4.Популяции.

Для ответов на вопросы о причинах изменений численности тех или иных видов растений и животных, о влиянии хо­зяйственной деятельности человека на окружающую приро­ду необходимы знания свойств не только отдельных орга­низмов, но и их групп, обладающих свойствами самовос­производства, — популяций.

4.1 Понятия о популяции

Популяция — основная функциональная еди­ница живой природы. Она является элементами сооб­ществ, экосистем, участвует в основных процессах транс­формации вещества и переноса энергии.Популяции обладают характерными показателями, при­сущими только им. Некоторые характеристики популяций взаимосвязаны: смертность оп­ределяет структуру, рождаемость — плотность и т. д.

Процессы изменений популяций во времени называются популяционной динамикой. Эти изменения — результат действия множества факторов окружающей среды, а также внутренних механизмов популяционной регуляции.

Популяция — совокупность особей одного вида, изолиро­ванная в пространстве и времени от других совокупностей одного и того же вида. Популяция — «ячейка» биоты, которая являет­ся основой ее существования: в ней происходит самовоспро­изводство живого вещества, она обеспечивает выживание ви­да благодаря наследственности. Выделяют две группы количе­ственных показателей — статические и динамические. Статические показатели характеризуют состояние попу­ляции на данный момент времени.

К статическим показателям популяций относятся их чис­ленность, плотность и показатели структуры. Численность — количество особей одного вида в пределах пространственной единицы. Плотность — число особей, приходящихся на единицу пло­щади, например, плотность населения — количество человек, приходящееся на один квадратный километр, или для гидробионтов — это количество особей на единицу объема, на литр или кубометр. Показатели структуры: половой — соотноше­ние полов, размерный — соотношение количества особей раз­ных размеров, возрастной — соотношение количества особей различного возраста в популяции.

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени. Основными динамическими показателями популяций являются рождаемость, смертность и ско­рость роста популяций.

Рождаемость — это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. При рассмотрении экосистем пользуются другим динамическим показателем — продукцией — суммой прироста массы всех особей (независимо от того, сколько они прожили) за определенный проме­жуток времени.

Смертность — это число особей, погибших в популяции в единицу времени. Но убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции и эмиграции, т. е. от количества особей, прибывших и убыв­ших в популяции в единицу времени.

Рождаемость, или скорость рождаемости, выражают отношением:

N_n/t,

где N_n — число особей, родившихся за некоторый про­межуток времени t. Но для сравнения рождаемости в раз­личных популяциях пользуются величиной удельной рож­даемости: отношением скорости рождаемости к исходной численности (N):

N_n/Nt.

За бесконечно малый промежуток времени (t —> 0) мы получим мгновенную удельную рождаемость, которую обо­значают латинской буквой «b». Эта величина имеет размер­ность «единица времени ^-1» и зависит от интенсивности раз­множения особей: для бактерий — час, для фитопланктона — сутки, для насекомых — неделя или месяц, для крупных мле­копитающих — год.

Смертность — величина обратная рождаемости, но изме­ряется в тех же величинах и вычисляется по аналогичной фор­муле. Если принять, что N_m — число погибших особей (не­зависимо от причины) за время t, то удельная смертность:

N_m/Nt,

а при t  0 имеем мгновенную удельную смертность, которую обозначают буквой «d».

Величины рождаемости и смертности по определению могут иметь положительное значение, либо равное нулю.

Продолжительность жизни вида зависит от условий (фак­торов) жизни. Смертность и рождаемость у организмов сущест­венно изменяется с возрастом. Если в популяции не происходит существен­ных изменений то можно построить кривые выживания. Они отражают зависимость количества доживших до определен­ного возраста особей от продолжительности интервала с момента рождения организмов.

Выделяют три типа основных кривых выживания (рис.4.1), к которым в той или иной мере приближаются все и известные кривые

Кривая I типа, когда на протяжении всей жизни смертность ничтожно мала, резко возрастая в конце нее, характерна для насекомых (ее и на­зывают «кривой дрозофилы»), к ней приближаются кривые выживания человека в развитых странах, а так же некоторых круп­ных млекопитающих.

Кривая 111 типа — это случаи массовой гибели особей в на­-

чальный период жизни. Некоторые ор­ганизмы, которые не заботятся о потомстве и выживают за счет ог­ромного числа личинок, икринок, семян и т. п.

Рис. 4.1. Различные типы кривых выживания

Кривая П типа характерна для видов, у ко­торых смертность остается примерно постоянной в течение всей жизни. Такое распределение смертности не столь редкое явление среди организмов. Встречаются они среди рыб, пре­смыкающихся, птиц, многолетних травянистых растений.