Внутрішньопопуляційна структури

Залежно від обраного критерію оцінки особин існує декілька видів внутрішньопопуляційної структури.

Генетична структура популяцій. Наявність у популяції двох або більше генетичне різних форм називається генетичним поліформізмом.

За початковим визначенням менделівські популяції повинні складатися з генетично подібних особин. Ймовірно, що це одна з причин, через яку генетики уникають визначати розмір популяцій та виділяти популяції у природі. Якщо популяцію виділити як досить дрібну за розмірами одиницю, то в ній важливу роль буде відігрівати інбридинг, тобто схрещування серед близьких родичів, що веде до інбридної дигресії, зниження життєздатності потомства. Та якщо популяцію виділити як більш чисельну групу особин, то неминуче зросте шанс зустріти в такій популяції генетично подібні особини.

Статева структура популяцій. Розподіл особин на чоловічі та жіночі (у рослин на тичинкові та маточкові) веде до формування особливої статевої структури популяцій. У цьому випадку під статевою структурою мають на увазі співвідношення особин різної статі.

Вікова структура популяції. Якщо покоління нових особин з’являється в популяції одноразово та перехід з одного вікового стану в інший йде синхронно, то в такій популяції вікова структура не виражена. У будь-який час всі особини в ній мають однаковий вік та однаковий віковий стан. Це має місце в популяціях культурних рослин, де завдяки одночасності посіву та сортовій ідентичності особин їх розвиток йде досить синхронно. Але у переважної більшості випадків популяції рослин та тварин складаються з особин різного віку та різного вікового стану.

У деревних рослин та тварин вікову структуру популяцій аналізують за абсолютним календарним віком особин. У цих випадках він досить легко визначається: у дерев за річними кільцями на деревині, у ссавців за будовою зубів. Коли ж календарний вік визначити важко, вікову структуру популяції оцінюють за віковим станом особин. Віковий стан особин – це певний етап онтогенетичного розвитку, який характеризується наявністю в особин специфічних властивостей та якостей. Цей підхід широко застосовується при аналізі популяцій трав’янистих рослин. Виділяють чотири основні вікові періоди, та в їх межах ще декілька вікових етапів

Розмірна структура популяцій. В одновікових популяціях особини рослин відрізняються за розмірами та за загальним розвитком. Це створює ще один тип гетерогенності внутрішньопопуляційної структури – розмірну структуру, або, як її ще називають, віталітетну структуру.

Розмірна ієрархія особин в популяціях – це дужеважливий показник, що має високу кореляцію з її стійкістю та статусом в угрупованні. У багатьох випадках розміри особин більш важливі для їхньої долі, ніж віковий стан. Причини відмінностей у розмірах особин можуть бути різними і визначаються, головним чином, на рівні мікромісць пере­бування. У рослин на розміри особин впливає багато факторів: об’єм ґрунту, що припадає на одну особину, відмінності початкового розміру насіння, час проростання насіння, абіотичні та біотичні фактори, що діють в безпосередньому сусідстві з рослиною, по­шкодження фітофагами. У силу того, що конкуренція за своєю природою асиметрична, вона також сприяє посиленню ієрархії розмірів особин.

При характеристиці розмірної структури популяції особини підрозділяються на кілька (найчастіше на три) розмірних класи або класи віталітету. Такий аналіз харак­теризується великими можливостями і дозволяє розкрити внутрішню гетерогенність популяцій. Залежно від співвідношення в популяції особин різних розмірів (великих, середніх та дрібних) популяції підрозділяються на три типи: депресивні, рівновісні та процвітаючі.

В цілому, чим більше виражені в популяції різноманітні форми її внутрішнього різноманіття, тим більш стійкою вона є. При створенні штучних популяцій слід притриму­ватися цього важливого принципу.

Динаміка популяцій

Динамічний популяційний процес включає в себе декілька відносно самостійних явищ:

– зміна розмірів території, яку займає популяція;

– зміна щільності особин в межах популяційного поля, межі при цьому можуть залишатися попередніми;

– зміна розмірів запасу фітомаси в розрахунку на одиницю площі за рахунок трансформації стану особин, що входять до популяції.

Якщо все ж таки динаміку популяцій розуміти тільки як зміну чисельності особин, то трансформація властивостей особин, зміщення співвідношення між різними їхніми групами і особливо функціонування популяції будуть тоді виступати як механізми, що забезпечують динаміку чисельності. Коливання чисельності особин в популяціях, що є типовими для багатьох рослин та тварин, назива­ються флуктуаціями.

Загальний хід зміни чисельності особин в популяції визначається рівнянням:

де N – чисельність особин в популяції, В – народжуваність, О – смертність, І – імміграція, Е – еміграція, І – час. Розміри популяції можуть зростати або за рахунок великої народжуваності, або за рахунок високої еміграції, або за рахунок поєднання обох цих факторів. Знижує розмір популяції смертність та еміграція осо­бин за її межі.

Народжуваність – це число нових особин, які з’являються в популяції за певний період часу у розрахунку на одну особину. Рівень народжуваності помітно змінюється протягом років. Добре відомі цикли плодоношення яблунь. У дрібних гризунів (лемінги, миші) вибухи високої народжуваності відбуваються один раз у 3-4 роки. Їм відповідають і сполохи народжуваності в популяціях хижаків: лисиці, песці, сови. У сарни сполохи народжуваності спостерігаються в середньому один раз у 40 років.

Смертністьособин. У кожного організму є свої межі біологічного життя. Вимирання особин у популяціях може спостерігатися на різних фазах розвитку особини. Закономірним є вимирання найбільш старих, але пік смертності припадає на молоді особини. Майже у всіх рослин найбільша кількість смертей припадає на фазу проростання насіння, у тварин — на фазу молодняку.

Є два основних варіантиросту популяції: незалежний та залежнийвід щільності. У першому варіанті число особин в популяції зростає незалежно від їхнього числа в популяції, в другому – відтворення має зворотний зв’язок з щільністю популяції. Чим більша щільність популяції, тим нижча народжуваність. За певної пирогової величини показника щільності народжуваність дорівнює смертності, і число особин в такій популяції стабілізується.

Задля стійкого існування популяції оптимальна певна специфічна для даного біологічного виду і типу середовища щільність. При розрідженому заселенні популяційного поля ускладнюються зустрічі партнерів по розмноженню, територію важко оберігати від вторгнення конкуруючих особин. Перенаселення, навпаки, створює дефіцит поживних речовин, а у тварин викликає стреси та досить часті сутички між особинами. Перенасе­лення настільки несприятливе, що в процесі еволюції виробилося багато різних механізмів його запобігання.