Популяция экологиясы-демэкология

Вирустар мен микроағзалардан  бастап жоғары сатыдағы өсімдіктер мен  жануарларға дейінгі тірі ағзалардың бәріне тән қасиет - мутацияға ұшырау мүмкіндігі. Мутация - табиғи немесе жасанды жолмен тұқым қуалайтын генетикалық материалдың өзгеруі нәтижесінде ағзаның кейбір белгілерінің өзгеруі. Популяцияның жастық құрылымы особьтардың барлық жас топтарын, оның ішінде ағзаның барлық даму стадиялары мен фазаларын қамтиды (мысалы, жәндіктердің қуыршақтары мен личинкалары, өсімдіктер өскіндері).

Жануарлар популяциясында үш экологиялық жасты бөледі: репродуктив  алды (өндіруге дейінгі), репродуктивті (өндіруші) және репродуктив соңы (өндіруден  кейін). Жалпы өмірінің ұзақтығына қатысты  әрбір жастың ұзақтығы әр түрде әрқалай  болады. Адамдарда әрбір жас тобына бүкіл өмірінің үштен бір бөлігі келеді. Ал көптеген өсімдіктер мен  жануарларда алғашқы Жас тобы ұзақ болып келеді.

Өсімдіктердің тіршілік циклын 4 кезеңге біріккен 11 жастық күйге  бөледі

Тұқымды өсімдіктердің  жастық кезеңдері мен күйлері

Особьтың жастық құйі — ортамен белгілі бір қарым-қатынаста болатын онтогенездегі этаптары. Мысалы:

• оскіндер тұқымдағы қорлық заттармен және фотосинтез

әсерінен аралас қоректенеді;

• ювенильдік өсімдіктер өздігінен дербес қоректенеді, оларда

тұқым жарнақтары болмайды;

• имматурлық өсімдіктердің өркендері түптене бастайды;
• өсімдіктің генеративті кезеңге ауысуымен тек гүлдер мен

жемістер пайда болмайды, ағзада ішкі биохимиялық және физиологиялық  өзгерістер жүреді.

Осы күйдегі популяциядағы  особьтар ара қатынасын популяцияның жастық спектрі деп атайды. Жастық спектр ағзалардың өлу және туылу  белсенділігімен байланысты. Популяцияның жастық құрылымы сыртқы факторлар әсерінен өзгеруі мүмкін. Өйткені сыртқы факторлар  туылу және өлу процестерін қадағалап  отырады.

Егер популяцияда барлық жастағы особьтар біркелкі мөлшерде болса соғұрлым өміршең болады. Мұндай популяцияларды қалыпты деп атайды. Егер популяцияларда кәрі особьтар көп  болса оны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяциялар деп, ал жас особьтар саны көп популяцияларды инвазиялық немесе өсіп келе жатқан популяциялар деп атайды.

Популяциядағы әр жастағы  особьтардың сандық мөлшерін салыстыру  үшін жастық құрылымының гистограммасы  құрастырылады.

Жастық құрылымға талдау жасау жақын арада популяцияның бірнеше ұрпақтарының сандық мөлшерін білуге көмектеседі. Мұндай талдаулар  ауланатын балықтардың шамасын  білу үшін балық шаруашылығында жиі  қолданылады. Егер таңдап алынган табиғи популяцияның жастық құрылымының көрсеткіштеріне  ортаның әсері дәл анықталып  алынган болса, алдағы бес жылда  аулауға болатын балықтардың  мөлшері туралы дәлдігі жоғары болжамдар  алуға болады.

Популяцияның этологиялық (мінез-құлық) құрылымы - Жануарлар мінез-құлқы  ерекшеліктерін этология ғылымы зерттейді, яғни, бір популяциядагы особьтардың бір-бірімен қарым-қатынасын популяцияның экологиялық немесе мінез- құлық құрылымы деп атайды.

Популяциядағы жануарлардың мінез-құлқы түрдің қалай: жеке тіршілік ете ме, әлде топтаньш тіршілік ете  ме - соған байланысты

Жеке тіршілік ету көптеген түрлерде, бірақ тіршілік циклының кейбір стадияларында ғана кездеседі. Түрдің өмір бойы жеке тіршілік етуі табиғатта  кездеспейді. Өйткені онда негізгі  функция - көбею болмайтын еді. Алайда кейбір бірге тіршілік ететін түрлерде өте әлсіз, сирек байланыс болады. Бұған мысал ретінде кейбір су жануарларын айтуға болады. Оларда ұрықтану сырттай жүреді (сегізаяқ). Ал кейбір іштей үрықтанатын түрлерде де аталық және аналық особьтардың байланысы өте қысқа, тек копуляция (шағылысу) кезінде ғана болады (хан қызы, кейбір қоңыздарда, т.б.).

