Популяция живых организмов, ее статистические и динамические показатели

Популяция живых организмов, ее статистические и динамические показатели.

Популяцию можно определить как  любую группу организмов одного вида ( или иную группу, внутри которой  особи могут обмениваться генетической информацией), занимающую определенное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Биотическое сообщество в свою очередь определяется как совокупность популяций, которая в результате коэволюции метаболических превращений функционирует как целостная единица в отведенном ему пространстве физической среды обитания. Популяция характеризуется рядом признаков; хотя эти признаки лучше всего выражаются статистическими функциями, единственным их носителем является группа, но не особи в этой группе. Плотность, рождаемость, смертность, возврастная структура, биотический потенциал, распределение в пространстве (дисперсия) и кривая роста – вот некоторые из таких свойств популяции. Популяции обладают также генетическими характеристиками, непосредственно связанными с их экологией. Это адаптивность, репродуктивная (дарвиновская) приспособленность и непрерывность (т.е. вероятность оставления потомков на протяжении длительного периода времени).

Популяция, как это хорошо выразил  один из пионеров современной популяционной  экологии Томас Парк, обладает «биологическими свойствами», присущими как популяции, так и составляющим её организмам, и «групповыми свойствами», присущими только группе в целом. Биологические свойства характеризуют жизненный цикл популяции: популяция, так же как и отдельный организм, растет, дифференцируется и поддерживает сама себя. Популяция имеет определенную организацию и структуру, которые можно описать. В отличие от этого, групповые свойства, такие, как рождаемость, смертность, возрастная структура и генетическая приспособленность, могут характеризовать только популяцию в целом. Таким образом, особь рождается, стареет, умирает, но применительно к особи нельзя говорить о рождаемости, смертности, возрастной структуре – характеристиках, имеющих смысл только на групповом уровне.

Характеристики бывают статистическими и динамическими.

Ниже даются определения и краткие  описания основных свойств популяции.

Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент времени. К статическим показателям популяций относятся их численность, плотность и показатели структуры. 

Численность - это поголовье животных или количество растений. Численность тех или иных животных определяется различными методами: подсчетом с самолета при облетах территории, численность гидробионтов - путем отлавливания их сетями (рыбы), для микроскопических (фитопланктон, зоопланктон) применяют специальные мерные емкости.

Численность человеческой популяции определяется путем переписи населения всего государства, его административных подразделений и т. п. Знание численности и структуры населения (этнической, возрастной, половой и т. п.) имеет большое экономическое и экологическое значение.

Плотность популяции  – это величина популяции, отнесенная к некоторой единице пространства. Её обычно измеряют и выражают числом особей или биомассой популяции на единицу площади или объема. Иногда бывает важно различать среднюю плотность, т.е. численность (или биомассу) на единицу всего пространства, и удельную, или экологическую плотность, т.е. численность ( или биомассу) на единицу обитаемого пространства ( доступной площади или объема, которые фактически могут быть заняты популяцией). Часто важнее знать не конкретную величину популяции в тот или иной момент времени, а её динамику, т.е возрастает она или уменьшается. В таких случаях полезны показатели относительного обилия. Они могут быть отнесены к определенным промежуткам времени, например число птиц, отмеченных в течение часа. Их можно выразить также в процентах, например, частота встречаемости – это процент проб, в которых обнаружен данный вид.

Динамические показатели характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то промежуток времени. Основные динамические показатели популяций: рождаемость, смертность и скорость роста популяций.

Смертность отражает гибель особей в популяции. В определенной степени это понятие является антитезой рождаемости. Смертность эквивалентна уровню смертности в демографии. Подобно рождаемости, смертность можно выразить числом особей, погибших за данный период (число смертей в единицу времени), или же в виде удельной смертности для всей популяции или любой её части. Экологическая, или реализованная смертность – гибель особей в данных условиях среды. Эта величина, как и экологическая рождаемость, не постоянна и изменяется в зависимости от условий среды и состояния самой популяции. Теоретически минимальная смертность – величина, постоянная для данной популяции; она представляет собой гибель особей  в идеальных условиях , при которых популяция не подвергается лимитирующим воздействиям. Даже в самых лучших условиях особи будут умирать от старости. Этот возраст определяется физиологической продолжительностью жизни, которая, конечно же, часто намного превышает среднюю экологическую продолжительность жизни.

Возрастной состав популяции. Возрастная структура популяции является её важной характеристикой, которая влияет как на рождаемость, так и на смертность. Соотношение разных возрастных групп в популяции определяет её способность к размножению в данный момент и показывает, чего можно ожидать в будущем. Обычно в быстро растущих популяциях значительную долю составляют молодые особи, в популяции, находящейся в стационарном состоянии, возрастное распределение более равномерно, а в популяции, численность которой снижается, будет содержаться большая доля старых особей. Возрастная структура популяции может изменяться и без изменения её численность. Упрощенно в популяции можно выделить три экологические возрастные группы: пререпродуктивную, репродуктивную и пострепродуктивную. Смертность и рождаемость у организмов весьма существенно изменяется с возрастом. Только увязав смертность и рождаемость с возрастной структуройпопуляции, можно вскрыть механизмы общей смертности и определиться со структурой продолжительности жизни. Такую информацию можно получить с помощью таблиц выживания.

Таблицы выживания, или еще их называют «демографическими таблицами», содержат сведения о характере распределения смертности по возрастам. Демография изучает размещение, численность, состав и динамику народонаселения, а эти таблицы она использует для определения ожидаемой продолжительности жизни человека. Таблицы выживания бывают динамические и статические.

Динамические таблицы строятся по данным прямых наблюдений за жизнью когорты, т. е. большой группы особей, отрожденных в популяции за короткий промежуток времени относительно общей продолжительности жизни изучаемых организмов, и регистрации возраста наступления смерти всех членов данной когорты. Такие таблицы требуют длительного наблюдения, измеряемого (для разных животных) месяцами или годами. Но практически невозможно такую таблицу сделать для долго живущих животных или для человека — для этого может потребоваться более 100 лет. Поэтому используют другие таблицы — статические.

Статические таблицы выживания составляются по данным наблюдений за относительно короткий промежуток времени за смертностью в отдельных возрастных группах. Зная численность этих групп (сосуществующих когорт) можно рассчитать смертность, специфическую для каждого возраста.