§ 55 Функционирование популяции и динамика ее численности

Численность популяций чрезвычайно динамична. В популяциях постоян­но происходят изменения. Их подвижность и силу отражают так называемые динамические характеристики. Состояние популяции характеризуется такими показателями, как рождаемость, смертность, вселение и выселение особей, чис­ленность, а также скорость роста. При этом непременно учитывается время. Так, рождаемость — это число молодых особей, появившихся на свет за день, ме­сяц или год, а смертность — число погибших за этот же период.

Рождаемость в популяциях зависит, с одной стороны, от особенностей вида, а с другой — от экологических условий. Максимальное число потомков, которое за жизнь могла бы произвести одна особь, получило название биотиче­ский потенциал вида. Он у всех видов разный. Слониха рождает за жизнь всего 5-6 слонят, а треска ежегодно мечет миллионы икринок. Биотический потен­циал неодинаков и у различных популяций вида. Например, в Подмосковье серая полевка лесной популяции обычно в одном помете приносит 5-7, иногда 9 детенышей, тогда как самочка пашенной популяции той же серой полевки рождает больше — 7-9 (даже бывает 13) детенышей.

Биотический потенциал всегда выше у видов, подвергающихся высокой смертности, иначе они исчезли бы с лица Земли.

Слониха растит и оберегает слонят вместе со всем стадом, а треска пуска­ет свою икру на волю волн, где основная масса ее поедается или погибает. Осо­би пашенной популяции полевки подвергаются массовой гибели во время уборки урожая и вспашки полей, чего не бывает у лесной популяции.

Баланс рождаемости и смертности, а также вселения или выселения осо­бей во многом определяет плотность популяции на занимаемой ею территории. В благоприятных условиях всегда происходит рост популяции, он особенно вы­ражен при заселении видом новых, подходящих для размножения мест (рис. 78).

Рост популяции в новом местообитании происходит у всех видов сход­ным образом. Теоретически популяция может расти неограниченно, увеличи­ваясь в геометрической прогрессии. Но на деле этого никогда не происходит, потому что каждое местообитание имеет ограниченные ресурсы для жизни ви­да. Сумма этих ресурсов оценивается как емкость среды. Например, для лосей, которые питаются веточным кормом, лиственные леса с молодой порослью — более емкая среда, чем темные хвойные леса.

Если численность популяции превысит емкость среды, начнется массо­вая гибель особей. Поэтому реальный рост численности популяции идет не беспредельно. Сначала он ускоряется, а затем начинает замедляться и посте­пенно прекращается. В стабильном состоянии прирост популяции уравнове­шивается потерями особей за счет смертности и миграций. Подобная кривая роста характерна для популяций всех видов, от бактерий до человека. Уровень, на котором приостанавливается рост численности популяции, не всегда дости­гает емкости среды (рис. 79).

Многие популяции перестают расти гораздо раньше, до исчерпания всех пригодных ресурсов. Сигналом приближающейся опасности «перепроизвод­ства» вида в данном местообитании служит рост плотности популяции. Прояв­ляется одна из важнейших и удивительных особенностей живой природы — зависимость состояния популяции от собственной плотности. Эта зависи­мость отработана естественным отбором у каждого вида по-разному.

У растений с ростом плотности усиливается внутривидовая конкурен­ция и происходит самоизреживание. Слабым растениям не хватает ресур­сов, и они погибают.

У подвижных животных прямо­го подавления соседей не происходит, а при повышении плотности популя­ций усиливаются миграционные про­цессы, т. е. выселение части особей на другие территории. Это особенно наглядно происходит, например, у бе­лок или тундровых грызунов — лем­мингов. Миграции этих зверьков по­сле успешного размножения приоб­ретают характер массовых нашествий на другие территории. Перелеты стад­ной саранчи огромными тучами — тоже выселение за пределы мест пере­размножения.

Немаловажный способ реагирования на повышение плотности популя­ции — задержка размножения, вплоть до полного его прекращения.

Популяции представляют собой не просто сумму особей, а сложные надорганизменные системы, которые обладают способностью к регуляции своей численности и рациональному, неистощительному использованию ресурсов среды. Эти свойства возникают на основе закономерных связей между члена­ми популяций.

Численность популяций всегда находится под двойным контролем: соб­ственной плотности и воздействия различных врагов — хищников, пара­зитов и конкурентов.

Если численность жертв возрастает, хищникам легче добывать пищу, они ловят боль­ше добычи и могут сдерживать дальнейший рост популяции. Если же жертвы размно­жаются быстрее, чем их могут истреблять имеющиеся хищники, то их обилие становит­ся выгодным для паразитов и возбудителей заразных заболеваний, которые могут сни­зить численность популяции. Виды, которые мало истребляются природными врагами (например, волки, тигры, гиеновые собаки и т. п.), регулируют свою численность в ос­новном за счет внутривидовых отношений — территориальности, миграций, ограниче­ния рождаемости.

Численность популяций постоянно изменяется под влиянием как абио­тических, так и биотических факторов.

Факторы неживой природы действуют на популяции односторонне, под их влиянием смертность либо усиливается, либо ослабляется. Межвидовые и внутривидовые отношения (биотические факторы) зависят от плотности популяции. Когда плотность растет, это вызывает усиление действия врагов и конкурентов, которые таким образом и служат регуляторами плотности по­пуляции. В богатых видами биоценозах численность и плотность популяций каждого вида колеблются лишь в определенных пределах, и потому популяции не растут до полного исчерпания своих ресурсов. Это особенно хорошо вид­но на примере сопоставления колебания (динамики) численности хищника и жертвы (рис. 80).

При обеднении видового разнообразия, вызванном антропогенным воз­действием, баланс сил нарушается и возникают условия для вспышек массово­го размножения отдельных видов.

1. Какое значение для популяции имеет емкость среды?

2*. Приведите примеры конкурентных и мутуалистических отноше­ний в популяциях животных.

3*. Подумайте, почему выживают популяции с низкой рождаемостью.

4. От чего зависит биотический потенциал вида?