Экологическая структура популяции
Экологи́ческая структу́ра популя́ции — деление любой популяции на группы особей, которые по-разному взаимодействуют с условиями окружающей среды.
Это наиболее мелкие территориальные группировки, которые формируются как совокупность элементарных популяций[1].
Структурная организация популяций[править]
.gif){kind=link}
Согласно принципу С. С. Четверикова, объединяющего индивиды в популяции, все живые существа представлены не отдельными единицами, а организованными в совокупности. Так как каждая популяция имеет опредёленную генетическую, фенотипическую, половозрастную и другую структуру, она должна состоять из минимального числа индивидов для поддержания стабильности этой структуры и сопротивляемости внешним факторам. Это и есть принцип минимального размера популяции. Этот размер не является константой для всех видов, он специфичен для каждой популяции. Если количество особей опускается ниже минимума, это грозит популяции вымиранием, так как она не сможет самостоятельно восстановиться. Однако популяцию можно восстановить искусственно, так как каждый индивид несёт в себе значительное количество генетических черт своего вида[2].
Члены популяции характеризуются типичными внешними признаками, похожими адаптациями и характерной реакцией на влияние факторов окружающей среды, своим типом динамики численности, демографической и географической структурой.
Популяция играет двойную роль в биологических системах различных уровней организации живой материи. С одной стороны популяция является частью генетико-эволюционной иерархии, отражающей филогенетические связи таксонов различного уровня и являющейся результатом эволюции форм жизни:
организм – популяция – вид – род – … – царство
В этом ряду популяция функционирует как форма существования вида, основной целью которого является выживание и размножение. Играя ключевую роль в микроэволюционном процессе, популяция служит элементарной генетической единицей вида. Особым характеристикам строения, физиологии и поведения особей, то есть их гетерогенности, способствуют условия обитания, и они являются результатом микроэволюционных процессов, происходящих в конкретной популяции. Изменения в популяциях в ходе адаптации к меняющимся факторам окружающей среды и закрепления этих изменений в генофонде в итоге приводят к эволюции вида. С другой стороны, находясь в тех же условиях среды, популяция образует трофические и прочие связи с популяциями других видов, формируя вместе с ними простые и комплексные биогеоценозы. Здесь она выступает в роли функциональной подсистемы биогеоценоза и является одним из элементов функционально-энергетического ряда:
организм – популяция – биогеоценоз – биосфера
«Двойственность» популяций также отражается в биологической противоречивости их функций. С одной стороны, они состоят из особей одного вида, поэтому они имеют одинаковые экологические требования к условиям среды и обладают схожими механизмами адаптации. Однако внутри самих популяций существует высокая вероятность острой внутривидовой конкуренции и возможности отсутствия устойчивых связей и взаимодействий между особями[3].
Острая конкуренция возникает при перенаселении, которое приводит к истощению жизненно важных ресурсов, таких как пища для животных или влага и плодородие для растений. Когда число особей в популяции слишком мало, она теряет свою системную целостность, и её устойчивость снижается. Решение этого противоречия является ключевым фактором для сохранения системной целостности. Оно включает в себя поддержание оптимальной численности и правильного баланса между процессами дифференциации и интеграции внутри популяции.
Степень обособленности популяций[править]
Если представители вида постоянно мигрируют и смешиваются на больших территориях, такой вид обычно состоит из небольшого числа крупных популяций. Большими миграционными способностями отличаются, например, северные олени и песцы. Результаты мечения показывают, что песцы могут перемещаться на расстояния в сотни, а порой более тысячи километров от мест своего размножения. Северные олени регулярно мигрируют на расстояния в сотни километров. Границы между популяциями этих видов обычно проходят по крупным географическим барьерам, таким как широкие реки, проливы, горные хребты и т. д. В некоторых случаях, подвижный вид с относительно небольшим ареалом может быть представлен единственной популяцией, как, например, кавказский тур, чьи стада постоянно мигрируют по двум основным горным хребтам этого массива.
При слабо выраженных способностях к миграции в рамках вида образуется множество мелких популяций, которые отражают неоднородность ландшафта. Число популяций у растений и малоподвижных животных прямо пропорционально зависит от степени разнообразия среды. К примеру, в горных областях территориальная дифференциация таких видов всегда сложнее, чем на открытых плоских пространствах[4].
Примером вида, у которого множество популяций определяется не столько дифференциацией среды, сколько особенностями поведения, является бурый медведь. Бурые медведи отличаются сильной привязанностью к своим местам обитания, поэтому на территории обширного ареала присутствуют множество относительно небольших групп, которые отличаются друг от друга рядом свойств.
Степень обособленности соседних популяций вида сильно различается. В некоторых случаях они разделены территорией, непригодной для обитания, и точно локализованы в пространстве, например, популяции окуня и линя в изолированных друг от друга озёрах или популяции пластинчатозубой крысы, белоусой славки, индийской камышевки и других видов в оазисах и долинах рек посреди пустынь.
