Определение И СУЩНОСТЬ популяции

История развития экологии наглядно показывает, что, начиная с начала XX века, центр внимания в экологических исследованиях постепенно смещался с отдельных организмов на группы совместно обитающих особей того или иного вида. Такая совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, в экологии носит название популяция. Термин «популяция» получил распространение в первой трети XX века, хотя корни этого понятия можно найти в древних литературных источниках. В трудах Аристотеля можно найти указания на связи между организмами, сожительства животных и формы группировок. Он выделял группы кочевых и оседлых животных, ведущих одиночный и групповой образ жизни. Характерно, что древние ученые уже тогда ясно представляли себе, что процессы размножения, плодовитости животных могут идти только в конкретных обществах (популяциях в современном понимании) животных. «Отец ботаники» Теофраст описывал естественные сообщества растений как совокупность видов, приуроченных к определенным ландшафтам. Не останавливаясь на истории развития понятия популяции, отметим, что этот термин укоренялся в экологии довольно медленно, и до 1930 года (выход в свет книги К.Фридерикса, переведенной на русский язык в 1932 году под названием «Экологические основы прикладной зоологии и энтомологии») в научной литературе почти не применялся. До этого времени представление о популяции, как особом явлении органического мира отсутствовало. Уточнение понятия «популяция» связано с бурным развитием в XX веке таких биологических наук как генетика и экология.

В современной экологии популяция определяется как совокупность особей одного вида, проживающая длительное время на определенной территории, свободно скрещивающаяся друг с другом, дающая плодовитое потомство и относительно обособленная от других совокупностей этого же вида.

В некоторых случаях можно получить потомство от разных видов, и тогда может показаться, что определение популяции несколько неточно, т.е. мы имеем совокупность особей двух видов. Однако все становится на свои места, если учесть тот факт, что потомство от такого скрещивания бесплодно. Примером могут служить гибриды кобылицы и осла – мул и жеребца и ослицы лошак. Эти выносливые животные не могут дать потомство, а поэтому лошади и ослы относятся к разным популяциям.

Трудности в определении популяции связаны порой с тем, что в некоторых случаях на одной территории могут существовать независимые друг от друга (частично или полностью) группировки видов, образующие экологические формы. Такими формами могут быть, к примеру, сезонные фазы развития вида.

Множество биологов посвятили себя изучению тех или иных популяций животных, растений, микроорганизмов. Каждый из них хорошо знал, что он понимает под словом «популяция», но само определения понятия популяции у многих исследователей различно. Связано это прежде всего и главным образом с постановкой задач, которые каждый исследователь ставит перед собой. Можно изучать популяцию колорадского жука, населяющего отдельный лист картофеля. Если мы будем изучать совокупность всех колорадских жуков на кусте картофеля в целом, понятие популяции будет уже иным, так же как иным будет оно при анализе этих насекомых на всем картофельном поле.

В качестве группы организмов, распространение или динамика которой изучается, чаще всего фигурирует совокупность особей одного вида, т.е. популяция.

Микробиолог, изучающий бактерии, используя термин «популяция», может подразумевать под ним не то, что подразумевает ботаник, изучающий луговую или лесную растительность, или зоолог, изучающий естественные группировки львов, миграцию птиц или колонии прикрепленных животных океана. Нередко экологи вообще не задумываются над определением популяции, а пользуются этим термином для обозначения любой совокупности особей одного вида, населяющих какую-то более или менее однородную территорию или содержащихся в лабораторных условиях. Например, для генетиков обитающая в пробирке общность мушек дрозофил будет являться такой же популяцией, как и штаммы различных бактерий в чашках Петри у микробиологов.

В наиболее общем виде популяцию можно определить как любую, способную к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированную в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей того же вида.

Исходя из такого определения популяцией можно назвать всех дроздов, живущих в каком-то лесном массиве, всех дафний, населяющих отдельный пруд или лужу, всех мучных жуков, живущих в одной банке.

Однако мы с вами упустили из виду отмеченные выше определенные общие свойства, объединяющие все эти организмы в особую систему. Какие же это «общие свойства»? Прежде всего это свойство общего родства (конкретнее, генетическое родство организмов, составляющих популяцию). Затем, это обитание видов в сходных условиях.

