2. Статические показатели популяций

Статические показатели характеризуют состояние популяции в данный момент времени. К статическим показателям популяций относятся их численность, плотность и показатели структуры. Численность – это поголовье животных или количество растений, например деревьев, в пределах одной пространственной единицы – ареала, бассейна реки, акватории моря, области, района и т.д. Плотность – число особей, приходящихся на единицу площади, например, плотность населения - количество человек, приходящихся на один квадратный километр, или для гидробионтов - это количество особей на единицу объема, на литр или кубометр.

Численность тех или иных животных определяется различными методами. Например, подсчетом с самолета или вертолета при облетах территории. Численность гидробионтов, например, рыб, определяют путем отлавливания их сетями; для микроскопических гидробионтов (фитопланктон, зоопланктон) применяют специальные мерные емкости.

Численность человеческой популяции определяется путем переписи населения всего государства, его административных подразделений и т. п. Знание численности и структуры населения (этнической, профессиональной, возрастной, половой и т.п.) имеет большое экономическое и экологическое значение.

Плотность популяции определяется без учета неравномерности распределения особей на площади или в объеме, т.е. получаем среднюю плотность животных, деревьев, людского населения на единицу площади или микроскопических водорослей в единице объема.

Различают несколько типов структуры популяции – половую, возрастную, генетическую, пространственную и экологическую.

Половая структура популяции – это соотношение в ней особей разного пола. Для большинства организмов такое соотношение определяется различием в наборах хромосом для мужских и женских особей, что обеспечивает равную численность полов. Однако для некоторых растений и насекомых характерно трёх- и более факторное генетическое определение пола. Поэтому через какое-то время соотношение полов в популяции может измениться.

Иногда соотношение полов изменяется под влиянием физиологических и гормональных факторов, воздействующих на эмбрион. Известны даже примеры неодинакового влияния экологических факторов на самцов и самок. В результате соотношение полов может колебаться в разных популяциях.

Возрастная структура – это соотношение внутри популяции особей разного возраста, составляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений. Возрастная структура популяции зависит от интенсивности размножения (рождаемости), уровня смертности, скорости смены поколений.

Генетическая структура популяции зависит от изменчивости и разнообразия генотипов, частоты вариаций отдельных генов, а также разделения популяции на группы особей, между которыми происходит постоянный генетический обмен. Для каждой популяции характерен свой определённый уровень разнообразия признаков организма, контролируемых генетическими и экологическими факторами. Разнообразие генотипов зависит от размера популяции и внешних факторов, влияющих на её структуру. Например, в небольших изолированных и стабильных популяциях закономерно возрастает частота близкородственного скрещивания, а это уменьшает генетическое разнообразие и увеличивает угрозу вымирания.

Пространственная структура популяции определяется характером размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на занимаемой территории. Внутри популяции реализуется принцип территориальности, в соответствии с которым все особи и их группы имеют своё индивидуальное и групповое пространство, формирующееся в результате активного физико-химического или поведенческого разобщения. Часто такое поведение сочетается с агрегацией (группировкой) особей, что усиливает конкуренцию между отдельными организмами, но способствует выживанию группы в целом. По такому механизму образуются стаи, стада, колонии и другие объединения организмов, достигающие в результате такого объединения различных защитных механизмов. Различают скученное, случайное и равномерное распределение особей в популяциях. Для разных организмов существуют определенные индивидуальные площади и радиусы трофической, кормовой активности и радиусы репродуктивной активности (среднее расстояние между местом рождения и местом размножения). Так, амурскому тигру необходима индивидуальная территория до 50 км², что при росте населения в местах распространения тигра отнюдь не способствует сохранению данного биологического вида.

Экологическая структура популяции – это деление всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующих с факторами среды. Обычно различают группировки по питанию, т.к. особи разного пола и возраста могут предпочитать разную пищу, по ориентировочному поведению, по двигательной активности, по реакциям на опасность и т.п. Довольно часто встречается своего рода разделение труда на охоте (лев), при уходе за потомством (заяц, гиена). Для большинства популяций характерна и фенологическая дифференциация – разные сроки начала и окончания сезонных циклов развития и поведения (линька, спячка, половая активность, цветение, плодоношение и т.п.), существование сезонных рас у насекомых, растений, проходных рыб.

Каждое животное соблюдает баланс энергии, затрачиваемой на охрану территории, добывание пищи и получаемой от съедения пищи. При сокращении количества корма животные расширяют свою территорию. Такое поведение животных называют территориальным поведением. Чем крупнее животное, тем больше ему нужна площадь для добычи пищи, поэтому, чем больше размеры тела особи, тем меньше плотность популяции.

Территориальные границы могут быть весьма подвижны. Достаточно надежно определяются границы у немигрирующих животных (грызуны, моллюски), которые создают так называемые локальные популяции. У подвижных животных границы трудно определить, например, у птиц, которые мигрируют и расселяются на больших территориях. Ограничивают возможность расселения как биотические, так и абиотические факторы. Из биотических факторов среды такими являются, прежде всего, пресс хищников и конкурентов, нехватка пищевых ресурсов, а влияние абиотических определяется толерантностью популяции к факторам среды. Толерантность разных особей к различным факторам среды разная, поэтому толерантность популяции значительно шире, чем у отдельных особей. Итак, свойства популяции уже значительно отличаются от свойств отдельных особей, что особенно наглядно проявляется в динамике популяций.