Учебник для 9 класса

Биология

§31. Популяция как форма существования вида в природе

Вспомните из учебника «Растения. Бактерии. Грибы и лишайники», какие условия окружающей среды влияют на организмы. Приведите известные вам примеры такого влияния. Каково его значение?

Виды организмов существуют в природе в форме отдельных популяций. Каждая из них характеризуется определенными показателями, а также имеет хорошо выраженную структуру составляющих ее особей.

Основные показатели популяции. Численность — общее число особей на данной территории. Популяция способна к саморегуляции своей численности. Предельно возможная численность популяции определяется ресурсами среды — пищей, территорией для размножения, укрытиями и др.

Рождаемость — число новых особей, появившихся в популяции за единицу времени и результате размножения. Величина рождаемости определяется соотношением полов, возрастных групп в популяции, а также частотой размножения и плодовитостью отдельных особей.

Смертность — число погибших в популяции особей за определенную единицу времени. Смертность зависит от погодно-климатических условий, действия хищников, влияния болезней и других неблагоприятных условий окружающей среды.

Прирост популяции — разница между рождаемостью и смертностью. Он может быть положительным (численность популяции увеличивается) и отрицательным (численность популяции снижается). Например, тли, обитающие на зеленых побегах различных растений, за одно лето могут дать 15 поколений, что увеличивает численность их популяций в сотни раз (рис. 137). С наступлением холодов численность тлей в популяции резко сокращается, так как взрослые насекомые погибают, а зимуют только кладки их яиц.

Рис. 137. Популяция тли на побегах растения

Структурная организация популяции. В каждой популяции есть особи, различающиеся по полу и возрасту. Это обусловливает их половую и возрастную структуры.

Половая структура — соотношение особей в популяции по полу. В большинстве популяций оно в момент рождения соответствует 1:1. Однако в результате гибели особей того или другого пола, эта пропорция может изменяться. Например, в популяции утки-кряквы после зимовки число самок уменьшается на 20%.

Возрастная структура — соотношение особей в популяции по возрасту. Присутствие в популяции особей разного возраста повышает ее приспособительные возможности. Соотношение возрастных групп в популяции определяет ее способность к увеличению или уменьшению численности. Так, увеличение числа молодых особей в популяции азиатской саранчи вследствие теплой зимы ведет к быстрому росту численности и необходимости применения средств защиты растений от этого опасного вредителя (рис. 138).

Рис. 138. Популяция азиатской саранчи весной состоит преимущественно из молодых особей

Поведенческая структура — система взаимоотношений между особями популяции. Такая структура характерна только для популяций животных. При одиночном образе жизни особи популяции обособлены и независимы друг от друга (рис. 139). Однако вести одиночное существование постоянно животные не могут, поскольку в этом случае затрудняется встреча самцов с самками и размножение.

Рис. 139. Лисица — животное, ведущее одиночный образ жизни

Некоторые животные, например волки, объединяются для совместной жизни в стаи (рис. 140). В стаях сильно развиты подражательные реакции и существует строгий порядок. Все действия членов стаи согласованы звуковой, зрительной или химической сигнализациями. На период размножения стая обычно распадается на отдельные пары, которые рождают и воспитывают потомство.

Рис. 140. Стая волков может справиться с достаточно крупной добычей

В семьях усиливаются связи и взаимоотношения между родителями и потомством. Например, такой образ жизни характерен для африканских львов. Семья львов (прайд) состоит из взрослого самца, нескольких самок и их детенышей. Взрослые члены прайда сообща охотятся, защищают и воспитывают потомство (рис. 141).

Рис. 141. Прайд львов ва охоте

Более длительное и постоянное, чем стая и семья, объединение животных называют стадом. В стадах обычно есть вожак, которым становится наиболее сильная особь. Вожак берет на себя руководство всей деятельностью стада и поддерживает строгую иерархию его членов путем специальных сигналов, угроз или прямым нападением. В таких стадах у всех особей есть определенный ранг — от высшего до низшего, определяющий, например, преимущественное право потребления пищи, подхода к водопою и обеспечением защиты от врагов (рис. 142).

Рнс. 142. Стадо овцебыков при опасности образует защитное кольцо из сильных самцов вокруг более слабых самок с детенышами

Регуляция численности популяции. Рост численности популяции сдерживают различные условия окружающей среды: погодно-климатические, недостаток пищи, действие хищников, влияние болезней и др. Так, в дождливое лето численность насекомых заметно сокращается, что ведет к гибели значительного числа птенцов у насекомоядных птиц. Суровая зима с высоким снежным покровом является причиной гибели копытных млекопитающих, например оленей, кормящихся на земле.

Рис. 143. Сосновый коконопряд

Чаще всего численность популяции из года в год колеблется около среднего уровня. Вместе с тем в благоприятные для жизни популяции годы ее численность может резко увеличиться. Происходит так называемая вспышка размножения. И тогда начинают действовать условия среды, возвращающие численность популяции к исходному среднему уровню.

Например, в сибирской тайге в годы с теплой зимой наблюдается рост численности опасного вредителя хвойных пород — бабочки соснового коконопряда (рис. 143). При невысокой численности популяции этого насекомого ее регулируют насекомоядные птицы — сойки и дятлы. При более высокой — птицы уже не справляются с гусеницами и бабочками, им на помощь приходят насекомые-паразиты — наездники, которые нападают на личинок этого насекомого и его кладки яиц. Если рост численности продолжается и выходит из под контроля врагов бабочки, то в популяции распространяются инфекционные болезни, вызываемые бактериями и вирусами. Предельно возможная численность популяции определяется ресурсами среды, за которые между собой ведут жесткую конкуренцию особи одного вида. Это подрывает существование популяции, что резко снижает ее численность до исходного среднего уровня (рис. 144).

Рис. 144. График регуляции численности соснового коконопряда в сибирской тайге

Множественность механизмов регуляции численности популяции ведет к тому, что в природе редко происходят катастрофический ее рост, подрыв ресурсов среды и гибель популяции.

Упражнения по пройденному материалу

1. Что показывают численность,рождаемость, смертность и прирост популяции?
2. Охарактеризуйте половую, возрастную и поведенческую структуры популяций в природе.
3. В чем преимущество семейного, стайного и стадного образов жизни в сравнении с одиночным? Приведите примеры животных, ведущих одиночный, семейный, стайный и стадный образы жизни.
4. Как осуществляется регуляция численности популяции в природе?
5. Почему в природе крайне редко происходит гибель популяции того или иного вида организма? Что этому препятствует?