Популяция.
Основные понятия и определения. Все виды живых организмов в биосфере могут существовать только в форме популяций. Популяция – это совокупность особей одного вида, занимающих в одно и то же время определенное место в пространстве. Иногда популяцию представляют и как совокупность особей одного вида, населяющих определенное пространство и обладающих сходной наследственностью, т.е. внутри которой осуществляется обмен генетической информацией. Известный современный общественный деятель и ученый-эколог А.В. Яблоков определяет популяцию как минимальную самовоспроизводящую группу особей одного вида, которая на протяжении эволюционно длительного времени населяет определенное пространство и образует самостоятельную генетическую систему.
Известно, что наследственная информация хранится в хромосомах в виде нуклеиновых кислот, молекулы которых или их отдельные части, называемые генами, определяют наследственные признаки. Совокупность всех генов образует генотип, а совокупность всех особей, хранящих и передающих по наследству генетическую информацию, формирует генетический фонд, или генофонд популяции
Подобно различиям, существующим между отдельными особями, имеются различия и между популяциями, так как каждая популяция приспособлена к условиям той местности, в которой она обитает. Благодаря свойству приспособления (адаптации) к условиям окружающей среды популяция может обосноваться в определенной области при наличии подходящего климата, питательных веществ и источника энергии. Поэтому каждая популяция обладает рядом признаков, отсутствующих у отдельных ее членов. Такими отличительными признаками являются численность и плотность популяции, подходящее местообитание, которое по своим температуре, влажности, характеру почвы и растительности, пищевым ресурсам и прочим параметрам соответствовало бы ее потребностям.
Популяция и биогеоценоз. Подобно тому как отдельные особи не могут существовать в природе вне популяции, так и популяции не могут существовать в определенном месте обособленно от популяций других видов, т.е. вне биогеоценоза. Поэтому можно утверждать, что биогеоценоз – это комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих популяций разных видов, обитающих на определенной территории с относительно однородными условиями существования. С точки зрения понятия биогеоценоза эта территория с относительно однородными условиями существования ранее была определена как биотоп. Однако в пределах одного биотопа каждый вид занимает разные участки территории, обеспечивающие этому виду биотические и абиотические условия, необходимые для существования популяции.
Таким образом, каждый вид в пределах биотопа имеет присущее только ему место обитания. Такие места обитания вида (или местообитания) называются стациями (от лат. стацио – местообитание). Например, биотопом популяций лесных видов растений и животных является лес, который естественным образом разделяется на участки – стации, занятые различными древесными породами (сосна, береза, лиственница), для каждой из которых характерны определенные условия произрастания, отличающиеся разными почвами, влажностью и др. Более того, различные виды насекомых, питающиеся древесными растения ми (листьями, корой, древесиной), наилучшим образом развиваются на какой-либо одной древесной породе. Поэтому биотоп леса будет разделяться на стации, связанные с существованием популяций отдельных видов насекомых, входящих в состав лесного биоценоза. Следовательно, биотоп является совокупностью большого числа стаций.
Численность и плотность популяций. Численностью популяции одного вида называют количество особей этого вида. Численность популяций в биосфере сильно меняется как во времени, так и в пространстве, зависит от условий местообитания и подвержено воздействию человека. Численность популяций разных видов колеблется от нескольких десятков до десятков тысяч особей (у микроорганизмов – до миллиардов особей). Численность популяции – одна из ее важнейших характеристик, позволяющая экологам судить о степени благоприятности условий обитания как для самой популяции, так и для биогеоценоза в целом. Плотность популяции – это ее численность, отнесенная к единице занимаемого ею пространства, или среднее число особей на единицу площади (объема).
Численность популяции может возрастать по двум причинам: в результате миграции из соседних популяций или за счет размножения особей. Одним из показателей размножения является плодовитость, измеряемая числом потомков одной женской особи. Говоря о популяциях млекопитающих, используют термин рождаемость, определяемую как число потомков, производимых одной самкой за год. Уменьшение численности популяции может происходить также по двум причинам: в результате смертности или миграции особей в другие соседние популяции. Смертность означает вероятность смерти и определяется как доля (в процентах) умерших особей к общему их числу в популяции.
Для человеческой популяции смертность выражается средним числом смертей в год на 1000 человек, а рождаемость обычно определяют числом рождений (живых детей) на 1000 человек за год. Изучением статистики рождаемости и смертности людей, анализа их временных и географических закономерностей для целей прогноза занимается демография. В таблицах 1.1 и 1.2 приведена статистика рождаемости и смертности в некоторых странах и регионах по данным 1981 г.
