Владимир Иванов - Основы экологии

Рождаемость популяции не может быть прямо пропорциональна плодовитости.

Например, взрослая самка трески выметывает миллионы икринок, из которых в среднем доживают до взрослого состояния лишь 2 особи. Отсутствие заботы о потомстве у рыб компенсируется очень большим числом откладываемых икринок.

Большая плодовитость вырабатывается в ходе эволюции как способ компенсации численности особей при высоком уровне смертности (у видов, менее приспособленных к неблагоприятным условиям среды).

В благоприятных условиях плодовитость обычно низкая.

Например, самки калифорнийских кондоров откладывают только 1 или 2 яйца. Это делает данный вид более уязвимым к вымиранию, чем такие виды, как утки и куропатки, которые откладывают и высиживают от 8 до 15 яиц одновременно.

Рождаемость видов также зависит от того, сколько раз в год самки проходят через полный цикл размножения, и от продолжительности беременности. Например, полевка с периодом беременности всего лишь в 21 день может производить большое количество детенышей. Африканский слон имеет период беременности почти 2 года и не рожает более до тех пор, пока его детеныш не станет достаточно взрослым. Таким образом, у слонов рождается всего 1 детеныш как минимум каждые 2,5 года.

Когда плотность популяции, живущей на конкретной территории, падает ниже определенного уровня, у особей могут возникать трудности в поиске партнеров и рождаемость может упасть. И наоборот, если плотность популяции становится слишком высокой для достаточного обеспечения пищей, то это сказывается на здоровье репродуктивных особей. При перенаселенности и стрессовых условиях некоторые виды, например крысы, испытывают резкое падение рождаемости, даже если наблюдается избыток пищи.

Все приспособительные реакции организмов в природе направлены на повышение вероятности выживания и оставления потомства.

Б. Смертность– показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени.

Смертность в популяции зависит в первую очередь от генетической и физиологической неполноценности особей.

К другим факторам, влияющим на смертность, можно отнести межвидовую и внутривидовую конкуренцию за пищевые и другие ресурсы.

Смертность может также повыситься:

– из-за наличия хищников, болезней и паразитов;

– от стресса;

– от перенаселенности;

– из-за потери или ухудшения естественной среды обитания в результате человеческой деятельности;

– из-за природных катаклизмов, таких как засухи, землетрясения, ураганы, пожары и наводнения.

На разных этапах онтогенеза эти причины действуют на популяцию в разной степени и до естественной смерти доживает мало видов.

В основном смертность и возрастная структура видов зависят от того, какие шансы для выживания имеют особи в различных возрастных группах.

Выживаемость – это число особей, сохранившихся в популяции за определенный промежуток времени.

Каждый организм характеризуется своей индивидуальной продолжительностью жизни, которая может изменяться в некоторых пределах.

Чем больше смертность, тем меньше средняя продолжительность жизни. Например, возьмем три группы рыб (рис. 8), появившихся на свет в одном и том же году. Их продолжительность жизни будет определяться величиной смертности.

На рис. 8 представлены три графика, которые характеризуют изменение численности и предельный возраст трех групп организмов с одинаковой начальной численностью (1 тыс. особей) в случаях смертности различной интенсивности: 1 – смертность 15 % в год; 2 – смертность 30 % в год; 3 – смертность 50 % в год.

Эти графики называются кривыми выживания. Обычно при их построении по оси абсцисс откладывают время или возраст, а по оси ординат – число выживших особей.

Кривые выживания бывают трех типов.

1. Очень выпуклая кривая(рис. 9, А) характерна для видов, у которых смертность в течение жизни остается низкой, а к концу жизни возрастает, когда увеличивается гибель взрослых, старых особей. Такие кривые характерны для крупных животных и человека.

2. К промежуточному типу(рис. 9, Б) относят кривые выживания видов, у которых смертность мало изменяется с возрастом и остается более или менее постоянной в течение всей жизни (например, гидры, рептилии, птицы, мыши, кролики).

Рис. 8.Графики выживания популяции (по: Криксунов Е.А., Пасечник В.В., 1995). Объяснения в тексте

Рис. 9.Различные типы кривых выживания (объяснения в тексте)

3. К третьему типу относят сильно вогнутые кривые(рис. 9, В). Они получаются, когда смертность очень высока на ранних стадиях развития (в стадии семян – у растений, личинок – у рыб, устриц, двустворчатых моллюсков). Но как только особи подрастают, их смертность резко снижается. У многих рыб до взрослого состояния доживает 1–2 % от числа выметанной икры, у насекомых – 0,3–0,5 % от отложенных яиц.

В. Рост популяции– это разница между рождаемостью и смертностью. Он может быть как положительным, так и отрицательным.

Темп роста – это средний прирост за единицу времени.

Если через N обозначить число особей в популяции, а через d – разность, тогда:

– коэффициент роста;

– коэффициент роста на одну особь.

Если dN означает только рождение новых особей в данной популяции, тогда:

– коэффициент рождаемости (в определенный момент времени).

Если dN – это число погибших особей в данной популяции, тогда:

– коэффициент смертности.

Разница между коэффициентами рождаемости ( b ) и смертности ( d ) называется коэффициентом прироста изолированной популяции, в которой нет миграций (за определенный промежуток времени):

r = b – d .

Рост популяции нужно знать для понимания ее способности к восстановлению численности и для выяснения некоторых свойств динамики популяций. Характер увеличения численности популяции может быть различным.

В связи с этим выделяют два типа роста популяций (рис. 10).

Кривая 1 ( J -образная) отражает экспоненциальный рост численности популяции, который возможен, пока биотический потенциал реализуется полностью. Иными словами, плотность популяции увеличивается с возрастающей скоростью до тех пор, пока не начинают действовать факторы, ограничивающие ее рост.