Организация живой материи на популяционном уровне

Организация живой материи на популяционном уровне
Адаптивная способность организмов существенно увеличивается на надорганизменном уровне. Наряду
с индивидуальными приспособлениями у организмов формируются групповые приспособления.
Совокупность особей одного вида, обладающих сходными морфологическими и физиологическими
признаками, заселяющих определенную территорию ареала вида и свободно скрещивающихся между
собой, называется популяцией.
Особенности каждой популяции определяются природой вида, миграцией особей, источниками
питания, климатическими факторами, внутри- и межвидовыми связями, уровнем приспособленности
организмов и др.
Для классификации популяций используют различные критерии, например:
• По площади занимаемой территории:
а) географические популяции – группы, которые занимают большие территории и являются результатом
адаптации к климатическим и ландшафтным факторам;
б) экологические популяции – группы, населяющие относительно небольшие территории и находящиеся
под влиянием определенных факторов окружающей среды;
в) биотопы – группы, занимающие ограниченные территории и зависимые от соседствующих популяций.
• По типу размножения:
а) панмиктические популяции – особи размножаются половым путем, свободно скрещиваясь между
собой;
б) популяции-клоны – особи размножаются бесполым способом;
в) клоно-панмиктические популяции – особи размножаются как половым, так и бесполым путем.
• По способности размножаться:
а) постоянные популяции – продолжительность их существования не зависит от потока особей извне;
б) временные популяции – продолжительность их существования зависит от миграции особей.
• По размерам:
а) малые популяции;
б) большие популяции;
в) суперпопуляции.
• По пространственной структуре:
а) диффузные популяции – особи разбросаны по ареалу, не образуют скоплений, благодаря достаточному
количеству пищи и благоприятным условиям для размножения (млекопитающие в открытых
местах);
б) мозаичные популяции – особи распределены по ареалу в зависимости от наличия источников питания,
убежища и др. Популяции могут переходить из диффузной формы в мозаичную и наоборот.
в) пульсирующие популяции – распределение особей зависит от их численности, которая, в свою очередь,
определяется условиями жизни;
г) цикличные популяции – распределение особей в зависимости от сезона, определяющего их миграцию
(у некоторых рыб, птиц, млекопитающих).
В отличие от индивидуальной организации, популяции представляют собой более сложные сообщества,
для которых характерны определенные черты.
Отличительные черты популяций
1. Ареал – специфическая область, занимаемая особями данной популяции.
В пределах ареала размеры популяции определяются многими факторами, среди которых: степень
перемещения особей, источники пищи и др. Например, некоторые животные (олени, бизоны, дикие
утки) в определенные периоды года могут перемещаться на сотни и тысячи километров, в то время как
другие организмы (большинство растений, кораллы, актинии) не меняют исходного ареала.
4. Экология и охрана окружающей среды 127
Выбор территории популяции зависит от определенных географических факторов (реки, горные
цепи, болота), источников пищи, специализации организмов и др.
2. Численность – общее количество особей на одной территории.
Численность популяции зависит от различных факторов, среди которых: особенности вида, источники
пищи, забота о потомстве, адаптивность организмов, сезонные изменения, плодовитость организмов
и др. Некоторые популяции состоят из нескольких десятков особей (например, популяции львов), а
другие исчисляются тысячами (например, популяции рыб, насекомых).
3. Плотность популяции – число особей на единицу площади или объема среды.
Она отражает соотношение между численностью и ареалом популяции. Плотность популяции измеряется
в количестве особей или биомассе на единицу площади (км2, га) или объема (м3).
4. Рождаемость – количество особей, родившихся в определенный промежуток времени.
Она может быть:
- абсолютной – общее число родившихся особей;
- относительной – среднее изменение численности популяции по отношению к одной особи в определенный
период времени.
На рождаемость оказывают влияние: соотношение полов, число взрослых особей, длительность
жизненного цикла, соотношение между репродуктивным периодом и продолжительностью жизни, плодовитость
организмов (например, сельдь откладывает до 40 тыс. икринок, сом – до 1500, а акула – всего
несколько штук), забота о потомстве, климат, наличие хищника и др.
5. Смертность – количество особей, умерших в определенный промежуток времени.
Смертность является характеристикой, противоположной рождаемости, но зависит от тех же факторов
среды. Причиной массовой гибели в популяции могут быть хищники, паразиты и различные
инфекционные болезни. Частота смертности неодинакова на различных этапах онтогенеза. Наиболее
уязвимыми являются детеныши, в то время как взрослые особи более устойчивы и приспособлены к
условиям окружающей среды.
6. Численный рост популяции – соотношение между рождаемостью и смертностью; может быть
положительным или отрицательным.
7. Темпы роста – среднее количественное прибавление в единицу времени.
Темпы роста популяций варьируют от вида к виду. Графически темпы роста можно представить в
виде кривой, которая включает период адаптации, период экспоненциального роста и период покоя.
Если рождаемость не превышает смертность, это может поставить под угрозу существование данной
популяции.
8. Половая структура – соотношение между особями мужского и женского полов в популяции.
Пол организмов также является генетически обусловленным признаком и, как правило, соотношение
полов в популяции составляет 1:1. Однако в природе соотношение полов зависит не только от генетических
закономерностей, но и от факторов внешней среды. Оно может изменяться в сторону преобладания
самок (например, у ондатры, фазана, синицы) или самцов (например, у пингвинов, летучих мышей).
9. Возрастная структура – соотношение между особями разного возраста; определяется биологическими
особенностями вида, действием факторов внешней среды.
Популяция, которая содержит особи всех возрастных категорий, называется полной популяцией, а в
случае отсутствия особей какого-либо возраста – неполной.
Полные популяции характеризуются стабильностью, независимостью и высоким уровнем саморегуляции.
Особая роль в популяции принадлежит особям, достигшим половой зрелости и способным
к размножению. Путем воспроизведения обеспечивается восстановление и поддержание численности
популяции.
10. Экологическая структура популяции отражает связи между особями одной популяции.
В зависимости от особенностей поведения животных различают несколько способов жизни:
- изолированный – особи популяции изолированы друг от друга; характерен только для некоторых
этапов жизненного цикла, т. к животные не могут существовать изолированно долгое время;
128 4. Экология и охрана окружающей среды
- семейный – в пределах популяции устанавливаются взаимоотношения между родителями и их
потомством (например, у ряда птиц, львов);
- колониальный – характеризуется образованием многочисленных колоний животных (например,
у ворон, чаек, ласточек, пчел, муравьев, термитов);
- групповой – временные сообщества, которые отличаются особой биологической организацией,
необходимой для защиты от врагов, ориентации в пространстве, миграции, добычи пищи. Встречается
в косяках рыб, стаях птиц, волков и др.;
- стадный – длительные и стабильные сообщества животных, которые обеспечивают выполнение
главных жизненных функций (защита от врагов, размножение, добыча пищи, воспитание потомства
и др.). В стаде устанавливаются взаимоотношения превосходства–подчинения, решающую
роль при этом играют такие факторы, как физическое превосходство, жизненный опыт (например,
у павианов, куланов, антилоп).
Организация индивидов в популяции обеспечивает более высокий уровень адаптации к условиям
окружающей среды. Динамическое равновесие в популяции поддерживается благодаря популяционному
гомеостазу как результату сложных внутривидовых и межвидовых взаимоотношений.