Динамика популяций
Динамика популяций. Поддерживающая емкость. Соотношение между биотическим потенциалом и сопротивлением среды. Рост популяций и кривые роста. Гомеостаз популяций. Колебания численности популяций в природе и механизмы регуляции численности. Внутривидовые взаимоотношения в популяциях. Межвидовые взаимоотношения: нейтрализм, конкуренция, мутуализм, симбиоз, протокооперация, комменсализм, паразитизм, хищничество.
ДИНАМИКА ПОПУЛЯЦИИ
В природе нет ни одного вида организмов, в популяциях которого численность особей из поколения в поколение оставалась бы постоянной. Во всех… Несомненно, существуют верхние и нижние пределы численности популяции, выше и… Рассматривая вопрос об оптимальных размерах популяции в данной среде, следует учитывать поддерживающую емкость или…Рост популяций и кривые роста.
Еще в 17 веке было установлено, что численность популяции растет по закону геометрической прогрессии. В конце 18 в. Томас Мальтус (1766 – 1834)… N – Численность популяции, t – время Рис. 1. Экспоненциальный рост генетической популяцииОтсюда: -rt + lnN = lnNo отсюда: -tr = lnNo – lnN
Отсюда: r= (lnNo – lnN)/t Из логорифма, зная только время и численность роста популяции можно найти значение мальтузианского параметра!
Например: На о. Марион в южно-полярной зоне Индийского океана в 1949 г. полярники завезли пять кошек. Их потомство вскоре одичало и к 1975 г. превысило две с половиной тысячи особей. Для острова площадью 30 000 га это очень много. За год кошки уничтожали примерно 450 000 гнездящихся здесь буревестников. В таблице 1 приведено изменение численности популяции кошек в течение 30 лет после их завоза. Определить закон размножения популяции и параметр г - мальтузианский.
Таблица 1
| Время Т после завоза кошек | Численность кошек N | Логарифм численности ln N |
| 1,86 2,86 4,11 5,36 6,61 7,86 9,11 |
Решение:
| lnNo – lnN |
| t |
Отсюда: -rt+lnN=lnNo отсюда: -rt=lnNo-lnN отсюда: r=
Отсюда: r = (1,86 – 9,11)/30 = - 0,24 r = - 0,24
Экспоненциальный рост возможен только тогда, когда r имеет постоянно численное значение, то есть когда темп размножения особей популяции постоянен. При этом скорость роста популяции пропорциональна самой численности(то есть, зависима от нее):
dN/dt = rN, где r – const
Есть примеры, когда при замедлении темпа роста популяции, то есть снижении мальтузианского параметра, экспоненциальный рост сохраняется. Это может быть на коротких отрезках жизни популяции. Но по времени это короткие отрезки жизни популяции (Кролики, завезены в 1859, Инвазии саранчи Schistocerca gregaria).
Таким образом, экспоненциальный рост численности популяции – это рост численности в неизменных условиях. Но в природе это не возможно. Условия постоянно меняются.
Пример. Если бы условия на планете были неизменными, то обычные бактерии могли бы дать такой рост численности, что покрыли бы весь земной шар слоем толщиной в 2 метра за 2 часа.
О динамике численности популяции говорит еще чистая скорость воспроизводства популяции R0.
R0 = N2 / N1, R0 – чистая скорость воспроизводства, показывающая сколько вновь родившихся… N2 – численность нового поколения(детей);Внутренние процессы в изменяющейся популяции
N = N0 + Nрод - Nум + Nэмигр - Nиммигр
N – число особей в популяции
N0 – начальное число особей
Nрод – число родившихся
Nум – число умерших
Nэмигр – число эмигрировавших
Nиммигр – число иммигрировавших
Скорость роста = рождаемость – смертность + скорость эмиграции – скорость иммиграции
Существуют ли механизмы поддержания средней численности популяции?
Пример: При массовом размножении саранчи часть популяции переходит в стадную форму, не способную к размножению и иммигрирует. Миграции – механизм… 2. Стохастизм: здесь средняя численность – это расчетная величина, которая…КОЛЕБАНИЯ ЧИСЛЕННОСТИ И ГОМЕОСТАЗ ПОПУЛЯЦИЙ.
Вприроде численность популяций ограничена истощением пищевых ресурсов и условий размножения, недоступностью этих ресурсов и слишком коротким периодом ускорения роста популяции (Андреварты, Бирча, 1954).