Размножение регуляция численности


Популяции в географическом районе всегда достигают константы в течение определённого периода времени, так как существует ряд ограничительных факторов, регулирующих рост их численности. Они условно разделены на две большие группы — зависящие и независящие от плотности.

К этой группе относятся параметры, которые ограничивают рост популяции в зависимости от количества её членов. Например, доступность питания может быть фактором, который контролирует прирост жителей. Если плотность биоценоза низкая, то ограниченный продовольственный ресурс может быть достаточным для поддержания жизни всего населения в данном географическом районе. Однако по мере увеличения плотности обитателей, доступность продовольствия станет низкой, и ареал скоро достигнет максимальной пропускной способности. Таким образом, количество пищи становится фактором, зависящим от плотности, который регулирует численность популяции. Процесс возврата обитателей в исходное количество принято называть регуляцией.

Зависимые от плотности ограничивающие факторы, как правило, связаны с биотическими живыми организмами, а не с физическими особенностями окружающей среды. К ним относятся:


  • Конкуренция среди обитателей. Когда популяция достигает высокой плотности, некоторые особи пытаются использовать такое же количество ресурсов, что приводит к борьбе за еду, воду и другие средства, необходимые для выживания и размножения.
  • Хищничество. Группы с большой плотностью населения могут привлекать хищников. Когда хищники поедают особей из большой популяции они, уменьшая её, увеличивают собственную. Это создаёт интересные циклические шаблоны.
  • Болезни и паразиты. Болезни, которые имеют смертоносный характер, часто развиваются в больших группах. Так же это касается распространения паразитов.

Регуляция численности популяции может так же принимать форму поведенческих или физиологических изменений в организмах населения. Например, лемминги, реагируют на высокую плотность населения, эмигрируя группами в поисках нового, более просторного места обитания.

Модификация — это набор факторов, регулирующих население, которые не зависят от его плотности. Например, дикий огонь может убить большое количество кенгуру, независимо от плотности его популяции в этом районе. Вероятность смерти животных не зависит от их количества.

Другие факторы, не зависящие от плотности, которые регулируют численность населения в ареале их обитания:

  • стихийные бедствия, такие как наводнения, пожары, тайфуны;
  • загрязнение воздуха, воды и окружающей среды в целом.

Независимые от плотности факторы не ограничивают размер популяции, когда они выходят за пределы пропускной способности окружающей среды. Они вызывают резкие изменения в популяциях и иногда могут вызывать полное исчезновение биоценоза.

В отличие от регуляторных факторов, модификаторные факторы не могут поддерживать численность популяции на постоянном уровне. Зачастую они приводят к резким и неустойчивым изменениям количества обитателей, в том числе к полному уничтожению небольших групп.

Источник: ECOportal.info

Гомеостаз популяции — поддержание определенной численности (плотности). Изменение численности популяции зависит от целого ряда факторов среды — абиотических, биотических и антропогенных. Однако всегда можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность, миграцию особей и т.д.

Факторы, регулирующие плотность популяции, делят на зависимые и независимые от нее. Зависимые от плотности факторы изменяются вместе с изменением плотности популяции. К ним относят биотические факторы. Независимые от плотности факторы остаются постоянными с изменением плотности популяции. Это абиотические факторы.

Популяции многих видов организмов способны к саморегуляции своей численности.

Выделяют три механизма торможения роста численности популяций:


  1. при возрастании плотности повышается частота контактов между особями, что вызывает у них стрессовое состояние, уменьшающее рождаемость и повышающее смертность;
  2. при возрастании плотности усиливается эмиграция в новые местообитания, краевые зоны, где условия менее благоприятны и смертность увеличивается;
  3. при возрастании плотности происходят изменения генетического состава популяции, например, быстро размножающиеся особи заменяются медленно размножающимися.

