Популяция синатропных видов

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ СОЦИАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ МЕНЕДЖМЕНТ ОРГАНИЗАЦИИ

Реферат

по дисциплине:

ЭКОЛОГИЯ

на тему:

Популяции синантропных видов

                                                                                                                                            Выполнил студент

                                                                                                                              2 курса группа МОС 3-2

                                                                                    КОРОЛЕВА ЕКАТЕРИНА СЕРГЕЕВНА

Москва, 2009

Популяции синантропных видов

Введение

Основной закон экологии ниш можно перефразировать так: каждый находится там, где он хочет и может находиться. Таким образом, для того, чтобы достичь желаемого эффекта в отпугивании, необходимо либо лишить объект привлекательности для животных либо перекрыть им доступ к объекту.
Чтобы понять, чем привлекательно для птиц соседство человека, рассмотрим проблему этого соседства в несколько в более широком аспекте. Города и, в особенности, современные мегаполисы, где проблема взаимоотношений нежелательных птиц и человека особенно остра, появились в эволюционном масштабе времени совсем недавно. Таким образом, здесь мы можем говорить лишь об экологической (а не эволюционной) шкале преобразований, то есть, об изменении привычек и образа жизни, а не о коренной перестройке организации вида, которая обычно связана с генетическими (эволюционными) преобразованиями. Иными словами, наши виды-урбанисты, такие как голуби, воробьи, вороны и др. лишь привычками отличаются от своих, обитавших отдельно от человека предков – у них просто не было времени для более глубоких, эволюционных изменений. ажно понять следующее. Как птицы осваивают для жизни новые места, как они приспосабливаются к ним и каковы перспективы таких приспособлений у разных птиц?
Кто же эти виды урбанисты или синантропные виды, которые подлежат если не изгнанию, то регуляции в наших городах? В разных регионах набор основных видов несколько различается. Почти везде это воробьи (домовой воробей Passer domesticus) и голуби (сизый голубь Columba livia). Грачи гнездятся в городских парках большими шумными колониями, загрязняющими почву настолько, что прекращается восстановление растительности. Грачи и галки к тому же ночуют в парках огромными смешанными стаями. В приморских городах настоящими синантропами становятся чайки.
Целью данной курсовой работы является изучение синантропных птиц.
Задачи:
- раскрыть общее понятие о синантропных птицах;
- рассмотреть формы синантропии;
- изучить птиц-синантроп: виды птиц относящихся к синантропным; птицы как показатель состояния городской среды.

