Динамические характеристики популяции

Популяция – это совокупность особей одного биологического вида, населяющих одну территорию, имеющих общий генофонд и возможность свободно скрещиваться. Популяция – элементарная форма существования вида в природе. Популяции эволюционируют и являются единицами эволюции видов и видообразования.

Различают половую, возрастную, генетическую, пространственную и экологическую структуры популяций.

Половая структура популяции – соотношение в ней особей разного пола. У многих организмов соотношение полов определяется различием хромосомных наборов мужских и женских особей, что обеспечивает равную численность полов. В ряде случаев соотношение полов определяется не генетическими, а физиологическими гормональными факторами. Это приводит к колебаниям соотношения самцов и самок в разных популяциях одного вида.

Возрастная структура популяции – соотношение в составе популяции особей разного возраста, представляющих один или разные приплоды одного или нескольких поколений. Возрастная структура популяции отражает интенсивность размножения, уровень смертности и скорость смены поколений.

Генетическая структура популяции определяется изменчивостью и разнообразием генотипов, частотами вариаций отдельных генов, а также разделением популяции на группы генетически близких особей, между которыми происходит постоянный обмен. В небольших изолированных и стабильных популяциях закономерно возрастает частота близкородственного скрещивания, что уменьшает генетическое разнообразие и увеличивает угрозу вымирания.

Пространственная структура популяции – это характер размещения и распределения отдельных членов популяции и их группировок на популяционной территории (ареале). Различают скученное, случайное и равномерное распределение особей в популяциях. Так образуются стаи, стада, колонии и другие объединения особей, благодаря чему достигаются различные защитные эффекты.

Экологическая структура популяции – это подразделенность всякой популяции на группы особей, по-разному взаимодействующие с факторами среды. Выявляются группировки по питанию, по двигательной активности. Часто наблюдается распределение функций при охоте на добычу, при уходе за потомством и т.п.

Для реализации нормальной структуры популяции она должна об-ладать некоторой минимальной численностью и плотностью, т.е. чис-лом особей, приходящихся в среднем на единицу площади или объема.

Численность и плотность популяций колеблется во времени – по годам, сезонам, от поколения к поколению. В разных популяциях растений и животных может быть и несколько десятков и миллионы особей; они могут занимать территории и в несколько квадратных метров, и во многие тысячи квадратных километров. Размер популяционной территории связан с радиусом репродуктивной активности. Численность популяции определяется соотношением рождаемости и смертности.

Потенциальная способность к размножению у многих организмов огромна. Однолетний мак производит до миллиона семян. Среди насекомых рекордсмен – матка термитов: она кладет по одному яйцу в секунду на протяжении всей жизни (у некоторых видов до 12 лет). У рыб сельдь на протяжении жизни откладывает от 8 до 75 миллиардов икринок. У млекопитающих в одном помете от одной (киты, слоны, приматы) до двадцати половых клеток (у серой крысы).

Высокая плодовитость компенсируется гибелью подавляющего большинства из-за сопротивления среды: недостатка пищи, конкуренции, болезней, паразитов, хищников, действия неблагоприятных абиотических факторов и т.п.

В связи с изменением условий среды численность и плотность популяций постоянно изменяется, но в любом случае она колеблется около уровня средней емкости среды.

Для поддержания длительного существования популяций главными факторами устойчивости являются:

- сохранение определенного уровня разнообразия и дрейфа генов в популяции, для чего необходима связь между популяциями одного вида;

- сохранение нормального соотношения между всеми параметрами популяционной структуры, а также между ними и совокупностью экологических условий;

- сохранение эффективной численности популяции.

В общем случае ожидаемая продолжительность существования популяции, как критерий ее «жизнеспособности» зависит от средней величины биотического потенциала (разности между удельной рождаемостью и удельной смертностью). Исследования показали, что для высокой, 95%-ной, вероятности выживания в течение ближайших 100 лет популяция слонов должна иметь численность не ниже 100, а популяция мышей – не ниже 10000.