Популяция. популяционный подход в экологии

репродуктивный  потенциал

biotic (reproductive) potencial - биотический (репродуктивный) потенциал.

видоспецифичный показатель скорости увеличения численности  особей (как правило, в логарифмической  шкале) при отсутствии лимитирующих факторов, характеризующий способность данного вида к размножению. 
актуальность темы. в последние десятилетия демографические проблемы привлекают внимание как специалистов, так и широкой общественности, приобретая при этом все большее значение.

особенно  актуальны исследования уровня рождаемости, который определяет темпы воспроизводства населения и демографическую ситуацию в стране.

в первой половине 90-х годов xx в. наша страна вступила в демографическую стадию, которую принято называть депопуляцией, что означает превышение смертности над рождаемостью в сопровождении таких негативных явлений, как высокий уровень развода и сокращение продолжительности жизни, особенно среди мужской и сельской части населения. с 1992 г. население россии, (а также и северной осетии - алании) не растет, а сокращается достаточно быстрыми темпами: за прошедшие годы оно сократилось в российской федерации почти на 2 млн. человек, или на 1,3 %. надо отметить, что сокращение населения компенсировалось за счет миграционного притока из ближнего зарубежья. естественная убыль населения, т.е. превышение числа умерших над числом родившихся за указанный период составляет 4,2 млн. человек.

социальный  опыт последних лет свидетельствует, что для более полной ясности  в понимании этой проблемы необходимо включить анализ ряда социальных факторов, влияющих на показатели рождаемости. так, экономические и социально-психологические факторы оказывают непосредственное влияние на процесс деторождения.

кроме того, существенное значение имеет анализ культурно-бытовых традиций, этнических особенностей в изучении социально-психологических и социально-исторических аспектов рождаемости. 
 

к важнейшим  свойствам популяции относятся:

-скорость  прироста популяции 

-средняя  продолжительность жизни особей 

-количество  и качество потомства

максимальная  мгновенная скорость прироста популяции  обратно пропорциональна продолжительности  жизни организмов и отражает их способность  увеличивать свою численность.

 

с увеличением  размера особей время генерации  увеличивается, период размножения отодвигается, поэтому максимальная мгновенная скорость прироста популяции уменьшается. крупные организмы, несмотря на меньшие значения максимальной мгновенной скорости прироста популяции имеют больше преимуществ перед мелкими организмами: 1. меньшее количество потенциальных хищников. 2. крупные организмы легче переносят изменения состояния окружающей среды. таким образом, крупные размеры тела позволяют особям этих популяций существовать и развиваться, несмотря на их меньшую численность.

кривые  выживания - графическая зависимость числа выживших особей от их возраста при условии, что первоначальное число особей составляет 100 или 1000. 

различают пять основных типов кривых выживания. 

кривая i - характерна для популяций, в которых  большинство особей имеет продолжительность жизни, близкую к максимально возможной для данного вида, и умирают в течение короткого отрезка времени. эту форму кривой называют выпуклой. она свойственна насекомым, многим крупным млекопитающим, человеку.

кривая ii - теоретическая, отражает равную вероятность гибели особей в любом возрасте, то есть коэффициент смертности остается постоянным в течение всей жизни особей. например, у многих природных популяций птиц и насекомых, постоянно находящихся в оптимальных условиях.

кривая iii соответствует очень высокой смертности в раннем возрасте, а для особей, переживших этот период, вероятность смерти низка. эта форма кривой - вогнутая. к таким популяциям относятся многие растения, беспозвоночные и рыбы.

кривая iv имеет ступенчатый характер и показывает, что при переходе от одной стадии развития к другой происходит резкое изменение выживания особей.

кривая v - имеет s-образную форму, приближающуюся к теоретической кривой. 

свойства  популяций 

      от чего же зависят значения коэффициентов рождаемости и смертности? от

очень  многих  факторов,  действующих  на  популяцию  извне,  а   также   от

собственных  ее  свойств.  объективный  показатель  способности   организмов

увеличивать свою  численность  —максимальная  мгновенная  скорость  прироста

популяции. этот  параметр  обратно  пропорционален  продолжительности  жизни

организмов.  в  этом  легко   убедиться,   обратившись   к   гиперболической

зависимости между врожденной скоростью увеличения  численности  популяции  и

средним временем генерации, выраженным в днях  (рис.  1).  мелкие  организмы

имеют более  высокие значения rтах,  чем  крупные,  что  объясняется  меньшим

временем  генерации.  причина   подобной   корреляции   понятна,   поскольку

организму для достижения крупных размеров требуется много времени.  отсрочка

периода размножения также неизбежно  ведет к уменьшению rтах.

