Динамика численности популяций

а) биотический потенциал и экспоненциальный рост численности

Все животные организмы теоретически способны к очень быстрому увеличению численности. При неограниченных ресурсах и отсутствии гибели от болезней, хищников и т. п. даже при низкой исходной численности популяция любого вида за сравнительно короткий промежуток времени может так вырасти, что покроет весь земной шар сплошным слоем. Способность к увеличению численности за данный промежуток времени называют биологическим потенциалом вида.

У разных видов биологический потенциал резко различается. У крупных млекопитающих даже при самых благоприятных условиях численность может возрастать лишь в 1,05 — 1,1 раза в год. У мелких насекомых и о ракообразных (например, тлей, дафний) численность за год может вырасти в 10¹⁰ — 10³⁰ раз. Еще быстрее растет численность у бактерий или одноклеточных водорослей. Однако во всех этих случаях в идеальных условиях численность будет расти в геометрической прогрессии (за определенный интервал времени увеличивается во столько раз, а не на столько).

Рост численности в геометрической прогрессии называется экспоненциальным ростом. График зависимости численности популяции от времени при экспоненциальном росте представляет собой кривую, которая называется экспонентой. Величина изменения численности за единицу времени называется абсолютной скоростью роста численности.

Экспоненциальный рост реально наблюдается, когда популяция растет в условиях избытка ресурсов (пищи, места для размножения) и не испытывает воздействия неблагоприятных факторов. Экспоненциально может расти численность популяций, вселенных в новую местность, где у них мало врагов и много пищи.

б) рост численности при ограничении ресурсов

Емкость среды. По мере увеличения плотности популяции рост численности замедляется, так как условия для роста и размножения особей становятся менее благоприятными. Например, животным при высокой плотности популяции может не хватать пищи. Растения начинают затенять друг друга или им не хватает влаги. В пробирке с культурой микробов накапливаются продукты обмена, замедляющие темп деления клеток. По мере ухудшения условий удельная скорость роста снижается, и при некоторой плотности численность популяции перестает расти. Эту предельную плотность, которой может достигать популяция в данных условиях, называют емкостью среды.

Емкость среды зависит от наличия ресурсов для данного вида. Например, там, где пищи больше, популяция может достигать более высокой плотности. При плотности популяции, равной емкости среды, скорость потребления ресурсов равна скорости их возобновления. Если плотность становится больше емкости среды, то ресурсов становится слишком мало, в популяции возрастает смертность или резко снижается рождаемость, и ее плотность начинает понижаться.

в) рождаемость и смертность

В популяциях микроорганизмов удельная скорость роста зависит от скорости деления клеток.

В популяциях многоклеточных организмов удельная скорость роста зависит от рождаемости и смертности.

Рождаемость характеризует частоту появления новых особей в популяции. Различают рождаемость абсолютную и удельную. Абсолютная рождаемость — число особей, появившихся в популяции за единицу времени. Удельная рождаемость — выражается в числе особей на особь в единицу времени.

Смертность (абсолютная и удельная) характеризует скорость убывания численности популяции вследствие гибели особей от хищников, болезней, старости и т. д.

Рождаемость и смертность, динамика численности напрямую связаны с возрастной структурой популяции. Условия существования особей разного возраста в популяции часто резко различны. Чтобы предсказать изменения численности реальной природной популяции, нужно знать ее возрастную структуру, половой состав, а также плодовитость особей разного возраста.

популяция пространство плотность рождаемость.