Часть 4. Гомеостаз популяций

В

Б

А

ЧАСТЬ 3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЭТОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ

Пространственная структура отражает характер распределения особей и их группи-ровок по отношению к определенным элементам ландшафта и друг к другу, а также свойственный виду тип использования территории. Несомненно, что пространственная организация имеет приспособительное значение и позволяет с наибольшей эффективностью использовать ресурсы среды на фоне сложных биоценотических отношений с популяциями других видов. Второй аспект биологической роли пространственного структурирования – поддержание необходимого уровня внутрипопуляционных контактов между особями. Оче-видно, что характерный для вида тип пространственного распределения особей будет также зависеть от ландшафтно-климатических и местных условий, и адаптивных качеств внутри-видовых группировок – их способности в соответствующих условиях в большей или в меньшей степени реализовывать экологическую нишу вида.

Задание 1. Дайте характеристику основных типов пространственного распределения особей в популяциях растений и животных. Приведите примеры.

Равномерный тип распределения __________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Диффузный тип распределения ___________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Мозаичный (агрегированный) тип распределения ____________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

*	*	*	*	*
*	*	*	*	*
*	*	*	*	*
*	*	*	*	*
*	*	*	*	*

* *	*		*	*
*		* * * *		* * *
	* *			* *
* *		* * *
	*	*	* *	* *

*	* *
* * **	* *	*	**
		*** *	** **
	*	*
	** *****	** ***

Рис. 40. Типы пространственного распределения особей в популяции

А – равномерное; Б – диффузное; В – мозаичное (по И. А. Шилову, 2003)

Для животных как подвижных организмов ведущее значение в определении характера пространственной структуры популяции имеет степень привязанности к территории. В край-их вариантах это свойство выражается либо оседлым, либо номадным (кочевым) образом жизни. Виды с оседлым образом жизни в течение длительного времени эксплуатируют ресурсы на относительно ограниченном пространстве – это интенсивный тип использования территории. Номадные животные используют ресурсы группами особей, постоянно переме-шивающимися в пределах обширной территории – это экстенсивный тип использования территории. Пространственная структура популяции и в том, и в другом случае определяется характером взаимоотношений между особями. Если топография расположения особей – это «морфологический» аспект пространственной структуры популяции, то система взаимо-отношений (этологическая структура) – это функциональный ее аспект.

Для видов с оседлым одиночно-семейным образом жизни характерно формирование системы индивидуальных (семейных) участков, используемых в течение длительного вре-мени. Отдельные особи распределены в пространстве относительно равномерно, на каждом участке обитания обеспечены все условия для жизни, уровень конкуренции за корм, убежища и другие ресурсы сведен к минимуму, каждая особь имеет шансы на выживание и воспроизведение, а популяция в целом получает более широкие перспективы роста, захвата и удержания территории.

Задание 2 (для самостоятельной работы).Приведите примеры оседлых животных с одиночно-семейным образом жизни и раскройте биологическое значение участков обитания. Каким образом достигается «закрепление» участка?

Оседлые животные с одиночным образом жизни ____________________________________

________________________________________________________________________________

Оседлые животные с семейным образом жизни _____________________________________

________________________________________________________________________________

Биологическое значение участков обитания ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 41. Пример взаимного расположения участков обитания (по W. Burt, 1943)

1 – границы участков; 2 – границы их охраняемой части; 3 – зоны перекрывания («нейтральные»); 4 – гнездовые убежища; 5 – дополнительные убежища

Способы закрепления участка _____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При групповом образе жизни особи постоянно или периодически образуют скопления разной величины, как правило, включающие отдельные семьи. Усложнение поведенческих связей в популяциях приводит к формированию колоний, стай и стад.

Задание 3 (для самостоятельной работы). В чем состоят основные биологические преимущества группового образа жизни?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 4 (для самостоятельной работы). Групповые объединения животных, такие как колонии, стаи и стада, представляют различные варианты реализации пространственно-этологической структуры популяций. У оседлых животных с групповым образом жизни элементарной единицей популяции может являться колония. Что такое колония? Назовите виды животных с колониальным образом жизни, расположив примеры в последовательный ряд, отражающий усложнение системы взаимоотношений между особями в колониях.

