"Биология. Общие биологические закономерности", Т. М. Ефимова, А. О. Шубин, Л. Н. Сухорукова
Численность популяции показывает, сколько особей живёт на определённой территории в конкретное время. Она меняется из-за рождений, гибели, прибытия и оттока организмов, а также под влиянием условий среды. Наблюдая за численностью, можно понять, хватает ли популяции пищи и места, как на неё действуют хищники и почему меняется количество связанных с ней видов. Колебания численности называют популяционными волнами.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Численность популяции — общее количество особей, входящих в популяцию. Её указывают для определённой территории и времени, потому что особи могут перемещаться, рождаться и погибать. Без этих уточнений нельзя однозначно понять, о какой группе организмов и каком моменте идёт речь.
Плотность популяции — число особей на единицу площади или объёма. В отличие от численности, она показывает, насколько тесно организмы размещены на территории. Этот показатель помогает сравнивать популяции, занимающие участки разного размера.
Рождаемость — появление новых особей в популяции за определённое время, а смертность — гибель особей за тот же или сопоставимый промежуток. Эти показатели позволяют выяснить, пополняется ли популяция за счёт размножения и насколько велики потери. Для оценки изменения их рассматривают вместе, а не по отдельности.
Популяционные волны — периодические или нерегулярные колебания численности популяции. Такое название подчёркивает, что численность может то возрастать, то снижаться. Наблюдение за этими колебаниями помогает выявлять влияние среды и взаимоотношений организмов.
Численность меняется, когда особи появляются, погибают или перемещаются между популяциями. Рождение увеличивает число организмов, а гибель уменьшает его; прибытие и отток действуют соответственно так же. Поэтому для объяснения перемены недостаточно просто посчитать родившихся: нужно учитывать все события за один и тот же промежуток времени.
Если рождений и прибывших особей больше, чем погибших и покинувших территорию, численность растёт. Это следует из простого баланса: к исходному количеству прибавляют прирост и вычитают потери. При обратном соотношении итоговое число особей становится меньше, даже если некоторые из них продолжают размножаться.
Условия среды влияют на то, сколько организмов выживает и размножается. При достатке пищи особям легче получать энергию для роста и выкармливания потомства, а неблагоприятный климат может затруднить выживание. Количество хищников и другие взаимодействия также меняют потери или доступ к ресурсам, поэтому способны изменить численность.
Популяционные волны возникают потому, что условия и связи между организмами со временем меняются. Например, увеличение кормовой базы может сначала поддержать рост популяции, но её последующее истощение способно вызвать спад. Такие перемены не обязательно повторяются по расписанию: длительность колебаний и разница между минимумом и максимумом могут быть разными.
Колебания одной популяции затрагивают и другие виды, а также доступность ресурсов. Если растёт число растительноядных животных, сильнее расходуются растения; увеличение числа жертв может дать хищникам больше пищи. Затем рост численности хищников способен усилить давление на жертв, так что изменения связанных популяций влияют друг на друга.
На графике по горизонтали отложено время, а по вертикали — численность популяции. Линия сначала поднимается, затем опускается и снова меняет направление, показывая, что численность не остаётся постоянной. Это схематичный пример: по нему нельзя заключить, что колебания всегда регулярны или происходят из-за одной и той же причины.
| Что сравниваем | Как влияет на численность | Пример или пояснение |
|---|---|---|
| Рождаемость | Увеличивает | Новорождённые пополняют популяцию. |
| Смертность | Уменьшает | Гибель особей сокращает их общее количество. |
| Иммиграция и эмиграция | Иммиграция увеличивает, эмиграция уменьшает | Учитывайте прибытие и отток особей. |
| Изменение условий среды | Может увеличить или уменьшить | Пища, климат и хищники влияют на выживание и размножение. |
| Популяционные волны | Численность периодически или нерегулярно меняется | Размах и сроки колебаний могут различаться. |
Сначала определите, какое событие рассматривается, а затем решите, прибавляет оно особей или уменьшает их число. Для условий среды и популяционных волн направление изменения нужно выяснять по конкретной ситуации. Если известны исходная численность и все изменения, можно вычислить итоговое количество особей.