Противоположный пример — это когда вид полностью заселяет обширные территории. Такой тип распространения характерен, например, для малых сусликов в сухих степях и полупустынях. Здесь их плотность населения повсеместно высока, и отдельные непригодные для жизни участки преодолеваются при расселении молодых особей, а в хорошие годы на них образуются временные поселения. В таких условиях границы между популяциями могут быть определены только условно, между областями с различной плотностью населения.
Другой пример полного распространения вида — семиточечная коровка. Они обитают в самых разных биотопах и природных зонах. Кроме того, этот вид характеризуется предзимними миграциями. В таких случаях границы между популяциями почти не заметны. Но поскольку особи, обитающие совместно, контактируют друг с другом чаще, чем с представителями другой части ареала, можно считать, что население удалённых мест — это разные популяции.
В пределах одного и того же вида могут существовать популяции с хорошо различимыми и смазанными границами. На юге нашей страны у вредителя зерновых культур — клопа-черепашки — через 2,5-3 месяца после появления из яиц начинается миграция в леса предгорий. Расстояние перелётов колеблется от десятков до сотен километров, до мест зимовки под слоем древесного опада. Это расстояние зависит от уровня упитанности клопов, и в итоге на одной и той же зимовке оказываются особи из разных мест. Весенний разлет клопов зависит от направления ветра: они не всегда возвращаются в места своего рождения. Часть черепашек не совершает дальних перелётов, а остается зимовать в ближайших лесопосадках. Таким образом, происходит постоянное перемещение особей на обширных территориях, не позволяющее строго разграничить отдельные популяции. Вместе с тем, в опредёленных частях ареала (как горных, так и на равнинах) черепашки ведут относительно оседлую жизнь, совершая небольшие миграции.
Популяции обмениваются особями между собой, и этот процесс может быть регулярным или эпизодическим. Например, во время сезонных миграций ворон, некоторые молодые птицы остаются на местах зимовки, образуя пары с местными жителями. Контакты между популяциями различных видов рыб в озёрах происходят гораздо реже, например, в годы с особенно сильными паводками, когда изолированные водоёмы объединяются в одну водную систему.
Взаимодействие видов не ограничивается взаимодействием отдельных особей, хотя происходит через индивидуальные контакты. Взаимоотношения хищника и его жертвы недолговечны. Связь между популяциями этих видов продолжительна и является одним из условий существования сообществ. Результаты взаимодействия отдельных особей отличаются от результатов взаимодействия популяций. Например, продолжительное воздействие опредёленного паразита может привести к изменению физиологического состояния, рождаемости, продолжительности жизни хозяина и так далее. Взаимодействие популяций этих видов приводит к изменению их основных характеристик: численности, возрастному составу, смертности, скорости роста популяций[5].
Связи между популяциями поддерживают вид в целом. Длительная и полная изоляция популяций обычно приводит к образованию новых видов. Различия между популяциями могут быть разными. Они могут касаться не только групповых характеристик, но и качественных особенностей физиологии, морфологии и поведения отдельных особей. Эти различия возникают в основном под действием естественного отбора, адаптирующего каждую популяцию к определённым условиям ее существования.
Постоянные и временные популяции[править]
По способности к самовоспроизводству различают постоянные и временные популяции. Постоянные популяции могут быть либо независимыми — способными поддерживать свою численность без притока особей извне, либо полузависимыми — когда такой приток увеличивает численность популяции, но она также может сохраняться без него. Временные популяции также могут быть разных типов, но их общей особенностью является то, что их приплод не компенсирует смертность, и продолжительность их существования зависит от притока мигрантов. По размеру различают карликовые, обычные локальные и супер-популяции. Последние занимают обширные территории, состоят из большого количества особей и имеют топографическое единство, поскольку контакты между особями ослаблены расстояниями. Внутри них могут быть выделены суб-популяции разного масштаба.
См. также[править]
Литература[править]
- Данилов Н.Н. О возрастной структуре популяций птиц. — Русский орнитологический журнал, 2002.
- Михеев Алексей Васильевич Пространственная структура популяций у птиц. — Русский орнитологический журнал, 2010.
- Беклемишев Владимир Николаевич Пространственная и функциональная структура популяций. — Русский орнитологический журнал, 2015.
- Левитин М.М., Мироненко Н.В. Структура и ареалы популяций фитопатогенных грибов. — Биосфера, 2016.
Примечания[править]
- ↑ Анжелика Андреевна Митрофанова Структура популяций. Справочник от автор24. Проверено 12 марта 2024.
- ↑ Экологическая характеристика популяции. Всероссийский Экологический портал (14.06.2021). Проверено 12 марта 2024.
- ↑ Тема 3.1. Структура популяций, видовая структура сообществ. Электронный учебно-методический комплекс "Экология". Проверено 12 марта 2024.
- ↑ Структура популяций: половая, возрастная, генетическая, пространственная, экологическая.. StudFiles. Проверено 12 марта 2024.
- ↑ 3.2. Экологическая структура популяции. Механизмы регуляции численности популяции. Российская академия естествознания. Проверено 12 марта 2024.
 | Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Экологическая структура популяции», расположенная по адресу:
Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?». |
|---|