Жеке тіршілік ететін түрлерде особьтардың шоғырланып жиналуы  уақытша - көбею алдында, қысқы суықтан  пана іздеген кезде байқалады (мысалы, кейбір көбелектер күзде көптеп үйдің  шатырының астында немесе басқа  бір паналайтын жерлерде, жайындар мен шортан балықтар су түбіндегі  шұңқырларда).

Популяция ішінде особьтар арасындағы қатынастардың күрделенуі екі багытта жүреді: особьтар арасында жыныстық байланыстың күшеюі және ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстардың пайда болуы. Осының негізінде популяциялар ішінде құрамы және бірге болу ұзақтығы әртүрлі семьялар құрыла бастайды.

Ата-аналық жүітгардың құрылуы  қысқа да, ұзақ та уақытқа, кейде  тіпті өмір бойына құрылады. Мысалы, полиғамды бұлдырық, саңырау құр  аталықтары көптеген аналықтармен шағылысады да, бірақ тұрақты жұп түзбейді. Кейбір үйректерде (бізқұйрық) қыс кезінде  немесе миграция кезінде жүптар түзіп, аналықтары ұяларына орналасқан соң аталықтары оларды тастап кетеді. Көптеген торғайларда жүптары балапандарының қанаттары қатайғанша бірге болады. Аққу, тырна, көгершіндерде жүптар көптеген жылдар бойы, кейде өмір бойы бірге болады.

Жануарларда жүбын іздеу  көбею алдында күрделі болып, Мінез-құлықтары да өзгереді (мысалы, шалғынпы қоңыздарда жүп құру алдында  аталық особьтардың «билеуі», кейбір өрмекшілерде (қарақұрт) шағылысқан соң  ағалықтарының налықтарына қорек  болуы, құстарда үя салу және т.б.).

Жұптарын іздеген кезде  жануарлар арасында бәсекелестік күшейе түседі. Аталықтары арасында төбелестер, ритуалды қимыл-қозғалыстар күрделеніп жиілейді. Сөйтіп, көбею алдында  жануалар популяциясында особьтар арасындағы байланыстар күшеиіп - жұбын іздеу  белсенділігі арта түседі.

Семьялық тіршілік етуде  ата-аналары мен ұрпақтары арасындағы байланыстар күшті болады (мысалы, ата-анасының біреуінің жұмыртқасын  басып шығару, жауларынан бірлесіп қорғану және т.б.). Құстарда балапандары  үлкейгенше, аю, жолбарыс популяцияларында балалары бірнеше жыл ата- аналарьгаың  жанында, жыныстық жасқа жеткенше тәрбиеленеді.

Ұрпақтарын ата-анасының қайсысы күтуіне байланысты аталық, аналық және аралас типтері болады. Семьялық тіршілік етуде жануарлардың территориялдық мінез-құлқы анық байқалады: әртүрлі белгілер, өз территориясын  белгілеу, т.б.

Жануарлардың мұнан да үлкен бірлесіп тіршілік етуі - колониялар, үйірлер, табындар. Олардың негізінде  популяциядагы байланыстардың күрделене  түсуі жатыр.

Колония - жануарлардың бір  жерде топтасып тіршілік етуі. Олар ұзақ уақыт бойы немесе уақытша көбею  кезінде ғана болуы мүмкін (мысалы, шагала, гагар, тупиктерде уақытша).

Колонияның күрделі түрі - особьтар арасында қызметтердің бөлінуі. Бұл кейбір особьтардың тіршілігін сақтап қалуға әсер етеді. Мысалы, бір-бірін  әртүрлі белгілер беріп сақтандыру және жауларынан бірігіп қорғану. Кейбір қаздар, шагала, қарлығаштар шулап  жауларынан үяларын, балапандарын қорғап қалады. Ең күрделі колониялар кейбір жәндіктерде - термиттерде, араларда, құмырсқаларда  кездеседі (көбею, қорғану, ұя салу). Мұнда  тіпті еңбекті бөлісу де байқалады.

Үйір - жануарлардың уақытша  бірігіп тіршілігін жеңілдетуі (жауларынан қорғану, қорегін табу, миграция). Мұндай бірігу құстарда, балықтарда, иттерде көп кездеседі.

