Популяційна організація тварин

У природі представники окремих видів об'єднуються в популя­ції. Популяція є формою існування виду. За незначним винят­ком види складаються з великої кількості окремих популяцій. Рідкісні види можуть бути представлені небагатьма або лише однією-єдиною популяцією. Наприклад, такі види, як білий ве­дмідь в Арктиці, байкальська нерпа і деякі інші, належать до однієї або небагатьох популяцій. Популяції можуть займати рі­зноманітний простір (ареал). У видів з особинами великих роз­мірів ареали популяцій порівняно більші, ніж у видів з дрібни­ми особинами.

Одним із проявів диференціації популяції є її статева і віко­ва структура. Статева структура характеризується співвідно­шенням між її двома елементами - особинами чоловічої і жіно­чої статі, з чим пов'язаний потенціал розмноження популяції і ступінь її панміксії (гр. рап - «все», тіхіs - «змішування») - вільного схрещування особин. Панміксія всередині популяції має бути обов'язково вищою, ніж між сусідніми популяціями. Вікова структура популяції залежить від її типу. Поліциклічні популяції складаються з багатьох поколінь і різних вікових груп: молоді (передрепродуктивного віку); статевозрілих (репро­дуктивного віку) особин, які беруть участь у відтворенні попу­ляції; особин, що втратили здатність до розмноження (пострепродуктивного). Моноциклічні популяції складаються з особин одного віку й одного покоління (наприклад, у багатьох павуко­подібних, комах). Якщо популяція перебуває в сприятливих умовах, то до її складу входять усі вікові групи, і вона здатна до стійкого, тривалого самовідтворення. Між членами популяції існують різні типи внутрішньовидових взаємозв'язків, спрямо­ваних на самовідтворення виду: парування особин протилежної статі, турбота про потомство, його навчання.

Популяціям властива певна просторова структура. Розпо­діл особин на зайнятій території може мати різний характер:

1. Суцільні рівномірні поселення, коли організми рівномірно розподіляються на території, яку займають (наприклад, у морських поліхет).

2. Нерівномірні поселення, які виникають внаслідок неоднорід­ності зовнішнього середовища, а також залежать від біології виду (життя сім'ями, стадами, колоніями). Нерівномірні по­селення можуть бути мозаїчними з незайнятим простором між окремими скупченнями особин (наприклад, поселення граків у гаях та парках, поблизу місць, де легше здобути корм і захиститися від ворога).

Вони бувають також дифузного випадкового типу, як, ска­жімо, у павуків-каракуртів на луках чи личинок-одноденок у струмках.

3. Пульсуючий тип просторової структури властивий популя­ціям з різким коливанням чисельності, наприклад, мишопо­дібним гризунам. У період різкого падіння чисельності осо­бини поселяються на найсприятливіших ділянках ареалу. У роки масового розмноження вони заселяють практично всі біотопи.

4. Циклічний тип просторової структури популяції характе­ризується поперемінним використанням території протягом року. Так, копитний лемінг зимує на сухих прибережних підвищеннях. Улітку він переселяється на знижені ділянки, де влаштовує свої нори.

У будь-якому випадку тип розподілу особин на території має пристосувальний характер, тобто забезпечує їм можливість раціонально використовувати кормові ресурси, а також мати не­обхідний простір для розмноження, спорудження житла у ви­дів, які його мають. Отже, тип розподілу популяції в межах ареалу забезпечує оптимальне використання як кормових, так і просторових ресурсів.

Етологічна структура популяцій обумовлюється особливо­стями поведінки особин і залежить від того, який спосіб життя вони ведуть - поодинокий чи груповий.

Поодинокий спосіб життя серед тварин притаманний ви­дам, які населяють гідросферу і мають зовнішнє запліднення, наприклад актинії. У видів із внутрішнім заплідненням, напри­клад у деяких комах, зустрічі самців і самок відбуваються лише в період розмноження, а решту часу вони живуть незалежно один від одного. Такі види утворюють тимчасові скупчення (на місцях зимівлі, перед розмноженням).

Подальше ускладнення відносин всередині популяції здійс­нюється у двох напрямках; посилення зв'язку між статевими партнерами та виникнення контактів між батьками і дітьми. На цій основі формуються сім'ї, різноманітні за складом і три­валістю існування.

Для багатьох тварин характерний територіалізм - властивість проживати на певній території протягом життя і охороняти її від особин того самого виду. Територія особини, сім'ї - це індивідуа­льна ділянка, що активно захищається (рис. 3). Територіалізм по­в'язаний із ресурсами живлення. Він не властивий видам, які за­довольняють свої потреби в їжі на порівняно великій території.

Колонії - групові поселення тварин: тривалі або на період розмноження (граки, мартини, гагари та ін.). У колоніях птахів зберігаються індивідуальні ділянки (гніздові), проте вони гуртом відганяють хижаків; у пінгвінів утворюються «дитячі садки» де є «няньки» - самки, що доглядають пташенят у той період, коли батьки живляться і добувають їжу для нащадків в океані.

