- •2.12. Экологические сукцессии
- •2.12.1. Первичные сукцессии
- •2.12.2. Вторичные сукцессии
- •2.13. Стабильность устойчивость экосистем
- •2.14. Влияние абиотических факторов на организмы
- •2.14.1 Закономерности, определяющие связи организмов со средой
- •Правило оптимума
- •Правило взаимодействия факторов
- •Правило лимитирующих факторов
- •2.14.2 Особенности влияния некоторых абиотических факторов
- •Микроклимат и другие факторы
- •2.15. Естественные механизмы стабилизации экосистем
- •2.15.1. Биотический потенциал и сопротивление среды
- •2 .15.2 Механизм популяционного равновесия (гомеостаза)
- •3. Человек и биосфера
- •3.1. Масштабы воздействия на биосферу
- •3.2. Эксплуатация биологических ресурсов.
- •3.2.1.Рыбы
- •3.2.1.Растения
- •3.3 Экологическое воздействие человечества на биосферу
- •3.3.1. Влияние транспорта
- •3.3.2.Акклиматизация
- •3.3.3. Гидротехническое строительство
- •3.3.4.Изменение ландшафтов
- •3.3.5.Синантропизация фауны
- •3.4.Проблемы народонаселения и пути их решения
- •3.4.1.Численность населения
- •3.4.2.Распределение материальных ценностей
- •3.4.3.Темпы роста населения
- •3.4.5.Пути решения проблемы народонаселения
- •Увеличение производства продуктов питания.
- •Распределение сельскохозяйственной продукции
- •Помощь развивающимся странам
- •Снижение рождаемости
2 .15.2 Механизм популяционного равновесия (гомеостаза)
Факторы, регулирующие численность, работают по принципу отрицательной обратной связи. К числу таких факторов относят:
отношения: хищник – жертва; паразит – хозяин;
конкуренция;
угнетающие (ингибирующие) выделения во внешнюю среду;
явления территориальности;
стрессовые явления, влияющие на репродукционную функцию;
миграции.
Отношения хищник – жертва. Высокая численность жертв создает условия (пищевые) для быстрого размножения хищника. Увеличенное число хищников уменьшает количество жертв. Численность видов носит синхронно колебательный характер. При этом численность популяций не доходит до нулевых значений, так как сила взаимоотношений уменьшается по мере уменьшения численности популяций. Уменьшение отрицательного влияния происходит из-за переключения хищника на другие виды жертв. Хищники не уменьшают количество жертв до нуля. Это объясняется тем, что при низкой плотности, например, зайцев (шт/км2), лисам становится энергетически невыгодно охотится на зайцев (зайцев мало, поэтому расходы энергии на поиск зайца не восстановятся при его поедании).
Обратим внимание, что при большой численности зайцев усиливающееся сопротивление среды включает как конкуренцию, так и отношения хищник жертва. Способность хищников переключатся на другие виды питания, (видовое разнообразие) ослабляет колебания численности популяций. Интересно отметить, что хищники убивают, как правило, больных жертв, а охотники – здоровых.
О тношения паразит – хозяин поддерживают популяционное равновесие, в общем, так же, как и крупные хищники. Когда численность популяции увеличивается, паразиты и их переносчики (например, кровососущие насекомые легко находят новых жертв, поэтому смертность хозяев растет). При снижении численности популяции хозяев, паразитам труднее найти новые источники пищи, поэтому численность паразитов так же будет снижаться.
Паразиты не всегда убивают своего хозяина, но, ослабив его, снижают его способность к выживанию.
Конкуренция. Острота конкурентных отношений возрастает, когда увеличивается численность и соответственно плотность популяции.
В реальном мире она проявляется как самоизреживание фитоценозов. Например, на стадии всходов в лесных сообществах насчитывается до 500*103 растений на га, до периода спелости (через 100…120 лет) для хвойных и (50…70 лет) для лиственных доживает около 1*103 1/га. Погибает примерно 998 из 1000. Однако, погибая, растения обогащают почву и способствуют росту более сильных экземпляров. В некоторых случаях происходит даже срастание корней. Сильные растения используют корневую систему слабых, погибших растений
В животном мире острая внутривидовая борьба проявляется в форме каннибализма (поедание себе подобных). Эти явления наблюдаются среди хищников, грызунов, личинок насекомых.
В более мягких формах внутривидовая конкуренция проявляется через ослабление части особей и выключение их из процессов размножения.
Выделения во внешнюю среду. Они характерны как для растительных, так и для животных организмов.
Например, молодое поколение леса угнетается не только дефицитом света и минеральных веществ в верхнем слое почвы, но и особыми ингибирующими выделением корней и наземных частей деревьев, которые смываются атмосферными осадками и попадают в почву.
Для животных наличие ингибирующих выделений было доказано в лабораторных опытах. Воздух из помещений с высокой плотностью, например, мышей; поданный в помещения, где они нормально развивались, приводил к замедлению развития. (Тот же эффект можно получить переливая воду в аквариумах с различной численностью рыб).
Явления – территориальности. Они наиболее четко прослеживаются в животном мире. Занятая территория помечается голосом (птицы), выделениями, механическими отметинами.
Помеченная территория активно охраняется. В случае конфликта победа почти всегда остается за хозяином (помогает знакомство с территорией). Однако, чужак, побывший на территории около суток, может оказаться победителем, если он сильнее.
Стрессовые явления или состояние напряженности при повышении плотности популяции усиливаются. Возрастает число контактов, конфликтных ситуаций, которые приводят к гормональным изменениям, которые выражаются в торможении полового созревания или блокировании процесса размножения. Например, у мышей присутствие или даже запах чужого самца в 60…90 % приводит к прерыванию беременности (Брюс – эффект).
Миграции, как фактор стабилизации численности популяции проявляется в двух видах: в массовом или равномерном уходе особей из популяции.
Массовый уход характерен для популяции с взрывным типом динамики численности (лемминги, белки). Обычно уходит молодняк, значительная часть которого погибает.
Равномерный уход служит для обмена особями между популяциями в целях:
уменьшения числа близкородственных скрещиваний;
обмена информацией (генетической);
выравнивания плотностей особей в соседних популяциях.
Вид реакций на иммигрантов зависит от численности популяции. Популяции с высокой численностью – пришельцев изгоняют, а при малой численности – не препятствуют пришельцам, и сами мигрируют в меньших количествах.
Среди других факторов, влияющих на гомеостаз популяции, можно назвать:
иерархию и сексуальное доминирование;
половую избирательность (выбор самцов и самок);
возрастной кросс (самки отдают предпочтения молодым самцам).