Основні популяційні характеристики

Особливості популяції як групового об’єднання, які не притаманні кожній окремо взятій особини, називаються основними демографічними характеристиками, або властивостями популяції.
Вони бувають просторовими (статистичними) і тимчасовими (динамічними).
I. Просторові (статистичні) характеристики: просторовий розподіл, загальна чисельність, віковий і статевий склади популяції. Вони характеризують стан популяції в якийсь певний момент часу (t).
А. Просторовий розподіл організмів у популяції має свої особливості. Можуть зустрічатися кілька типів просторового розподілу особин у популяції. Ці типи висловлюють реакції особин у популяції на різні впливи, наприклад сприятливі фізичні умови або конкурентні реакції. Просторова структура популяції може змінюватися у часі: вона залежить від сезону року, чисельності особин, віку популяції і т. Д.
Існують наступні типи просторового розподілу.
1. Рівномірний (регулярне) розподіл спостерігається при сильної конкуренції особин, коли ймовірність знаходження однієї особини поряд з іншою вкрай мала. У природі зустрічається дуже рідко.
Наприклад, у дерев; у тварин, яким властива територіальність і вони «мітять» свою територію; у хижих риб, пластинчатозябрових молюсків.
2. Випадкове розподіл – коли організми розселяються в однорідному середовищі. У цьому випадку сила і напрямок впливу абіотичних і біотичних факторів випадково змінюються в часі і просторі. Зустрічається не дуже часто. Характерно для павуків, що мешкають в лісовій підстилці, хрущів, попелиць.
3. Групове або плямисте (конгрегаційних) розподіл – найбільш поширений тип, характерний і для водних, і для наземних екосистем. Воно зумовлено насамперед неоднорідністю екологічних умов середовища. Наприклад, косяки риб, зграї водоплавних птахів при перельотах.
Групове розміщення забезпечує більш високу стійкість по відношенню до несприятливих умов популяції, ніж окремої особини. Багато тварин, що ведуть рухливий спосіб життя, розселяються активно. Це призводить до інтенсивного змішанню популяцій і стирає межі між ними. Наприклад, дуже рухливі песці, деякі птахи і тварини мають величезні ареали без різких кордонів між популяціями.
У малорухомих і пасивно переміщаються організмів, навпаки, популяції чітко розмежовані навіть на невеликій території. Наприклад, популяції багатьох земноводних, наземних молюсків. Розміри ареалу популяції залежать від величини її особин. Дрібні особини займають порівняно невеликі ареали, а великі особини живуть на великих територіях.
Однак це правило має багато винятків. Відомо, наприклад, що територія, займана популяцією прудкої ящірки, може коливатися від 0,1 га до декількох гектарів.
Знання типу просторового розподілу особин важливо при оцінці щільності популяції методом вибірки.
Б. Чисельність популяції – це загальна кількість особин на даній території або в даному обсязі.
Чисельність ніколи не буває постійною і залежить від співвідношення інтенсивності розмноження, смертності, міграції. У процесі розмноження відбувається зростання популяції, смертність ж призводить до скорочення її чисельності.
Зміна числа особин в популяції в часі називається динамікою чисельності.
Вивчення динаміки чисельності популяцій має велике значення для передбачення спалахів чисельності шкідників або промислових тварин.
У природних умовах зміна чисельності популяції носить коливальний характер. У деяких популяцій коливання чисельності носять правильний циклічний характер.
Наприклад, цикли в сарани. Відомості про нашестя мандрівної сарани в Євразії дійшли до нас ще з глибокої давнини. Саранча живе в пустелях і маловодних районах. Протягом багатьох років вона не здійснює міграцій, що не пожирає посівів, не привертає до себе уваги. Але з часом щільність популяцій сарани досягає величезних розмірів і ряд комах за рахунок гормональних змін зазнає метаморфоз. У них починають розвиватися довгі крила, вони перелітають в сільськогосподарські райони, з’їдаючи все на своєму шляху. Ймовірною причиною таких змін є нестабільність факторів середовища.
Іноді коливання чисельності викликані внутрішніми чинниками. Наприклад, у ряду ссавців через перенаселеності відбуваються різкі зміни фізіологічного стану на нейрогуморальном рівні. Змінюється їх поведінку, знижується стійкість до захворювань та іншим видам стресу. Підвищується смертність і знижується щільність популяції. Наприклад, зайці-біляки в періоди піку чисельності раптово гинуть від «шокової хвороби».
Таким чином, фактори, що впливають на чисельність популяції, можна розділити на:
1) не залежать від її щільності (абіотичні фактори);
2) залежні від її щільності (біотичні фактори – конкуренція, хижацтво, забезпеченість їжею, розповсюдження інфекцій і т. Д.).
Безліч механізмів регуляції чисельності популяції в природних умовах сприяє тому, що в природних популяціях рідко спостерігається катастрофічне зростання чисельності, підрив ресурсів і загибель популяції.
Здатність популяції підтримувати оптимальну в даних умовах чисельність називається гомеостазом популяції.
У зв’язку з труднощами визначення загальної чисельності популяції на практиці визначають її щільність.
В. Щільність популяції – це середнє число особин на одиницю площі або об’єму займаного популяцією простору.
