3.8. Популяції. Динаміка популяцій.

3.8.1. Популяції і їхні характеристики. Популяція - це найменша екологічна одиниця особин одного виду, що проживає на певній території й володіє всіма необхідними умовами для підтримки своєї чисельності неозоро тривалий час у постійно, що змінюються умовах, середовища. Популяція займає певний простір і має ознаки, що характеризують групу як ціле, а не окремих особин.

Основними характеристиками популяцій є: повна чисельність, щільність розселення, генетична структура, дані про ймовірності виживання, тип просторового розподілу особин, віковий розподіл особин (демографічна піраміда), спосіб розмноження й плідність, соціальна організація.

а)

б)

Рис. 3.14 – Круговорот води у біосфері (а) і природі (б)

Крім того, популяції мають ряд генетичних ознак, пов'язаних з їхньою екологією, - здатність до адаптації, репродуктивна пристосованість і стійкість.

Кривими виживання називаються залежності кількості особин, що вижили, популяції від їхнього віку. Бувають трьох типів (див. рис. 3.15).

Рис. 3.15 Типи кривих виживання

Тип 1 характерний для видів з низкою дитячою смертністю, комфортними умовами життя (дрозофіли в лабораторних умовах, жителі розвинених країн Заходу), і лише в старості смертність різко зростає.

Для людини й великих ссавців характерна турбота про потомство, що забезпечує низький рівень смертності на початку життя.

Тип 2 (популяція гідри) характеризується постійно високою смертністю потомства протягом всього життя.

Для видів другої групи характерний приблизно постійний рівень смертності протягом всього .

Тип 3 з високою смертністю молодих організмів (риби, комахи, паразити) і стабільним виживанням дорослих особин.

Для видів третьої групи характерний високий рівень смертності молодих особин і підвищення живучості з віком.

3.8.2. Динаміка популяцій. Моделі динаміки популяцій.

1. J-образна крива (рис. 3.16)

При необмежених ресурсах і ідеальних природних умовах види реалізують максимальну народжуваність. Такий ріст популяції починається повільно й потім стрімко наростає по експоненті, тобто крива росту популяції приймає J-образний вид:

d/dt = r,

де r - виражена швидкість росту чисельності популяції, пов'язана з максимальною швидкістю розмноження; чим вище швидкість розмноження, тим вище r:

r > 0, N ↑ експоненціально (бум і крах популяції);

r < 0, N ↓ експоненціально (бум і крах популяції) - розміри не стабілізуються.

Рис. 3.16 – Модель j-образної кривої необмеженого росту чисельності популяції

2. S-образна крива (рис. 3.17)

При обмежених ресурсах розміри популяції того або іншого виду також обмежені, і смертність починає рости, коли чисельність популяції досягає або тимчасово перевищує ємність екосистеми.

Рис. 3.17 - Обмеження чисельності популяції ємністю екосистеми по моделі S-образного росту чисельності

Коли це трапляється, J-образна крива росту популяції починає плавно згинатися й приймає вид S-образної кривої:

d/dt = r · (K – N)/K,

де K - максимальне число організмів, що може підтримуватися в даних умовах середовища (ємність екосистеми); відбиває вплив середовища на зниження росту:

N > K, швидкість росту негативна;

N < K, швидкість росту позитивна;

N = K, швидкість росту дорівнює нулю - стабілізація популяції.

Основні види кривих чисельності популяцій у природі (рис. 3.18):

відносна стабільність; стрибкоподібний ріст; циклічні коливання.

Рис. 3.18 – Види кривих чисельності популяцій