Для генетиков такого определения популяции как любой группы организмов одного вида на определенной территории уже недостаточно. Ведь в этом случае популяция, это и колония мышей в клетке и видовое население целых ландшафтных зон, например, белки в Евразии. Поэтому вместе с развитием понятия «популяция» экологи все в большей мере начали учитывать определенную внутреннюю структуру популяции, ее гетерогенность, несхожесть особей внутри популяции. Популяция предстала как сложное эволюционное образование со своей внутренней структурой и определенными законами организации и функционирования.

Эколога, изучающего отдельные популяции, не устраивает то упрощенное определение популяции, которое удовлетворяло бы эколога, специализирующегося на изучении экосистем. Во-первых, нередки случаи, когда в течение своей жизни особи какого-либо вида переходят из одной экосистемы в другую. Например, у стрекоз личинки развиваются в воде. Во-вторых, возможны ситуации, когда на большой территории, занятой одной экосистемой, обитают несколько генетически изолированных популяций, каждая из которых может иметь свои экологические особенности. Поэтому при изучении отдельных популяций необходимо пристально следить за всеми жизненными стадиями изучаемого вида, независимо от того, в состав каких экосистем они входят.

Затруднения в определении понятия «популяция» состоят порой в том, что в некоторых случаях на одной территории могут существовать независимые друг от друга (частично или полностью) группировки видов, образующие экологические формы. Такими формами могут быть, к примеру, сезонные фазы развития вида. Если степень изоляции таких группировок высокая, и они совершенно независимы друг от друга, то такие сезонные фазы вполне обоснованно можно назвать отдельными популяциями.

В некоторых случаях эколог трактует изучаемую совокупность особей как популяцию, тогда как генетический анализ выделяет в ее пределах группы особей, не родственных друг другу и не обменивающихся между собой генами. Так, среди дафний одного вида, населяющих небольшой пруд, генетики обнаружили несколько различных партеногенетически размножающихся семей. Смотря какая цель у эколога, этими генетическими различиями он может пренебречь.

Среди множества живых организмов есть такие, виды которых в течение длительного времени держатся на одной территории, сохраняя более или менее постоянную численность. Но есть и такие, которым свойственны сильные колебания численности, нередко сопровождаемые значительными изменениями площади занимаемой территории. Классическим примером могут служить некоторые саранчовые, образующие мигрирующую «стадную» фазу и дающие настоящие вспышки численности. Так, например, у обитающей в Африке красной саранчи в период образования «стадной» фазы область распространения увеличивается в тысячи раз по сравнению с той областью, где она живет постоянно.

В 1962 году на юге Марокко саранча за пять дней уничтожила 7 тысяч тонн апельсинов (по 60 тонн в час). Это больше годового потребления цитрусовых в такой, стране, как Франция. В Южной Австралии нашествия саранчи случаются каждые 30-40 лет. Первый такой набег этих насекомых наблюдался в 1845 г.

Стаи саранчи, покрывающие воздушное пространство на площади в 5-12 квадратных километров, совсем не редки. В такой стае от 700 миллионов до 2 миллиардов насекомых, а общий их вес около 3 тысяч тонн (2,5 тонны на гектар). Но видели стаи, затмевавшие небо сплошь на 250 квадратных километров! Приблизительные подсчеты убеждают: примерно 35 миллиардов насекомых, составляющих эту стаю, весят 50 тысяч тонн.

Один пароход в Красном море 35 часов плыл по волнам, густо усеянным погибшей саранчой. В северной Аргентине бесчисленная стая саранчи растянулась по фронту на 20, а в длину на 210 километров. Пять дней она пролетала над долиной к северу от Катамарки, а когда в пути ее застигла холодная ночь, саранча сплошной массой опустилась на все деревья и кусты, кучами до метра высотой устилала землю на пространстве в 3800-4800 квадратных километров.

Предполагается, что все насекомые в подобных чудовищных стаях весят, по-видимому, лишь вчетверо меньше, чем все люди на планете! В это с трудом верится...

В 125 году до нашей эры саранча уничтожила все посевы пшеницы и ячменя в римских провинциях Киренаике и Нумидии (в Северной Африке), и население этих стран - 800 тысяч человек! - умерло от голода.

В нашем примере такую стаю саранчи, улетевшую по ветру на тысячи километров от места своего постоянного обитания, эколог скорее посчитает популяцией, но генетики и эволюционисты остерегаются применять термин «популяция» к подобным группировкам.