V. Экологические стратегии популяций.
Разные типы динамики отражают разные жизненные стратегии. Это положено в основу концепции экологических стратегий. Суть ее сводится к тому, что выживание и воспроизводство вида возможно либо путем совершенствования адаптаций, либо путем усиления размножения, что компенсирует гибель особей и в критических ситуациях позволяет быстро восстановить численность.
Экологическая стратегия – комплекс признаков, приспособлений для выживания, общая характеристика роста и размножения данного вида.
Экологические стратегии популяций отличаются большим разнообразием. Но при этом все их многообразие заключено между двумя типами эволюционного отбора, которые обозначаются константами логистического уравнения: r-стратегия и К-стратегия (K- поддерживающая емкость среды, r- врожденная скорость роста популяции).
r-стратеги (r-виды, r-популяции) – популяции из быстро размножающихся, но менее конкурентоспособных особей. Быстро достигают половой зрелости, приносят большое количество мелких потомков, обладают небольшими размерами и малой продолжительность жизни, Имеют J-образную кривую роста численности, не зависящую от плотности популяции. Такие популяции быстро расселяются, но они малоустойчивы, к ним относятся бактерии, тли, саранча, однолетние растения и др.
К-стратеги (К-виды, К-популяции) – популяции из медленно размножающихся, но более конкурентоспособных особей. Медленно развиваются, обладают более крупными размерами и большой продолжительность жизни, образуют небольшое число более крупных, хорошо защищенных потомков. Обитают в средах со стабильными или закономерно изменяющимися условиями. Имеют S-образную кривую роста численности, зависящую от плотности популяции. Такие популяции населяют стабильные местообитания. К ним относятся человек, деревья и др.
Следует отметить, что одну и ту же среду обитания разные популяции могут использовать по-разному, поэтому в одном и том же местообитании могут сосуществовать виды с r- и К-стратегиями. Между этими крайними стратегиями существуют переходы. Ни один из видов не подвержен только r- или только К-отбору.
Смертность, одинаковая во всех возрастах (К-стратеги, популяции человека в стране, где широко распространены голод и болезни, насекомые).
Смертность мала вплоть до достижения критического возраста (К-стратеги, человек, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, однолетние растения).
Повышенная гибель на ранних стадиях развития (R-стратеги, морские организмы, насекомые, гидры, большинство растений).
Рис. 6. Три типа кривых выживаемости
Кривая I типа (типа дрозофилы) имеет выпуклую форму. Она описывает ситуацию, когда высокая смертность наблюдается в зрелом возрасте. Это характерно для дрозофил, поденок и других насекомых, которые вскоре после выхода из куколки оставляют потомство и погибают. К кривой I типа приближаются кривые выживания крупных млекопитающих.
Кривая II типа (типа гидры) характерна для организмов с равномерной смертностью в любом возрасте. На графике этому соответствует прямая линия. Такие типы кривых характерны для рыб, пресмыкающихся, птиц, травянистых многолетних растений и т.д., с единственной оговоркой, что отсчет ведется от организмов, уже прошедших наиболее уязвимые стадии своего развития.
Кривая III типа (типа устрицы) имеет вогнутую форму. Она характерна для организмов, которые в основном гибнут на начальных этапах своей жизни. Устрицы ведут прикрепленный образ жизни во взрослом состоянии, а личинка у них планктонная. Именно в этот период они наиболее уязвимы. У особей, удачно прошедших личиночную стадию, шанс выжить сильно повышается. Такой тип кривых выживания характерен для многих животных с высокой плодовитостью и отсутствием заботы о потомстве.
На основании кривых выживания строят пирамиды возрастов:
Эта пирамида представляет собой двустороннюю линейчатую диаграмму распределения населения по возрасту, причем с одной стороны графика изображается женское население, а с другой – мужское. Вертикальная ось гистограммы представляет собой шкалу возраста, выраженную в одно- или пятилетних интервалах, начиная от 0 лет и кончая возрастом 85 лет и более. Общая численность населения данного пола и возраста или его доля во всем населении или в населении данного пола изображаются в виде горизонтальных полос.
Рис. 7. Возрастно-половая пирамида