Понимание механизмов регуляции численности популяций чрезвычайно важно для возможности управления этими процессами. Деятельность человека часто сопровождается сокращением численности популяций многих видов. Причины этого — в чрезмерном истреблении особей, ухудшении условий жизни вследствие загрязнения окружающей среды, беспокойства животных, особенно в период размножения, сокращения ареала и т.д. В природе нет и не может быть «хороших» и «плохих» видов, все они необходимы для ее нормального развития.

В настоящее время остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП) издает «Красную книгу», в которой регистрирует исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные виды и «черный список» безвозвратно исчезнувших видов.


Для сохранения видов человек использует различные способы регулирования численности популяций: правильное ведение охотничьего хозяйства и промыслов (установление сроков и угодий охоты и отлова рыбы), запрещение охоты на некоторые виды животных, регулирование вырубки лесов и др.

В то же время деятельность человека создает условия для появления новых форм организмов или развития старых видов, к сожалению, часто вредных для человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельскохозяйственных культур и т.д.

Источник: jbio.ru

Популяция красной полевки, обитающая в благоприятных условиях, спасается от перенаселения, подавляя половое созревание молоди. Основная роль в торможении полового созревания отводится стрессу, вызываемому высокой плотностью животных. Более суровые экологические условия существования другой популяции как таковые сдерживают рост ее населения, но в некоторые годы – при достижении критической плотности животных – механизмы авторегуляции могут включаться и здесь.

Регуляция численности особей в популяции в зависимости от ее плотности – одна из проблем организации жизни на популяционном уровне, разрабатывавшихся выдающимся российским зоологом, экологом-эволюционистом академиком И.А.


ловым, 90-летию которого посвящен ряд статей первого номера Журнала общей биологии за 2012 год (учебник И.А. Шилова «Экология» в формате djvu можно скачать здесь, см. также: «Стресс как регулятор численности популяций», «Что тревожит больших песчанок»). «Функционирование популяций тесно и противоречиво связано с плотностью населения», — писал И.А. Шилов. С одной стороны, рациональное использование ресурсов подразумевает ограничение плотности, с другой – взаимодействие особей требует определенной их концентрации.

Поддержание некого оптимального уровня плотности населения, диктуемого видовыми различиями, изменением биомассы кормовых объектов, погодой, другими экологическими условиями – сложный процесс биологического регулирования, действующий по принципу обратной связи. Известно, что у млекопитающих, которым свойственны значительные колебания численности, в том числе быстрое ее нарастание (мышам, полевкам, леммингам), чрезмерная скученность особей порождает стресс. Такой стресс, обусловленный перенаселением, вызывает в свою очередь усиление миграции животных, сокращение репродуктивного периода, подавление созревания и, как следствие, размножения особей. Авторегуляция численности, когда на ее пике часть представителей популяции менее активно размножается, во-первых, позволяет не доводить животных до прямой конкуренции за пищу, убежища и пр., что привело бы к их неизбирательной гибели и, таким образом, эта авторегуляция полезна для выживания популяции как целого. Во-вторых, сокращение репродуктивных затрат в период излишней численности и перенос рождения потомства на следующий сезон, когда оно будет иметь больше шансов на успех, может дать преимущество и самим отсрочившим размножение особям.


Обычно плотностнозависимая регуляция численности популяций через стресс наблюдается в густонаселенных ареалах с обильным кормом и хорошим климатом, в то время как неблагоприятные условия существования сами по себе препятствуют демографическому взрыву. Однако даже в бедных ресурсами местообитаниях случаются отдельные годы, когда плотность населения достигает пороговых значений, превышение которых повлекло бы истощение ресурсов среды. И тогда механизмы авторегуляции могут запускаться.