Термин «синантропия» происходит от двух греческих слов: syn – вместе и anthropos – человек. Как всегда, вербальный перевод термина (сожительство животных с человеком) позволяет интерпретировать феномен широко и неопределенно. По нашему мнению, синантропные животные – это те виды, которые регулярно обитают на территории населенных пунктов или в сооружениях человека (различных постройках, жилых зданиях, магазинах, местах хранения пищевых продуктов и т.п.), образуя там постоянные или периодически возникающие независимые или полузависимые популяции. Согласно В.Н. Беклемишеву (1960) – независимые популяции полностью поддерживают свое существование за счет собственного воспроизводства, вселение особей извне не имеет существенного значения для существования этих популяций. Если приток особей влияет на функционирование популяции, она называется полузависимой.
Мы предлагаем различать следующие 6 форм синантропии:
1. Абсолютная (или облигатная) синантропия. Животные обитают только в человеческих жилищах и конструкциях. Нигде не отмечено и видимо уже невозможно их существование в природных биотопах. У позвоночных эта форма синантропии отсутствует. Она свойственна специфическим паразитам человека (например, головным вшам) и некоторым членистоногим – обитателям его жилищ (например, постельным клопам).
2. Настоящая (или преимущественная) синантропия. Животные обитают во всех типах зданий, включая каменные многоэтажные дома, и настолько приспособились к жизни в населенных пунктах, что, следуя за человеком, расселились по всему миру. Область их распространения, принявшая современные очертания в соответствии с изменениями окружающей среды под воздействием человека, превышает во много раз исходный ареал. В северной части вновь сформировавшегося ареала животные живут только в человеческих сооружениях и не проникают в природные биотопы. Южнее основная часть популяции также обитает в постройках человека. В сельских поселениях и на городских окраинах часть их популяций летом выселяется и живет в природных биотопах. Поздней осенью и в начале зимы зверьки возвращаются в постройки человека или погибают, так как не могут пережить зиму ни в естественных биотопах, ни в стогах сена и скирдах.
В оптимуме их ареала независимые популяции грызунов населяют и природные биотопы, и поселения человека. Животные поселяются в стогах в больших количествах и остаются там на зиму. В этой части их ареала количество зверьков, живущих в природных биотопах, значительно больше, чем живущих в человеческих поселениях. Поэтому в неблагоприятные сезоны наблюдается интенсивная миграция обитателей природных биотопов и сельскохозяйственных угодий в населенные пункты. Чем меньше человеческое поселение, тем менее выражена в них автономия популяций синантропных грызунов. В годы пиков размножения грызунов маленькие сельские поселения буквально подвергаются нашествиям животных. За 1–2 месяца сотни грызунов вселяются в отдельные здания.
Число видов, для которых характерна эта форма синантропии, невелико: домовые мыши Mus musculus и M. domesticus, серая, черная и отчасти полинезийская или малая крысы. Но даже эти настоящие синантропы не могут всюду следовать за человеком.
3. Географически ограниченная синантропия. Животные хорошо приспособлены к обитанию в постройках человека, но они заселяют их только в пределах своего естественного ареала. Как правило, синантропия у этих видов проявляется в оптимуме ареала. Зверьки могут жить во всех типах построек, включая современные многоэтажные дома.
Популяции животных, проживающих в больших населенных пунктах, независимы, но между ними и популяциями, которые обитают в природных биотопах, происходит постоянный обмен. Чем меньше поселения человека, тем в меньшей степени проявляется автономия популяций синантропных грызунов. Однако численность синантропных популяций таких грызунов стабильна и, как правило, достаточно велика. Виды, для которых характерна эта форма синантропии (некоторые представители хомячков рода Cricetulus и крыс рода Rattus, способны постоянно обитать в сооружениях человека, но они не выдерживают конкуренции с настоящими синантропами и поэтому лишь за пределами или в пессимуме ареала последних становятся основными обитателями населенных пунктов и построек человека.

Пространственная и этологическая структуры популяций

Пространственная структура. Каждая популяция занимает пространство, обеспечивающее условия жизни для ограниченного числа особей. При изучении пространственной структуры различают случайное, равномерное и неравномерное (групповое) распределения особей на территории (в пространстве).

Случайное распределение (рис. 4.2, а) в природе встречается редко; оно наблюдается в случаях, когда среда очень однородна, а организмы не стремятся объединиться в группы. Равномерное распределение (рис. 4.2, б) бывает там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм. Наиболее часто наблюдается неравномерное (групповое) распределение (рис. 4.2, в) – образование различных скоплений.

Активность особей, пар и семейных групп у позвоночных и высших беспозвоночных обычно ограничена определенной зоной, называемой индивидуальным (или семейным) участком территории. У высших животных внутрипопуляционное распределение регулируется системой инстинктов. Им свойственно особое территориальное поведение – реакция на местонахождение других членов популяции.

В зависимости от характера оседлокочевых. Оседлые животные в течение всей или большей части жизни используют довольно ограниченный участок среды. Им присущи инстинкты привязанности к своему участку, регулярное возвращение к месту размножения после длительных и дальних миграций.

Кочевые животные совершают постоянные передвижения в пространстве, так как они зависят от запаса корма на данной территории. Кочевой образ жизни характерен преимущественно

Рис. 4.2. Основные типы распределения особей популяции по территории по Ю. Одуму

для стад и стай (кочующие группы многих рыб во время нагульных миграций, стада слонов, зебр, антилоп, северных оленей и т. п.). Перемещение кочующих видов по площади обычно происходит за сроки, достаточные для восстановления кормовых ресурсов на пастбищных участках. Масштабы и длительность таких миграций определяют обилие пищи и численность стада.

Этологическая (поведенческая) структура. Она отражает разнообразные формы совместного существования особей в популяциях. Одиночный образ  жизни следует выделить в первую очередь, хотя полностью одиночного существования организмов в природе нет, так как в этом случае было бы невозможно размножение. С е м е й н ы й о б р а з жизни – усиливаются связи между родителями и потомством, начинает заметно проявляться территориальное поведение животных. Путем различных сигналов, маркировки, угроз и тому подобного обеспечивается владение участком, достаточным для выкармливания потомства.

Стая – временное объединение животных, проявляющих биологически полезную организованность действий (для защиты от врагов, добычи пищи, миграции и т. п.). Наиболее широко стайность распространена среди рыб и птиц, хотя встречается и у млекопитающих (например, у собак).