В популяции за год родилось 48 особей, погибло 35; миграции не было. Нужно определить, как изменилась численность. Сравним прирост от рождений с потерями от гибели.
Ответ: численность увеличилась на 13 особей. Проверка: прирост положительный, потому что родившихся больше, чем погибших.
В начале сезона было 120 особей. За сезон родилось 30, погибло 18, прибыло 12 и покинуло популяцию 9 особей. Чтобы найти итог, разделим события на увеличивающие и уменьшающие численность. Затем учтём их все относительно начального количества.
Ответ: в конце сезона было 120 + 15 = 135 особей. Проверка: прирост превысил потери на 15, поэтому итог должен быть больше начального числа.
Численность зайцев несколько лет росла, а затем снизилась после сокращения кормовой базы. Нужно объяснить эту перемену и назвать возможную причину последующих колебаний. Свяжем доступность пищи с выживанием и размножением животных.
Ответ: сокращение корма могло привести к снижению численности зайцев. Возможные последующие волны связаны с меняющейся доступностью пищи и взаимодействием зайцев с другими организмами.
Считать численность и плотность одним и тем же — ошибка: численность указывает общее количество особей, а плотность соотносит их с площадью или объёмом. Путаница возникает потому, что оба показателя описывают одну популяцию. Проверьте себя: в определении плотности должна быть единица площади или объёма.
Оценивать изменение только по рождениям и гибели — значит не учесть миграцию. Прибытие и отток могут существенно изменить количество особей, поэтому кажущийся прирост от размножения не всегда приводит к росту всей популяции. Проверка простая: перечислите отдельно все события, которые прибавляют особей, и все события, которые их убавляют.
Рост численности не обязательно означает, что условия стали лучше надолго. Он может быть временным и сопровождаться расходованием пищи или других ресурсов, что позднее создаст ограничения. Чтобы проверить вывод, выясните, хватает ли ресурсов и рассматривается ли длительный период, а не один короткий отрезок.
Неверно утверждать, что популяционные волны всегда регулярны и вызваны одной причиной. Условия среды и взаимодействия видов меняются по-разному, поэтому сроки и размах колебаний могут отличаться. Проверьте себя: описывая волну, не приписывайте ей одинаковый период или причину без данных о конкретной популяции.
Чтобы разбираться в изменениях численности, нужно знать, что такое популяция и как организмы приспособлены к условиям среды. Тема связана с факторами среды, пищевыми цепями и отношениями хищника и жертвы: каждый из этих факторов может повлиять на выживание или доступность пищи. Понимание динамики популяций пригодится при изучении экосистем, а также способов охраны видов и регулирования их численности.
Чем численность популяции отличается от её плотности?
Численность — это общее количество особей популяции на определённой территории. Плотность показывает, сколько особей приходится на единицу площади или объёма. Поэтому одинаковая численность на разных по размеру территориях может означать разную плотность.
Какие события увеличивают численность популяции?
Численность увеличивают рождение новых особей и иммиграция — прибытие организмов из других мест. Их общий вклад нужно сравнивать с гибелью и эмиграцией, то есть оттоком особей.
Почему численность популяции может уменьшаться при высокой рождаемости?
Если смертность и отток особей превышают рождаемость и приток, популяция сокращается. Например, в неё может прибыть мало животных, а недостаток пищи или рост числа хищников приведёт к гибели многих особей.
Всегда ли популяционные волны происходят через одинаковые промежутки времени?
Нет, колебания могут быть как периодическими, так и нерегулярными. Их сроки и размах зависят от изменений среды и взаимодействий организмов, поэтому одинаковый ритм бывает не всегда.
Как изменение численности одного вида влияет на другие виды?
Если у вида становится больше особей, они могут сильнее использовать общие ресурсы и влиять на численность тех, кем питаются. Например, рост числа жертв может обеспечить пищей больше хищников, но усиление хищничества позднее способно сократить количество жертв.
§ 34. Изменения численности популяций
