3.Демэкология. Демэкология як підрозділ екології

Демэкология (від греч. demos - народ) вивчає природні угруповання особин одного виду, тобто популяції - елементарні надорганизменные макросистеми. Найважливішим завданням її є з'ясування умов, при яких формуються популяції, а також вивчення внутрипопуляционных угруповань і їхніх взаємин, організації (структури), динаміки чисельності популяцій.

Методами вивчення демэкологии, як і екологічної науки, у цілому, є: польові спостереження, експериментальні дослідження, математичні методи аналізу отриманих результатів, моделювання, тобто відтворення в штучних системах різних процесів, властивих живій природі з метою складання прогнозів, пояснення явищ.

3.1 Умови формування популяцій

Популяцією в екології називають групу особин одного виду (або іншу групу, усередині якої особини можуть обмінюватися генетичною інформацією), що перебувають у взаємодії між собою й спільно населяють загальну територію. Слово популяція походить від латинського слова «популюс» - народ, населення. Екологічну популяцію, таким чином, можна визначити як населення одного виду на певній території (територіальні угруповання в межах одного виду). Члени однієї популяції роблять один на одного не менший вплив, чим фізичні фактори середовища. Кожний вид, займаючи певну територію (ареал), представлений на ній системою популяцій. Ніж складніше розчленована територія, займана видом, тим більше можливостей для відокремлення окремих популяцій. Однак у найменшому ступені популяционную структуру виду визначають його біологічні особливості, такі, як рухливість складових його особин, ступінь їхньої прихильності до території, здатність переборювати природні перешкоди. Більшими міграційними здатностями відрізняються, наприклад, північні олені й песці. Границі між популяціями таких видів проходять звичайно по великих географічних перешкодах: широким рікам, протокам, гірським хребтам. При слабко розвинених здатностях до переміщення в складі виду формується безліч дрібних популяцій, що відбивають мозаїчність ландшафту. У рослин і малорухомих тваринних число популяцій, що перебувають у прямої залежності від ступеня різнорідності середовища.

Екологи вважають, що популяції розрізняються між собою тим сильніше, ніж більше несхожі умови їхнього перебування й чим слабкіше між ними обмін. Зв'язку між популяціями різних рангів забезпечують єдність виду й збагачення його спадкоємного фонду.

3.2 Властивості й структура популяцій

Популяції, як групові об'єднання, володіють рядом специфічних властивостей, які не властиві кожної окремої особини. Групові особливості - це основні характеристики популяцій.

До них ставляться:

1) чисельність популяції - загальна кількість особин на виділюваній території. Підтримка оптимальної в даних умовах чисельності називають гомеостаз популяцій:

2) щільність популяції - середнє число особин на одиницю площі або обсягу займаною популяцією простору;

3) народжуваність - число нових особин, що з'явилися за одиницю часу в результаті розмноження;

4) смертність - показник, що відбиває кількість загиблих у популяції особин за певний проміжок часу:

5) приріст популяції - різниця між народжуваністю й смертністю. Приріст може бути як позитивним, так і негативним;

6) темп росту - середній приріст за одиницю часу.

Популяції властива певна організація. Розподіл особин по території, співвідношення груп по підлозі, віку, морфологічним, фізіологічним, поведінковим (этологическим) і генетичним особливостям відбивають структуру популяції. Вона формується, з одного боку, на основі загальних біологічних властивостей виду, а з іншого боку - під впливом абиотических факторів середовища й популяцій інших видів. Так співвідношення підлог у популяції встановлюється не тільки за генетичними законами, але й під впливом середовища (на появу обоеполого покоління в попелиць можуть впливати зміна довжини світлового дня, температури, збільшення щільності населення). Вікова структура популяцій має пристосувальний характер. Вона формується на основі біологічних властивостей виду, але завжди відбиває також силу впливу фактора навколишнього середовища. Аналіз вікової структури допомагає прогнозувати чисельність популяції. Такий аналіз широко застосовується в рибному господарстві для передбачення динаміки промислових черід, планування уловів. Просторова структура пояснюється тим, що займане популяцією простір надає їй засобу до життя. Кожна територія може прокормити лише певне число особин. Просторова структура популяцій дуже динамічна. Вона піддана сезонній і іншій адаптивній перебудовам. Однак масштаби можливих змін і загальний тип використання території визначаються біологічними особливостями виду. Екологічна (поведінкова) структура популяцій дуже різноманітна. Поводження тварин стосовно інших членів популяції залежить, насамперед, від того, одиночний (особини поєднуються тільки в період розмноження) або груповий (сімейний - турбота про потомство, колонію групове поселення тварин, зграї тимчасове об'єднання тварин, череди) спосіб життя властивий виду.

3.3 Динаміка й загальні закономірності зміни чисельності популяцій

Будь-яка популяція теоретично здатна до необмеженого росту чисельності, якщо її е лімітують фактори зовнішнього середовища. У такому гіпотетичному випадку швидкість росту популяцій буде залежати тільки від величини биотического потенціалу (Чемпмен, 1928 р.), властивого виду. Загальні зміни чисельності популяції складаються за рахунок чотирьох явищ: народжуваності, смертності, вселення й виселення особин (міграції). По числу періодів розмноження протягом життя розрізняють моноциклические (лососеві риби, хрущі ), поліциклічні (характеризуються повторним розмноженням). У видів, що оберігають і вигодовують свій молодняк, плідність різко знижена. Смертність у популяціях також залежить від багатьох причин: генетичного, фізіологічних, впливу хижаків, паразитів, хвороб. Найбільше що часто зустрічається в природі варіант - підвищена загибель у ранній період життя. Як відомо, поява потомства залежить від числа виробників особин, що перебувають у генеративному віковому стані. На графіку залежність росту популяції від чисельності виробників виражається S - образній кривій (Верхюльст, Перлина. 1925р.) - для популяцій тварин у середовищі, де харчові ресурси мають певна межа восполнимости.

Всі основні типи динаміки популяцій (1. відносно спокійний хід чисельності з невеликим розмахом коливань у різні роки; 2. сезонний; 3. багаторічний зі спалахом масового розмноження) зустрічаються майже в кожної таксономической групі організмів - серед рослин, безхребетних і хребетних, у свободноживущих і патогенних мікроорганізмів. Відзначено, що безмежне розмноження таїть у собі більшу небезпеку для будь-якої популяції: недостачі їжі, притулків, простору. Тому підтримка певної чисельності одержало назву гомеостазу популяцій. Загальна регуляція чисельності популяцій у природних співтовариствах відбувається в результаті складних міжвидових і внутрішньовидових взаємин.

Кінцевою метою эологических досліджень є з'ясування шляхів, за допомогою яких вид зберігається в постійно мінливих умовах середовища. Процвітання виду полягає в підтримці оптимальної чисельності його популяцій (демэкология) у біогеоценозі.