Пространственное распределение особей в популяции

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒

Пространственное распределение — это распределение особей на территории, занимаемой популяцией. Оно зависит как от разнообразия внешних условий, так и биологических особенностей организмов, в частности их подвижности и степени агрегированности.

Различают три типа распределения особей внутри популяции (см. рисунок 22).

1) равномерное распределение в природе встречается редко. Чаще оно связано с острой конкуренцией между особями популяции. Такой тип распределения отмечают у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

2) случайное распределение имеет место только в однородной среде, например, в водной. Такое распределение на первых порах имеет и тля на поле.

3) групповое распределение встречается наиболее часто, при этом оно может быть и случайным. Групповое распределение обеспечивает более высокую устойчивость популяции по отношению к неблагоприятным условиям среды.

Знание типа распределения имеет большое значение при оценке плотности популяции.

Рисунок 22. Типы распределения особей в популяции

A - равномерное распределение, Б - случайное распределение, B - групповое распределение

Наиболее широко встречается групповое (или агрегированное) распределение организмов. Оно характерно для многих растений.

Групповое распределение многих растений связано с характером распространения их семян. Если семена тяжелые, трудно распространяемые на большие расстояния, то они остаются вблизи родительской особи. Тогда возникают скопления. Наблюдать такое распределение можно у кедра, дуба, тысячелистника, зверобоя. В противоположность им семена тополя, злаков, одуванчика легко распространяются на значительные расстояния.

Образование групп — важный фактор повышения жизнеспособности организмов. Группа деревьев лучше противостоит ветру, эффективнее снижает потери воды. Стае птиц легче защитить гнезда от разорения, легче отогнать хищника. Прайд львов или стая волков легче добывают пищу, чем это может сделать одна особь.

Образование скоплений возможно в результате влияния других организмов. Некоторые растения образуют скопления в местах, менее доступных для животных, их поедающих. Если в результате выпаса скота какой-то вид растения активно выедается, то он может сохраниться где-нибудь среди кустарников, в овраге и других малодоступных для скота местах. Это же может происходить и в результате влияния сенокоса.

Одна из существенных черт внутрипопуляционных пространственных группировок — относительная недолговечность: их существование ограничено обычно несколькими поколениями; они многократно возникают и распадаются в процессе существования популяции.

Рождаемость

Рождаемость – это способность популяций к увеличению численности. В живых организмах заложена огромная возможность к размножению: в популяции имеется тенденция к образованию теоретически максимально возможного количества новых особей (правило максимальной рождаемости). Это достигается в идеальных условиях среды, когда отсутствуют лимитирующие факторы и размножение ограничено лишь физиологическими особенностями вида (т.н. биотический потенциал).

Биотический потенциал — максимально возможная удельная скорость роста, которая может быть достигнута в стационарном состоянии при стабильном возрастном распределении в популяции.

В экологии различают:

— максимальную (физиологическую) рождаемость — теоретический максимум скорости рождения новых особей при отсутствии внешних факторов, сдерживающих процессы размножения;

— экологическую (реализованную) рождаемость — увеличение численности популяции при фактических условиях среды.

Различия между этими типами рождаемости видны на следующем примере. В одном из опытов самки мучного хрущака отложили 12 000 яиц, что характеризует максимальную рождаемость. Однако из этих яиц вывелись только 773 личинки (6 %). Это и была реализованная рождаемость.

Рождаемость обычно выражается либо как:

абсолютная — это скорость, определяемая путем деления числа вновь появившихся особей на время;

либо как удельная — число появившихся потомков в единицу времени на 1 особь в популяции.

Например, популяция простейших, состоявшая из 1000 особей, через 1 ч составила 3000 особей. Тогда абсолютная рождаемость здесь равна 2000 особей/ч, а удельная — 2 особям.

Смертность

Смертность — количество особей, погибших в популяции за определенный период.

Смертность изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. Она выражается чаще в виде относительной величины — доли особей (от исходного количества), погибших за определенное время.

Смертность может быть минимальной и экологической. Минимальная смертность представляет собой гибель особей в идеальных для популяции условиях существования и является величиной постоянной для данного вида. Экологическая смертность – гибель особей в реальных условиях существования.

