Екологія: біологія взаємодії. 4.16. Регуляція чисельності популяції





 

 

 

Українська мова (найновіша версія) / Русский язык (обновление прекращено)

Д. Шабанов, М. Кравченко
Екологія: біологія взаємодії

Частина I. Біосистеми та біосфера
Частина II. Екосистеми та популяції
Частина III. Організми та їх середовище
Частина IV. Людство

← 4.15. Екологічні стратегії

4.16. Регуляція чисельності популяції

4.17. (доповнення) Стратегії внутрішньопопуляційноі взаємодії →

 

4.16. Регуляция численности популяции

В этой главе мы рассмотрели типы взаимодействий, в которые может быть вовлечена популяция. Все эти взаимодействия являются компонентами экологической ниши популяции и вида. Все они оказывают влияние на то, какая стратегия данного вида и его конкретной популяции окажется оптимальной. А разве стратегии разных популяций, относящихся к одному виду, могут отличаться? Принципиально они сходны, однако изменения видовой стратегии, вызванные внешними условиями, возможны. Вспомните: при совместном выращивании в течение относительно небольшого времени популяции жертвы и паразитоида «учатся» развиваться в достаточно стабильном режиме без резких скачков численности (рис. 4.12.2). В естественных условиях не два вида приспосабливаются друг к другу, а в целой их сети постепенно накапливаются взаимные приспособления, позволяющие избегать резких скачков численности. Эти приспособления проявляются на уровне наследственности отдельных особей, составляющих популяцию, и передаются от поколения к поколению.

А чем плохи резкие скачки численности популяции? Если резкое падение численности, вызванное взаимодействием между популяциями, выпадет, например, на период плохой погоды или на скачок численности популяции-конкурента, популяция может попросту вымереть. Популяции, которые вымирают, исчезают с лица Земли, и на их место приходят потомки тех популяций, которым в силу тех или иных приспособлений удавалось выжить. Задумайтесь: и на организменном и на популяционном уровне наш мир населен сплошь потомками победителей! У каждого организма всей бесконечной череде его предков удавалось произвести жизнеспособное потомство. Любая популяция продолжает преемственность непрерывной последовательности предковых популяций, которые смогли сохраниться при любых неблагоприятных воздействиях.

Впрочем, сказанное не означает, что скачки численности популяции обязательно оказывают на нее неблагоприятное воздействие. Некоторые популяции приспособлены к циклическому изменению своей численности, и она так же естественна для них, как стабильная численность — для других популяций (рис. 4.16.1). Приведем два хорошо изученных примера изменения численности популяций. Когда в XIX веке происходило освоение обширных территорий Аляски и Северной Канады, одной из первых категорий людей, которые приходили на эти земли, были зверобои — заготовители пушнины. Шкурки убитых животных скупала Компания Гудзонова залива, бухгалтерский учет которой стал важным для популяционной экологии документом. Как видно, численность обоих взаимодействующих видов совершала циклические колебания — примерно такие, какие предсказываются уравнениями Лотки–Вольтерра (рис. 4.16.2). Впрочем, как стало ясно в последние десятилетия, динамика численности пушных зверей была связана не только с их взаимодействием друг с другом, но и с внешними причинами, в частности — климатическими изменениями, влияющими на кормовую базу зайцев.

Рис. 4.16.1. Три различных типа популяционной динамики

Рис. 4.16.2. Один из лучше всего документированных случаев изменения численности видов хищника и жертвы — динамика численности рысей и зайцев по данным заготовителей пушнины, работавшим на Компанию Гудзонова залива

Второй пример, который мы рассмотрим, касается численности азиатской саранчи (рис. 4.16.3). Численность этого растительноядного насекомого обычно относительно невысока, но иногда вдруг скачкообразно увеличивается. Причины этого до конца не известны; определенную роль в этом феномене играет одиннадцатилетний цикл солнечной активности. Во время скачка численности меняется характер развития отдельных индивидов, они развиваются не в одиночные оседлые особи, а в стайные мигрирующие. Огромные стаи саранчи отправляются в путь на завоевание новых территорий, неся опустошение, голод и смерть…

Рис. 4.16.3. Для азиатской саранчи характерны периодические резкие вспышки численности

В этой главе рассмотрены отношения между популяциями, способные влиять на их численность. Мы можем заключить, что численность каждой популяции находится под контролем множества отрицательных обратных связей. Когда численность популяции начинает расти, ее сдерживают и недостаток собственных ресурсов, и переключение на питание ее особями хищников-полифагов, и избыточное размножение специализированных хищников, и рост паразитарных инфекций. Все эти факторы «возвращают» численность популяции к прежнему уровню и снижают давление на нее, когда эта численность оказывается невысокой. В зависимости от того, насколько существенным окажется отклонение численности популяции от нормы, к ее возвращению подключится большее или меньшее количество регулирующих ее факторов (рис. 4.16.4).

Рис. 4.16.4. Диапазоны колебаний численности популяции, в которых действуют различные механизмы регуляции ее численности

Мы уже сказали, что резкие скачки могут привести к гибели популяции. А как влияют на ее взаимодействие с конкурентами разные способы регуляции ее численности? Например, популяция, численность которой регулируется недостатком ресурса или конкуренцией со стороны другого вида, состоит в основном из «недокормленных» особей. Если скачок численности какого-то вида вызвал массовое распространение паразитов (эпизоотии и эпифитотии), большая часть особей этого вида находится в ослабленном паразитами состоянии. Зато подавляющее большинство особей вида, численность которого регулируется хищниками, может пребывать в оптимальной физиологической форме!

После сказанного вас уже не должны удивлять периодические колебания численности многих популяций. Удивление скорее должны вызывать популяции, численность которых остается на постоянном уровне. Например, в одном небольшом поселке в Нидерландах наблюдения орнитологов-любителей за городскими ласточками ведется уже несколько веков. И на протяжении всего этого времени численность ласточек в поселке остается практически постоянной — чуть больше полутора десятков гнезд плюс-минус одно–два гнезда! Как такое оказывается возможным?

До настоящего времени мы рассматривали регуляцию численности популяции внешними для нее механизмами. Однако этот параметр может эффективно контролироваться и внутренними для популяции причинами: взаимодействием между составляющими ее особями.