Организмы и их среды обитания

Численность популяций в  природе редко остается постоянной. Даже в случае, когда она не меняется, популяция находится в состоянии  динамического равновесия - естественная убыль особей равна их возобновлению. Динамика численности популяций  складывается при взаимодействии четырех  основных популяционно-динамических процессов: 1) рождаемости, 2) смертности; 3) иммиграции новых особей из других популяций; 4) эмиграции некоторых особей за пределы  ареала данной популяции. Эти характеристики называются динамическими.

Рождаемость - это способность  популяции к увеличению, или число  потомков, производимых одной самкой за 1 год. В человеческом обществе рождаемость  выражается числом рождений на 1000 человек  за 1 год. Максимальная рождаемость - теоретически максимально возможное количество особей, образующихся в идеальных  условиях при отсутствии лимитирующих факторов, и размножение ограничивается лишь физиологическими факторами. Экологическая, или реализуемая рождаемость - появление  новых особей при фактических  условиях среды. Антропогенные воздействия  на популяцию могут изменять рождаемость. Смертность - гибель особей за единицу  времени в отсутствие лимитирующих факторов. Экологическая, или реализуемая  смертность - гибель особей за единицу  времени при фактических условиях среды. Разность между рождаемостью и смертностью есть некий результирующий параметр, который определяет реальную динамику численности у данной популяции. По мере роста популяции происходит снижение доступных каждой особи  ресурсов среды. При истощении ресурсов рост популяции тормозится и, в конце  концов, прекращается. Причиной истощения  нужных популяции ресурсов часто  является человек и антропогенный  фактор (сокращение кормовой базы, снижение кислорода в воде при эвтрофикации и.т.д.). Смертность, как и рождаемость, сильно варьируют с возрастом. Поэтому определяют экологическую смертность для различных экологических групп и вычерчивают кривые выживания, которые подразделяются на 3 основных типа (Схема 4). Первый тип характерен для многих млекопитающих и для человека, отражает низкую смертность во всех возрастных группах. Второй тип отражает высокую смертность на ранних стадиях онтогенеза (моллюски, бабочки и др.). Третий тип характеризует относительно постоянную смертность во всех возрастных группах (птицы, мыши, кролики и др.). Форма кривой выживания зависит от степени родительской заботы.

Различают два типа роста  численности популяции: экспоненциальный (логарифмический) и логистический. Экспоненциальный рост описывается J-образной кривой, а логистический – S-образной. У каждой популяции существует характерный  для нее репродуктивный потенциал, который характеризуется скоростью  роста ее численности при наличии  неограниченного пространства, обилия пищи и других ресурсов и полном отсутствии лимитирующих факторов. В  таких идеальных условиях число  особей будет увеличиваться экспоненциально, то есть в геометрической прогрессии. Однако ни одна популяция в природе  не способна к экспоненциальному  росту в течение длительного  времени, т.к. пища или какой-либо другой жизненно важный ресурс окажутся использованными, и число гибнущих особей превысит число рождающихся. Величина популяции  варьирует во времени иногда очень  резко, но средняя величина из года в год для большинства крупных  популяций колеблется относительно мало.

Изменение численности популяции  происходит в результате изменений  рождаемости (плодовитости) и смертности. Но в большинстве случаев ключевым фактором, регулирующим численность  популяции, является фактор, влияющий на смертность. Факторы, влияющие на рождаемость  и смертность популяции, действуют  более эффективно при увеличении плотности популяции. Такие факторы называют зависимыми от плотности популяции. К их числу относятся, например, нехватка пищи, возрастание численности врагов, заболеваемость. При высокой плотности популяции ее члены бывают слабее физически и мельче. Это может понизить их сопротивляемость к болезням и сделать более доступными хищникам. Кроме того, при высокой плотности рождаемость животных часто снижается, даже если нет недостатка в пище. При этом могут происходить различные гормональные сдвиги, которые влияют на половое поведение животных, усиливается их агрессивность. Родительская забота ослабевает, детеныши рано покидают гнезда, и снижается вероятность их выживания. У растений число семян, образующихся на каждой особи, тоже может уменьшаться при возрастании плотности. Другой зависимый от плотности фактор, который может влиять на величину плотности популяции, - это миграция (или расселение). Например, у тлей при высокой плотности популяции не только замедляется размножение, но и у многих особей развиваются крылья, что позволяет им покидать растения, на которых они кормились. Существуют и факторы, не зависимые от плотности популяции. Примером может служить воздействие неблагоприятной погоды (суровая зима, засуха) и природные катаклизмы (пожар, землетрясение, наводнение, ураган и др.). Однако многие факторы, как зависимые, так и независимые от плотности, часто вступают в сложные взаимодействия.

В целом, численность популяции  и скорость ее роста (скорость ее изменения, динамика численности) являются лабильными параметрами, высокочувствительными  к воздействию абиотических, биотических  и антропогенных факторов. Поэтому  человек должен очень хорошо представлять себе все особенности той популяции, которая как-то эксплуатируется, чтобы  обеспечить стабильное длительное ее существование. Сложность этой задачи увеличивается в силу многочисленных связей между популяциями разных видов, населяющих одну и ту же территорию.