9) Динамические свойства популяции, их прогностические возможности
Динамические характеристики популяции — это величины, оценивающие интенсивность происходящих в ней процессов. Обычная форма выражения такой характеристики — скорость.
Так, например, скорость рождаемости, или просто «рождаемость», — это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени.
Рождаемость:
Общая (абсолютная) – общее количество особей, появившихся за определённый промежуток времени.
Удельная – количество особей за определённый момент времени в расчёте на 1 особь популяции.
В зависимости от условий среды:
Физиологическая или максимальная рождаемость в идеальных условиях среды. Зависит от биологических особенностей вида
Экологическая или реализованная рождаемость в конкретных экологических условиях среды
Разница между физиологической и экологической рождаемостью характеризует качество среды обитания.
При постоянной смертности – количество особей за счёт гибели:
Если в ↑, то численность растёт
Если в ↓, то численность снижается
Если в const, то численность постоянна
Смертность – свойство популяции уменьшать число особей за единицу времени за счёт гибели особей.
Общая или абсолютная смертность:
Удельная смертность:
В зависимости от условий среды выделяют:
Физиологические или минимальная смертность- в идеальных условиях среды
Экологические или реализованная смертность – в реальных условиях
Разница между экологической и физиологич. – среда обитания.
При постоянной рождаемости:
Если d↑, то численность уменьшается
Если d ↓, то численность увеличивается
Если d const, то численность постоянна
Соотношение
:
Если > 1, то N увеличивается
Если <1, то N уменьшается
Если const, то N const
10) Механизмы регуляции численности популяций в природе.
Ухудшение питания, усиление давления паразитов и хищников, обострение внутривидовой борьбы подавляют плодовитость животных.
Все многочисленные факторы, определяющие изменение численности популяций в природе, можно разделить на две группы:
1) независимые от плотности популяции
2) зависимые от плотности популяции. К первой группе относят абиотические факторы. Неблагоприятные условия вызывают увеличение смертности в популяции, даже не достигшей оптимальной численности (при извержении вулкана не имеет значения число особей в популяции, как и при землетрясении, наводнении). Но так как любая популяция стремится восстановить свою численность, а это возможно только за счет повышения рождаемости, то основным фактором восстановления численности, уменьшение которой вызвано причинами, независящими от плотности, является рождаемость.
Оптимальная численность популяции определяется емкостью среды, то есть ее возможностью обеспечить популяцию ресурсами — убежищем, пищей, особями противоположного пола и т.д.
Поскольку живые организмы при благоприятных условиях имеют теоретически неограниченную возможность для увеличения числа особей, постольку плотность популяции постепенно возрастает. Уменьшение пищевых ресурсов ведет к снижению плодовитости, а в случае их длительного отсутствия — к появлению каннибализма. Каннибализм известен более чем у 1300 видов животных. Часть особей может эмигрировать. И тем не менее это не основные причины уменьшения численности популяции. При росте численности у животных возникает беспокойство за пищевые ресурсы, возрастает угроза гибели от хищников. В результате происходит нарушение физиологических процессов в организме, изменяется соотношение кортикостероидных гормонов, что способствует накоплению Сахаров в крови, и животные погибают от нарушения обмена веществ. Таким образом, основным регулятором численности животных организмов при критическом повышении плотности популяции является смертность.
У растений регулятором численности популяции служит, прежде всего, внутривидовая борьба. Сравните два участка соснового леса в возрасте 40—45 лет. Один из них создан руками человека, на каждом гектаре его высажено 10 ООО сеянцев, второй — естественного происхождения, где произрастает не более 2000 деревьев на одном гектаре. Под пологом созданного человеком насаждения вы не увидите самосева, деревья расположены на небольшом расстоянии друг от друга, между ними происходит жесткая внутривидовая борьба за почвенное пространство, свет, малопроникающий под полог. В таких условиях самосев или не появляется, или быстро погибает. Некоторые деревья усыхают, происходит процесс самоизреживания.
На втором участке деревья расположены неравномерно, в "окнах" (прогалинах между куртинами деревьев) имеется обильный самосев. Так как деревья получают много света, у них выше урожайность шишек, а значит, и семян. Это схематичный пример различного механизма восстановления численности в популяции: если плотность высокая — ее регулирует смертность, если недостаточная — пополнение происходит за счет рождаемости.
Механизмы регулирования численности природных популяций в равной степени распространяются и на человека. В Японии после второй мировой войны и бомбардировок Хиросимы и Нагасаки численность населения резко упала, но несмотря на низкий жизненный уровень заметно поднялась рождаемость. После восстановления численности населения рождаемость также резко снизилась.