Популяционная экология. Рождаемость и смертность. Кривые выживания.
Популяцию можно определить как группу организмов одного вида, живущих в одном месте, спаривающихся между собой и в определенной степени изолированных от аналогичных групп географическими барьерами. Например, косули в окруженном полями лесном массиве, лягушки в конкретной горной долине или форели в одном озере представляют отдельные популяции. По-пуляционные исследования — это не просто подсчет особей того или иного вида в данном местообитании и в данный момент времени. Важнее знать 1) как растет численность популяции; 2) каким образом численность популяции поддерживается на определенном уровне и 3) как и почему снижается численность популяции. Изучение этих вопросов называется популя-ционной динамикой. Обычно анализируются такие показатели группы организмов, как ее плотность, рождаемость, смертность, выживаемость, возрастная структура, миграции и формы роста численности. На основе этих данных строятся различные кривые. Взаимодействия популяций между собой в ходе конкуренции, хищничества и паразитизма не только регулируют их размеры, но и влияют на структуру всего сообщества.
Рождаемость и смертность
Размеры популяции могут увеличиваться в результате иммиграции особей извне и размножения ее членов на месте. У млекопитающих рождаемость определяют как число потомков, приходящихся на 1 самку в единицу времени (обычно —год).
Сокращаться популяция может в результате эмиграции и смерти особей. Смертность в популяционной биологии выражают числом погибших особей на сто или тысячу особей в год.
Три типа кривых выживания
Кривые выживания
Процент особей, погибающих, не достигнув репродуктивного возраста (пререпродуктивная смертность), — один из ключевых факторов, определяющих размеры популяции, и для данного вида варьирует гораздо сильнее, чем рождаемость. Численность многих популяций практически не меняется многие годы. В этом случае у каждой пары самец—самка до репродуктивного возраста доживают в среднем два потомка.
Если взять за точку отсчета численность появившихся на свет особей, а затем отмечать через определенные интервалы времени, сколько из них осталось в живых, то получим кривую выживания. По оси ординат такого графика можно откладывать как абсолютные величины, так и процентные доли.
Число выживших особей / Исходное число х 100%
Кривые выживания разных видов неодинаковы. Некоторые типичные формы графиков приведены на рисунке.
Большинству животных и растений свойственно так называемое старение, т. е. постепенное снижение приспособленности после достижения половозрелого возраста. По мере старения вероятность гибели особи в очередной временной интервал постоянно возрастает. Непосредственные причины гибели могут быть разными, но ее основная причина — снижение устойчивости к внешним факторам, в частности болезням.
Кривая а на рисунке соответствует почти идеальной ситуации, при которой главная причина гибели особи — старение. Такой график можно получить также для однолетней культуры, например пшеницы — почти все растения доживают до осени, а потом одновременно плодоносят и отмирают.
Кривая б соответствует ситуации, когда смертность особенно высока в ранний период жизни особей. Это наблюдается, например, у горных баранов и людей в слаборазвитых странах с плохим медицинским обслуживанием и дефицитом питания. Кривая в отражает не зависящую от возраста смертность, равную 50% для любого временного интервала. В этом случае гибель особей происходит в основном случайно еше до того, как станут очевидными признаки старения и не связана с внутренней устойчивостью особей к внешним факторам. Сходную кривую можно получить, например, для пресноводной гидры, молодь которой не подвержена особому риску по сравнению с другими возрастными группами. Однако у большей части беспозвоночных и растений кривая выживания, хотя и соответствует в целом типу в, требует поправки на повышенную уязвимость неполовозрелых стадий, т. е. правая часть графика должна идти вниз более круто.
По кривым выживания можно определить смертность разных возрастных групп, т. е. определить, какие стадии их жизни наиболее уязвимы. Выявив факторы, вызывающие гибель на этих стадиях, нетрудно понять, как регулируется численность популяции.
