21 Dynamic properties of the population: abundance, mortality, fertility. Survival curves. (Динамические свойства населения: численность, смертность, рождаемость. Кривые выживания.)

Динамические свойства популяции изменяются со временем, варьируют. Основные из них: рождаемость, смертность, миграции, скорость роста популяции. Рождаемость – число новых особей, родившихся за определенный период времени. Когда популяция обитает в благоприятных условиях, и отсутствуют лимитирующие факторы, рождаемость повышается до максимальной величины.

Смертность – количество особей, погибших за определенный период. Различают три типа смертности или, как их чаще называют, «кривые выживания». Первый – характеризуется смертностью, одинаковой во всех возрастах, отражает равную вероятность гибели особей в любом возрасте и свойственен многим природным популяциям птиц и пресмыкающихся («гидра»). Второй тип отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития, а для особей, переживших этот период, вероятность смерти низка. Такая кривая характерна для многих растений, беспозвоночных и рыб («устрица»). Третий тип характеризуется повышенной гибелью взрослых (старых) особей («дрозофила»). Большинство членов популяции доживает до возраста, близкого к максимально возможному для данного вида; характерна для популяций некоторых крупных млекопитающих. Форма кривой выживания связана со степенью заботы о потомстве и другими способами защиты молодых особей. Минимальная смертность возможна при идеальных условиях, как результат физиологической старости.

Прирост популяции – это разница между рождаемостью и смертностью. Прирост может быть как положительным, так и отрицательным. Темп роста – средний прирост за единицу времени. Если обозначить через R_o среднее число потомков, достигших репродуктивного возраста, производимых одной особью данного вида за всю жизнь (чистая скорость размножения), то при R_o < 1, то популяция считается растущей, R_o = 1 популяция стабильная, R_o > 1 популяция сокращающаяся.

22 Population size. Curves of population dynamics (Численность населения. Кривые динамики популяций)

Численность (объем популяции) N представляет собой определенное количество живых организмов, обитающих в пределах территории популяции. Численность популяции изменяется в очень широких пределах. Установлено, что существует обратно пропорциональная связь между численностью и размерами тела.

Численность популяций определяется соотношением рождаемости и смертности с учетом миграции (эмиграции и иммиграции) особей. Различают несколько графиков динамики численности. Экспоненциальный (бурный, взрывообразный) рост численности характерен для организмов, находящихся в благоприятных условиях и в отсутствие лимитирующих факторов. Такие взрывы численности популяции приводят к неблагоприятным последствиям в биосфере и расцениваются в природе как «экологические катастрофы». Близок к экспоненциальному рост населения человечества в настоящее время.

Численность большинства популяций изменяется по кривой насыщения (логистическая кривая, S-образная кривая), что позволяет отнести численность к статическим свойствам популяции. Рост численности таких организмов во времени сдерживается действием лимитирующего фактора, и численность стабилизируется. Наступает равновесие между популяцией и окружающей средой. Насыщение численности популяции происходит на тех территориях, где наблюдается нехватка некоторых жизненно важных экологических факторов. Максимальная численность, которую популяция может достигнуть на данной территории, называется емкостью среды Nмах. Она определяется, в основном, пищевыми ресурсами.

Численность одних видов количественно регулируется за счет других видов прямо или опосредованно через взаимоотношения. Некоторые организмы, обычно связанные взаимоотношениями «хищник-жертва», изменяют свою численность по периодической кривой. Зачастую лимитирующим фактором является пища, объем и скорость образования которой изменяются под влиянием внешнего экологического фактора, имеющего периодический характер. Внезапно проявляющиеся антропогенные или природные факторы вызывают непериодические колебания численности, без четко установленных циклов, с непредсказуемыми верхними или нижними пределами достигаемой численности. Тепловое загрязнение, внесение ксенобиотиков, аварийный сброс сточных вод, разлив нефти в море, уничтожение хищников или других вредных животных могут привести к неожиданной резкой потере популяций.

Для сравнения популяций целесообразно пользоваться показателем плотности популяций – это количество организмов популяции, находящихся в единице площади или объема. Плотность популяций – более стабильная величина, чем численность. Постоянство плотности обусловлено минимальными потребностями живого организма в жизненно важных экологических факторах. Избыток этих экологических факторов, а также других не лимитирующих, приведет лишь к незначительному увеличению плотности.