Колонии ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Примеры колониальных животных ________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 5 (для самостоятельной работы).Дайте определение понятию «стая». В чем состоит существенное отличие стай от колоний? Что такое стаи эквипотенциального типа и стаи с лидерами? Для каждого случая приведите примеры животных.

Стаи ___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Стаи эквипотенциального типа __________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Стаи с лидерами _______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 6 (для самостоятельной работы). У номадных групповых животных элемен-тарной единицей популяции является отдельное стадо. Формирование стад полностью опре-деляется врожденным стремлением находится в постоянном контакте с другими особями своего вида. Степень сложности структуры и внутренней организации стада варьирует у раз-ных видов животных. Дайте определение понятию «стадо», приведите примеры животных, для которых характерны стада с лидерами и стада с вожаками. Какие типы иерархического соподчинения особей Вам известны?

Стада __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Стада с лидерами ______________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Стада с вожаками _____________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Типы иерархии в стадах __________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 7 (для самостоятельной работы). Жизнь животных в группе через нервную и гуморальную системы отражается на протекании многих физиологических процессов в их организме. У изолированных особей заметно меняется уровень метаболизма, быстрее тра-тятся резервные вещества, не проявляется целый ряд инстинктов и падает жизнеспособность. Известно явление, описанное как «эффект группы». Как проявляется эффект группы в попу-ляциях животных? Существуют ли ситуации, когда эффект группы утрачивается?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Гомеостаз популяции – способность популяции поддерживать определенную числен-ность особей, адаптивную пространственно-этологическую, генетическую структуру и наиболее адекватный существующим условиям способ использования ресурсов занимаемого пространства в состоянии динамического равновесия со средой и другими популяциями. Большое место в дэмэкологических исследованиях занимает вопрос о механизмах регуляции численности популяции, поскольку успешное сожительство организмов разных видов воз-можно только при их определенных количественных отношениях. Особый интерес представ-ляет изучение эффекта действия факторов, зависящих от плотности популяции (регулирую-щих факторов); в совокупности этих факторов существенное место занимает непосредст-венное биотическое окружение. На рис. 42 показано, в какой последовательности «включа-ются» («выключаются») регулирующие факторы в зависимости от плотности в популяциях насекомых. При невысокой плотности населения для сдерживания роста его численности достаточно деятельности многоядных хищников, у которых данный вид составляет лишь часть рациона. При более высокой плотности усиливается давление на популяцию со сто-роны специализированных энтомофагов, в особенности, паразитов. При еще более быстром темпе роста популяции паразиты также теряют свою регулирующую роль, но резко повы-шается вероятность вспышек эпизоотий (инфекционных заболеваний). Предельно возмож-ный рост популяции – до полного исчерпывания ресурсов среды.

Рис. 42. Пороги и зоны активности основных механизмов регуляции численности насекомых

Обычно на высоких уровнях численности включаются и механизмы авторегуляции (изменяется динамика плодовитости и смертности, происходит регуляция через структуру популяции, резко обостряется внутривидовая конкуренция и т. д.). Примером жестких форм внутривидовой конкуренции может служить явление самоизреживания у растений: при чрезмерной густоте всходов часть растений неминуемо погибает из-за угнетения физио-логически более сильными соседями. У животных жесткие формы регуляции плотности проявляются обычно лишь в тех случаях, когда запасы пищи, воды или других ресурсов резко ограничены, а животные либо не способны в данный период к поискам ресурсов на другой территории, либо эти поиски неэффективны (каннибализм, физическое уничтожение потомства, соперника).

Задание 1. Оптимальная плотность населения это та, при которой, с одной стороны, возможно рациональное использование пространства и ресурсов среды, а с другой стороны – при которой сохраняется необходимый уровень контактов между особями. Поддержание оптимальной плотности (Элтон, 1927) – сложный процесс биологического регулирования, действующий по принципу обратной связи. Изучите схему на рис. 43 и объясните, что такое регулирование по принципу отрицательной и положительной обратной связи.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис. 43. Гомеостаз в популяциях животных, регулируемый доступностью пищевых ресурсов

Задание 2 (для самостоятельной работы). Дайте характеристику основных типов попу-ляционной динамики и приведите примеры животных с таким типом динамики численности.

Спокойный ход численности с небольшой амплитудой колебаний в разные годы ________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сезонный тип динамики численности _____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Многолетний тип динамики численности со вспышкой массового размножения _______

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата добавления: 2017-01-13