Слово «популяция» происходит от латинского «populus» – народ, население. Популяцией в экологии называют группу особей одного вида, находящихся во взаимодействии между собой и совместно населяющих общую территорию.
Главные критерии выделения популяции – единство местообитания, или географическое расположение (ареал); единство происхождения группы; относительная изолированность этой группы от других аналогичных групп (наличие межпопуляционных барьеров); свободное скрещивание внутри группы и соблюдение принципа панмиксии, то есть равновероятность встречи всех существующих генотипов в пределах ареала (отсутствие значительных внутрипопуляционных барьеров).
Основные характеристики популяции – численность, плотность, рождаемость, смертность, прирост популяции, темп роста.
Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме.Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходят постоянные колебания численности и плотности.
Динамика численностии плотности определяется в основном рождаемостью, смертностью и процессами миграции.
Различают абсолютную и удельную рождаемость. Абсолютная рождаемость– это количество новых особей, появившихся за единицу времени, а удельная– то же самое количество, но отнесенное к определенному числу особей. Например, показателем рождаемости человека служит число детей, родившихся на 1000 человек в течение года. Рождаемость определяется многими факторами: условиями среды, наличием пищи, биологией вида (скорость полового созревания, количество генераций в течение сезона, соотношение самцов и самок в популяции). Согласно правилу максимальной рождаемости (воспроизводства) в идеальных условиях в популяциях появляется максимально возможное количество новых особей; рождаемость ограничивается физиологическими особенностями вида. Одуванчик, например, за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии что все его семена прорастут.
Смертность, как и рождаемость, бывает абсолютной и удельной. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма и играет главную роль в динамике численности популяции.
Популяция приспосабливается к изменению условий среды путем обновления и замещения особей, т. е. процессами рождения (возобновления) и убывания (отмирания), дополняемыми процессами миграции. В стабильной популяции темпы рождаемости и смертности близки, сбалансированы. В растущей популяции рождаемость превышает смертность. Для растущих популяций характерны вспышки массового размножения (саранча, колорадский жук, грызуны, борщевик Сосновского, одуванчик). Если смертность превышает рождаемость, то такая популяция считается сокращающейся. В естественной среде она сокращается до определенного предела, а затем рождаемость (плодовитость) вновь повышается и популяция из сокращающейся становится растущей.
Совокупность всех факторов, способствующих росту численности, называется биотическим потенциалом. Он достаточно высок для разных видов, но вероятность достижения популяцией предела численности в естественных условиях низка, т. к. включаются разные механизмы регуляции численности. У растений начинается самоизреживание и дифференциация растений по размерам и физиологическому состоянию, у животных падает рождаемость, усиливается агрессия, они начинают расселяться на свободные территории, внутри популяций начинаются эпидемии. Реакция у каждого вида на собственное перенаселение разная, но результат для всех один – торможение развития и размножения.
Совокупность факторов, лимитирующих рост численности популяции, называют сопротивлением среды. Состояние равновесия между биотическим потенциалом вида и сопротивлением среды, поддерживающее постоянство численности популяции, получило название гомеостаза или динамического равновесия.