В статье Е.А. Новикова, В.В. Панова (Институт систематики и экологии животных СО РАН) и М.П. Мошкина (Институт цитологии и генетики СО РАН) приведены результаты сравнительного анализа двух популяций красной полевки (Myodes rutilus, рис. 2), одна их которых обитает в низкогорной тайге долины Телецкого озера (северо-восточный Алтай), а вторая – на территории Центрального Сибирского Ботанического сада СО РАН (вблизи Новосибирского научного центра – ННЦ). Мягкие зимы с обильным снегом и богатый ягодами кедрово-пихтово-березовый лес создают комфортные условия для жизни алтайских полевок. Пригородный парковый лес, подвергающийся рекреационной нагрузке, и холода, вызывающие промерзание почвы до выпадения снега, делают второй ареал менее удачным.


Численность зверьков оценивалась по их попаданию в живоловки и ловчие канавки с цилиндрами. Очевидно, что количество пойманных полевок зависит как от числа выставленных ловушек, так и от того, сколько суток эти ловушки стоят и ждут свою полевку. В таких случаях, для объективного сравнения численностей нескольких популяций, измеренных таким образом, оценивают численность по отношению к 100 ловушко-дням (в данном случае, к 100 цилиндро-дням), то есть сколько особей попалось, если стояло столько-то ловушек столько-то дней. Если, например, в 25 цилиндров, стоявших 4 дня попалось 10 особей, то говорят, что относительная численность популяции составляет 10 особей на 100 цилиндро-дней (100цилиндро-дней = 25 цилиндров * 4 дня).

Прителецкая горно-таежная популяция была значительно более многочисленной (4,5-20 особей на 100 ц.с. – цилиндро-суток), чем популяция ННЦ (0,5-5,5 особей на 100 ц.с.). Плотность населения резко повышалась при переходе молодняка текущего года (сеголеток, рис. 2) к самостоятельной жизни, что в случае перенаселенности обостряло социальные конфликты и затрудняло интеграцию сеголеток в уже сложившуюся структуру. Молодые зверьки испытывали эмоциональный стресс, тормозивший их половое созревание. Так, доля половозрелых сеголеток ННЦ достигала 100%, составляя в среднем 81,6% от всей популяции, в то время как в более густонаселенной прителецкой популяции доля половозрелых особей среди сеголеток не превышала 80%, в среднем составляя всего 45,9% всех пойманных полевок. Причем, в прителецкой популяции количество половозрелых сеголеток было обратнопропорционально общей численности полевок и в пиковые годы уменьшалось до нуля, а в пригородной популяции никакой зависимости полового созревания молодняка от общей численности зарегистрировано не было.


Плотность оседлых особей в прителецкой популяции также была выше, чем в популяции ННЦ (40,9 и 9,3 ос./га). В первом случае при увеличении общего числа оседлых зверьков количество размножающихся самок нарастало только до определенного предела, затем оно стабилизировалось, после чего шло на спад. Здесь зависимость плотности размножающихся самок от общей плотности популяции наиболее достоверно и точно описывалось полиномом второй степени (рис. 3А). В популяции ННЦ количество размножающихся самок не достигало насыщения и увеличивалось по мере роста плотности популяции (рис. 3Б). Однако эта зависимость не носила однозначно линейного характера, она не менее успешно описывалась полиномом второй степени, т.е. количество размножающихся самок все же могло сдерживаться общей плотностью.

Продолжительность репродукции в среднем была одинакова в обеих популяциях. Тем не менее, сроки размножения прителецкой популяции показали обратную зависимость от численности: они сокращались в годы высокой численности, зато в следующие за пиком годы – увеличивались. В то же время у пригородных полевок какая-либо связь между длительностью размножения и численностью зверьков отсутствовала.


Ученые измеряли концентрацию в крови животных гормонов коры надпочечников, глюкокортикоидов. Этот гормон является одним из наиболее ярких примеров так называемых стресс-гормонов. В исследованиях, связанных со стрессом, содержание в крови глюкокортикоидов, – пожалуй, наиболее часто регистрируемый биохимический параметр, отражающий уровень стрессированности животных. Повышение уровня глюкокортикоидов позволяет адаптировать организм к стрессу, перераспределяя его ресурсы в пользу органов и тканей, наиболее существенных для противостояния неблагоприятным условиям.

