Функционирование популяции и динамика ее численности в природе

Пу­те­ше­ствия – дав­няя страсть че­ло­ве­ка. Но вме­сте с лю­дь­ми часто «пе­ре­ез­жа­ли» жи­вот­ные, ко­то­рые на удив­ле­ние быст­ро при­жи­ва­лись в новой среде и даже вы­тес­ня­ли мест­ные виды. Одним из ви­дов-за­хват­чи­ков по­след­них де­ся­ти­ле­тий стал греб­не­вик мне­миоп­сис – неболь­шой про­зрач­ный же­ле­об­раз­ный мор­ской ор­га­низм. Он попал в Чер­ное море вме­сте с бал­ласт­ны­ми во­да­ми тор­го­вых ко­раб­лей в 1982 году. За 20 лет греб­не­ви­ков в море стало так много, что ино­гда вода на­по­ми­на­ет желе. Греб­не­вик пи­тал­ся мел­ки­ми ра­ко­об­раз­ны­ми и очень быст­ро по­до­рвал за­па­сы планк­то­на – ос­нов­но­го корма чер­но­мор­ских рыб. Уди­ви­тель­но, но Чер­ное море спас дру­гой вид-за­хват­чик – хищ­ный греб­не­вик берое. На этот раз все­ле­ние ока­за­лось удач­ным для эко­си­сте­мы. Греб­не­вик берое стал ак­тив­но уни­что­жать мне­миоп­си­са и те­перь дер­жит его по­пу­ля­цию под кон­тро­лем. Впро­чем, ви­ды-за­хват­чи­ки живут не толь­ко в море. Ими могут быть милые до­маш­ние кро­ли­ки или кошки.

 

По­ка­за­те­ли ди­на­ми­ки чис­лен­но­сти по­пу­ля­ции

Чис­лен­ность по­пу­ля­ции – ве­ли­чи­на очень ди­на­мич­ная, в по­пу­ля­ци­ях по­сто­ян­но про­ис­хо­дят из­ме­не­ния. Их силу и по­движ­ность отоб­ра­жа­ют так на­зы­ва­е­мые ди­на­ми­че­ские ха­рак­те­ри­сти­ки.

Со­сто­я­ние по­пу­ля­ции ха­рак­те­ри­зу­ет­ся та­ки­ми по­ка­за­те­ля­ми, как:

1.                  Рож­да­е­мость.

2.                 Смерт­ность.

3.                 Все­ле­ние и вы­се­ле­ние осо­бей.

4.                 Чис­лен­ность.

5.                 Ско­рость роста.

При этом непре­мен­но учи­ты­ва­ет­ся время.

Рож­да­е­мость – это число мо­ло­дых осо­бей, по­явив­ших­ся на свет за день, месяц или год.

Смерт­ность – число по­гиб­ших за этот же пе­ри­од.

Рож­да­е­мость в по­пу­ля­ци­ях за­ви­сит, с одной сто­ро­ны, от осо­бен­но­стей вида, с дру­гой – от эко­ло­ги­че­ских усло­вий.

Мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство по­том­ков, ко­то­рое могла бы про­из­ве­сти за свою жизнь одна особь, на­зы­ва­ют сум­мар­ным ко­эф­фи­ци­ен­том рож­да­е­мо­сти (у каж­до­го вида он раз­ный). На­при­мер, сло­ни­ха рож­да­ет за жизнь всего пять-шесть сло­нят, а трес­ка еже­год­но мечет мил­ли­о­ны ик­ри­нок.

 

Био­ти­че­ский по­тен­ци­ал неоди­на­ков у раз­лич­ных по­пу­ля­ций вида. На­при­мер, в Под­мос­ко­вье серая по­лёв­ка лес­ной по­пу­ля­ции обыч­но в одном по­ме­те при­но­сит пять – семь, а ино­гда и де­вять де­те­ны­шей, тогда как самка па­шен­ной по­лёв­ки рож­да­ет боль­ше – до 13 де­те­ны­шей.

                                  

 Био­ти­че­ский по­тен­ци­ал все­гда выше у видов, боль­ше под­вер­га­ю­щих­ся ги­бе­ли, иначе они бы про­сто ис­чез­ли с лица Земли.

Сло­ни­ха рас­тит и обе­ре­га­ет сло­нят вме­сте со всем ста­дом, а трес­ка пус­ка­ет свою икру на волю волн, где ос­нов­ная масса по­ги­ба­ет.