      тем не менее преимущества, даваемые большими  размерами  тела,  должны

превышать недостатки, связанные с уменьшением  rтах,  так  как  в  противном

случае крупные организмы никогда не появились бы  в эволюции.  тенденция к

возрастанию размеров тела с течением  геологического  времени,  прослеженная

по  ископаемым  остаткам,  послужила   основанием   для   введения   понятия

увеличение  филетического размера.

      крупные размеры тела дают  совершенно  очевидные  преимущества:  более

крупный  организм  должен  привлекать  меньше  потенциальных   хищников   и,

следовательно, он имеет больше шансов не стать  жертвой и  должен  отличаться

лучшей  выживаемостью; мелкие организмы находятся  в  тесной  зависимости  от

физической  среды, даже очень слабые изменения  которой  могут  оказаться  для

них  губительными.  более  крупные  организмы  легче  переносят  воздействие

подобных  изменений и соответственно лучше  от них  защищаются.  однако  более

крупным организмам требуется больше вещества и энергии  в  расчете  на  одну

особь в  единицу времени, чем мелким. кроме  того, для них существует  гораздо

меньше  укрытий и безопасных мест.

      в жизни всех  организмов  в  популяции  можно  выделить  три  основных

периода:   предрепродуционный,   репродукционный   и    пострепродукционный.

относительная  продолжительность  каждого  из  них  у  разных  видов  весьма

различна. у многих животных первый  период  самый  длинный.  ярким  примером

могут служить  поденки, у которых предрепродуционный период достигает 3  лет,

а репродукционный  занимает всего от 2-3 ч до 1 суток. у американской  цикады

предрепродуционный  период составляет 17 лет. но есть  виды,  особи  которых,

едва  появившись  на  свет,  начинают  интенсивно  размножаться  (большинство

бактерий). 

      [pic] 

      репродукционные  возможности  популяции  зависят  от  ее   возрастного

состава. продолжительность жизни особей популяции можно  оценить,  используя

кривые  выживания. существует три типа кривых выживания (рис. 2).

      [pic]

первый  тип (кривые 1) соответствует ситуации,  когда  большее  число  особей

имеет  одинаковую  продолжительность  жизни  и  умирает  в   течение   очень

короткого отрезка времени. кривые характеризуются  сильно  выпуклой  формой.

такие кривые выживания свойственны  человеку  (рис.  2,  1),  причем  кривая

выживания для мужчин по сравнению с  аналогичной  кривой  для  женщин  менее

выпуклая, поэтому страховой полис для мужчин в большинстве  стран  запада  в

1,5 раза  дороже, чем для женщин. для большинства  копытных  кривые  выживания

также выпуклые (рис. 3), хотя и в различной  степени  для  разных  видов,  а

также в  зависимости от  пола.  второй  тип  (рис.  2,  2)  свойствен  видам,

коэффициент смертности которых остается постоянным  на  протяжении  всей  их

жизни. поэтому  кривая  выживания  трансформируется  в  прямую  линию.  такая

форма кривой выживания свойственна пресноводной гидре. третий тип  (рис.  2,

3) — сильно  вогнутые кривые, отражающие высокую  смертность особей  в  раннем

возрасте. так характеризуется продолжительность  жизни некоторых  птиц,  рыб,

а также  многих беспозвоночных.

      знание типа  кривой  выживания  дает  возможность  построить  пирамиду

возрастов (рис. 4). следует различать три  типа  таких  пирамид.  пирамида  с

широким  основанием,  что   соответствует   высокому   проценту   молодняка,

характерна  для  популяции  с  большим  значением  коэффициента  рождаемости.

средний тип пирамиды  соответствует  равномерному  распределению  особей  по

возрастам в популяции  со  сбалансированными  коэффициентами  рождаемости  и

смертности   —   пирамида   выровненная.   пирамида   с   узким   основанием

(обращенная), отвечающая популяции с численным преобладанием  старых  особей

над молодняком, характерна для сокращающихся популяций. в  таких  популяциях

коэффициент смертности превышает коэффициент  рождаемости.

      [pic] 

      [pic]

      большое значение для увеличения численности популяции имеют затраты на

потомство, выражающиеся в определенной тактике  размножения. не  все  потомки

равноценны: те из них, которые произведены на свет  в  конце  вегетационного

сезона, обычно имеют меньшую вероятность  дожить до  взрослого  состояния  по

сравнению с потомками, появившимися на свет раньше.  сколько  усилий  должны

родители  затрачивать  на   каждого   потомка?   при   постоянной   величине

репродуктивного усилия средняя приспособленность  отдельного потомка  связана

обратным  соотношением с их числом. один крайний вариант тактики размножения

— вложить все в  единственного  очень  крупного  и  хорошо  приспособленного

потомка, другой — максимально увеличить  общее число  произведенных  на  свет