТЬI
изучения сложных популяционных систем.
240
Рис. 9.2. Положение популяции в структуре uиологических систем биосферы (по И.Л.
ШИ11ову, 1988)
Место популяции в иерархии биолоrических систем. Сложность
представления о популяции определяется двойственностью ее поло
жения в рядах иерархически соподчиненных биологических систем,
отражаюuш:х различные уровни организации живой материи (рис. 9.2).
С одной стороны. популяция включается в генетико-эволюционныйряд,
отражаюuш:й филогенетичесю1е связи таксанов разного уровня как результат эволюции разных форм жизни:
организм ~ популяция ~ вид ~ род ~ ... ~ царство
В этом структурно-эволюционном ряду популяция выступает как
форма существования вида и ее основная функция заключается в обеспечении устойчивого выживания и воспроизведения вида вданных конкретных условиях. В этом аспекте наиболее зна<Шмые свойства
популяции характеризуются ее генетической спецификой: общность и
специфичность генофонда определяют адаптированнесть всех особей
и популяции в целом к конкретным условиям среды. В то же время
определенный уровень генетической гетерогенности особей в популя
ции предост-авляет материм для микроэволюционноrо процесса в
условиях меняющейся среды или возниюuсй по тем или иным причи
нам изоляции. В этом случае популяция выступает не только как форма
существования вида, но и как элементарная единица ero эволюцион
ного преобразования. Этому аспекту популяционной биологии посвя
щено много исследований, составляющих одно из важнейших
направлений современной теоретической биологии (Э. Майр, 1968; Н.В. Тимофеев-Ресовский и др., 1969; 1973; С.С. Шварц, 1969, 1980 и
'lp.).
241