Понятие популяции в экологии

Природные сообщества состоят из популяций различных организмов. Популяция — любая способная к самовоспроизведению территориальная группировка особей одного вида.

Можно например говорить о популяции дафний в пруду; голубей в городе. Но нередко дело обстоит иначе: ведь личинки и взрослые особи или разные стадии жизненного цикла могут населять разные местообитания и даже разные среды. Так головастики живут в пруду, а травяные лягушки — в окружающем лесу. Эколог, изучающий связи между лягушками и другими видами в биоценозе, может рассматривать головастиков и взрослых лягушек как две разные популяции. Если же изучаются изменения численности, то приходится рассматривать и головастиков, и лягушек как единую популяцию.

Основные свойства популяций

а) популяционная структура вида

Вид, как правило, включает множество популяций. Изоляция между ними почти никогда не бывает абсолютной: между отдельными популяциями происходит обмен особями благодаря миграциям. Степень изолированности популяций зависит от способности особей к расселению, от наличия географических преград в пределах ареола вида, а также от характера местообитаний. Например, растение, обитающее под пологом деревьев, в лесостепной зоне будет представлено отдельными изолированными популяциями; в лесной зоне тот же вид может иметь сплошное распространение и здесь границы между его популяциями провести трудно. Изолированность популяций может зависеть от численности вида. Например, при вспышках численности грызунов происходит их активное расселение, и территории, занятые отдельными популяциями, могут сливаться.

В пределах вида существуют обособленные группировки особей разного «ранга». Так, популяции многих млекопитающих состоят из семейных групп или стад. Растения в лесу образуют отдельные «пятна», или куртины. В зависимости от задач исследования такие группы особей могут рассматриваться и как части одной популяции, и как отдельные «микропопуляции».

б) структура и динамика численности популяций

Особи в популяциях сложным образом взаимодействуют между собой. Специфические внутривидовые взаимодействия — это отношения между особями разного пола и между родителями и потомками, связанные с продолжением рода. Кроме этих отношений в популяциях наиболее развиты два противоположных типа взаимосвязей — конкуренция и взаимопомощь; иногда может иметь место хищничество внутри вида (каннибализм) и другие формы взаимодействия особей. От взаимоотношений особей в популяции между собой и со средой обитания зависят структура популяции и динамика численности.

Структура популяции — это ее подразделенность на части (или группы) и соотношение этих частей. Структура популяции может изучаться в разных аспектах. Возрастная структура — соотношения численности особей разного вида. Половая структура — соотношение количества самцов и самок. Генетическая и фенетическая структура — соотношение в популяции особей с разными генотипами и фенотипами.

Пространственная структура популяции — особенности размещения особей в пространстве. Она зависит от свойства местообитания и от биологических особенностей вида. Часто особи одного вида образуют скопления или группы. У многих животных семейные группы, стаи или отдельные особи постоянно держатся на определенной территории. Таким животным свойственно территориальное поведение. С помощью специальных сигналов животные показывают, что участок занят, и часто охраняют его, изгоняя вторгшихся особей того же вида. Другие животные (например, северные олени, куланы) кочуют по обширным пространствам, придерживаясь определенных путей миграции. При этом территории, используемые отдельными стадами, могут сильно перекрываться. Пространственная структура популяции может изменяться во времени; она зависит от сезона года, от численности популяции, от возрастной структуры и др.

Динамика численности — это изменения числа особей в популяции. Численность, или поголовье — это общее число особей в данной популяции. Чаще всего на практике определить общую численность популяции невозможно, и определяют плотность популяции — число особей, приходящихся на единицу площади (или объема, если особи обитают в толще воды или почвы).

Даже при постоянной численности популяция обновляется вследствие смены поколений и миграций. Изменения численности зависят от соотношения прибыли новых особей благодаря рождению и вселению из других популяций и убыли в результате гибели и выселения особей. Изучая эти процессы и их зависимость от факторов среды, экологи пытаются установить, чем определяются изменения численности или ее сохранение на том или ином уровне. Результаты этих исследований имеют важное практическое значение: они ложатся в основу предсказаний вспышек численности вредителей, позволяют оптимально использовать популяции промысловых животных и др.