Владимир Иванов - Основы экологии Страница 12

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.

Рис. 10. Типы кривых роста популяции

Такая кривая хорошо показывает рост популяций некоторых микроорганизмов, например дрожжей, одноклеточных водорослей.

Способность к экспоненциальному росту свойственна любой популяции, но в силу всегда возникающей нехватки природных ресурсов, а также неблагоприятных изменений во внешней среде этот рост прекращается внезапно.

При неограниченных ресурсах такие быстроразмножающиеся виды, как бактерии, насекомые, мыши и некоторые рыбы, могут сделать это за короткий отрезок времени.

Например, при отсутствии ограничений один вид бактерий полностью заселил бы нашу планету за 30 дней. Почему же этого не происходит? Потому что природные условия не идеальны, а ресурсы ограничены. Такие факторы, как наличие хищников, внутри– и межвидовая конкуренция, недостаток пищи, болезни, неблагоприятные климатические условия или отсутствие подходящих местообитаний, могут остановить рост популяции ниже уровня максимальной рождаемости.

Кривая 2 (S-образная) отражает логистический рост численности популяции, темпы которого снижаются с увеличением плотности популяции. Иначе говоря, популяция сначала увеличивается медленно, затем быстрее, но под влиянием сопротивления среды ее рост постепенно замедляется. В конце концов достигается равновесие, которое и сохраняется. Чем крупнее организмы, тем ближе к логистическому типу рост плотности их популяций.

Переход от J-образной к S-образной кривой может быть достаточно плавным или же может наблюдаться резкое падение численности популяции, называемое крахом, или коллапсом популяции. Коллапс популяции наступает, когда численность размножающейся популяции превысит емкость экосистемы или когда изменения условий окружающей среды внезапно понижают емкость экосистемы. Тогда огромное число особей, неспособных мигрировать в другие места, погибает.

Эволюционно в популяциях сложился комплекс свойств, направленных на повышение выживаемости, – экологические стратегии выживания.

Экологическая стратегия – это общая характеристика роста и размножения данного вида. Она включает темп роста особей, время достижения половой зрелости, плодовитость и другие характеристики. Экологическая стратегия зависит от многих условий и особенно от факторов, влияющих на смертность.

Все разнообразие экологических стратегий можно разделить на два типа:

1) r-стратегия – когда особи в популяции размножаются быстро (высокая плодовитость, быстрая смена поколений) и широко расселяются; они менее конкурентоспособны; их скорость размножения не зависит от плотности популяции (J-образная кривая). У таких организмов – маленькие размеры и низкая продолжительность жизни (бактерии, тли, однолетние растения);

2) к-стратегия – когда популяция состоит из медленно размножающихся, но более конкурентоспособных особей, скорость роста популяции зависит от ее плотности (S-образная кривая). Такие организмы расселяются медленно, населяют стабильные местообитания, имеют крупные размеры и большую продолжительность жизни (человекообразные приматы, деревья).

Между этими крайними стратегиями существует множество переходных форм.

При уравновешенной интенсивности рождаемости и смертности формируется стабильная популяция. В такой популяции занимаемый ареал удерживается на одном уровне.

Если рождаемость превышает смертность и численность популяции постоянно растет, это может привести к вспышке массового размножения. Подобные популяции называются растущими и характерны для мелких животных. Например, колорадский жук быстро расселился от Франции до Украины, Беларуси, Смоленской и Псковской областей РФ.

Но в результате чрезмерного роста популяции, ее переуплотнения, увеличения конкуренции за территорию и пищу резко возрастает смертность. Численность популяции начинает сокращаться. Если смертность превышает рождаемость, то популяция становится сокращающейся.

Конец ознакомительного фрагмента.