Средняя концентрация глюкокортикоидов в крови полевок прителецкой популяции составляла 271,7 нг/мл. Причем концентрация глюкокортикоидов в крови половозрелых самок была выше, чем у половозрелых самцов (387,5 и 153,0 нг/мл). У неполовозрелых самцов уровень исследуемых гормонов оказался выше (265,7 нг/мл), чем у половозрелых. Неполовозрелые самки практически не отличались (370,4 нг/мл) от половозрелых. Максимальный уровень гормона был отмечен у беременных самок (722,4 нг/мл). У всех животных данной популяции уровень глюкокортикоидов, соответственно и стрессированность, менялись синхронно с изменением численности.

Увеличение концентрации глюкокортикоидов во всех половозрастных группах при повышении плотности населения свидетельствуют о наличии плотностно-зависимой регуляции численности посредством стресса в прителецкой популяции. Стресс-индуцированное подавление полового созревания молодых полевок, приводящее к стабилизации и последующему спаду численности размножающихся самок, играло здесь центральную роль.


Средняя концентрация глюкокортикоидов в крови красных полевок из популяции ННЦ была выше (411,8 нг/мл), чем у прителецкой популяции. Как и в предыдущем случае, уровень гормонов в крови половозрелых самок, был больше, чем у половозрелых самцов (636,6 и 257,1 нг/мл). У неполовозрелых зверьков обоих полов стресс-гормональный фон практически не различался между собой (474,5 и 492,4 нг/мл у самок и самцов соответственно), но значительно отличался от взрослых. Концентрация глюкокортикоидов у беременных самок сходна с таковой у прочих половозрелых самок. Межгодовые колебания глюкокортикоидов (у самцов) с численностью популяции никак связаны не были.

Высокий уровень глюкокортикоидов в крови полевок ННЦ был следствием стрессовой нагрузки, создаваемой факторами внешней среды, но, как правило, не подавлял созревания сеголеток. Несмотря на отсутствие достоверной временной корреляции между численностью популяции и концентрацией глюкокортикоидов в крови представителей ННЦ в целом, в 1994г. при демографическом всплеске возросла не только концентрация гормона, но усилилась вариабельность по этому признаку, приближаясь к таковой в плотнонаселенной прителецкой популяции в период сокращения числа полевок. Т.е. популяция ННЦ в этот период проявила сходство с прителецкой. Возможность полиномиальной аппроксимации зависимости числа размножающихся самок от общей плотности популяции ННЦ также позволяет предположить действие плотностно-зависимых механизмов регуляции численности.

Таким образом, функционирование плотностно-зависимых механизмов регуляции численности популяций оптимальных местообитаний очевидно. В то же время, вполне вероятно наличие этих механизмов и в менее благополучных популяциях – при достижении ими высокой численности.

Источник: elementy.ru

Твитнуть

Численность популяций и её регуляция в природе

Численность любой популяции чрезвычайно динамична, т. е. подвержена постоянным изменениям. Кривая роста численности популяции, показывающая, что она со временем достигает стабильного состояния, – это крайне идеализированная схема событий. На самом деле численность популяции не застывает на одном месте, а постоянно колеблется вокруг некоторого среднего уровня в соответствии с изменяющимися условиями. Размах этих колебаний может быть очень различным.

Выделяют три типа динамики популяций: стабильный, изменчивый и взрывной. Стабильным считается ход численности при изменениях всего в несколько раз, изменчивым – при колебаниях в десятки раз, а взрывная динамика характеризуется периодическим превышением обычной численности в сотни и тысячи раз.

В гнездах ястреба-перепелятника обычно 4–6 яиц. Родители не всегда могут выкормить всех птенцов, поэтому часть из них погибает. Среднее число птенцов, нормально вылетевших из гнезда, равно трем. На западе России смертность взрослых птиц в первый год жизни – около 50%, начиная со второго – около 40%. Средняя продолжительность жизни после вылета из гнезда – около 2 лет, максимальная – 9 лет. Перепелятники располагают свои гнезда на большом расстоянии друг от друга. При таких показателях размножения и смертности численность перепелятника варьирует в небольших пределах, в 2–4 раза, т. е. имеет стабильный характер.

