Популяционный уровень организации живых организмов

По определению С.С.Шварца, популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Слово «популяция» происходит от латинского «populus» – народ, население. В экологию этот термин пришел из демографии. Популяции растут, развиваются, могут поддерживать численность в изменяющихся условиях среды обитания. Они обладают генетическими и экологическими характеристиками.

Популяцию можно описать такими демографическими характеристиками как численность, рождаемость, смертность, темпы роста, плотность.

Численность – это общее количество особей в популяции. Определить с высокой точностью численность особей в популяции – задача не всегда выполнимая. Иногда биологи пользуются относительными характеристиками, например, встречаемостью – количеством особей, которое встретилось наблюдателю за определенное время или на определенном промежутке маршрута.

Рождаемость – число особей, появившихся на свет за определенное время (год) на конкретное число самок (100 или 1000).

Смертность – количество погибших за определенное время на определенное количество особей.

Прирост популяции – разница между рождаемостью и смертностью. Может иметь положительные и отрицательные значения.

Темп роста популяции – средний прирост за единицу времени.

Плотность популяции – число особей, приходящееся на единицу площади или объема.

Популяцию можно рассмотреть с точки зрения ее возрастной, половой, пространственной структуры, которые отражают распределение особей в пространстве, соотношение в ней групп особей по возрасту, полу, поведенческим и генетическим особенностям. Характер структуры популяции имеет приспособительное значение и формируется на основе биологических свойств вида под влиянием факторов среды.

Для экологии изучение возрастной структуры популяции является очень информативным процессом. Но при этом возникает сложность определения возраста у растений и животных. Ведь очень редко можно точно определить календарный возраст у живых организмов, например, травянистых растений. Биологи пользуются не календарным, а физиологическим возрастом животных и растений, который можно определить по ряду морфологических и физиологических показателей. Выделяются следующие возрастные периоды:

- прегенеративный,

- генеративный,

- постгенеративный.

Возрастная структура популяции зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и внешних условий. Есть виды с очень простой возрастной структурой, например, популяция однолетних сорняков, где все растения одновременно вместе проходят через возрастные периоды. У таких видов особи разных поколений не встречаются вместе. Численность их очень изменчива. Если в критический для развития период наступает заморозки или засуха, то происходит их массовая гибель. В благоприятных условиях может произойти вспышка численности. Для видов с простой возрастной структурой изменения плотности в сотни и тысячи раз – нормальное экологическое явление.

Более сложная ситуация возникает, когда в популяции представлены все возрастные группы, одновременно живут несколько поколений, генеративные особи размножаются многократно и имеют большую продолжительность жизни. Такие популяции не подвержены резким колебаниям численности. При критических внешних условиях погибают самые слабые, например, могут погибнуть молодые прегенеративные и старые, но более устойчивые средневозрастные генеративные сохранятся и смогут восстановить прежнюю структуру популяции.

Распределение численности по возрастным группам, определение соотношений между ними позволяет составить возрастной спектр популяции. Характер возрастного спектра способен дать важную информацию о будущем популяции. Если в популяции преобладают молодые особи, то такую популяцию называют инвазионной, внедряющейся в сообщество. Если же, напротив, популяция состоит из старых особей, то это регрессивная популяция, она находится на грани вымирания. В большинстве случаев считается оптимальным, если в популяции представлены особи разного возраста. Естественно, что для каждого конкретного вида характер возрастного спектра свой. Например, у видов, у которых отсутствует забота о потомстве и, поэтому, обладающих высокой плодовитостью, в возрастном спектре преобладают молодые особи. При этом большая их часть не доживает до генеративного возраста. Если для биологии вида характерна забота о потомстве, то доля молодых в популяции невелика. Анализ возрастной и половой структуры популяции позволяет прогнозировать численность популяции, что особенно важно для промысловых видов, для вредителей полей и лесов. Например, если на лугах начинают встречаться лишь старые особи ценных кормовых видов растений, это означает, что необходимо заняться омоложением популяции, так как естественное семенное возобновление при этом уже не обеспечивает естественного возобновления.