Популяции

Популяция. Виды живых организмов обеспечиваютустойчивое поддержание биогенного круговорота в биогеоценозе на уровнепопуляции. Изучением популяцийзанимаются достаточно давно, и кнастоящему времени сложилось определенное понимание особенностей ихфункционирования.Под популяцией понимают исторически сложившуюся естественнуюобщность особей живых организмов одного вида, связанных генетически, населяющихобщие места обитания и реализующих закономерные функциональные взаимодействия.По А.М. Гилярову 1990, с. 38 популяция это любая, способная к самовоспроизведению, совокупность особейодного вида, более или менее изолированная в пространстве ивремени от других аналогичных совокупностей того же вида . Особи в популяциискрещиваются друг с другом и таким образом размножаются.

Без этого условия видиз экосистемы исчезнет.Всовременной популяционной экологии эту общность организмов рассматривают какбиологическую систему надорганизменного уровня, обладающую собственнымифункциями и структурно обусловленную С.С. Шварц, 1980, И.А. Шилов, 2000 .Рассмотрениепопуляций обычно проводят с двух главных позиций.

Во-первых, популяция являетсяформой жизни конкретного вида живых организмов в условиях среды их обитания. Вэтом случае осуществляется важнейшая функция популяции обеспечение выжи ванияживых организмов составляющего ее вида и воспроизведение вида в данныхусловиях.Данная функция обеспечивается ориентиро ванными адаптациями приспособительными изменениями отдель ных особей вида, имеющихморфологическую общность, а также сформированными закономернымивзаимоотношениями.

Все это под держивает и регулирует возможности размножения воспроизводство особей вида. Процесс этот носит непрерывный характер, выражаю щийсяв смене отдельных индивидов внутри популяции, и поэтому при оптимальныхусловиях жизнедеятельности существование популяции может продолжатьсянеограниченно долго популяция бессмертна как структурная единица.Во-вторых,популяция, являясь структурной единицей биогеоце ноза экосистемы , выполняетодну из главнейших его функций, а именно участвует в биологическом круговороте.В данном случае реализуется видоспецифическая особенность типа обмена веществ.Популяция представляет вид в экосистеме и все межвидовые взаимо отношенияосуществляются в ней на популяционном уровне.

Устой чивая реализация функцииучастия в биогенных процессах определяется специфическими механизмамиавторегуляции, которые создают условия самоподдержания популяции как системы визменя ющихся внутренних и внешних факторах среды обитания.В целом популяцииобладают всеми признаками самостоятельной функционирующей биологической системы.Популяция имеет про странственное расположение входящих в нее элементов, ониструкту рированы, что позволяет оптимально использовать ресурсы среды, а такжесоздает условия для бесперебойного осуществления внутрипопуляционныхвзаимоотношений.Однак о особи,входящие в вид, формирующий данную популяцию, не являются абсолютно идентичнымив осуществлении внутрипопуляционных взаимоотношений.

Эти взаимоотношенияобразуют опреде ленную функциональную систему.

Даже при условии общегоморфофизиологического типа сходстве отдельные особи неравноценны по своемуучастию в жизнедеятельности популяции. Таким образом, популяция структурированаеще и функционально.Особи в популяцияхнаходятся в состоянии постоянного обмена информацией, что представляет собойспецифический механизм взаимодействия живых организмов.На базе генетическойразнокачественности организмов, а у высших животных на поведенческом уровне впопуляции вырабатываются весьма сложные, но очень эффективные механизмыавторегуляции.Следует отметить чрезвычайноважную особенность функционирования популяции взаимодействие особей со средойосуществляется через физиологические реакции, причем эти реакции исключительноиндивидуальны, но направленность их такова, что в целом они реали-зуютобщепопуляционные функции. Как утверждает И.А. Шилов 2000, с. 46 , физиологияотдельных организмов в составе популяции как бы решает двойную задачу физиологические процессы обеспечивают, с одной стороны, жизнь и адаптацию самой особи, а с другой устойчивоеподдержание функций целостной популяции . Организация на популяционном уровнесвязана главным образом с регулированием численности и плотности популяций.

Численностьпопуляции это общее число особей, обитающих на какой-либо территории или всообществе. Плотность популяции это величина, определяемая числомособей или биомассой по отношению к единице пространства территории или дажесообществу, если его можно описать пространственно . Пространственная структурапопуляции определяется особенностями расселения популяции на территории.

Частоотдельные особи образуют семьи, стаи, стада и т. п. С помощью специальныхсигналов они отмечают занимаемый участок пение птиц, пахучие вещества илиэкскременты у животных и т. д Отмечены даже определенные маршруты миграции.При резком возрастании численности популяции возможно изменениепространственной структуры за счет конкурентной борьбы.В естественных условияхчисленность и плотность популяции определяются регулирующими управляющими экологическими факторами.

