Регуляция численности популяций

От поколения к поколению размеры популяций могут колебаться. Однако, несмотря на колебания численности популяций, как правило, величина популяции удерживается в определенных пределах. На численность популяций оказывают влияние многочисленные факторы. Их принято делить на две группы:

· независимые от плотности популяции; к ним относятся абиотические факторы, например, на численность популяции существенным образом может повлиять изменение температурных условий, влажности той или местности. Как правило, сезонные колебания численности популяций обусловлены действием абиотических факторов. Например, при благоприятных климатических условиях диатомовые водоросли дают два пика численности: весной и осенью;

· зависимые от плотности популяции. К ним относятся биотические факторы, например, количество пищевых ресурсов, количество конкурентов, хищников и др. Колебания численности популяций, вызванные биотическими факторами, называют осцилляциями.

Непосредственно от плотности может зависеть и смертность в популяции. Такое явление происходит с семенами растений, когда зависимая от плотности смертность происходит еще на стадии проростков. Смертность, зависимая от плотности, может регулировать численность и высокоразвитых организмов: довольно часто гибнут птенцы в гнезде, если их слишком много, а ресурсов не хватает.

Помимо вышеописанной регуляции плотности популяций существует еще саморегуляция, которая представляет собой такой тип регуляции плотности популяций, при котором регулирующий механизм (например, железы внутренней секреции) находится внутри регулируемого объекта. Результатом реализации этого механизма является появление в популяции качественно других особей: генотипов и фенотипов.

Разные генотипы возникают в результате рекомбинации генов. Генотип представляет собой совокупность всех наследственных задатков особи, наследственную основу организмов, составленную совокупностью генов.

При этом возникают особи, способные размножаться с более раннего возраста и более часто, и особи с поздней половозрелостью и значительно меньшей плодовитостью. Первый генотип менее устойчив к стрессу при высокой плотности и доминирует в период подъема пика численности, а второй — более устойчив к высокой скученности и доминирует в период депрессии.

Примером, подтверждающим воздействие генотипических изменений, являются известные с незапамятных времен насекомые — саранча. Усаранчевых имеются две разнокачественные группы — одиночная и стадная формы, которые морфологически существенно отличаются. В благоприятные по влажности годы преобладают особи одиночной формы, и популяция находится в равновесии. В результате же нескольких подряд засушливых лет создаются условия для развития особей стадной фазы. У стадной формы вылупившиеся из яиц молодые особи (нимфы) быстро двигаются, лучше обеспечены водой и запасами питательных веществ. И хотя у них плодовитость меньше за счет лучшей выживаемости, более быстрого развития и ярко выраженной способности собираться в группы, процесс размножения идет очень быстро и с нарастающей скоростью.

Образовавшиеся огромные стаи переносятся ветром на громадные расстояния. Так, мигрирующие очень быстро стаи красной саранчи в Центральной Африке могут занимать площадь, в 1500 раз превышающую области обитания одиночной фазы. Если во время миграции будет найдено место, благоприятное по условиям для размножения, размер стаи может увеличиться до невероятных значений. Так, стая красной саранчи, совершившая налет в Сомали в 1957 г., состояла из 1,6-10¹⁰ особей, и масса ее достигала 50 тыс. Если учесть, что за день одна саранча съедает столько, сколько весит сама, то нетрудно представить колоссальные размеры бедствий. Именно такие нашествия насекомых рассматривались как одно из стихийных бедствий на Международном экологическом конгрессе в Иокогаме (1994).

Фенотипы — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе онтогенеза (индивидуального развития) на основе данного генотипа. Дело в том, что при большой скученности (плотности) образуются разные фенотипы за счет того, что в организмах происходят физиологические изменения в результате так называемой стресс-реакции (дистресс), вызываемой неестественно большим скоплением особей. Например, у самок грызунов происходят гормональные сдвиги, которые влияют на половое поведение животных: часто встречается бесплодие, выкидыши, поедание детенышей родителями, уменьшается количество детенышей в помете. Родительская забота о потомстве ослабевает, и детеныши покидают гнездо в очень раннем возрасте, что снижает вероятность их выживания. Подобные изменения в половом поведении характерны и для ряда млекопитающих. Кроме того, нехватка пищи заставляет особей эмигрировать на новые участки, что приводит к большой их гибели в пути и на новых участках, в новых условиях, т. е. повышается смертность и сокращается численность.

Таким образом, при возрастании численности популяции саморегуляция направлена на торможение роста численности популяции. Это обеспечивается за счет работы следующих механизмов:

1) при возрастании плотности и повышенной частоте контактов между особями возникает стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;

2) при возрастании плотности усиливается миграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и повышается смертность;

3) при возрастании плотности происходит изменение генетического состава популяции — замена быстро размножающихся особей на медленно размножающиеся особи.

В условиях снижающейся численности популяции все механизмы направлены на увеличение рождаемости и снижение смертности.

Это свидетельствует о важнейшей роли популяции в генетико-эволюционном смысле. В состав популяции входят разнородные по генетическому составу особи, что позволяет им адаптироваться к изменениям окружающей среды. Процесс, с помощью которого определенные гены или комбинации генов репродуцируются в популяции чаще, чем другие гены, называется естественным отбором. Изменение генетических свойств популяции, обусловленное новыми условиями окружающей среды, которое осуществляется благодаря естественному отбору, называется биологической эволюцией. Видовое разнообразие, существующее сейчас на Земле, является следствием двух процессов: видообразования и вымирания видов. За прошедшие миллиарды лет развития этих двух процессов в результате естественного отбора на планете появился важнейший ресурс: биологическое разнообразие, которое мы должны сохранить для нас и наших потомков.

Дата добавления: 2014-01-07