У колоніях комах (бджіл, мурашок, джмелів, термітів) спо­стерігається поліморфізм (гр. polys - «численний» і morphe -«форма») - наявність у межах одного виду особин, що відрізня­ються зовнішнім виглядом і функціями. Існує обмін інформаці­єю між ними.

Рис. 3. Індивідуальні ділянки шести малих ховрахів у Нижньому Поволжі:

1 - межі індивідуальних ділянок у самок; 2 - те саме в самців; 3 - гніздові нори самців; 4 - виводкові нори самок. Заштриховані місця годівель, яким кожен зі звірів віддає перевагу.

Зграї - тимчасові об'єднання тварин з метою полегшення добування їжі, захисту від ворогів, здійснення міграції. Зграї утворюють птахи в післягніздовий період (шпаки, горобці), зві­рі (собачі), риби під час міграції. У зграї легше помітити ворога, захиститися від нього.

Стада - більш тривалі й постійні об'єднання тварин, в яких відбуваються всі життєві функції. Розрізняють стада, де є лідер - особина, на якій концентрується увага інших і яка своєю по­ведінкою визначає напрям переміщення стада, місце годівлі, реакцію на хижаків. Стадо діє як єдине ціле, наслідуючи ліде­ра. Діяльність лідера не спрямована на підпорядкування інших особин. Лідером стає найдосвідченіший член стада (у північних оленів, наприклад, це старі олениці).

Найскладнішими є стада з вожаками та ієрархічним підпо­рядкуванням особин. Ієрархія- це суворе підпорядкування осо­бин у групі. Кожній тварині визначено місце в стаді, яке можна позначити номерами чи літерами алфавіту (від цвіркунів, курей До корів, мавп і т.д.). Як правило, домінантою № 1 є істота найсильніша або ж- найрозумніша. Деякі види відзначаються ієрархічним підпорядкуванням за схемою «трикутника»: А до­мінує над В, В - над С, С - над А. Деспотія – домінування однієї тварини над усіма іншими. Вожак першим нападає на ворога, захищає стадо.

Домінування і система рангів створює узгоджену поведінку групи, не витрачаються сили на «з'ясування стосунків», постій­но підтримується порядок. При зміні умов і динаміки в стаді змінюється і система домінант.

Важлива характеристика кожної популяції - чисельність особин, що входять до її складу, яка може бути різною. Популя­ції деяких комах включають сотні тисяч особин, а в багатьох хижаків можуть складатися лише з сотні особин. Переважна більшість видів представлена в природі як нечисленними, так і численними популяціями. Охороняючи вид, важливо знати ту мінімальну чисельність особин популяції, за якої можливе його тривале і надійне існування (для хребетних вона становить не менше 500 особин, для безхребетних - 50 тисяч). У нечислен­них популяціях виникає загроза виродження через близькоспоріднене схрещування (інбридинг).

У всіх популяціях відбуваються періодичні зміни чисельно­сті, або коливання чисельності. Масштаби цих змін можуть бути дуже великими. Динаміка чисельності популяції залежить як від внутрішніх, так і від зовнішніх факторів. До останніх нале­жать фактори середовища і біоценотичні зв'язки. Важливе зна­чення мають інформаційні зв'язки. Так, за надмірної щільності в популяції спостерігається явище стресу (англ. stress - «напру­га»); що проявляється в агресивній поведінці, підвищенні смер­тності молодняка, зниженні інтенсивності розмноження, у сса­вців відбувається резорбція (розсмоктування) ембріонів, у пта­хів - зниження несучості, зменшується кількість самок, які бе­руть участь у розмноженні.

На комахах, молюсках, рибах і личинках амфібій встановле­но, що на швидкість розвитку та інші фізіологічні процеси цих тварин впливають продукти обміну речовин - їх метаболіти.

Існує взаємозв'язок коливань чисельності хижака і жертви. Так, за сприятливих умов навколишнього середовища масово розмножуються рослиноїдні тварини. Слідом за ними - хижаки, для яких рослиноїдні є їжею. Хижаки обмежують чисельність рослиноїдних тварин, після чого самі починають голодувати, хво­ріти і гинути. Знову створюються сприятливі умови для розмно­ження тварин-фітофагів. Такі коливання чисельності в системі «хижак — жертва» притаманні всім без винятку пар хижаків та їхніх жертв - від найпростіших до хребетних. Отже, популяціям властивий гомеостаз (гр. homos - «однаковий» і stasis - «стан») - здатність підтримувати стійку динамічну рівновагу в умовах середовища, що змінюється. Динаміку чисельності популяції і механізми її визначення важливо знати для того, щоб керувати розвитком популяцій. Охорона видів ґрунтується на уявленні про те, що причиною зменшення чисельності популяції є надмірна її експлуатація. Щоб зберегти популяцію, обмежують її викорис­тання, усувають види, для яких дана популяція є основним дже­релом харчування. Раціональне використання популяції - це вилучення оптимальної кількості особин з тим, щоб не порушити репродуктивної здатності популяції.