Вспышки массового размножения сибирского шелкопряда обычно наступают после малоснежных и холодных зим. Морозы губят значительную часть паразитов-яйцеедов, которые обычно поражают до 90% яиц шелкопряда. Из сохранившихся кладок шелкопряда вылупляются гусеницы, которые сначала так и живут скоплениями. В этих скоплениях у них возникает так называемый эффект группы – ускоренное развитие по сравнению с одиночными гусеницами. При этом повышается обмен веществ, появляется темная окраска. Взрослые бабочки в период вспышек численности также темные, в разреженных популяциях – светлые. Оголенные шелкопрядом хвойные деревья обычно погибают. Бабочки, разлетаясь, создают очаги переживания до нового ослабления действия регуляторов.

Какие причины определяют размах изменчивости популяции на занимаемой ею территории?

На численность популяций влияют самые разнообразные факторы: и погода, и обеспеченность пищей, и хищники, и болезни, и возрастной состав, и соотношение полов и возрастных групп в самой популяции, и многие другие.

В этом многообразии, однако, можно четко выделить две группы факторов. Действие одних односторонне. Они влияют на популяцию, но сами не зависят от ее численности и плотности. Таковы в основном все абиотические факторы, например, все погодные условия: температура, дожди, ветры, солнечная радиация, давление и т. п. Они могут обусловить значительную смертность или, наоборот, благоприятствовать размножению. Эти факторы не регулируют плотность популяции, а просто отклоняют ее в ту или иную сторону. Их изучение важно для прогноза численности вида на данной территории.

Вторая группа факторов относится к регуляторам численности популяций. Регуляция – это двустороннее взаимодействие. Она возникает по принципу отрицательной обратной связи, когда рост численности популяции вызывает все увеличивающееся противодействие этому росту. Действие регулирующих факторов зависит от плотности популяции. Чем выше становится численность вида, тем сильнее растет противодействие. При падении численности действие регуляторов ослабевает. По этому принципу на популяцию действуют как другие виды, так и рост собственной плотности.

У видов, имеющих мало врагов (тигры, волки, слоны и др.), основную роль в регуляции численности играют не межвидовые, а внутривидовые связи. У таких видов сильно выражены территориальные отношения. Семья уссурийских тигров охотится на большой территории в несколько сотен квадратных километров. Молодые особи до двух-трехлетнего возраста остаются на территории родителей, но затем ее покидают. Размножаемость тигров невелика. Взрослые живут до 50 лет, самка за жизнь рождает 10–20 тигрят, из которых половина погибает в раннем возрасте по случайным причинам. При обилии дичи территория семьи уменьшается, при недостатке увеличивается. Это основной регулятор плотности популяции. Главный фактор смертности тигров в настоящее время – охота на них человека.

Действительно, чем выше численность жертв, тем больше пищи для хищников и паразитов, тем быстрее могут распространяться возбудители опасных заболеваний и тем сильнее обостряется конкуренция внутри собственного вида.

Таким образом, факторы, регулирующие численность популяции, т. е. возвращающие ее к норме из состояния переуплотнения, – это в основном межвидовые и внутривидовые отношения, т. е. биотические связи. Именно они удерживают плотность популяции в определенных границах, не допуская виды до критического состояния – подрыва собственных ресурсов.

Однако, несмотря на сложность и переплетенность межвидовых и внутривидовых отношений в природе, некоторые виды могут на время “ускользать” от влияния регуляторов. Разберем, как это происходит, на примере отношений хищник – жертва.

