Екологія: біологія взаємодії. IV-02. Характеристики популяцій

IV-02. Характеристики популяцій

Популяції складаються із безлічі особин. Особливості їхнього складу вивчає демографія (буквально — «опис народу»), наука, методи якої розвивалися у першу чергу з описом динаміки чисельності та складу поселень людини. Демографічні характеристики популяцій можна розділити на дві групи: статичні та динамічні. Статичні характеристики популяцій (зверніть уваги: статичні, а не статистичні!) можуть бути визначені для конкретного моменту часу; прикладом таких характеристик може бути чисельність популяції. Хоч як швидко змінювалася б ця величина, у будь-який момент ми потенційно можемо встановити, скільки особин входить до складу тієї чи іншої популяції. До цієї ж категорії, крім чисельності популяцій, відноситься її статево-віковий склад (співвідношення у ній особин різного віку й статі), щільність (відношення чисельності популяції до зайнятої нею площі чи об'єму), характерний розподіл особин у просторі та деякі інші параметри.

Чисельність популяції може визначатися різними способами. Для визначення поголів'я великих, добре помітних організмів, що утворюють скупчення на відносно невеликих територіях, використовують прямий підрахунок. Так можна підрахувати гніздові колонії птахів (граків, качок), стада копитних (північних оленів). У деяких випадках ефективний спосіб мічення. При цьому тварин мітять і випускають туди ж, де вони були спіймані. За деякий час роблять новий вилов у тому ж місці, і за часткою мічених особин від загального числа відловлених визначають чисельність популяції. Так визначають чисельність земноводних, дрібних птахів, мишоподібних гризунів та багатьох інших тварин. Щоб зрозуміти цей підхід, розв'яжіть просту задачу. В популяції ропух було помічено 100 особин. Наступного року в цій популяції у вибірці зі 120 особин 8 виявилися міченими. Яку можна дати оцінку чисельності популяції? А якщо оцінити втрату особин за рік в одну чверть від загальної чисельності нерестового стада, як зміниться оцінка чисельності популяції?   

У разі дрібних організмів поширеним підходом для визначення чисельності особин є відбір проб і підрахунок кількості особин в них. При цьому вимірюється щільність — кількість особин, що припадають на одиницю простору. Щільність наземних організмів визначають на одиницю площі, а популяцій планктонних організмів — на одиницю об'єму водної товщі. Іноді щільність оцінюють як кількість зустрічей на маршруті. Так оцінюють птахів по співу у весняний період, ссавців — по слідах узимку.

Ще однією статичною характеристикою є просторовий розподіл особин і їх груп. Виділяють три основні типи просторових розподілів: випадкове, регулярне і групове. При випадковому розподілі знаходження кожної особини ніяк не залежить від розташування інших особин. У природі воно зустрічається лише у рідкісних випадках.

Регулярний розподіл спостерігається у тому випадку, коли між особинами діють сили відштовхування (наприклад, для них характерний захист індивідуальної території). У густому ялиннику стовбури окремих дерев віддалені один від одного на відстань максимум двох крон, а дерево, що стоїть самотньо, затінює простір навколо стовбура, запобігаючи зростанню проростків і, відповідно, розвитку нових особин цього виду. Таке розміщення часто зустрічається й у штучно створених екосистемах (парках, агросистемах).

При груповому розподілі (плямистому, агрегованому) імовірність знаходження порожніх ділянок і ділянок із декількома особинами набагато вища, ніж при випадковому розподілі. Яскравим його прикладом є розташування трав'янистих рослин на болоті, коли вони займають підвищені ділянки, утворюючи «плямисті» скупчення. Як і розташування окремих особин, розподіл груп може також бути випадковим, регулярним або плямистим.

Наведеним вище переліком статичні характеристики популяцій не вичерпуються. Наприклад, видам, для яких характерна внутрішньопопуляційна ієрархія (порядок підпорядкування), важлива ієрархічна структура популяцій — відбиття статусу окремих особин та їхніх відносин між собою.

А які процеси призводять до зміни статичних (тобто зовсім не незмінних!) характеристик популяції? Народжуваність, смертність, міграції — динамічні характеристики. Природа цих параметрів така, що вони можуть бути виміряні тільки для певного проміжку часу. Найважливіші динамічні характеристики популяції можуть бути об'єднані у наступну просту формулу:

Зміна чисельності = (народжуваність + імміграція) — (смертність + еміграція)

При розгляді зміни чисельності необхідно також враховувати тривалість життя особин даної популяції. Для організмів кожного виду існує якась максимальна тривалість життя особин. Вона найчастіше необхідна як крайня точка при побудові кривих виживання і демографічних таблиць. Так у бактерій вона може становити десятки хвилин, а у деревних рослин — десятки століть.