Динамика численности популяций

Численность популяций в природе периодически меняется. Существуют много внутренних и внешних причин колебаний численности. Если многие ученые увеличение численности связывают с кормовой базой, то некоторые исследователи отмечают зависимость ее от конкуренции, экологической ниши. На самом деле при наличии доступного корма численность популяции растет, но при максимальной величине ее корм становится лимитирующим фактором.

По мнению группы экологов, причиной колебаний численности являются климатические (температурный режим, влажность, химическая среда и т. д.) и биотические факторы (влияние паразитов, болезней, врагов и т. д.). Однако другие ученые доказывают зависимость влияния факторов от типа биотопов популяции. Например, в пустыне, полупустыне, тундре популяции подвержены экстремальным воздействиям среды. В таких местах колебания численности популяций напрямую связаны с абиотическими факторами.

В местах с благоприятными условиями среды, где много пищи, богатое видовое разнообразие, большое количество популяции, колебания численности контролируются биотическими факторами. Колебания и регуляция численности популяции зависят и от внутренних условий, потому что плотность популяции имеет определенный потенциальный предел численности. При любом отклонении от этого предела начинают действовать механизмы внутрипопуляционной регуляции.

В результате популяция достигает прежнего состояния. Конечно, регуляция численности популяции, скорость колебания численности у различных организмов осуществляются по-разному. Например, у насекомых рост популяции сопровождается уменьшением размеров особей, снижением их плодовитости, смертностью личинок и куколок. А чрезмерный рост популяции приводит к каннибализму своего потомства. Это явление встречается среди рыб, земноводных, насекомых.

У некоторых насекомых внутрипопуляционная регуляция плотности осуществляется путем эмиграции. Например, некоторые птицы покидают свои гнезда, местообитание — млекопитающие, грызуны.

Процесс внутрипопуляционной регуляции организмов связан с кормовыми ресурсами. К примеру, муха откладывает на труп яйца, из которых выходит так много личинок, что пищи на всех не хватает. В результате от нехватки пищи начинают погибать личинки. Такое явление наблюдается у короедов, муравьев, стрекоз и других насекомых.

Внутренний механизм регуляции плотности организмов у многих млекопитающих, птиц, насекомых связан с их поведением. Например, если птицы отмечают свой участок гнездования пением, то крупные млекопитающие — ревом или агрессивным поведением и постепенно расширяют свою территорию.

У популяций растений механизм саморегуляции также совпадает с внутренней регуляцией. Она зависит от густоты произрастания растений. Если растения переуплотнены, то ухудшается качество семян, что имеет значение для сельского хозяйства. При густом посеве растения конкурируют за пищу, в результате чего часто популяции погибают. В связи с этим популяции растений распределяются равномерно по территории. Известно, что основные их регуляторы — свет, влажность и минеральные вещества.

Некоторые организмы для устойчивости популяции объединяются в группы, стаи. Например, в группе пеликанов могут существовать до 10 тыс. особей. Известно, что стада оленей насчитывают 200—300 голов, а стада лосей — 20—25, волков — 7—10, сайгаков — 10—25 тыс., куланов — 50—70 особей.

В группе животные лучше защищаются от врагов, легче добывают корм.

Многие млекопитающие, птицы, насекомые привязаны к своим местам и показывают это своим поведением. Например, ежегодное возвращение птиц к своим гнездам, защита территории, добыча пищи, подчинение колонии, группы, стаи — яркий признак объединения и соподчиненности.

У животных некоторые особи популяции живут попарно или отдельно. Эти явления показывают характерные для популяции естественные механизмы регуляции.

Существуют насекомые, популяции которых ведут групповой образ жизни, — общественные. Например, пчелы, муравьи, термиты строят сложные строения, ульи, гнезда, где мирно сосуществуют тысячи особей. Среди них четко распределены выполняемые функции. Однако на сегодняшний день их биологические, экологические и этологические особенности практически не изучены.