Повышение плотности популяции жертв означает увеличение кормов для хищников. Добыча хищников возрастает. Например, горностай за одну охоту при обилии мышей добывает не одну, а три-четыре особи, больше, чем может съесть. Это быстрая реакция хищников на число жертв, и она часто может остановить рост их численности. Возникает изменчивый тип динамики популяции жертвы по принципу отрицательной обратной связи. Он характерен для видов в тех местах, где у них много постоянно действующих врагов-потребителей. Любое увеличение численности вызывает немедленную ответную реакцию по подавлению этой численности.

Реакция хищника не всегда способна затормозить рост численности жертв, потому что у любой особи потребителя есть предел насыщения.

Если жертвы размножаются быстрее, чем их ловят хищники, рост их популяций продолжается.

Усиление воздействия на жертв связано с размножением самих хищников. Их число, а следовательно, и число потребляемых ими жертв увеличивается при этом в геометрической прогрессии, и их регуляторное влияние на популяции жертв резко возрастает. Число горностаев, например, после богатого кормом года может возрасти в 30–50 раз, их влияние на популяцию жертв увеличится в 120–200 раз.

Во внутривидовых отношениях также есть немедленные и запаздывающие реакции на собственную плотность. Например, территориальное поведение животных отражается на численности данного поколения, а падение плодовитости самок или увеличение доли самцов скажется только на численности будущего потомства.

Размножение регуляция численностиТаким образом, одни регулирующие факторы останавливают рост плотности популяций почти сразу же, другие – с запозданием.

Взрывы численности пустынной саранчи в Азии в течение XIX столетия.

От этого и зависит тип динамики численности. Если преобладает запаздывающая регуляция или вид на время освобождается от действия врагов, возникают взрывы численности.

Обычно регуляция численности видов в природе обеспечивается множественными связями. У насекомых, например, при умеренных темпах размножения популяции сдерживаются многоядными хищниками (птицами, землеройками, пауками, другими насекомыми и т. д.). С увеличением скорости роста, когда хищники уже не успевают выедать пополнение, увеличивается влияние специализированных по видам паразитов и наездников, которым при повышенной численности хозяев легче находить их яйца и личинок. Если же и паразиты не успевают за размножением популяции, то создается такая высокая плотность, при которой резко возрастает вероятность распространения инфекций. При еще более высокой плотности вступает в силу внутривидовая конкуренция.

Таким образом, на пути увеличения численности вида возникает множество последовательных преград, образующих надежную систему регуляции. Поэтому, хотя в природе насчитываются миллионы видов насекомых, большинство их не дает вспышек массового размножения.

Размножение регуляция численностиЧто происходит, если антропогенное воздействие ослабляет регуляторные связи в природе? Яркий пример этому – распространение сельскохозяйственных вредителей. До возникновения промышленного земледелия виды, которые мы называем вредителями, не были ими, потому что не размножались в таких количествах, находясь под влиянием многочисленных регуляторов. При сплошной распашке земель, в обедненных видами сообществах тип динамики численности многих насекомых, питающихся культурными растениями, превратился из стабильного в сильно изменчивый или взрывной, доставляя много неприятностей человеку.

Виды насекомых, ставшие опасными вредителями сельского хозяйства.
Левый столбец сверху вниз: шведская муха; гессенский комарик; жук-кузька; хлебный пилильщик.
Правый столбец сверху вниз: озимая совка; луговой мотылек; клоп вредная черепашка; злаковая тля.

Современные представления о динамике популяций дают возможность предсказывать ход численности отдельных видов, а также усиливать или ослаблять регуляторные связи в управлении их численностью. Обязательным условием для этого является глубокая изученность экологических связей конкретных популяций.

< Предыдущая страница "Рост численности и плотность популяций"

Следующая страница "Биоценоз и его устойчивость" >

Источник: biolicey2vrn.ru

Популяции живых организмов обладают способностью к естественной регуляции плотности, т.е. плотность популяции при более или менее значительных колебаниях остается в устойчивом состоянии между верхним и нижними пределами, за границы которых она выходит не может.

При благоприятном сочетании всех условий плотность популяции имеет определенный оптимум.

