Количественные характеристики популяции

Количественные характеристики популяции разделяются на статические и динамические. Статические показатели характеризуют состояние популяции на данный момент и характеризуются численностью, плотностью, а также показателями структуры. Динамические показатели отражают процессы, протекающие в популяции за определенный промежуток времени и характеризуются рождаемостью, смертностью, скоростью роста популяции.

Численность — количество особей в популяции, например количество растений. Плотность — количество особей или биомасса популяции, приходящаяся на единицу площади или объема и способная к значительным изменениям во времени. Показатели структуры: половой—соотношение полов размерный соотношение количества особей разных размеров, возрастной - соотношение количества особей различного возраста в популяции. Генетическая структура — соотношение в популяции различных генотипов и аллелей. Совокупность генов всех особей популяции называется генофондом. Частота аллеля — это его доля во всей совокупности аллелей данного гена. Согласно закону Харди—Вайнберга относительные частоты аллелей в популяции остаются неизменными из поколения в поколение при соблюдении определенных условий. Однако на популяции всегда действуют факторы, нарушающие генетическое равновесие, в результате чего происходит длительное и направленное изменение генотипического состава популяции, называемое элементарным эволюционным явлением. В то же время без изменения генофонда популяции невозможен эволюционный процесс. К факторам, изменяющим генетическую структуру популяций, относятся мутации, неравная жизнеспособность особей, неслучайное скрещивание, дрейф генов, миграция.

По типу использования пространства все подвижные животные подразделяются на оседлых и кочевых, а по форме совместного существования животных выделяют одиночный образ жизни, семейный, колониями, стаями, стадами.

Рождаемость (скорость рождаемости) — это число особей, рождающихся в популяции за единицу времени. Различают максимальную рождаемость, представляющую максимальную реализацию возможности рождения при отсутствии лимитирующих факторов среды, и фактическую рождаемость — практическую реализацию возможности рождения.

При рассмотрении экосистем пользуются другим динамическим показателем — продукцией, или суммой прироста массы всех особей независимо от того, сколько они прожили, из множества популяций биогенного сообщества за определенный промежуток времени.

Смертность (скорость смертности) — это количество особей, погибших в популяции в единицу времени. Но убыль или прибыль организмов в популяции зависит не только от рождаемости и смертности, но и от скорости их иммиграции (вселения) и эмиграции (выселения), т. е. от количества особей, прибывших и убывших в популяции в единицу времени. Различают также максимальную и фактическую смертность.

Продолжительность жизни — длительность существования особи. Она зависит от условий, или факторов жизни. Различают физиологическую и максимальную продолжительность жизни. Физиологическая продолжительность жизни определяется только физиологическими возможностями организма. Теоретически она возможна, если допустить, что в период всей жизни организма на него не оказывают влияния лимитирующие факторы. Максимальная продолжительность жизни — это такая продолжительность жизни, до которой может дожить лишь малая доля особей в реальных условиях среды. Эта величина варьируется в широких пределах: от нескольких минут у бактерий до нескольких тысячелетий у древесных растений (секвойя), т. е. от 103 до 104 с. Обычно чем крупнее растение или животное, тем дольше их продолжительность жизни, хотя бывают и исключения, например летучие мыши доживают до 30 лет, что дольше жизни медведя. Средняя продолжительность жизни— это среднее арифметическое продолжительности жизни всех особей популяции. Она значительно колеблется в зависимости от внешних условий.

Скорость роста популяции — изменение численности популяции в единицу времени. Она может быть положительной, нулевой, отрицательной и зависит от показателей рождаемости, смертности и миграции. Увеличение (прибыль) численности происходит в результате рождаемости и иммиграции особей, а уменьшение (убыль) — в результате смертности и эмиграции особей.

Выживаемость — абсолютное число особей (или процент от исходного числа особей), сохранившихся в популяции за определенный промежуток времени. Выживаемость зависит от ряда причин: возрастного и полового состава популяции, действия тех или иных факторов среды и др. Комплекс свойств популяции, направленный на повышение вероятности выживания и оставление потомства, называется экологической стратегией выживания, т. е. стремлением организмов к выживанию, что является общей характеристикой роста и размножения, включающей темпы роста особей, время достижения половозрелое т.е. плодовитость, периодичность размножения и т. д.

Гомеостаз популяции — поддержание определенной численности и плотности видов. Изменение численности зависит от абиотических и антропогенных факторов. Но всегда можно выделить ключевой фактор, наиболее сильно влияющий на рождаемость, смертность и миграцию особей. Одним из важнейших ключевых факторов является, например, доступность пищевых ресурсов. При повышении плотности популяции усиливаются механизмы, снижающие ее плотность, и наоборот.

Факторы, регулирующие плотность популяции, делятся на зависимые и не зависимые от плотности. Зависимые факторы изменяются с изменением плотности, а независимые остаются постоянными при ее изменении. Практически первые — это биотические, а вторые — абиотические факторы.

Многие популяции способны к саморегуляции своей численности, осуществляемой с помощью трех механизмов торможения роста численности:

  • при росте численности повышается частота контактов между особями, в результате чего возникает стрессовое состояние, способствующее уменьшению рождаемости и повышению смертности;
  • при возрастании плотности происходит изменение генетического состава популяции с заменой быстро размножающихся особей на медленно размножающиеся;
  • усиливается миграция в новые местообитания с худшими условиями жизни, что способствует повышению смертности.

В природе нет «хороших» и «плохих» видов, вследствие чего остро стоит вопрос сохранения биологического разнообразия. Сокращение генофонда живой природы может привести к трагическим последствиям. Поэтому в «Красных книгах» регистрируются исчезающие, редкие, сокращающиеся, неопределенные и безвозвратно исчезнувшие виды.

Следует отметить, что деятельность человека может создавать условия для появления новых видов, часто вредных для самого человека: болезнетворных микроорганизмов, вредителей сельхозкультур и т. д.