Раздел 2. Концепции вида и популяции

2.1. Вид и его структура

Разнообразие живой природы определяется видовым богатством живых организмов.

Вид – это совокупность особей, которые характеризуются наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещиваются и дают плодородное потомство и приспособлены к определенной среде жизни на занятой территории.

Особь (индивид) – это отдельный растительный или животный организм, который характеризуется индивидуальными морфологическими, физиологическими, адаптивными свойствами, сохраняя типичные признаки своего вида. Особи одного вида имеют общее происхождение, одинаковый тип обмена веществ.

Виды являются реально существующими систематическими, эколого-биологическими единицами живой природы.

Совокупность организмов, которые является частью совокупности особей вида, и имеют определенную область распространения в границах ареала данного вида, называется подвидом. Например, белка обыкновенная карпатская (Sciurus vulgarius carpathicus). Резкого отличия признаков между подвидами нет, разве что при условии отличных экологических условий и географической отдаленности. В таких случаях нелегко решить, подвид ли это, или отдельный вид. Такие случаи известны в ботанике относительно отдельных видов: чабрец, ель европейская и др.

Группу особей одного вида, которые приспособлены к определенным условиям среды, и отличаются некоторыми морфологическими признаками, называют экотипом.

Участок территории или акватории, на которой распространен вид, называют ареалом. В границах ареала растения и животного распространены не сплошь, а там, где есть необходимые условия для их существования.

Различают аллопатрические и симпатрические виды.

Аллопатрическими называют виды, которые имеют разные ареалы, их экологические требования тоже различны. Они географически отдаленные и изолированные. Аллопатрические виды состоят из популяций, ареалы которых не сталкиваются и не перекрываются. Такая географическая отдаленность оказывает содействие возникновению специфических особенностей вида.

Симпатрическими являются такие виды, которые характеризуются сопредельным проживанием на значительной территории ареала, частичным или полным совпадением их экологических требований. Симпатрические виды образовались из биологически изолированных популяций, области распространения которых перекрывают одна одну или совпадают.

2.2. Популяция как структурно-функциональная единица вида

Неравномерность распределения особей в границах ареала связанна с отличием условий среды обитания на разных его участках. Особи каждого вида, которые продолжительное время проживают вместе на одной территории в определенной части ареала, вырабатывают общие приспособления, между ними устанавливаются соответствующие взаимосвязи. Такую совокупность особей вида называют популяцией.

Термин "популяция" ввел в 1903 г. датский ученый В. Йогансен. Популяция (от латин. рори1us - народ, население) является структурно-функциональным элементом вида и объектом популяционной экологии.

Экологи популяцией называют группу особей одного вида, которые населяют определенную территорию, достаточно изолированную от соседних популяций, и способную свободно скрещиваться.

Генетики определяют популяцию как группу особей одного вида, которые имеют общую генетическую основу и свободно скрещиваются между собою. Такие популяции называют еще менделевскими. Они небольшие по размерам – брачные территории у животных, территории некоторых видов энтомофильних растений, поскольку их пыльцу переносят насекомые на небольшие расстояния (1–3 км).

Существование внутри вида генетически разнородных популяций обеспечивает его устойчивость и способность к адаптации в нестабильной среде.

Популяционную структуру вида определяют его биологические особенности – подвижность особей, степень их привязанности к территории, способность преодолевать естественные препятствия и др. Так, северные олени и песцы на протяжении сезона перемещаются на сотни километров от мест размножения, преодолевая на своем пути широкие речки, протоки, горные хребты. Виды с высокими миграционными способностями представлены в природе немногими популяциями.

При слаборазвитых миграционных способностях в составе вида формируется великое множество мелких популяций, в зависимости от мозаичности ландшафта. Чем разнороднее среда ареала вида, тем большим количеством популяций он представлен и тем чётче отличие между ними. Эколого-биологическое разнообразие популяции и определенные связи между ними поддерживают существование вида как единого целого.

Отличия между растениями и животными определяют особенности их популяций.

Отличия между популяциями одного вида есть результатом действия естественного отбора, который приспосабливает каждую популяцию к конкретным условиям ее существования. Это касается как растительных, так и животных популяций. Например, водные полевки горных и равнинных популяций отличаются многими признаками. Равнинные полевки предпочитают замкнутые зарастающие водоемы, делают норы в гуще зарослей. В горных районах полевки живут на берегах ручьёв и речек, роют норы под землей. Зверьки горных популяций отличаются от равнинных меньшей длиной хвоста, склонностью к запасанию кормов на зиму. Равнинные полевки не создают запасов. Что касается размножения, то у равнинных полевок оно круглогодичное, а у горных – лишь на протяжении 6-7 месяцев. Число пометов у них на 1-2 меньше в год, но среднее количество малышей на одну самку на 1-2 больше.

Интересный пример – перестройка структуры популяций комара-пискуна вследствие освоения им новой экологической ниши. Так, с начала 60-х гг. XX в. в квартирах жителей больших городов комары стали досаждать в течение круглого года. Появились городские популяции комаров, которые живут, спариваются и размножаются в подвальных помещениях. Они не впадают в зимнюю спячку. Их самки могут откладывать яйца, не попив перед тем крови при укусах, используя запасы, накопленные на стадии личинки. Это позволяет им проходить в подвалах полный цикл развития. Личинки городского комара могут развиваться даже в канализационных стоках. Скорость роста их популяции очень высокая – с 1 м² водной поверхности может выходить до 300 комаров.

Типы популяционных структур вида:

1. Вид как одна большая популяция (чирок-свистунок); радиус индивидуальной активности тысячи километров.

2. Виды, которые состоят из целого ряда популяций средней численности и отдаленности. Примером такого типа популяционной структуры может быть соболь; радиус индивидуальной активности до 200 км.

3. Виды, которые представлены одной или несколькими малочисленными и слабо связанными популяциями. Такой тип структуры присущ сосне пицундской. Радиус индивидуальной активности при очень маленькой численности – меньше километра.

Итак, популяция – это элементарная единица процесса эволюции и структуры вида, который имеет свои признаки и свойства.

Смешиванию разных популяций препятствуют: географическая изоляция, естественные барьеры (горы, реки, моря, климат), биологические особенности. У животных такими являются отличия в строении полового аппарата, сроках спаривания; у растений – отличия в сроках цветения, способах опыления и др.

Продолжительная изоляция популяций, в особенности географическая, подкрепленная значительным изменением среды, может привести к образованию новых подвидов.

Между популяциями регулярно или эпизодически осуществляется обмен особями. Например, во время сезонной кочевки ворон часть молодых птиц каждый год остается в местах зимовки и образует пары с представителями оседлых. У рыб взаимосвязь между особями разных популяций вида осуществляется эпизодически. Они имеют место в годы с особенно сильными паводками, если изолированные водоемы сливаются во временную единую водную систему.

Связь между популяциями разных видов осуществляется через взаимодействие особей и их индивидуальные контакты в границах экосистемы.

Степень изоляции соседних популяций вида в границах ареала тоже разная. В одних случаях они четко разграничены территорией, непригодной для их существования. Примером могут быть популяции окуня и линя. Если же условия проживания на обширной территории сходны по экологическим факторам, то выделить границы между популяциями можно лишь условно - по отличию в плотности особей. Такими являются популяции суслика малого в сухих степях и полупустынях.

Во всех случаях в популяциях действуют экологические законы, которые дают возможность использовать ограниченные ресурсы среды таким образом, чтобы обеспечить появление и выживание потомства.