При любом отклонении плотности от этого оптимума в действие автоматически включаются механизмы внутрипопуляционной регуляции численности, направленные на поддержание плотности популяции на уровне, близком к оптимальному.

Вся система внутрипопуляционной авторегуляции численности популяции работает по принципу обратных связей:

информация о плотности населения механизмы ее регуляции

Одним из основных механизмов внутрипопуляционной регуляции численности является непосредственная внутривидовая конкуренция за необходимые для жизни ресурсы, количество которых недостаточно для удовлетворения потребностей всех особей популяции

Достаточно хорошо изучена регулирующая роль внутривидовой конкуренции у многих видов насекомых, птиц, рыб и некоторых млекопитающих:

— у многих организмов при увеличении плотности населения внутривидовая конкуренция за пищу, места для обитания приводит к уменьшению размеров особей, снижению их плодовитости, возрастанию смертности молодых особей, замедлению скорости полового созревания, изменению соотношения полов, что резко снижает плотность популяции.

У некоторых видов птиц, рыб и других позвоночных животных под влиянием внутривидовой конкуренции за места обитания сформировался тип поведения, который называется территориальностью:

— многие птицы и животные метят границы своей территории, на которой добывают пищу, строят гнезда или жилища, выкармливают молодняк и защищают ее от вторжения особей того же вида, что препятствует чрезмерному уплотнению популяции.

У растений регуляторными механизмами численности популяции служит прежде всего внутривидовая конкуренция:

— у растений внутривидовая конкуренция за свет, влагу, минеральное питание в случае увеличения плотности произрастания может привести к замедлению общего роста растений, уменьшению количества семенной продукции, а также к самоизреживанию — подавление наиболее слабых растений сильными, которые обладают более высокими способностями интенсивного использования жизненных ресурсов.

Важным механизмом внутрипопуляционной регуляции численности является эмиграция особей, интенсивность которой зависит от плотности популяции:

— у некоторых насекомых, птиц и млекопитающих при определенной величине плотности популяции отмечается выселение части особей в другие части ареала с менее благоприятными условиями обитания.

— у некоторых видов насекомых повышение плотности популяции приводит к изменениям развития и появлению крылатых особей, способных расселяться.

Выселение особей из состава популяции является широко известным явлением. По существу в этом заключается первая реакция популяции на возрастание плотности населения; при этом расширяется занятая популяцией территория и оптимальная плотность поддерживается без снижения численности.

Когда ресурсы доступной для расселения территории полностью исчерпываются, тогда для поддержания оптимальной плотности населения включаются механизмы активной регуляции плодовитости и смертности.

Внутрипопуляционные механизмы поддержания оптимальной плотности населения путем регулирования уровня размножения и смертности очень многообразны и могут иметь характер физиологических, поведенческих, демографических реакций организмов на изменение их плотности.

При этом необходимо отметить, что чем выше уровень организации живых организмов, входящих в состав популяции, тем сложнее механизмы регуляции их плотности.

По уровню сложности все механизмы внутрипопуляционной регуляции плодовитости и смертности в общем виде могут быть представлены тремя вариантами:

Вариант 1

информация о плотности ↔ механизмы регуляции плотности

В этом варианте конкретный фактор, выступающий в роли источника информации о плотности населения, одновременно обладает физиологическим воздействием, прямо влияющим на плодовитость и смертности.

Этот вариант регуляции плодовитости и смертности очень широко распространен среди низших организмов (простейшие, моллюски, ракообразные, некоторые виды насекомых, рыб, и др.) в виде химической регуляции с помощью выделяемых в среду химических веществ (метаболитов или специфических веществ), концентрация которых в среде изменяется параллельно изменениям плотности населения.

С увеличением плотности населения происходит повышение концентрации метаболитов, что непосредственно приводит к повышению смертности и приостановке размножения отдельных организмов.

