8. Популяция: свойства и закономерности развития.

Популяция – это совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию и характеризующихся общностью морфологического типа, специфического генофонда и системой устойчивых функциональных взаимосвязей. Для того чтобы понять механизм популяции, а также для решения вопросов использования популяций важное значение имеют сведения об их структуре. Различают половую, возрастную, генетическую, пространственную и экологическую структуры популяций. В отношении половой структуры популяции имеется в виду соотношение в ней особей мужского и женского пола, от наличия которых зависит численность популяции, что в конечном счете, влияет на выживаемость вида. В теоретическом и прикладном отношении наиболее важными являются данные о возрастной структуре, под которой понимают соотношение в составе популяции особей разного возраста. Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются популяции, где равномерно представлены все возрасты. Такие популяции называют нормальными. Если в популяции преобладают особи старческого возраста, то такие популяции рассматривают как регрессивные или вымирающие. Популяции, представленные в основном молодыми особями считаются внедряющимися или инвазионными. Возрастная структура - это соотношение в составе популяции особей разного возраста.

Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и разнообразием генотипов. Разнообразие генотипов зависит от размера популяции и внешних факторов, влияющих на ее структуру. Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на территории. В популяции все особи распределяются по принципу территориальности, т.е. обладают индивидуальным или групповым пространством.

Под экологической структуры популяции понимают деление популяции на группы особей, по разному взаимодействующих с факторами среды. Напр, выделяются группировки по питанию, по ориентировочному поведению, по двигательной активности. . Свойства популяции: 1) численность популяции (N). Для крупных популяций N>1000. Если будет N<1000, то такая популяция вымерит; 2) циклическая изменчивость численности; 3) половозрастной состав популяции; 4) репродуктивный объем популяции (Nr). Nr колеблется от 20 до 60 %. Особи, не участвующие в репродукции вымирают. Эффективный репродуктивный объем (Ner) – не все особи репродуктивного возраста вступают в процесс репродукции (яловость = бесплодие). У многих стадных животных большая часть молодых самцов не допускается к процессу репродукции, поэтому в любой популяции Ner<Nr. Возрастная структура свидетельствует о том, в каком состоянии находится популяция.

Динамика популяций.

Возрастные спектры популяций меняются во времени, что в частности связано с различным уровнем смертности в разных возрастных группах.

По отношению к популяции можно выделить три экологических возрастных периодов:

пререпродуктивный

репродуктивный

пострепродуктивный

С мертность у разных видов животных зависимости от возраста неодинакова, но в общем случае их можно свести к трем типам, которые определяют закономерности отмирания особей в популяции

Кривая первого типа имеет выпуклую форму. Это виды, характеризующиеся относительно небольшой ролью внешних факторов смертности (погода, хищники), кривая выживания отличается слабым понижением до возраста естественной смерти, с последующим резким падением, отражающим вымирание особей, достигших этого критического возраста (I). Сюда в основном относятся насекомые с коротким сроком жизни, дрозофилы в лабораторных культурах. К этому типу выживания относятся и некоторые крупные позвоночные, а также человек.

Второй тип характеризует равномерное распределение смертности по возрастам, т.е. в случае независимости причин смертности от специфических возрастных свойств, кривая выживания в идеале представляется в виде диагонально снижающейся прямой линии. Такая форма кривой выживания свойственна пресноводной гидре (II).

Третий тип - сильно вогнутые кривые, отражающие высокую смертность особей в раннем возрасте, т.е. для многих видов характерна повышенная смертность в младших возрастных группах. Так характеризуется продолжительность жизни некоторых птиц, рыб, устриц, моллюсков, ракообразных, а также многих беспозвоночных (III).

Кривые роста

Скорость роста популяции – это число организмов на которое она увеличивается за некоторое время. Ее получают путем деления величины прироста популяции на протекший промежуток времени. Средние скорости изменения популяций принято выражать в виде ∆N/∆t, где N – размер популяции (численность), t – время. Если нанести время (t) на горизонтальную ось («х»), а число организмов – по вертикали (ось «у»), то можно получить кривую роста популяции (рис.9).

К ривая роста популяции (по Одуму, 1976)