Популяция и характерные для нее взаимосвязи
В жизни любого живого существа большую роль играют отношения о представителями собственного вида. Эти отношения осуществляются в популяциях.
Различают следующие разновидности популяций:
Элементарная (локальная) популяция ‑ это группа особей одного вида, занимающих какой-то небольшой участок однородной площади.
Экологическая популяция ‑ совокупность элементарных популяций. В основном, это внутривидовые группировки, приуроченные к конкретным экосистемам. Напр., "сосновые" и "елово-пихтовые" белки.
Географические популяции ‑ совокупность экологических популяций, заселяющих территорию с географически однородными условиями существования. Например, белки Белоруссии и белки Дальнего Востока.
Соседние популяции сообщаются друг с другом в процессах расселения, переноса семян, сезонных миграций. У некоторых видов такая связь соседних популяций постоянная, у других ‑ эпизодическая.
Отношения в популяциях ‑ это внутривидовые взаимодействия. По характеру этих взаимодействий популяции разных видов чрезвычайно разнообразны. В популяциях встречаются все типы связей, присущих живым организмам, но наиболее распространены взаимовыгодные и конкурентные – 12 ‑ отношения. У некоторых видов особи живут поодиночке, встречаясь лишь для размножения. Другие создают временные или постоянные семьи. Некоторые, в пределах популяций, объединяются в крупные группы ‑ стаи, стада, колонии. Другие образуют в неблагоприятные периоды скопления, вместе переживая зиму или засуху, Популяция обладает признаками, которые характеризуют группу как целое, а не отдельные особи в группе. Такими характеристиками являются: структура, численность и плотность популяции.
Структура популяции ‑ это количественное соотношение особей разного пола, возраста, размеров, генотипов и т.п. Соответственно, различают половую, возрастную, размерную, генетическую и другие структуры популяции.
Структура популяции зависит от различных причин. Напр., возрастная структура популяции зависит от двух причин: 1) от особенностей жизненного цикла вида; 2) от внешних условий. Есть виды с очень простой возрастной структурой популяции, которые состоят практически из представителей одного возраста (однолетние растения, саранча). Сложные возрастные структуры популяций возникают тогда, когда в них представлены все возрастные группы (стая обезьян, стадо слонов).
Неблагоприятные внешние условия могут изменить возрастной состав популяции за счет гибели наиболее слабых, но самые устойчивые возрастные группы выживают и затем восстанавливают структуру популяции, Пространственная структура популяции определяется характером распределения особей в пространстве и зависит как от особенностей окружающей среды, так и от особенностей поведения самого вида. Любой популяции свойственна тенденция к расселению. Расселение продолжается до тех пор, пока популяция не встретится с какой-либо преградой. Основными параметрами популяции являются ее численность и плотность.
Численность популяции ‑ это общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Уровень численности популяции, гарантирующий ее сохранение зависит от конкретного биологического вида.
Например, для крупных позвоночных ‑ это 500 особей; для мелких позвоночных ‑ 10 000 особей; для беспозвоночных ‑ 50 000 особей.
Плотность популяции ‑ это число особей, приходящихся на единицу площади или объёма, например, 150 сосен на 1 гектар, или 0,5 грамм циклопов в 1я воды характеризуют плотность популяции этих видов. Чем выше численность, тем выше приспособляемость организмов данной популяции. Численность популяции никогда не бывает постоянной и зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности, т.е. количества особей, погибших за определенный период. Плотность популяции также изменчива и зависит от численности. При возрастании численности плотность не увеличивается только в том случае, если возможно расширение ареала популяции. В природе численность любой популяции чрезвычайно динамична. Выделяют три типа популяционной динамики численности:
1) стабильный; 2) изменчивый; 3) взрывной. Типы популяционной динамики численности регулирует свою численность и приспосабливается к изменяющимся условиям среды путем обновления и замещения особей. Особи появляются в популяции благодаря рождению и иммиграции, а исчезают в результате смерти и эмиграции.
При сбалансированной интенсивности рождения и смертности формируется стабильная популяция. В такой популяции смертность компенсируется приростом и численность ее, а также ареал удерживаются на одном уровне. На численность популяции влияют также возрастной состав, общая продолжительность жизни особей, период достижения половой зрелости, длительность периода размножения, число генераций в сезон.
Улучшение питания, увеличение кормовой базы обычно приводят к повышению плодовитости и рождаемости. Увеличению численности популяции способствуют также снижение конкурентной напряжённости, сокращение количества хищников и паразитов, Напротив, ухудшение питания, усиление давления хищников и паразитов, обострение конкурентных отношений ‑ подавляют плодовитость, повышают смертность и уменьшают численность популяции. При особо благоприятных для популяции обстоятельствах, напр., если вид на время освобождается от врагов ‑ возникают "взрывы" численности. Колебания численности популяций называются популяционными волнами.
Несмотря на изменчивость, численность популяции колеблется не беспредельно. Популяция, как и любая биологическая система, обладает способностью к саморегуляции.
В живых организмах заложена огромная возможность к размножению. Например, один одуванчик, менее чем за 10 лет, способен заселить своими потомками весь земной шар, если все семена прорастут; одна-единственная тля за полтора летних месяца может оставить более 300 млн. потомков. В действительности такая огромная плодовитость организмов никогда не реализуется. Истинная плодовитость всегда оказывается значительно ниже потенциальной.
Для популяции каждого вида имеются верхние и нижние пределы плотности, за границы которых она выходить не может. Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным, потому что ресурсы, за счет которых существуют виды (пища, убежища, подходящие места для размножения и т.п.), на любой территории имеют пределы. Эти пределы ресурсов называются емкостью среды для конкретных популяций. В природных условиях, благодаря способности к саморегуляции, численность популяций обычно колеблется вокруг определённого уровня, соответствующего емкости среды.
Из кустарников (лещина, бересклет, шиповник); IV ‑ подлесок из высоких кустарничков и крупных трав (багульник, голубика, вереск, аконит, иван-чай); V ‑ низкие кустарнички и мелкие травы (водяника, клюква, кисличка); VI ‑ мхи, напочвенные лишайники, печеночники. Ярусно располагаются и подземные части растений. Растения каждого яруса и обусловленный ими микроклимат создают определённую среду для специфичных животных.
В почвенном ярусе леса, заполненном корнями растений, обитают бактерии, грибы, насекомые, клещи, черви. В лесной подстилке среди разлагающихся растительных остатков, мхов лишайников и грибов живут насекомые, клещи, пауки, множество микроорганизмов. Более высокие ярусы ‑ травостой, подлесок ‑ занимают растительноядные насекомые, птицы, млекопитающие. При этом даже птицы, свободно передвигающиеся, обычно придерживаются строго определенного яруса. Особенно ярко это проявляется в гнездовой период. Одни и те же виды в силу возрастных различий особей или вследствие частичного угнетения могут кратковременно находиться в разных ярусах. Например, всходы ели располагаются в нижних ярусах леса, но по мере роста при благоприятных условиях, ель займет своё место в верхнем ярусе.
Имеются и внеярусные организмы, напр., лианы, паразиты, а также многие животные, свободно переходящие из одного яруса в другой. Они затрудняют чёткое выделение ярусов, что особенно характерно для тропических лесов, структура которых чрезвычайно сложна. В каждом ярусе складывается своя система взаимоотношений, поэтому ярус можно рассматривать как структурную единицу биоценоза.