— так, крупные головастики, выделяя в воду частицы белковой природы, способны тем самым задерживать рост других, более мелких головастиков. При этом одна крупная особь может задержать рост всех других в 75 л аквариуме.

У высших организмов, для которых большую роль в процессах регуляции плотности населения играют сложные формы поведения, регуляторные механизмы плодовитости и смертности могут иметь характер поведенческих реакций организмов на изменение их плотности.

При этом поведенческие реакции, через которые трансформируется информация о плотности населения, могут либо прямо выступать в роли регуляторов плотности (вариант 2), либо могут служить “пусковым механизмом” физиологических реакций, осуществляющих регуляторную функцию (вариант 3).

Вариант 2

информация о плотности поведенческие реакции механизмы регуляции плотности

Этот более простой вариант регуляция через поведение заключается в том, что информация о плотности населения стимулирует специфические формы поведения организмов, которые непосредственно влияют на уровень смертности и размножения:

— у многих видов птиц, рыб и других животных информация о возрастающей плотности выражается в увеличении частоты контактов, в том числе агрессивных, что в конечном итоге может привести к увеличению смертности через нарушение родительского поведения вплоть до полного прекращения заботы о потомстве (птицы выбрасывают яйца и птенцов из гнезд);

— у некоторых видов рыб, у земноводных и других животных нередко при чрезмерном возрастании плотности возникает каннибализм.

Вариант 3:

информация о плотности поведенческие реакции физиологические реакции механизмы регуляции плотности

Этот наиболее сложной вариант регуляции через поведение заключается в том, что вся информация о плотности населения способствует проявлению определенных форм поведения, которые в свою очередь стимулируют формирование специфических физиологических реакций, которые затем непосредственно влияют на уровень смертности и размножения.

Классическим примером такого механизма внутрипопуляционной регуляции численности является стресс-реакция.

Это явление проявляется в переуплотненных популяциях, где часть особей вследствие увеличения частоты конфликтных ситуаций испытывают состояние напряжения (стресса), в результате чего у них возникают такие физиологические изменения, которые приводят к резкому сокращению рождаемости и увеличению смертности.

При этом животные становятся настолько агрессивными (жестокие драки, нетерпимость присутствия соседа и т.д.), что у них полностью прекращается размножение.

При снижении плотности населения внутрипопуляционные контакты приходят к норме, стресс снимается и в популяции увеличивается рождаемость и снижается смертность.

Подводя итоги, отметим, что вся информация об изменении плотности населения служит сигналом для автоматического включения внутрипопуляционных механизмов регуляции, действие которых направлено на поддержание в популяции устойчивой стабильности.

Тенденция живых систем, в том числе и популяций, поддерживать внутреннюю стабильность с помощью внутрипопуляционных регулирующих механизмов называется гомеостазом.

Все биологические системы, в том числе и популяции, характеризуются большей или меньшей способностью к саморегуляции, т.е. к гомеостазу.

С помощью саморегуляции поддерживается в целом существование каждой живой системы — ее состав и структура, характерные внутренние связи и преобразования в пространстве и во времени.

Саморегуляция является необходимым приспособлением организмов для поддержания жизни в постоянно меняющихся условиях внешней среды.

Однако следует учитывать, что популяция существует не изолированно, а вместе с популяциями других видов входит в состав сообщества (биоценоза).

При этом биоценоз в целом и входящие в его состав популяции других видов существеннейшим образом влияют на данную, конкретную популяцию, а каждая популяция, со своей стороны, воздействует на биоценоз, в состав которого она входит. Устойчивое существование биоценоза возможно только при определенных количественных соотношениях всех компонентов.

Поэтому в природе наряду с механизмами внутрипопуляционной автоматической регуляции численности широко распространены и внепопуляционные (межпопуляционные) механизмы автоматической регуляции численности.

Механизмы регуляции численности популяций, основанные на сложных межвидовых взаимоотношениях (межвидовая конкуренция, хищничество, паразитизм и др.) будут рассмотрены в теме 1У.

Источник: studfile.net


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.