Оптимальна щільність – це такий рівень щільності, при якому поєднується раціональне використання території та здійснення внутрішньопопуляцій функцій. Підтримка оптимальної щільності – складний процес біологічного регулювання, заснований на принципі зворотного зв’язку.
Прикладами щільності популяції можуть бути 5 млн особин хлорели на 1 м3 води, 550 дерев сосни звичайної на 1 га лісу.
При зростанні чисельності щільність популяції не збільшується тільки тоді, коли можливо її розселення, т. Е. Розширення її ареалу. Розселення продовжується до тих пір, поки популяція не зустрінеться з якою-небудь перешкодою.
II. Тимчасові (динамічні) характеристики популяції: народжуваність, смертність, швидкість росту і крива зростання.
Дані показники характеризують процеси, що протікають в популяції за деякий проміжок часу (Δt).
А. Народжуваність – число нових особин, що з’явилися за одиницю часу в результаті розмноження.
Показник народжуваності – це число нових особин (також яєць, насіння), народжених (вилупилися, відкладених) в популяції за певний проміжок часу.
До чинників, впливає на народжуваність, можна віднести:
а) кількість організмів, здатних в даний період часу до розмноження, яке визначається статевої та вікової характеристиками популяції;
б) співвідношення періоду розмноження до величини популяції;
в) стан фізичних умов середовища;
г) щільність популяції;
д) плодючість особин.
Плодючість особин – це еволюційно що склалася здатність тварин приносити властивий кожному виду приплід, компенсуючий в нормальних умовах природну смертність.
Плодючість залежить від віку, сезону року, ступеня забезпеченості тварин їжею, турботи про потомство, вигодовування дитинчат, забезпеченості яєць жовтком в цитоплазмі, умов навколишнього середовища.
Народжуваність популяції не може бути прямо пропорційна плодючості.
Наприклад, доросла самка тріски виметивает мільйони ікринок, з яких в середньому доживають до дорослого стану лише 2 особини. Відсутність турботи про потомство у риб компенсується дуже великим числом відкладаються ікринок.
Велика плодючість виробляється в ході еволюції як спосіб компенсації чисельності особин при високому рівні смертності (у видів, менш пристосованих до несприятливих умов середовища).
У сприятливих умовах плодючість зазвичай низька.
Наприклад, самки каліфорнійських кондорів відкладають тільки 1 або 2 яйця. Це робить даний вид більш уразливим до вимирання, ніж такі види, як качки і куріпки, які відкладають і висиджують від 8 до 15 яєць одночасно.
Народжуваність видів також залежить від того, скільки разів на рік самки проходять через повний цикл розмноження, і від тривалості вагітності. Наприклад, полівка з періодом вагітності всього лише в 21 день може виробляти велику кількість дитинчат. Африканський слон має період вагітності майже 2 роки і не народжує більше до тих пір, поки його дитинча не стане досить дорослим. Таким чином, у слонів народжується всього 1 дитинча як мінімум кожні 2,5 року.
Коли щільність популяції, що живе на конкретній території, падає нижче певного рівня, у особин можуть виникати труднощі в пошуку партнерів і народжуваність може впасти. І навпаки, якщо щільність популяції стає занадто високою для достатнього забезпечення їжею, то це позначається на здоров’ї репродуктивних особин. При перенаселеності і стресових умовах деякі види, наприклад пацюки, відчувають різке падіння народжуваності, навіть якщо спостерігається надлишок їжі.
Всі пристосувальні реакції організмів у природі спрямовані на підвищення ймовірності виживання і залишення потомства.
Б. Смертність – показник, що відображає кількість загиблих в популяції особин за певний відрізок часу.
Смертність в популяції залежить в першу чергу від генетичної та фізіологічної неповноцінності особин.
До інших чинників, що впливає на смертність, можна віднести межвидовую і внутрішньовидову конкуренцію за харчові та інші ресурси.
Смертність може також підвищитися:
– Через наявність хижаків, хвороб і паразитів;
– Від стресу;
– Від перенаселеності;
– Через втрату або погіршення природного середовища існування в результаті людської діяльності;
– Із-за природних катаклізмів, таких як посухи, землетруси, урагани, пожежі і повені.
На різних етапах онтогенезу ці причини діють на популяцію в різному ступені і до природної смерті доживає мало видів.
В основному смертність і вікова структура видів залежать від того, які шанси для виживання мають особини в різних вікових групах.
Виживаність – це число особин, що збереглися в популяції за певний проміжок часу.
Кожен організм характеризується своєю індивідуальною тривалістю життя, яка може змінюватися в деяких межах.
Чим більше смертність, тим менше середня тривалість життя. Наприклад, візьмемо три групи риб (рис. 8), що з’явилися на світ в одному і тому ж році. Їх тривалість життя буде визначатися величиною смертності.
На рис. 8 представлені три графіка, які характеризують зміна чисельності і граничний вік трьох груп організмів з однаковою початковій чисельністю (1 тис. Особин) у випадках смертності різної інтенсивності: 1 – смертність 15% на рік; 2 – смертність 30% на рік; 3 – смертність 50% на рік.
Ці графіки називаються кривими виживання. Зазвичай при їх побудові по осі абсцис відкладають час або вік, а по осі ординат – число особин, що вижили.

Посилання на основну публікацію