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

§ 28. Регуляція процесів у популяціях

Що таке популяція? Що таке екосистема? Які екологічні групи організмів входять до складу екосистеми змішаного лісу? До якого віку можуть доживати живі організми? Які фактори можуть впливати на тривалість їхнього життя?

Вікова і статева структура популяції

Співвідношення чоловічої і жіночої статей у популяції має важливе екологічне значення. Воно безпосередньо пов'язане з потенціалом її розмноження. Співвідношення статей визначається як відношення кількості самців до кількості самиць або кількості самців до загальної кількості самців і самиць.

Дуже важливим показником для популяції є її вікова структура. Це співвідношення чисельності особин різних вікових класів і поколінь. Не обов'язково популяція має складатися з особин різного віку. Наприклад, усі особини в популяціях однорічних рослин мають однаковий вік.

Статева й вікова структури популяції відображають її здатність до розмноження (мал. 28.1). Наприклад, якщо в популяції переважають старі особини або дуже мало самиць, швидко чисельність популяції збільшуватися не буде.

Мал. 28.1. Вікова й статева структура людської популяції

Співвідношення чоловічої і жіночої статей у популяції має важливе екологічне значення, оскільки воно безпосередньо пов'язане з потенціалом її розмноження, а отже, впливом на життєдіяльність усієї екосистеми.

Вікова структура популяцій різних видів може суттєво різнитися між собою (мал. 28.2). Це пов'язано з особливостями життєдіяльності видів та стратегією їх розмноження. У видів, які народжують велику кількість нащадків, але майже не піклуються про них, найбільша кількість особин буде мати молодий вік. Але в молодому віці у таких видів і шанси на загибель найвищі. А от після того, як організм стає дорослим, його шанси на загибель суттєво зменшуються. Така структура популяцій притаманна багатьом видам риб, молюсків, земноводних.

Мал. 28.2. Вікова структура популяцій різних видів

У випадку, коли народжуваність є низькою, а турбота про нащадків значною (слони, кити тощо), кількість молодих особин у популяції невелика і переважають особини середнього віку. У видів, для яких шанси загибелі не залежать від віку тварини, кількість особин із віком зменшується рівномірно (гідри, таргани, клопи тощо).

Чисельність чоловіків в Україні на 1 січня 2018 року становила 19 558,2 тис. осіб, а жінок — 22 658,6 тис.

В Україні сформувалася структура населення, для якої характерна висока питома вага осіб старшого віку і низька — молодшого. На 1 січня 2018 року чисельність осіб у віці 0-15 років становила 16,3 % від загальної чисельності постійного населення, у віці 60 років і старше — 22,9 %, у віці 16-59 років — 60,8 %. (За даними сайту ukrstat.org)

Регуляція щільності та чисельності популяцій

Чисельність і щільність популяцій є важливими показниками для їхнього існування. Ріст цих показників свідчить про благополуччя популяції. Але необмежений ріст популяцій є неможливим. Після досягнення своєї певної чисельності популяція повністю вичерпує ресурс, потрібний для її існування. Це може бути їжа, питна вода, місце гніздування тощо. Вичерпання ресурсів підсилює внутрішньовидову конкуренцію і спричиняє збільшення смертності особин.

Повне вичерпання ресурсів може стати причиною загибелі популяції. Тому в природних популяціях організмів існують механізми регуляції їх чисельності і підтримання її на оптимальному рівні. Ці механізми можуть бути як внутрішньовидовими (зменшення народжуваності через гормональні зміни), так і відбуватися на рівні екосистеми.

На рівні екосистеми регуляція чисельності здійснюється переважно за рахунок дії на особин виду хижаків і паразитів. Чим більше особин виду, тим більше їжі для хижаків і паразитів, що стимулює їх розмноження. Прикладом такого регулятора може бути трипаносома, яка є паразитом, наприклад, копитних у південних регіонах Африки (мал. 28.3).

Мал. 28.3. Хижаки і паразити є одними з найбільш ефективних механізмів регуляції чисельності популяції

Живі організми використовують й інші способи регуляції чисельності (мал. 28.4). Найбільш поширені — регуляція за допомогою інших видів (насамперед хижаків і паразитів). Крім того, ефективним механізмом є міграції, коли частина особин популяції переміщується в інші місцевості. Регулювати чисельність своїх популяцій у деяких випадках тварини можуть за допомогою канібалізму (поїдання особин власного виду). Можлива і регуляція на гормональному рівні, коли починають працювати інстинктивні програми обмеження розмноження і частина особин не залишає нащадків через порушення в роботі репродуктивної системи організму.

Мал. 28.4. Регуляція чисельності популяцій у тварин: міграція і канібалізм

У деяких випадках перед людиною постає проблема регуляції чисельності популяцій організмів, які були штучно завезені в нові регіони. Прикладом таких ситуацій є масове розмноження кроликів та території Австралії. Їх завезли на новий континент ще в ХІХ столітті. Планувалося використати їх як об'єкт полювання. Але відсутність природних регуляторів чисельності стала причиною дуже інтенсивного розмноження цього виду. Це стало причиною суттєвого порушення місцевих біоценозів і завдало значних збитків господарствам Австралії. Механічні заходи боротьби — полювання на кроликів та побудова огорож проти їх проникнення — виявилися безрезультатними.

Ефективного успіху вдалося досягти тільки за рахунок природних регуляторів чисельності цих видів, які довелося штучно завозити. Чисельність кроликів вдалося зменшити шляхом зараження їх вірусом міксоматозу. Але згодом у них почала вироблятися стійкість до цього захворювання і для подальшої регуляції чисельності їхньої популяції застосували інший вірус.

Мінімально життєздатна популяція

Для кожного виду організмів є певний мінімальний розмір популяції, який здатен підтримувати її чисельність на стабільному рівні. Популяцію такого розміру називають мінімально життєздатною. Для кожного окремого виду розмір такої популяції визначається індивідуально.

На розмір такої популяції впливає як статева, так і просторова структура виду, його здатність до міграцій та утворення щільних поселень у межах ареалу. Визначення цього показника є надзвичайно актуальним для охорони зникаючих видів, бо дозволяє більш реально розраховувати ризики вимирання для конкретних видів.

Отже, тепер ви знаєте

1. Що відображає вікова структура популяції? 2. Яким чином може регулюватися чисельність популяції? 3. Яке значення має регуляція чисельності популяції для виживання виду? 4. На конкретному прикладі поясніть, як паразит може регулювати чисельність популяції свого хазяїна. 5*. Чи можуть різні популяції одного виду мати неоднакову статеву структуру?

Запитання та завдання

6. Чи можуть впливати на чисельність популяції абіотичні чинники? Поясніть на конкретних прикладах. 7. Знайдіть два-три приклади видів, у яких статева структура популяції є нерівномірною і особин однієї статі значно більше, ніж іншої. 8*. Складіть у вигляді таблиці перелік внутрішньовидових способів регуляції чисельності популяції та обґрунтуйте пункти цього переліку.