Қимыл-қозғалыстарын үйлестіру  бойынша үйірлер 2 топқа бөлінеді:

• Эквипотенциалды, яғни, үйір мүшелерінде айқын

доминанттар болмайды (балықтарда, кейбір құстарда).

• Көсемдері бар үйірлер (ірі құстарда, сүт қоректілерде).

Табын - үйірлерге қарағанда  біршама үзақ, түрақты тіршілік етеді. Мұндай топтардың негізін доминант-багыныштылық қатынастар құрайды. Табындардың бір  түрі - уақытша немесе біршама уақытта  түрақты көсемдері бар топтар. Көсем - бұл тәжірибелі топ мүшесі. Табынның миграциясын, қоректенетін жерді  және т.б. қасиеттерін көсемдері  анықтайды.

Көсемдіктің биологиялық  маңызы - жеке особьтардын тәжірибесі бүкіл топқа пайдалы болуында.

Топ эффекті - бірге тіршілік ету барысында особьтарда физиологиялық  процестердің қалыпты жүріп, өміршеңдігінің артуы. Топта тіршілік ету жүйке  және гормоналдық жүйелер бойынша  жануарлар ағзасындағы көптеген физиологиялық процестерге әсер етеді. Особьтарды жеке үстаган кезде (әдетте топта тіршілік ететін) зат  алмасу процестері өзгеріп, өміршеңдігі  нашарлай түседі. Мысалы, қойлар отардан  жеке қалғанда жүрек соғуы, тыныс  алуы жиілей түседі де, отарға қосылғанда қалпына келеді. Жарқанаттарда колониядан жеке қыстап шыққанда зат алмасу процесі тез жүріп, энергияның көп бөлінуіне алып келеді. Әдетте мұндайда жарқанаттар көбіне өліп қалады.

Топ эффекті жеке тіршілік ететін түрлерде байқалмайды. Егер мұндай түрлерді жасанды түрде басқа  түрлермен қосса, оларда тпіркену, бір-бірімен  соғысу жиілеп көптеген физиологиялық  көрсеткіштері оптимумнан ауытқи бастайды. Мысалы, құлақты кірпілер жеке .тіршілік еткен кезбен салыстырғанда топта  оттегіні 134% -ға көп паидаланады.

Популяция динамикасы

Популяция динамикасы - популяциядағы особьтардың сандық мөлшерін және оларды реттеудің механизмдерін зерттейтін популяциялық экологияның бөлімі.

Популяция динамикасының  негізгі белгілеріне жататындар:

• популяцияның сандық мөлшері - белгілі бір аумақтағы

немесе көлемдегі особьтардың  жалпы саны;

• популяция тығыздығы - белгілі бір жер аумагындағы

немесе көлемдегі особьтардың  орташа саны;

• популяциядағы туылу саны - белгілі бір уақыт ішінде көбею

нәтижесінде популяцияда  пайда болган жаңа особьтар саны;

• популяциядағы өлу саны - белгілі бір кезеңдегі

популяциядағы өлген особьтар саны;

• популяция өсімі - популяциядагы особьтардың туылуы мен

өлуі арасындағы сандық айырмашылық;

• өсу қарқьшы - белгілі бір уақыт ішіндегі популяциядағы

орташа өсім.

Мұндай демографиялық  белгілерді зерттеу популяция тіршілігінің заңдылықтарын, сәйкесінше жалпы экожүйедегі тұрақтылық негіздерін анықтауға мүмкіндік береді.

Популяцияның сандық мөлшері  мен тығыздығы - популяцияның сандық сипаттамасын көрсететін негізгі көрсеткіштер.

Әрбір популяцияға биотикалық потенциал тән, яғни, белгілі бір  уақыт аралығылда популяциядағы  особьтардьщ сандық мөлшерінің көбеюіне қабілеттілігі. Әртүрлі ағзаларда  биотикалық потенциал әрқалай. Көбеюдің жоғары потенциалы бар ағза- дерге, мысалы, кейбір бактерияларды жатқызуға болады. Әрбір 20 минут сайын жай бөліну арқылы көбейетін Bacillus coli бактериялары қолайлы жағдайларда бүкіл жер шарын 36 сағатта игеретін еді. Ал 7,5 млрд-қа дейін спора түзетін жауын саңырауқұлағы екінші ұрпағында бүкіл Жер бетін басып қалатьш еді.

