§ 38. Как и почему меняется численность животных

Определения и обозначения

Численность популяции — общее количество особей одного вида, обитающих на определённой территории или в водоёме. Например, можно подсчитать всех зайцев на участке леса. Этот показатель нужен, чтобы оценить размер популяции и сравнивать его изменения со временем.

Плотность популяции — число особей, приходящееся на единицу площади или объёма. Если на двух участках живёт одинаковое количество животных, но один участок меньше, плотность там будет выше. Этот показатель помогает сравнить, насколько тесно заселены разные места.

Колебания численности — изменения количества особей популяции во времени. Численность может расти, снижаться или оставаться примерно одинаковой, причём перемены бывают регулярными и нерегулярными. Наблюдая за ними, можно заметить, как условия среды связаны с состоянием популяции.

Популяционные волны — заметные подъёмы и спады численности, возникающие под влиянием меняющихся условий жизни. Так называют не отдельное рождение или гибель, а изменение размера популяции в целом. Понятие помогает описывать длительные перемены, например чередование периодов роста и сокращения.

Как это устроено

Численность меняется под действием четырёх процессов: рождения, гибели, вселения и переселения особей. Рождение добавляет животных к популяции, а гибель уменьшает её. Вселившиеся особи увеличивают число жителей территории, а покинувшие её — уменьшают. Поэтому для понимания общего изменения нужно учитывать не только появление и гибель животных, но и их перемещения.

Размножение и выживание зависят от условий, в которых животные находят пищу, укрытия и места для выведения потомства. При достатке подходящего корма у многих особей больше шансов вырасти и размножиться. Удобные укрытия помогают спасаться от непогоды и врагов, а подходящие места для размножения повышают вероятность появления потомства. Климатические условия, болезни и хищники тоже меняют шансы животных выжить.

Если ресурсов не хватает, животным приходится конкурировать за пищу, воду или укрытия. Из-за конкуренции часть особей может получать меньше необходимого, хуже переносить неблагоприятные условия и реже размножаться. Тогда рост численности замедляется, выживаемость падает, а смертность может увеличиться. Так недостаток ресурсов ограничивает популяцию, даже если прежде её численность быстро росла.

Численность хищников и их жертв часто связана через доступность пищи. Когда жертв становится больше, хищникам легче прокормиться, поэтому их численность может со временем вырасти. Увеличение числа хищников усиливает давление на популяцию жертв и может привести к её сокращению. Связь не означает, что изменения происходят мгновенно или только по одной причине: на обе популяции влияют и другие условия среды.

Условия жизни меняются от сезона к сезону и от года к году: меняются погода, доступность пищи и распространение болезней. Из-за этого численность популяции может то возрастать, то снижаться. Такие колебания не обязательно повторяются через равные промежутки времени, потому что сами условия не всегда меняются одинаково. Подъёмы и спады могут быть заметными, но их причины часто действуют одновременно.

Что изменяет численность популяции

Чтобы воспользоваться таблицей, сначала определите, какой фактор изменился, а затем проследите, как он влияет на рождение, гибель или перемещение особей. Один фактор может действовать по-разному в разных условиях. Например, изменение погоды может повлиять и на доступность корма, и на выживаемость.

Разбор задач

Задача 1. На участке площадью 2 км² учтено 80 зайцев. Определите их плотность популяции. Нужно найти не общее число зайцев, а количество, приходящееся на один квадратный километр. Для этого численность делят на площадь территории.

1. Запишем известные данные: численность — 80 зайцев, площадь — 2 км².
2. Разделим численность на площадь: 80 ÷ 2 = 40.
3. Укажем единицы: получаем 40 зайцев на 1 км².

Ответ: плотность популяции составляет 40 зайцев/км². Деление на площадь позволяет сравнить этот участок с территорией другого размера.

Задача 2. За год в популяции родилось 45 особей, погибло 30; ещё 8 животных переселились на участок, а 5 покинули его. Как изменилась численность? Увеличивают число особей рождения и вселение, а гибель и уход уменьшают его. Сложим прибавления и отдельно учтём убыль.

1. Сложим число родившихся и вселившихся: 45 + 8 = 53 особи.
2. Сложим число погибших и покинувших участок: 30 + 5 = 35 особей.
3. Найдём разницу между прибавлением и убылью: 53 − 35 = 18 особей.

Ответ: численность увеличилась на 18 особей. Для определения конечного количества животных потребовалась бы ещё начальная численность популяции.

Задача 3. После нескольких лет роста численности грызунов стало меньше доступного корма, а затем увеличилось число хищников. Объясните возможные причины последующего спада численности грызунов. Здесь важно связать оба фактора с размножением и выживанием жертв, а не считать, что на популяцию действует только один из них.

1. При нехватке корма грызунам труднее получать необходимые ресурсы, а конкуренция между ними усиливается.
2. Из-за недостатка пищи выживаемость может снизиться, а размножение — замедлиться.
3. Увеличение числа хищников может привести к тому, что больше грызунов будет становиться их добычей.
4. Оба фактора способны действовать вместе, поэтому смертность может превысить пополнение популяции.

Ответ: спад возможен из-за нехватки пищи, снижения выживаемости и усиления хищничества. По условию нельзя точно определить, насколько уменьшилась численность, но можно объяснить направление её изменения.

Типичные ошибки

Смешивать численность и плотность. Численность — общее количество особей, а плотность учитывает площадь или объём. Их путают, потому что оба показателя описывают одну популяцию. Проверьте себя: если в ответе есть число особей на км² или м³, речь идёт о плотности.

Учитывать только рождения и гибель. Тогда из расчёта выпадают вселившиеся и покинувшие территорию животные, хотя они тоже меняют численность. Ошибка возникает, если представлять популяцию как полностью замкнутую группу. Проверьте, названы ли в условии перемещения и учтены ли они со знаком плюс или минус.

Считать, что больше корма всегда сразу и неограниченно увеличивает популяцию. Пищи может стать больше, но рост ограничивают также места для укрытия и размножения, погода, болезни и враги. Такое упрощение возникает, если рассматривать только один фактор. Проверьте объяснение: учтены ли другие условия, необходимые животным для выживания и размножения.

Считать колебания строго регулярными. Численность не обязана меняться через одинаковые промежутки времени, потому что погода, болезни и доступность ресурсов могут изменяться непредсказуемо. Ровные повторения проще представить, чем влияние нескольких переменных условий. Проверьте себя: есть ли основание утверждать, что причина повторяется регулярно, или колебания могут быть нерегулярными?

Связь с другими темами

Чтобы изучать изменения численности, нужно знать, что такое популяция и какие особи относятся к одному виду. Понимание размножения, смертности и приспособленности помогает объяснить, почему одни животные выживают и дают потомство, а другие погибают или покидают территорию. Эта тема пригодится при изучении пищевых связей: численность хищников и жертв может влиять друг на друга. Те же знания используют, когда обсуждают охрану редких видов и управление популяциями.

Что запомнить

• Численность — общее количество особей популяции.
• Плотность показывает, сколько особей приходится на единицу площади или объёма.
• На численность влияют рождаемость, смертность и перемещения животных.
• Корм, погода, болезни и враги могут менять выживаемость и размножение.
• Недостаток ресурсов ограничивает рост популяции.
• Колебания численности бывают регулярными и нерегулярными.