Таблица 1.1 Статистика рождаемости и смертности в некоторых странах
Таблица 1.2 Статистика рождаемости и смертности в некоторых регионах
Из таблиц 1.1 и 1.2 видны значительные отличия показателя рождаемости в разных странах и регионах (в 3–5 раз), а различия в показателях смертности несколько ниже, что позволяет сделать ряд выводов. Например, в развитых странах (США, ФРГ) смертность в среднем ниже, чем в развивающихся странах (Кения, Индия, Мексика). Известно, что в ряде развивающихся стран (например, в Индии после второй мировой войны) были введены программы медицинской помощи населению и реализованы продовольственные программы, что при сравнительно высокой рождаемости привело к снижению смертности. Разница в показателях рождаемости и смертности в развитых странах значительно меньше, чем в развивающихся странах, что объясняет высокие годовые приросты численности населения в развивающихся странах по сравнению с развитыми странами. А в ФРГ – одной из самых развитых стран мира – по данным 1981 г. смертность превысила рождаемость. В последнее десятилетие аналогичная ситуация наблюдается в России, что привело к значительному снижению численности населения (на несколько миллионов человек).
По оценкам демографов в первые два – три десятилетия ХХI века общая численность людей на планете увеличится приблизительно вдвое, причем население развитых стран увеличится незначительно, а основной прирост народонаселения придется на развивающиеся страны.
Структура популяции. Каждая популяция имеет определенную структуру: возрастную (соотношение особей разного возраста), половую (соотношение полов) и пространственную (колонии, семьи).
Возрастная структура отражает особенности распределения численности популяции по возрастам и может быть выражена в виде зависимостей относительного числа особей (по отношению к численности популяции), возраст которых находится в определенных временных интервалах. В демографических исследования возрастная структура населения отдельных стран, регионов или мира в целом определяется соотношением долей (в процентах) групп людей, чей возраст находится в равных (годовых, пятилетних и др.) интервалах времени. Графическое представление этих соотношений называют пирамидами возрастов, которые также являются показателями возрастной структуры популяции.
По виду возрастной структуры можно судить о том, является ли популяция развивающейся (с растущей численностью) либо сокращающейся популяцией. Для развивающейся популяции характерно значительное превышение численности возрастной группы особей с дорепродукционным возрастом по сравнению с группой, имеющей пострепродукционный возраст. Репродукционным называют возраст особей, которые могут давать потомство. Сокращающаяся популяция имеет обратное соотношение возрастных групп дорепродукционного и пострепродукционного возрастов.
Занимаемая популяцией территория является одним из ее важнейших характеристик. Однако эта территория разделяется на крайне неоднородные по численности и плотности популяции изолированные области, связанные с ее размещением. Характер размещения популяции по земной поверхности определяет ее пространственную структуру, которая для большинства популяций имеет сложную иерархию. Ниже рассмотрим одно из наиболее общих представлений сложной иерархической пространственной структуры популяции. Но прежде введем ряд дополнительных понятий: географическая, экологическая и элементарная популяции.
Элементарной популяцией, или микропопуляцией, называется группа совместно обитающих видов, для которой характерна пространственная компактность расселения особей, т.е. нерасчлененность их местообитания в пространстве. Географической популяциейЭкологическая популяция – это группа разнополых, половозрелых и обладающих равноценными условиями для полового отбора особей (в том смысле, что любые две разнополые особи данной группы могут с равной вероятностью скреститься друг с другом). Заметим, что в отличие от микропопуляций территории размещения географических и экологических популяций являются пространственно расчлененными и на географических картах будут представляться совокупностью отдельных зон. называют группу особей одного вида, населяющую территорию с однородными (по степени благоприятствования для этого вида) условиями существования.
Известно, что популяция каждого вида имеет свой ареал, под которым понимается область географического распространения (территория или акватория) особей данного вида независимо от степени постоянства их обитания в рассматриваемых местностях (кроме мест их случайного попадания). Ареал вида занимает верхний уровень иерархической структуры популяции. На территории, связанной с ареалом вида, выделяются относительно крупные территориальные образования второго иерархического уровня, занятые географическими популяциями. Внутри этих крупных территориальных образований выделяются более мелкие территории (третий уровень иерархии), занятые экологическими популяциями. Последний, четвертый, уровень иерархии пространственной структуры популяции занимают элементарные популяции, местообитания которых размещаются внутри территорий, занимаемых экологическими популяциями.
Природно-антропогенные популяции. До сих пор мы рассматривали в настоящем разделе природные популяции, находящиеся в естественных местообитаниях. Хозяйственная деятельность человека привела к возникновению природно-антропогенных популяций. Такие популяции могут быть связаны с выращиванием сельскохозяйственных культур, когда многие животные, например мыши, приспосабливаясь к системе хозяйства, изменяют характеристики своей популяции, в частности численность популяции. Используя в своих целях растительный и животный мир Земли, человек всегда имеет дело с конкретными природными популяциями, изменяя их численность, структуру и другие количественные характеристики, что во многих случаях уже приводило и приводит к исчезновению разных популяций в различных регионах. Так, резкое снижение численности многих диких животных в результате чрезмерного промысла (охота, промысловый лов рыбы и др.) может доходить до такого уровня, что нарушает условия случайного скрещивания особей и приводит к вымиранию популяции. Многие дикие копытные в Африке были не только вытеснены в процессе животноводства, но и специально уничтожены как носители опасных заболеваний, переходящих на домашних животных. Природно-антропогенные популяции формируются на всех территориях интенсивной хозяйственной деятельности, необязательно сельскохозяйственной направленности.
<< Предыдущая - Следующая >>