Одно из свойств популяции — это полиморфизм. Каждая популяция имеет свои особенности. Это — возрастные группы, половые признаки, сезонные изменения, отличия и изменения в фазах развития. Например, возрастные группировки характерны для проходных рыб, нерестующих один раз в жизни. Среди них, например у камбаловых, встречаются разновозрастные группы. Возрастные группы у насекомых можно отличить, но сложно, потому что в один период встречаются стадии яйца, личинки, куколки или взрослого имаго, например: бабочки, кузнечики, жуки, клопы и др.

Популяция также различается по полу и называется половым "диморфизмом", например: морфологические и экологические отличия самцов от самок (рога или отсутствие их, окраска, размеры, яркое оперение и т. д.). Нередко самцы и самки различаются по характеру питания. К примеру, самки комаров — это кровососущие организмы, а самцы ведут другой образ жизни. Такое явление полиморфизма встречается у некоторых птиц, рыб и млекопитающих.

Явление полиморфизма наблюдается по сезону. Например, у некоторых бабочек развитие сопровождается осенью внешними изменениями или появлением вместо бескрылых особей крылатых.

Одной из форм механизма регуляции численности популяции является внутрипопуляционная регуляция. Различные популяции в биоценозе контролируют численность друг друга и поддерживают устойчивое равновесие в природе.

Саморегуляция популяций или процессы внутренней и внешней регуляции направлены, главным образом, на поддержание стабильности численности. Эти процессы называются гомеостазом организмов или популяций, а колебание их в пределах какой-то средней величины — динамическим равновесием. Поэтому популяция, постоянно взаимодействуя с внешней средой в системе общебиологического развития через механизмы саморегуляции, имеет тенденцию эволюционного развития органического мира.

Каннибализм. Полиморфизм.

1.Численность популяции в природе изменчива: она или возрастает, или уменьшается.

2.Существуют причины колебания численности.

3.Существуют процессы внутренней регуляции, саморегуляции и антропогенной регуляции.

4.Полиморфизм — это сезонные, морфологические, половые особенности организмов.

1.Назовите положительные и отрицательные факторы, влияющие на быстрый рост популяции.

2.Что такое саморегуляция популяции?

3.Как саморегулируется популяция растений?

4.Как саморегулируется популяция животных? (На примере сайгака.)

1.Назовите факторы, влияющие на колебание численности популяции, и объясните их сущность.

2.Как осуществляются процессы внутренней и внешней регуляции?

1.Какова роль поведения в саморегуляции численности популяций?

2.В чем сущность полиморфизма? Приведите примеры.

3.В чем заключается движущая сила диморфизма?

Относится ли повышение численности популяций куланов в Казахстане к саморегуляции? Докажите!

 В Казахстане численность сайгаков в 1980 г. превышала 1,5 млн. голов, а к 2001 г. уменьшилась до 800 тыс/ голов. Влияние каких факторов сказывается на колебании численности популяции?

* Проверь знания!

Вопросы для повторения. Глава 7. Основы экологии

1. На основе какой науки развивалась экология?

2.Кто дал современное определение экологии?

3.Область экологии, изучающая отдельные организмы.

4.Какие слои охватывает биосфера?

5.Какая отрасль изучает экологию человека?

6.Что изучает глобальная экология?

7.Высшее учебное заведение, выпустившее первых экологов.

8.Для чего нужно экологическое образование?

9. Кто заложил основы экологического образования, воспитания, культуры в традициях казахского народа?

10. Какие термины, касающиеся экологического образования и воспитания, были широко распространены?

11.Какие методы исследований используются в экологии?

12.Зоны экологического бедствия Казахстана.

13.Как классифицируются экосистемы?

14.Основной источник обмена веществ и энергии в экосистеме.

15.Для каких организмов вода является средой обитания?

16.Как называются организмы с неустойчивой температурой тела?

17.Назовите основные три составляющие цепи питания.

18.Назовите основные функции популяции.

19.Сколько типов выживания организмов существует?

20.Как называется явление поедания собственного потомства?