Стадо – длительное или постоянное объединение животных, в котором осуществляются все основные функции жизни вида: добывание корма, защита от хищников, миграция, размножение, воспитание молодняка.

Основу группового поведения в стадах составляют взаимоотношения доминирования. Характерно наличие временного или относительно постоянного лидера, которому подражают особи стада.

Активное руководство стадом (специальные сигналы или угрозы) осуществляют вожаки. Иерархически организованному стаду свойственен закономерный порядок перемещения, определенные позиции при защите от врагов, расположение на местах отдыха и др. (рис. 4.3).

Колония – это групповое поселение оседлых животных на длительное время или на период размножения. По сложности взаимоотношений между особями колонии очень разнообразны, наиболее сложные отношения складываются в поселениях для общественных насекомых (термитов, муравьев, пчел, ос и др.), возникающие на основе сильно разросшейся семьи. Члены колоний постоянно обмениваются информацией друг с другом.

Рис. 4.3. Походный порядок стада павианов: а – в пути; б – при нападении хищника (по Ф. П. Фуэнтэ); В – вожаки; Н – самцы низкого ранга; С – самки; М – молодняк

4.4. Динамика популяций

Динамика популяций – это процессы изменения ее основных биологических показателей (численности, биомассы, структуры) во времени в зависимости от экологических факторов. Жизнь популяции проявляется в ее динамике – одном из наиболее значимых биологических и экологических явлений.

4.4.1. Кривые выживания

Кривая выживания представляет собой график зависимости от времени числа выживших на данный момент особей для некоторой начальной группы новорожденных. Каждому биологическому виду свойственна своя характерная кривая выживания. При построении графика по оси абсцисс откладывают относительный возраст, а по оси ординат – абсолютное число выживших особей или их процент от исходного числа по формуле:

Типичные примеры представлены на рис. 4.4.

Все животные и растения подвержены старению, которое проявляется в снижении жизненной активности с возрастом после периода зрелости. Непосредственные причины смерти могут быть разными, но в основе их лежит уменьшение сопротивляемости организма к неблагоприятным факторам, например болезням.

Кривая 1 на рис. 4.4 близка к идеальной кривой выживания для популяции, в которой старение – главный фактор, влияющий на смертность. Так, в современной развитой стране с высоким уровнем медицинского обслуживания и рациональным питанием большинство людей доживает до старости, но среднюю ожидаемую продолжительность жизни почти невозможно увеличить более чем до 75 лет. Поскольку даже в наиболее высокоразвитых странах детская смертность выше средней, она изображается начальным участком а, а наличие долгожителей – конечным участком б (кривая 1). Кроме того, на кривую выживания влияет фактор «случайной гибели», причины которой с возрастом могут меняться. Например, в Англии наибольшая смертность в результате автомобильных аварий приходится на возраст 20–25 лет.

Закономерность, аналогичная кривой 1, свойственна и однолетним растениям, например злаковым, ибо на поле все растения одного вида стареют одновременно.

Кривая 3 иллюстрирует изменения в популяции, у которой смертность относительно постоянна в течение всей жизни организмов (например, 50 % за определенное время). Причиной смерти преимущественно служит случай, и особи гибнут до начала заметного старения. Кривая, подобная этой, была получена, например, для «популяции» стеклянных (легко бьющихся) стаканов в кафетерии. В природе к таким видам относятся, например, устрицы, дающие огромное потомство, а также растения, размножающиеся благодаря рассеиванию большого числа семян. Большая или меньшая смертность среди молодых особей приводит к изменению крутизны опускания начальной части кривой 3.

К промежуточному типу относят кривые выживания таких видов, для которых смертность мало меняется с возрастом. В природе существует много видов птиц, ящериц, мелких млекопитающих и других организмов, имеющих кривые выживания 2, которые отличаются от прямолинейной диагонали некоторой выпуклостью (вогнутостью) или волнообразностью.

Форма кривой выживания часто меняется при изменении плотности популяции. С увеличением плотности кривая становится более вогнутой, т. е. при увеличении численности организмов их смертность возрастает.

Существуют также внутривидовые различия в кривых выживания. Причины могут быть разные и нередко связаны с полом. Так, женщины живут дольше мужчин, хотя причины этого точно не известны.

