34. Динамика численности популяций. Основные динамические характеристики

Динамика популяции - изменение численности, полового и возрастного состава популяции, определяемое внутрипопуляционными процессами и взаимодействием популяций разных видов. * Численность популяции определяется в основном двумя явлениями - рождаемостью и смертностью.

Кривые роста

В процессе размножения число особей популяции возрастает, теоретически она способна к неограниченному росту численности (кривая 1 на рисунке), однако факторы окружающей среды ограничивают этот рост, и реальная кривая (кривая 2) роста популяции приближается к значению предельной численности. Пространство, заключенное между теоретической кривой и реальной, характеризует сопротивление среды.

**Общая численность популяции подвержена сезонным, многолетним периодическим колебаниям численности, а также непериодическим (например, вспышки массового размножения вредителей). Эти изменения численности и являются динамикой численности популяций.

Существуют условные причины колебания численности популяции:

При наличии доступного корма численность популяции растет, но при ее максимальной величине корм становится лимитирующим фактором, и недостаток его приводит к снижению численности.

Взлеты и падения численности популяции могут происходить в процессе конкуренции нескольких популяций из-за одной экологической ниши.

Сложные взаимоотношения популяций хищника и жертвы, паразита и хозяина также могут выступать одной из причин колебания численности.

Абиотические факторы (температурный режим, влажность, химический состав среды и др.) оказывают сильное влияние на численность популяции и нередко вызывают ее значительные колебания.

Плотность популяции обычно имеет определенный оптимум. При любом отклонении численности от этого оптимума вступают в силу механизмы ее внутрипопуляционной регуляции.

Рост плотности популяции многих насекомых сопровождается уменьшением размеров особей, снижением их плодовитости, повышением смертности личинок и куколок, изменением скорости развития и соотношения полов, что резко снижает активную часть популяции. Чрезмерное возрастание плотности популяции нередко стимулирует каннибализм (от фр. cannibale - людоед). Каннибализм наблюдается у некоторых видов рыб, у земноводных и других животных. Каннибализм известен более чем у 1300 видов животных.

Одним из важных механизмов внутрипопуляционной регуляции численности выступает эмиграция - выселение, переселение части популяции в менее предпочитаемые места обитания того же ареала. У некоторых видов тлей повышение плотности популяции сопровождается появлением крылатых особей, способных расселяться. При переуплотнении популяции эмиграции происходят у ряда млекопитающих (особенно у мышевидных грызунов) и птиц.

Падение плотности популяции ниже оптимального уровня (например, при усиленном истреблении крыс) вызывает повышение плодовитости и стимулирует их более раннее половое созревание.

Иван Иванович Шмальгаузен - известный зоолог и морфолог. Основные научные исследования посвящены эволюционной морфологии, экспериментальной зоологии, филогении животных, эволюционному учению и биокибернетике.

Некоторые механизмы регуляции численности популяции одновременно могут предотвращать внутривидовую конкуренцию. Так, если птица отмечает свой гнездовой участок пением, то другая пара того же вида гнездится за его пределами. Метки, оставляемые многими млекопитающими, ограничивают их охотничий участок и предупреждают вселение других особей. Все это снимает внутривидовую конкуренцию и препятствует чрезмерному уплотнению популяции.

***Как отмечает И. И. Шмальгаузен (1884-1963), все биологические системы характеризуются большей или меньшей способностью к саморегуляции, т. е. к гомеостазу (от греч. homoios - одинаковый, похожий, stasis - неподвижность, стояние). Гомеостаз - это способность живой системы (в том числе и популяции) поддерживать устойчивое динамическое равновесие в изменяющихся условиях среды. Динамическим равновесием называется колебание численности популяции в пределах какой-то средней величины.

Первую попытку выявить механизмы гомеостаза в живой природе сделал К. Линней (1760 г.). Обобщенную концепцию гомеостаза и сам термин предложил У. Кеннон (1929 г.).

Гомеостатической системой является как каждая отдельная особь, так и популяция.

Важным механизмом регуляции численности является стресс-реакция (от англ. stress - напряжение). Для человека явление стресса впервые было описано в 1936 г. Г. Селье. В ответ на отрицательное воздействие каких-либо факторов в организме возникают реакции двух типов: специфические, зависящие от природы повреждающего агента (например, возрастание теплопродукции под действием холода), и неспецифическое состояние напряжения, возникающее под влиянием сильных воздействий (стресс). В живой природе различают много форм стресса:

антропогенный (возникает у животных под воздействием деятельности человека);

нервно-психический (проявляется при несовместимости индивидуумов в группе или в результате переуплотнения популяции);

тепловой, шумовой и др.