Различают следующие типы смертности:

1) равномерная смертность во всех возрастах,

2) повышенная смертность особей на ранних стадиях развития,

3) преимущественная гибель взрослых, прежде всего старых особей.

Перечисленным типам смертности соответствуют кривые выживания на рисунке 23.

Равномерная смертность во всех возрастах (тип гидры) характерна для некоторых ящериц, бородавочника, многих птиц, рыб, многолетних травянистых растений. Повышенная гибель взрослых особей (тип дрозофилы) характерная для некоторых насекомых, пресмыкающихся, африканских копытных и человека. Повышенная гибель особей на ранних стадиях развития (тип устрицы) наблюдается у многих морских беспозвоночных, рыб, лягушек, большинства насекомых и многих растений.

Реально встречающиеся кривые выживания представляют чаще всего комбинацию перечисленных трех типов.

Рисунок 23. Различные типы кривых выживания

Типы роста популяции

Разница между рождаемостью и смертностью характеризует скорость изменения численности популяции.

Если рождаемость равна смертности, а притока особей со стороны нет, то численность популяции не изменится. В этом случае формируется стабильная популяция. Однако фактически такого в природе не наблюдается. Если рождаемость выше смертности, то популяция растет. Наконец, если смертность превышает рождаемость, то численность популяции будет снижаться.

Если удельная скорость изменения численности популяции постоянна, то рост популяции должен идти по экспоненте. Скорость увеличения такой популяции зависит от ее численности. Чем больше численность особей в популяции, тем быстрее она увеличивается.

Экспоненциальный рост популяций иногда наблюдается в природе. Например, это «цветение» воды в результате бурного развития фитопланктона, вспышка массового размножения некоторых вредителей, рост бактерий в свежей культуре. Однако это происходит непродолжительное время.

Рост популяции в реальных экологических условиях описывается кривыми S-образной формы. Сначала рост популяции невелик. Затем он нарастает, но через некоторое время замедляется (см. рисунок 24). Такой тип роста описывается уравнением П.-Ф. Ферхюльста и соответствует на рисунке логистической кривой роста.

Константы r и К из уравнения П.-Ф. Ферхюльста дали название двум типам жизненных стратегий организмов, направленных на повышение вероятностей выжить в тех или иных условиях.

При r-стратегии отбор направлен на повышение скорости роста популяции в начальный период увеличения ее численности, т. е. когда плотность мала и слабо выражено тормозящее действие конкуренции. Этот отбор направлен на высокую плодовитость, быстрое достижение половозрелости, короткий жизненный цикл, способность быстро распространяться в новых местообитаниях, переживать неблагоприятные условия в состоянии покоящихся стадий. r-Виды получают преимущество на ранних стадиях развития экосистем, при заселении новых мест обитания, в молодых, небогатых видами сообществах.

При К-стратегии отбор направлен на повышение выживаемости в условиях стабилизировавшейся численности, при сильном влиянии конкуренции. Отбор направлен на повышение конкурентоспособности, защищенности от хищников, вероятности выживания каждого потомка, на развитие более совершенных внутрипопуляционных механизмов регуляции численности. К-виды — это виды зрелых сообществ.

Рисунок 24. Теоретические кривые роста популяции

На основании жизненных стратегий виды растений подразделяются на три группы.

— Виоленты — подавляют конкурентов за счет более интенсивного роста и более полного использования территории. Имеют мощную корневую систему и хорошо развитую надземную часть. К ним относятся деревья, тростники, сфагновые мхи, доминирующие на заболоченных территориях.

— Патиенты — способны выживать в неблагоприятной среде, где многие виды жить не могут: в условиях недостатка влаги, освещенности, бедности почв элементами питания. К ним относятся многие сухо- и тенелюбивые виды.

— Эксплеренты — быстро размножающиеся и быстро расселяющиеся виды. У многих из них семена длительно сохраняют всхожесть. Виды эксплеренты в ходе развития сообщества вытесняются виолентами. Среди эксплерентов широко представлены виды вырубок и гарей (иван-чай, осина).

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