Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 86. Динамічні параметри популяцій. Екологічні стратегії

Поміркуйте

  • Чому декілька кроликів, завезених в Австралію, протягом дуже короткого періоду часу утворили популяцію, яка налічувала мільйони особин?

Згадайте

  • Популяція
  • Репродуктивна чисельність популяції
  • Вікова структура популяції

Народжуваність і смертність

До основних динамічних (таких, що змінюються в часі) характеристик популяції належать народжуваність і смертність.

Народжуваність (b) — кількість особин (N), які з'явилися в популяції (народилися, вилупилися з яйця, проросли з насіння та ін.) за одиницю часу (t):

Смертність (d) — кількість особин, що загинули за певний проміжок часу:

Приріст популяції (a) — різниця між народжуваністю і смертністю: a = b - d.

Приріст популяції може бути як додатним, так і від'ємним.

Мал. 86.1. Криві росту популяції

Ріст популяції

Якщо народжуваність у популяції перевищує смертність, то популяція буде збільшуватися. Спочатку чисельність популяції різко збільшується (рис. 86.1, а). Рано чи пізно ріст уповільнюється, чисельність сягає максимально можливого значення, а потім залишається більш-менш сталою (мал. 86.1, б). Ця максимальна чисельність визначається ємністю середовища, тобто кількістю особин, потреби яких можуть бути задоволені ресурсами певного місця проживання (їжею, укриттям, водою тощо).

Криві виживання

Важливим чинником, що впливає на чисельність популяції, є виживання — частка особин, які збереглися в популяції за певний проміжок часу. Виживання (Z) розраховуються як відношення кількості особин, що вижили (n), до початкової кількості особин (N):

Виживання залежить від багатьох причин: середньої тривалості життя, вікового й статевого складу популяції, дії чинників середовища (їжі, хижаків, паразитів, клімату та ін.).

Залежність кількості особин, які вижили, від часу демонструють криві виживання. Це графіки, на яких по осі абсцис відкладають вік, а по осі ординат — кількість (або відсоток) особин, які дожили до цього віку. Початкова точка на кривій виживання відповідає кількості новонароджених особин у популяції, а далі крива відображає, як у міру старіння знижується чисельність особин одного віку.

Мал. 86.2. Типи кривих виживання

Розрізняють три основні типи кривих виживання (рис. 86.2).

Крива типу I властива організмам, смертність яких протягом більшої частини життя низька, а наприкінці різко збільшується. Подібні криві виживання спостерігаються в комах із коротким життєвим циклом, які масово гинуть після відкладання яєць; у великих хребетних, які мають мало природних ворогів; в однолітніх рослин, які на полі старіють одночасно. Така сама крива характерна і для людини, особливо в розвинених країнах із високим рівнем медичного обслуговування, де більшість людей доживає до старості.

Крива типу II характерна для організмів із дуже високою смертністю в ранній період життя. Так буває у видів, які виробляють величезну кількість ікринок, личинок, насінин і не турбуються про потомство: у риб (із мільйонів ікринок виживає 1-2 % мальків), багатьох безхребетних, більшості рослин (виростає менш ніж 1 % сходів).

Крива типу III характерна для видів, у яких смертність протягом життя є сталою. Причини смертності випадкові, і особини гинуть до початку старіння. Багато видів птахів, ящірок, дрібних ссавців мають такий тип кривої виживання.

Екологічні стратегії популяцій

Для кожної популяції характерні свої показники народжуваності й смертності, періодичність розмноження, криві виживання й типи росту. Ці особливості становлять екологічну стратегію популяції. Екологічна стратегія спрямована на підвищення виживання й утворення потомства.

Мал. 86.3. Риба-місяць може виметати до 300 млн ікринок, із яких виживають лічені одиниці

Розрізняють два основні типи екологічних стратегій. Їх умовно називають r-стратегія й K-стратегія.

Метою г-стратегії є збільшення чисельності популяції за короткий термін. Для r-стратегів характерне численне потомство, яке швидко досягає статевої зрілості. Нащадки мають дрібні розміри й коротку тривалість життя; їхня висока смертність компенсується високою плідністю (мал. 86.3). В основному r-стратегія є вигідною в середовищі з різкими й непередбачуваними змінами умов. Наприклад, мешканці калюжі, що пересихає, мають швидко розмножитися й вирости протягом короткого сприятливого періоду.

К-стратегія спрямована на підвищення виживання популяції. Для K-стратегів характерна незначна кількість великих нащадків, турбота про потомство. Хоча популяції з K-стратегією повільно розмножуються, їхні особини більш конкурентоспроможні й живуть довше. Такі популяції населяють стабільні місця проживання.

Ключова ідея

Метою екологічної стратегії популяції є збільшення чисельності. Під час r-стратегії утворюється численне дрібне потомство, яке масово гине в нестабільних умовах. Під час К-стратегії утворюється небагато великих нащадків із високою тривалістю життя. Залежність кількості особин, які вижили, від різних стадій життєвого циклу, зображують за допомогою кривих виживання.

Запитання та завдання

1. Чому популяція не може збільшувати свою чисельність нескінченно? 2. Розгляньте мал 86.2. Популяція якого типу — I чи II — потребує швидшого розмноження для підтримування стабільної чисельності? 3. Який тип кривої виживання й тип екологічної стратегії характерні для риби-місяця? для лелеки? 4. Чи можна сказати, що К-стратегія краща, ніж r-стратегія, і навпаки? Відповідь поясніть. 5. Які криві виживання відповідають популяціям людини?