 

Особи па­шен­ной по­пу­ля­ции по­лёв­ки под­вер­га­ют­ся мас­со­вой ги­бе­ли во время убор­ки уро­жая и вспаш­ки полей, чего не бы­ва­ет у лес­ной по­пу­ля­ции.

 

 

Ба­ланс рож­да­е­мо­сти и смерт­но­сти, а также все­ле­ние и вы­се­ле­ние осо­бей во мно­гом опре­де­ля­ет плот­ность по­пу­ля­ции на за­ни­ма­е­мой ею тер­ри­то­рии. 

        

В бла­го­при­ят­ных усло­ви­ях все­гда про­ис­хо­дит рост по­пу­ля­ции, осо­бен­но он за­ме­тен при за­се­ле­нии новых, под­хо­дя­щих для раз­мно­же­ния мест. Рост по­пу­ля­ций всех видов про­ис­хо­дит схо­жим об­ра­зом: тео­ре­ти­че­ски по­пу­ля­ция может расти, без­гра­нич­но уве­ли­чи­ва­ясь в гео­мет­ри­че­ской про­грес­сии. На деле этого ни­ко­гда не про­ис­хо­дит, по­то­му что каж­дое место оби­та­ния имеет огра­ни­чен­ные ре­сур­сы для жизни вида.

 

Сумма этих ре­сур­сов оце­ни­ва­ет­ся как ем­кость среды, на­при­мер, для лосей, ко­то­рые пи­та­ют­ся ве­точ­ным кор­мом, лист­вен­ные леса с мо­ло­дой по­рос­лью – более емкая среда, чем чер­ные хвой­ные леса.

 

 

 

Ре­гу­ля­ция чис­лен­но­сти по­пу­ля­ций

Если чис­лен­ность по­пу­ля­ции пре­вы­сит ем­кость среды, то нач­нет­ся мас­со­вая ги­бель осо­бей. Ре­аль­ная чис­лен­ность по­пу­ля­ции ни­ко­гда не рас­тет бес­пре­дель­но. Сна­ча­ла рост уско­ря­ет­ся, а затем на­чи­на­ет за­мед­лять­ся и по­сте­пен­но пре­кра­ща­ет­ся.

                                              

В ста­биль­ном по­ло­же­нии рост по­пу­ля­ции урав­но­ве­ши­ва­ет­ся по­те­ря­ми осо­бей за счет смерт­но­сти и ми­гра­ции. По­доб­ная кри­вая роста ха­рак­тер­на для по­пу­ля­ций всех видов – от бак­те­рий до че­ло­ве­ка.

Уро­вень, на ко­то­ром при­оста­нав­ли­ва­ет­ся рост чис­лен­но­сти по­пу­ля­ции, не все­гда до­сти­га­ет ем­ко­сти среды. Мно­гие по­пу­ля­ции пе­ре­ста­ют расти го­раз­до рань­ше, чем ис­чер­пы­ва­ют­ся ре­сур­сы, необ­хо­ди­мые для су­ще­ство­ва­ния.

 Сиг­на­лом при­бли­жа­ю­щей­ся опас­но­сти пе­ре­про­из­вод­ства вида в дан­ном месте оби­та­ния слу­жит рост по­пу­ля­ции. Про­яв­ля­ет­ся одна из важ­ней­ших и уди­ви­тель­ных воз­мож­но­стей живой при­ро­ды – за­ви­си­мость соб­ствен­ной по­пу­ля­ции от своей плот­но­сти. Эта за­ви­си­мость от­ра­бо­та­на есте­ствен­ным от­бо­ром – у каж­до­го вида по-раз­но­му.

По­пу­ля­ция, по сути, пред­став­ля­ет собой био­си­сте­му, то есть это не про­сто сумма от­дель­ных осо­бей, а слож­ная на­дор­га­низ­мен­ная струк­ту­ра, спо­соб­ная ре­гу­ли­ро­вать свою чис­лен­ность и ра­ци­о­наль­но ис­поль­зо­вать до­ступ­ные ей при­род­ные ре­сур­сы.

 

Эти свой­ства воз­ни­ка­ют на ос­но­ве за­ко­но­мер­ных свя­зей между чле­на­ми по­пу­ля­ции. (в кар­тин­ке ниже надо «вы­дер­жи­вать» вме­сто «вы­дер­жы­вать», и «нехват­ка» вме­сто «нехва­теп»)

Чис­лен­ность по­пу­ля­ции все­гда на­хо­дит­ся под двой­ным кон­тро­лем:

1.      Соб­ствен­ной плот­но­сти.

2.      Воз­дей­ствия раз­лич­ных вра­гов – хищ­ни­ков, па­ра­зи­тов и кон­ку­рен­тов.

