Продолжительность жизни и выживаемость. Экологическая стратегия выживаемости.

Продолжительность жизни – это длительность существования особи. Различают физиологическую, максимальную, среднюю продолжительность жизни.

Физиологическая – это продолжительность жизни, которая могла бы быть у особи, если бы в период всей жизни на нее не оказывали влияние лимитирующие факторы. Она зависит от физиологических (генетических) возможностей организма и возможна только теоретически.

Максимальная – это продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Эта величина варьирует в широких условиях: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя). Обычно, чем крупнее растение или животное, тем больше их продолжительность жизни, хотя бывают и исключения (летучие мыши доживают до 30 лет, это дольше, чем, например, жизнь медведя).

Средняя – это средний возраст, которого достигают особи популяции. Она значительно колеблется в зависимости от внешних условий.

 

Таблица 2 - Продолжительность жизни у разных животных

Разные виды животных	Продолжительность жизни, лет
Млекопитающие:
	Человек	70-80, редко 100
	Индийский слон
	Высшие обезьяны, лошади, бегемот	40-50
	Крупные и мелкие жвачные, собаки, ластоногие	12-20
Птицы
	Крупные птицы (орлы, совы, журавли, попугаи)	40-70
	Мелкие певчие птицы	18-30
Амфибии
	Лягушки и жабы	8-36
Рептилии
	Гигантская черепаха
	Крокодилы и аллигаторы
Рыбы
	Осетр
	Палтус
Низшие формы
	Крупные морские губки	Возможно живут неопределенно долго

 

Выживаемость – абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей), сохранившихся в популяции за определенный промежуток времени.

Z = n/N·100%, где Z- выживаемость, %; n – число выживших; N – исходная численность популяции.

Смертность и рождаемость у организмов изменяются с возрастом. Только увязав их с возрастной структурой популяции, можно определиться со структурой продолжительности жизни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выживания.

Таблицы выживания (демографические таблицы) содержат сведения о характере распределения смертности по возрастам и используются для определения ожидаемой продолжительности жизни.

Данные таблиц выживания позволяют построить кривые выживания.

Различают три основных типа кривых выживания.

Кривая 1-го типа (выпуклая кривая) свойственная организмам, смертность которых на протяжении всей жизни мала, но резко возрастает в ее конце (насекомые обычно гибнут после кладки яиц, однолетние с/х культуры, люди в развитых странах, некоторые крупные млекопитающие).

Кривая 2-го типа характерна для видов, у которых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни (птицы, мыши, пресмыкающиеся, многолетние травянистые растения).

Кривая 3-го типа (вогнутая кривая) – отражает массовую гибель особей в начальный период жизни (многие рыбы, беспозвоночные, растения и другие организмы, не заботящиеся о потомстве, и выживающие за счет огромного количества икринок, личинок, семян и т.п.)

Встречаются кривые, сочетающие черты основных типов. Например, у людей, живущих в отсталых странах и у некоторых крупных млекопитающих, кривая 1-го типа вначале имеет резкое падение в связи с большой смертностью сразу после рождения.

Стремление организма к выживанию и оставлению потомства называется экологической стратегией выживания. Это общая характеристика роста и размножения. Сюда входят темпы роста особей, время достижения половой зрелости, плодовитость, периодичность размножения и т.д.

 

Рис. 6. Кривые выживания (по Ф. Дрё, 1976)

I – кривая дрозофилы; II – кривая гидры; III – кривая устрицы

 

Экологические стратегии отличаются большим разнообразием. Но все их многообразие заключено между двумя типами эволюционного отбора, которые называются r-стратегия, или r- отбор; К-стратегия, или К-отбор.

r-стратеги – популяции из быстро размножающихся, но менее конкурентно-способных особей. Отбор направлен на такие качества как высокая плодовитость, ранняя половозрелость, короткий жизненный цикл, способность быстро распространяться на новые местообитания и пережить неблагоприятное время в покоящейся стадии. Такие популяции быстро расселяются, но малоустойчивы (бактерии, тли, однолетние растения). Имеют J-образную кривую роста численности, не зависящую от плотности.

 

Таблица 3 - Характерные особенности r- и К-видов (по Н. Грину с соавт., 1993)

r-виды (виды – «оппортунисты»)	К- виды (с тенденцией к равновесию)
Размножаются быстро (высокая плодовитость, время генерации короткое), поэтому значение (врожденная скорость роста популяции) высокое	Размножаются медленно (низкая плодовитость, продолжительное время генерации), поэтому значение низкое
Скорость размножения не зависит от плотности популяции	Скорость размножения зависит от плотности популяции, быстро увеличивается, если плотность падает
Энергия и вещество распределяются между многими потомками	Энергия и вещество концентрируется в немногих потомках; родители заботятся о потомстве
Размеры популяции некоторое время могут превышать К (поддерживающую емкость среды)	Размеры популяции близки к равновесному уровню, определяемому К
Вид не всегда устойчив на данной территории	Вид устойчив на данной территории
Расселяются широко и в больших количествах; у животных может мигрировать каждое поколение	Расселяются медленно
Размножение идет с относительно большими затратами энергии вещества	Размножение идет относительно малыми затратами энергии и вещества: большая часть энергии и вещества расходуется на непродуктивный (вегетативный) рост
Малые размеры особей	Крупные размеры особей; у растений деревянистые стебли и большие корни
Малая продолжительность жизни особи	Большая продолжительность жизни особи
Могут поселяться на открытых местах	Плохо приспособлены к росту на открытых местах
Местообитания сохраняются недолго (например, зрелые фрукты для личинок дрозофилы)	Местообитания устойчивые и сохраняются долго (например, лес для обезьян)
Слабые конкуренты (способность к конкуренции не требуется)	Сильные конкуренты
Защитные приспособления развиты сравнительно слабо	Хорошие защитные механизмы
Не становятся доминантами	Могут становиться доминантами
Лучше приспособлены к изменениям окружающей среды (менее специализированные)	Менее устойчивы к изменениям условий среды (высокая специализация для жизни в устойчивых местообитаниях)
Примеры: бактерии, тли, мучные хрущаки, однолетние растения	Примеры: крупные тропические бабочки, кондор, альбатрос, человек, деревья

К-стратеги – популяции из медленно размножающихся, но более конкурентно-способных особей. Характеризуются крупными размерами особей, обладающих значительной продолжительностью жизни, производят небольшое количество крупных потомков. Такие популяции населяют стабильные местообитания (человек, кондор, деревья и др.) Имеют S образную кривую роста численности, зависящую от плотности популяции.

Следует отметить, что одну и ту же среду обитания разные популяции могут использовать по- разному, поэтому в одном и том же местообитания могут существовать виды с r- и К- стратегиями. Между этими крайними стратегиями существуют переходы. Очевидно, что каждый организм испытывает одновременно r- и К-отбор, но r-отбор преобладает на ранней стадии развития, а К-отбор характерен для стабилизированных систем. То есть r-стратегия обеспечивает выживание за счет количественного роста, а К-стратегия – за счет качественного совершенствования взаимоотношений между особями и особей с абиотической средой.