Структура популяции

Возрастная структура популяции

Это важная характеристика популяции, показывающая ее способность к размножению в данный момент и чего можно ожидать в будущем. Для каждой популяции характерны свои соотношения возрастных групп, которые зависят от особей (продолжительность жизни, время достижения половой зрелости, интенсивность размножения и т.д. – вырабатываются в процессе эволюции) и условий среды.

Обычно в молодых быстро растущих популяциях велика доля молодых особей, в популяции, находящейся в стационарном состоянии, возрастное распределение более равномерно, а в популяциях, численность которых снижается, велика доля старых особей.

Возрастные пирамиды. Существуют три типа возрастных пирамид:

а) б) в)

Популяции с высокой, умеренной и малой долей молодых особей

Если достигнуто стабильное возрастное распределение, временные отклонения от него могут быть вызваны лишь необычными возрастаниями рождаемости и смертности, после чего происходит самопроизвольный возврат к стабильной ситуации.

По мере развития человеческого общества постепенно переходит переход от пирамиды типа а к типу б и в.

Правило стабильности возрастной структуры популяции: любая популяция стремиться к стабильной возрастной структуре, четкому количественному распределению особей по возрастам (справедливо для высших организмов).

В популяциях животных выделяется три экологические возрастные группы: пререпродуктивная, репродуктивная, пострепродуктивная (у растений – стадия первичного покоя (семена), предгенеративная, генеративная, посгенеративная). Длительность этих возрастов варьирует у разных организмов.

У современного человека эти периоды примерно равны, у первобытного пострепродуктивный период был короче.

Цикада имеет личиночную стадию около 17 лет, а взрослые насекомые живут менее одного сезона.

Соотношение численности разных возрастных групп у промысловых птиц и пушных зверей служит показателем тенденции изменения численности популяции.

Иногда отмечается явление “доминирования возрастного класса” часто отмечаемое у промысловых рыб. Когда в определенный период отмечается высокая выживаемость икры и личинок, значительную часть популяции составляют особи определенного возраста. В этом случае в последующие годы размножение популяции подавляется, причем механизм этого еще не вполне ясен. Пример с североморской сельдью: рыбы возрастного класса 1904 года преобладают в улове с 1910 года, когда стали достаточно крупны, до 1918 года. Такая ситуация временами порождает периодичность уловов.

Пространственная структура популяции

Распределение особей может быть: 1) случайным, 2) равномерным, 3) групповым (случайное групповое, равномерное групповое, с образованием скоплений групп).

Случайное распределение наблюдается тогда, когда среда относительно однородна, а особи не стремятся объединяться в группы, а факторы среды в пространстве изменяются случайным образом.

Равномерное – там, где между особями очень сильна конкуренция или существует антагонизм, способствующий равномерному распределению в пространстве.

Чаще всего особи стремятся образовывать группы. Пространственное распределение популяции важно учитывать при отборе проб.

Механизмы, поддерживающие определенное пространственное распределение организмов. Практически всегда в пределах ареала или других крупных площадей организмы будут распределяться пятнисто, что связано с неоднородностью ландшафтов (леса-поля, болота-сухие участки). Поэтому для эколога важно знать распределение в районе, занятом только одной популяцией.

Чаще всего встречается групповое распределение особей. Это может быть обусловлено следующими причинами:

1) векторными, определяемыми градиентами различных абиотических факторов (света, температуры, влажности, концентрации биогенов и т.п.),

2) связанными со способом размножения и расселения молодых особей (при вегетативном размножении, при отсутствии у семян средств передвижения),

3) поведенческими (образование стад, гнездовых колоний и т.д.),

4) связанными с взаимодействием разных видов (конкуренция, выедание хищниками).

Агрегация может вызвать нехватку ресурсов в определенном местообитании, но она уравновешивается повышением жизнеспособности группы, поскольку группа в отличие от отдельной особи обладает большими возможностями для своей защиты, обнаружения ресурсов или изменения микроклимата местообитания (пример – муравьи, пчелы, волки и т.п.). Степень агрегации, при которой наблюдаются оптимальный рост и выживание популяции, варьирует у разных видов и в разных условиях. Поэтому как “недонаселенность”, так и перенаселенность могут оказывать лимитирующее влияние – принцип Олли.

Особый тип агрегации назван “образованием безопасных поселений”. Здесь обширные социально организованные группы животных обосновываются в благоприятно расположенном центральном участке, откуда они регулярно расходятся для удовлетворения своих потребностей (пример – человек). Однако, чрезмерная агрегация может привести к ухудшению состояния местообитания, поэтому встает вопрос об оптимальной величине поселения.

Примеры регулярного распределения: деревья в саду или лук на грядке. В природе оно встречается реже. Так, при большой плотности растений одного вида наблюдается равномерное распределение: в густом ельнике стволы соседних деревьев удалены друг от друга на расстояние, равное сумме радиусов двух крон. В случае отдельно стоящих деревьев затенение кроной может предотвращать появление проростков особей другого вида. Обнаружено также, что некоторые растения выделяют корнями вещества, ингибирующие прорастание особей своего, а иногда и другого вида (растения пустынь).

Для некоторых животных характерно территориальное поведение: охрана отдельными особями или их небольшими группами некоторой территории от вторжения других особей своего вида. Наиболее оно выражено для хищников и растительноядных, которые специализируются на определенном виде корма.

Наблюдения за популяцией большой синицы в Оксфорде показали, что размещение ее гнезд близко к регулярному. В небольшом лесном массиве 15,5 га из 16 пар синиц изъяли 6. Уже через 3 дня на их место из зарослей придорожного кустарника проникли 4 новых пары, а кроме того увеличили размеры своей территории еще три пары. Это важно даже не только из-за необходимости сохранять кормовую базу, а для снижения вероятности стать жертвой хищников. Анализ показал, что чем меньше расстояние между гнездами, тем выше процент кладок, уничтожаемый хищниками, главным образом лаской.