Если чис­лен­ность жертв воз­рас­та­ет, хищ­ни­кам легче до­бы­вать до­бы­чу. Они ловят боль­ше до­бы­чи и могут сдер­жи­вать даль­ней­ший рост по­пу­ля­ции. Если же жерт­вы раз­мно­жа­ют­ся быст­рее, чем их могут ис­треб­лять име­ю­щи­е­ся хищ­ни­ки, то их оби­лие ста­но­вит­ся вы­год­ным для па­ра­зи­тов и воз­бу­ди­те­лей раз­ных за­бо­ле­ва­ний, ко­то­рые могут сни­зить чис­лен­ность по­пу­ля­ции.

Виды, ко­то­рые мало ис­треб­ля­ют­ся при­род­ны­ми вра­га­ми, на­при­мер, волки, тигры, львы, ре­гу­ли­ру­ют свою чис­лен­ность в ос­нов­ном за счет внут­ри­ви­до­вых от­но­ше­ний: ми­гра­ции, тер­ри­то­ри­аль­но­сти, огра­ни­че­ния рож­да­е­мо­сти. Чис­лен­ность по­пу­ля­ции по­сто­ян­но из­ме­ня­ет­ся под воз­дей­стви­ем как био­ти­че­ских, так и абио­ти­че­ских фак­то­ров. Фак­то­ры нежи­вой при­ро­ды дей­ству­ют на по­пу­ля­ции од­но­сто­ронне. Под их вли­я­ни­ем смерт­ность либо рас­тет, либо умень­ша­ет­ся.

Внут­ри­ви­до­вые и меж­ви­до­вые от­но­ше­ния, то есть био­ти­че­ские фак­то­ры, за­ви­сят от плот­но­сти по­пу­ля­ции. Когда плот­ность по­пу­ля­ции рас­тет – это за­став­ля­ет дей­ство­вать и кон­ку­рен­тов, ко­то­рые, таким об­ра­зом, вы­сту­па­ют в ка­че­стве ре­гу­ля­то­ров плот­но­сти по­пу­ля­ции. В бо­га­тых ви­да­ми био­це­но­зах чис­лен­ность и плот­ность по­пу­ля­ции для каж­до­го вида ко­леб­лет­ся лишь в опре­де­лен­ных пре­де­лах, по­то­му по­пу­ля­ции не рас­тут до пол­но­го ис­чер­па­ния своих ре­сур­сов. Это осо­бен­но хо­ро­шо видно на при­ме­ре со­по­став­ле­ния ко­ле­ба­ния чис­лен­но­сти хищ­ни­ка и жерт­вы.

 

 

 

При обед­не­нии ви­до­во­го раз­но­об­ра­зия, вы­зван­но­го ан­тро­по­ген­ным воз­дей­стви­ем, ба­ланс сил на­ру­ша­ет­ся, и воз­ни­ка­ют усло­вия для вспы­шек мас­со­во­го раз­мно­же­ния от­дель­ных видов.

Борь­ба с ро­стом плот­но­сти по­пу­ля­ции

 

У рас­те­ний с ро­стом плот­но­сти уси­ли­ва­ет­ся внут­ри­ви­до­вая кон­ку­рен­ция. Сла­бым рас­те­ни­ям не хва­та­ет ре­сур­сов, и они по­ги­ба­ют. У по­движ­ных жи­вот­ных пря­мо­го по­дав­ле­ния ре­сур­сов не про­ис­хо­дит, а при по­вы­ше­нии плот­но­сти по­пу­ля­ции уси­ли­ва­ют­ся ми­гра­ци­он­ные про­цес­сы, то есть вы­се­ле­ние части осо­бей на дру­гие тер­ри­то­ри. Это осо­бен­но на­гляд­но про­ис­хо­дит, на­при­мер, у белок или тунд­ро­вых гры­зу­нов – лем­мин­гов. Ми­гра­ции этих зверь­ков после успеш­но­го раз­мно­же­ния об­ре­та­ют ха­рак­тер мас­со­во­го на­ше­ствия. Пе­ре­ле­ты стад­ной са­ран­чи огром­ны­ми ту­ча­ми также яв­ля­ют­ся вы­се­ле­ни­ем за пре­де­лы места раз­мно­же­ния. Нема­ло­важ­ный спо­соб ре­а­ги­ро­ва­ния на по­вы­ше­ние плот­но­сти по­пу­ля­ции – за­держ­ка раз­мно­же­ния, вплоть до пол­но­го его пре­кра­ще­ния.