Рис. 4.4. Кривые выживания: 1 – человек или крупные млекопитающие; 2 – гидра или чернохвостый олень; 3 – устрица или рыба

4.4.2. Рост популяции и кривые роста

Если при незначительной эмиграции и иммиграции рождаемость превышает смертность, то популяция будет расти. Рост популяции является непрерывным процессом, если в ней существуют все возрастные группы. Скорость роста популяции при отсутствии каких-либо экологических ограничений описывает дифференциальное уравнение:

dN/dτ = rN, (4.1)

где N – численность особей в популяции; τ – время; r – константа скорости естественного прироста.

J-образная модель роста популяции. Если r > 0, то со временем численность популяции становится больше. Рост происходит сначала медленно, а затем стремительно увеличивается по экспоненциальному закону, т. е. кривая роста популяции принимает J-образный вид (рис. 4.5, а). Такая модель основывается на допущении, что рост популяции не зависит от ее плотности. Считают, что почти любой вид теоретически способен увеличить свою численность до заселения всей Земли при достатке пищи, воды, пространства, постоянстве условий среды и отсутствии хищников. Эта идея была выдвинута еще на рубеже XVIII и XIX вв. английским экономистом Томасом Р. Мальтусом, основоположником теории мальтузианства.

Рис. 4.5. Типы кривых роста численности популяции (модели роста популяции): а – J-образная; б – S-образная; K – поддерживающая емкость среды

«S-образная модель роста популяции. Иное развитие получает ситуация при ограниченности пищевых ресурсов либо при скоплении токсичных продуктов (отходов) метаболизма. Первоначальный экспоненциальный рост в исходных благоприятных условиях со временем продолжаться не может и постепенно замедляется. Плотность популяции регулирует истощение пищевых ресурсов, накопление токсикантов и поэтому влияет на рост численности. С увеличением плотности скорость роста популяции постепенно снижается до нуля, и кривая выходит на некоторый стабильный уровень (график образует плато). Кривая такого роста (рис. 4.5, б) имеет S-образную форму, и поэтому соответствующая модель развития событий называется S-образной. Она характерна, например, для дрожжей, фактором, ограничивающим их рост, является накопление спирта, а также для водорослей, самозатеняющих друг друга. В обоих случаях численность популяции не достигает уровня, на котором начинает сказываться нехватка элементов питания (биогенов).

На рост численности, в которой значительную (возможно, даже главную) роль играет пространство, также влияет перенаселенность. Лабораторные опыты с крысами показали, что по достижении определенной плотности популяции плодовитость животных резко снижается даже при избытке пищи. Возникают гормональные сдвиги, влияющие на половое поведение; чаще встречается бесплодие, поедание детенышей родителями и т. п. Резко ослабевает родительская забота о потомстве, детеныши раньше покидают гнездо, в результате чего снижается вероятность их выживания. Усиливается агрессивность животных. Подобные явления встречаются также в популяциях ряда млекопитающих, причем не только в лабораторных, но и природных условиях.

Скорость роста численности в S-образной модели определяет дифференциальное уравнение

dN/dτ = rN(1 – N/K), (4.2)

где K – поддерживающая емкость среды, т. е. максимальный размер популяции, которая может существовать в данных условиях, удовлетворяя свои потребности неопределенно долго.

Если N >K, скорость роста отрицательна. Если N <K, скорость роста положительна и величина популяции N стремится к K, т. е. приводится в соответствие с поддерживающей емкостью среды. Если N = K, скорость роста популяции равна нулю. При нулевом росте популяция стабильна, т. е. ее размеры не меняются, хотя отдельные организмы по-прежнему растут, размножаются и отмирают. Происходящее размножение уравновешивается смертностью.

В специализированной литературе J– и S-образные модели роста численности часто называют соответственно экспоненциальной и логистической.

Поддерживающая емкость играет решающую роль не только при росте популяции по S-образной, но также и по J-образной модели, ибо в некоторый момент времени все же наступает исчерпание какого-либо ресурса среды, т. е. он (или даже несколько одновременно) становится лимитирующим. Развитие дальнейших событий показано на рис. 4.6, а, б. После бума с внезапным выходом J-образной кривой за пределы уровня K происходит крах популяции, поэтому в иностранной литературе J-образная модель называется моделью типа «бум – крах» т. е. катастрофа, приводящая к резкому снижению численности. Причиной краха часто бывает внезапное резкое изменение условий окружающей среды (экологических факторов), понижающее поддерживающую емкость среды. Тогда огромное число особей, не способных эмигрировать, погибает.