Динамика популяций

Теоретически любая популяция способна к неограниченному росту численности, если ее не лимитируют факторы внешней среды (ограниченность ресурсов, болезни, хищники). Такой рост называется экспоненциальным (теоретическим) – происходит в геометрической прогрессии по экспоненте. В большинстве случаев экспоненциальный рост невозможен.

Экспоненциальный рост численности популяции может происходить в следующих случаях:

1) популяция находится в условиях избытка ресурсов среды (пищи, мест размножения) и не испытывает воздействия неблагоприятных факторов;

2) популяция попадает в новые условия, где у нее нет врагов и конкурентов (пример: кролики в Австралии);

3) популяция существует в искусственно созданных лабораторных условиях (микроорганизмы: бактерии, дрожжи и др.).

Рост численности популяции приводит к увеличению ее плотности (по мере увеличения плотности рост численности замедляется, так как условия для размножения и роста становятся менее благоприятными). Тип роста популяции при ограниченных ресурсах, характеризующийся снижением скорости по мере увеличения плотности популяции, называется логистическим (реальным). Предельная плотность, которую может достигнуть популяция – емкость среды. Если плотность популяции соответствует емкости среды, то численность начинает колебаться около среднего уровня. Если плотность превышает емкость среды, численность понижается, что приводит и к уменьшению плотности.

Кривые выживаемости. В различных популяциях существует разный тип выживаемости организмов (определяется смертностью особей). Основных вариантов три:

1) повышенная гибель особей в ранний период жизни (у рыб высокий процент гибели икринок и мальков; у человека в прошлом высока была детская смертность и др.);

2) равномерная гибель особей на всех периодах жизни (у гидр, некоторых червей и др.);

3) доживание особей до предельного возраста и массовая гибель на поздних периодах жизни (большинство насекомых; человек в настоящее время, что привело к демографическому взрыву).

Регуляция численности. Факторы, воздействующие на численность популяции, делят на не зависящие от ее плотности и зависящие:

факторы, не зависящие от плотности популяции (модифицирующие), – абиотические факторы среды (суровая зима приводит к гибели зверей и птиц, кормящихся на земле, и др.);

факторы, зависящие от плотности популяции (регулирующие), – биотические, их действия не просто изменяют численность популяции, а сглаживают ее колебания, способствуют ее возвращению к среднему уровню (поддерживают гомеостаз популяции).

Общие изменения численности популяции определяются такими процессами, как рождаемость, смертность и миграция особей.

Рождаемость – число новых особей, появившихся за единицу времени в результате размножения. Величина рождаемости определяется соотношением полов и возрастных групп в популяции, а также частотой циклов размножения (тли за один сезон могут давать 15 поколений). На рождаемость влияет плодовитость особей. Плодовитость зависит от степени развитости заботы о потомстве и обеспечения яиц питательными веществами (треска выметывает до 10 миллионов икринок, а акула всего несколько крупных яиц). Различают абсолютную и удельную рождаемость.

Абсолютная рождаемость – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени.

Удельная рождаемость – количество особей, родившихся в популяции за единицу времени в расчете на одну особь (на тысячу особей). Показатель удельной рождаемости позволяет сравнивать скорость рождаемости в популяциях с разной численностью.

Смертность – число погибших в популяции особей за единицу времени. Зависит от влияния неблагоприятных абиотических факторов, хищников, болезней и т. п. Чаще в природе наблюдается гибель особей в ранний период жизни.

Прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью. Может быть положительным (численность популяции увеличивается) и отрицательным (численность популяции снижается).

Темп роста – средний прирост популяции за единицу времени. У большинства видов зависит от плотности популяции. Наиболее высокий темп роста наблюдается при определенной оптимальной плотности популяции или при попадании популяции в новую незанятую экологическую нишу.

На численность популяций существенное влияние оказывает также миграция особей.

Миграции – перемещения животных между различными пространственно разобщенными средами обитания. Миграции (суточные, сезонные) позволяют организмам использовать оптимальные условия среды в таких местах, где их постоянное проживание невозможно.