2.1. Потік енергії в популяції

Р.Дажо наводить приклад перенесення енергії в популяції антилопи (Уганда), чисельність якої оцінювалась в 15000 особин масою 2174 кг/км кв. Популяція займала 400 км кв площі місцевого заповідника. За результатами досліджень вчені одержали такі дані (ккал/м кв/рік):

З'їдений корм – 74,1

Потік енергії – 62,4

Метаболізм – 61,6

Приріст популяції – 0,81

Таким чином, на приріст популяції витрачено мізерну кількість енергії – усього близько 1%. Приріст відповідає утворенню 577 кг живої речовини на 1 км кв.

Р.Дажо для порівняння наводить приклад проходження енергії через популяції чотирьох травоїдних видів: полівки, слона, віргінського оленя і угандійської антилопи (ккал/м кв/рік):

Полівка – 17,5 Слон – 23,3

Олень – 43,1 Антилопа – 62,4

Із вивчених ссавців популяція угандійської антилопи вирізняється тим, що через неї проходить найбільший потік енергії. Це пов'язане з великими розмірами тварини і щільністю популяції. Антилопа використовує 10% первинної продукції, тоді як полівка – 2%, олень – 4,5%. Найвищий потік енергії серед тварин усього світу зафіксовано у цикадки Prokelesia (Homoptera) із прибережних боліт Джорджії (США) – 275 ккал/м кв/рік.

Цікаві дані наводить Ю.Одум (1962), який зі співробітниками вивчав потік енергії, що проходить через популяції травоїдних прямокрилих – кобилок і цвіркуна (штат Джорджія). Виявилось, що маса листя, яке з'їли прямокрилі, становить 85% чистої продуктивності поля, тоді як частка зерна, з'їдженого хребетними, не перевищує 7%. Крім того, відсоток споживання корму більшою мірою залежить від харчового раціону.

Використання енергії зерноїдними і травоїдними тваринами

Об'єкти досліджень	Доступний корм, ккал/м2/рік	Використання енергії, ккал/м2/рік	Використання, %
Зерноїдні хребетні	50-100	10-25	10-50
Травоїдні прямокрилі	800-1200	22-55	2-7

Як бачимо, відсоток використання корму травоїдними прямокрилими (від 2 до 7%) є досить низьким. Зерноїдні хребетні відзначаються значно вищим відсотком використання енергії (10-50%).

Наведені дані підтверджують теорію Хейрстона (1960), згідно з якою величина популяції травоїдних тварин, як правило, не пов'язана з відсутністю корму, тоді як у хижаків, детритоїдних і зерноїдних тварин вона часто визначається саме цим. Взимку, коли корму стає мало, вона може стати для зерноїдних, які посідають в екосистемі проміжне місце між м'ясоїдними і травоїдними, одним з лімітуючих факторів.

Із енергетикою обміну речовин пов'язані плодовитість, тривалість життя, розмір тіла, раціон і рух популяцій (рис. 2.). Для підтримки свого існування крупним тваринам потрібна більша кількість речовин та енергії, ніж дрібнішим, а щоб одержати цю кількість, вони вимушені переміщатися ширшими просторами, ніж тварини невеликих розмірів, які споживають подібний корм. Оскільки корм травоїдних тварин є звичайно в надлишку, вони не займають великих територій. Хижаки ж, а також ті травоїдні, які вимушені шукати свій корм (наприклад, насіння або плоди), витрачають багато енергії. Перша група – то "женці", а друга – "мисливці". "Мисливці" за своєю природою "територіальники", тобто захищають свою територію, на що витрачають чимало енергії, "женці" майже не охороняють "своє поле".

Рис.2. Схема. взаємозв'язків факторів, які впливають на продукційні процеси (кругообіг енергії і матерії) популяції.

Метаболічна вартість руху залежить як від його способу, так і від розміру тіла тварини. Зусилля на переміщення одиниці тіла на деяку стандартну віддаль для крупних тварин в дійсності менше, ніж для дрібних. Пересування по суші вимагає найбільших затрат, політ – середніх, а найекономнішим є плавання [1].