Объем популяции определяется стациальной емкостьюэкосистемы стация место обитания . Размеры популяции не безграничны каждая популяция имеет верхний и нижний пределы. Способность популяции кувеличению характеризуется рождаемостью.

Абсолютная максимальная или физиологическая рождаемость это теоретически возможное количество особей в идеальныхусловиях, когда раз множение ограничивается только физиологическими факторами для каждой данной популяции это величина постоянная . Кроме этого различаютэкологическую или реализуемую рождаемость.

Рождаемость определяетсяспособностью популяции воспроизводить новые особи с определенной частотой число детенышей, отложенных яиц, икринок у животных, семян и спор у растений .У микроорганизмов рождаемость зависит от скорости деления клеток.Смертностьхарактеризуется числом особей, умерших за опреде ленный период, т. е. скоростьюуменьшения численности популяции.

На разных стадиях развития гибель особейсущественно различна. Смертность рыб на стадии икринок и мальков значительновыше, чем среди взрослых особей. Чем выше развит инстинкт заботы о потомстве,как у высших животных, тем больше особей выживает в раннем возрасте.Впротивном случае рост смертности компенсируется высо кой плодовитостью особей.Каждая популяцияструктурирована по возрасту, численности, пространству, полу. Возрастнаяструктура популяции определяется соотношением особей разного возраста при этомустановлено, что это соотношение непостоянно, а имеет довольно сложныеколебания. В стабильной популяции рождаемость равна смертности и численностьпопуляции почти не меняется, разновозрастные группы находятся примерно водинаковом соотношении.

В растущих популяциях рож даемость превышает смертностьи численность увеличивается.Половая сексуальная структура определяетсясоотношением полов, количест вом самцов и самок в популяции.

Практически нетпопуляций, сходных по этой структурной характеристике у животных известны гаремные и парообразующие формы .По отношению кпопуляции выделяют три возраста пререпродуктивный, репродуктивный,пострепродуктивный. Существует кон станта стабильного распределения повозрастам. Для мелких организмов характерен короткий жизненный цикл, длякрупных более длинный.Как отмечается многими специалистами, в популяцииимеет место компенсаторный механизм, который диктует следующую закономерность высокое выживание обусловливает высокую вероят ность снижения выживания впоследующие годы. Распределение осо бей может быть случайным, если средасуществования популяции однородна и особям нет необходимости объединения вгруппы и т. п. равномерным при наличии сильной конкуренции междуособями, что приводит к их распределению по пространству групповым в видестаи, стад и т. п если это определяет оптимальность выживания.Параметры популяции весьмаизменчивы во времени и зависят от множества факторов.

В популяции идут двапротивоположных процес са изоляции и агрегации. Факторы изоляции конкуренция между особями за пищу при ее недостатке и прямой антагонизм.

Этоведет к равномерному или случайному распределению особей. Выше мы ужерассматривали вопрос о конкуренции. Для агрегации характерны два последствия увеличение внутривидовой конкуренции и взаимопомо щи, способствующей выживаниюгруппы в целом.У особей, объеди ненных в группу, по сравнению с одиночнымиособями нередко наблюдается снижение смертности в неблагоприятные периоды или при нападении других ор ганизмов, поскольку в группеповерхность их соприкосновения со средой по отношению к массе меньше ипоскольку груп па способна изменять микроклимат или микро среду в благоприятномдля себя направлении Ю. Одум, 1975, с. 269 .Периодический уход ивозвращение на данную территорию называют миграцией.

Изменениячисленности организмов во времени называют ди намикой популяции. Пери одическиеколебанияназываются осцилляциями,непериодические флуктуациями.

Первые связаны с регуляторнымиизменениями факторов среды, сезонными ритмами. Иногда отмечаются вспышкичисленности особей незаконо мерного характера, флуктуационного типа, которые называютсяпопуляционными волнами.Способностьпопуляции к авторегуляции носит название гомеостаза популяции.Обычнопопуляция находится именно в этом состоянии динамического равновесия, котороедостигается за счет чередования положительных и отрицательных обратных связей.При росте числен ности особей сокращаются запасы пищи, что влечет уменьшениечисленности за счет увеличения смертности, а сократившаяся популя ция позволяетнакопить запасы пищи и ведет к увеличению рождае мости, т. е. росту численностии т. д.Таким образом,структурированность, интегрированность состав ных частей особей илицелостность, авторегуляторные механизмы и способность к адаптациям это вцелом определяет популяцию как биологическую систему надорганизменного уровня рис. 49.