Биотикалық потенциалдың мөлшері әр түрлі түрлерде әрқалай. Мысалы, еліктің аналығы бүкіл  өмірінде 10-15 лақты дүниеге алып келеді, нематод трихина (Trichinella spiralis) - 1.8 мың жұмыртқа салса, бал арасыньщ аналығы - 50 мың жұмыртқа, ал ай-балық (Mola mola) 3 млрд. уылдырық шашады. Бұл түрлердің  биоткалық потенциалы мұнан да жоғары, өйткені дамып келе жатқан жұмыртқалар  мен ұрықтардың көпшілігі туылмай  жатып өліп кетеді.

График бойынша популяцияның осылай өсуін көрсететін қисық сызықты  экспоненциалды деп атайды. Сонымен, қолайлы жағдайларда әрбір түрдің сандық мөлшері экспоненциалды (логарифмдік) қисық бойынша өсуге қабілетті. Сандық мөлшердің геометриялық өсу  қарқынын экспоненциалды өсу деп  атайды.

Популяция гомеостазы

Популяция гомеостазы Популяциялардын ішкі тұрақтылығын өз механизмдері арқылы реттеуін гомеостаз, ал популяцияның сандық мөлшерінің орташа шамадан ауытқуын олардың динамикалық тепе-теңдігі деп, яғни, белгілі бір жагдайдағы популяциялың өз саның бір қалыпта ұстап тұруын атайды. Әрбір жүйенің тіршілік етуі - оның құрамы мен құрылымы, ішкі байланыстары және уақыт пен кеңістіктегі өзгерісі өзін-өзі реттеу арқылы жүзеге асып отырады. Өзін-өзі реттеу - ағзалардың үнемі өзгеріп отыратын орта жағдайларында тіршіліктерін сақтап қалу үшін бейімделуі, ыңғайлануы. Популяцияның өзін-өзі реттеуі табигатта тең екі күш арқылы жүзеге асып отырады. Бір жағынан, бұл популяция санының өсуіне алып келетін барлық факторлардың жиынтығын құрайтын биотикалық потенциал (туылу, жаңа жерлерге қоныстану, қорғаныс механизмдері, т.б.), ал екінші жағынан - популяция санын азайтатын факторлар жиынтығы (судың, қоректің тапшылығы, ауа-райының қолайсыз жағдайлары, жыртқыштар, паразиттер, бәсекелестер, аурулар).

Сонымен популяция санының  өсуі, азаюы немесе бір қалыпты  болуы биотикалық потенциал мен  орта салмағының ара салмағына байланысты. Түр популяциясы санының өзгеруі  — оның биотикалық потенциалы мен  қоршаған орта жағдайлары арасындағы тепе-теңдіктің бұзылуының нәтижесі.

Реттеуші факторлар әсерін ағзалардың түраралық және түріші қарым-қатынастары  деңгейінде қарастыруға болады. Гомеостаздың түраралық механизміне жыртқыш-жемтік, иесі- паразит, бәсекелестік қарым-қатынастары  жатады. Бәсекелестік популяция іші  гомеостазының негізінде жатыр. Ол қатты және жұмсақ формада болуы мүмкін. Қатты формасы особьтардың өліміне алып келеді. Мысалы, орман қауымдастықтарында өскін кезінде 1 га жерде ағашты өсімдіктердің бірнеше жүз мың особы кездеседі. Қылқан жапырақты ағаштардың саны 100-120 жылдан кейін, жапырақты ағаштар саны 50-70 жылдан соң 1 га жерде әдетте 1000 особьтан, көбіне бірнеше жүзден аспайды. Көпшілігі бәсекелестік әсерінен өледі.

Жануарлар әлемінде түріші күресі каннибализм (өзі сияқтыларды  жеу) арқылы көрініс береді. Мысалы, каннибализм құбылысы кейбір кемірушілерге, жәндіктер личинкаларына, алабұға, шортан балықтарына тән.

Тығыз популяцияларда сандық мөлшердің реттелуінің басты  механизмі стресс-реакция болып  табылады. Егер популяцияға күшті  тітіргендіргіш әсер етсе, популяция  оған стресс-реакциямен жауап береді. Табиғатта стресстіц көптеген түрлері  бар:антропикалық, жүйкелік-психологиялық, шуыл әсері және т.б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер:

1.Бейсенова Ә.Б. Экология  және табиғатты тиімді пайдалану.  Оқу құралы. Алматы, 2004.