Колебания численности популяции
У всех живых организмов очень высокая способность к размножению и распространению. Эта особенность – давление жизни – способствует активному выполнению живым веществом своих биосферных и экосистемных функций. Однако репродуктивный потенциал любой популяции может быть реализован лишь при отсутствии тормозящих причин.
В естественных экосистемах имеется множество факторов, которые ограничивают рост популяции и часто сводят его на более или менее продолжительное время к нулю. Однако интенсивность проявления таких факторов подвержена собственной динамике. Неравномерность действия лимитирующих численность популяций факторов приводит к колебаниям численности.
Изменения численности могут носить случайный или закономерный характер, в последнем случае они бывают:
- периодическими,
- непериодическими.
Случайные флуктуации численности
Случайные изменения численности популяций связаны с непериодическими изменениями факторов среды их обитания. Такое изменение может происходить как в благоприятном, так и неблагоприятном для популяции направлении.
В первом случае примерами могут быть повышение емкости среды на той же территории (например, при искусственной подкормке и других биотехнических мероприятиях, при расселении кормовых организмов, некоторых сукцессиях и т.д.), или расселение популяции, что увеличивает занятый ею ареал и, соответственно, емкость среды.
Примерами негативного для популяции непериодического изменения среды обитания могут быть различные катастрофы природного характера, антропогенный фактор, в том числе целенаправленное истребление вида или разрушение среды его обитания, вселение (в том числе антропогенное) несвойственных данной местности хищников, конкурентов, или хищников и конкурентов привычных объектов питания вида и т.д. Все это способствует снижению численности особей и может способствовать вымиранию вида.
Примеры таких «вымираний» бесчисленны, особенно в наши дни, когда человек чуть ли не ежедневно тем или иным образом уничтожает по одному или более видов, в том числе и еще неизвестных науке. При этом данный процесс называют не уничтожением, а «вымиранием», хотя естественное вымирание видов идет с заменой их другими, при общей тенденции повышения биоразнообразия, и в течение геологического времени.
Принцип минимального размера популяции - каждому виду организмов свойственен собственный минимальный размер популяции, дальнейшее уменьшение которого ставит под угрозу существование популяций, а часто и вида в целом. Таким образом, само разрежение популяций в результате естественных причин или деятельности человека (например, промысел) является фактором среды. Так разрежение популяций выхухоли за счет разных форм деятельности человека обусловило ее исчезновение во многих районах и сокращение ареала. При разрежении популяции встречи разнополых особей оказываются менее вероятными, размножение в этих условиях не компенсирует смертность, что ведет к исчезновению вида. Оптимальная плотность популяции играет многогранную роль в жизнедеятельности организмов.
Периодические флуктуации численности
Периодические колебания численности популяций широко распространены в природе и служат одним из излюбленных объектов математического моделирования. Например, это колебания в системе хищник-жертва. Впервые они были обнаружены эмпирически на примере некоторых грызунов и зайцеобразных и их хищников, затем такая динамика подверглась математическому обоснованию и сходный с ней процесс был получен в лаборатории (опыты Гаузе). Хотя в современной экологии имеются и другие объяснения колебаний численности грызунов и зайцев, они также не отрицают их периодичности.
Были попытки объяснения подобных колебаний даже космическими причинами, однако они так и остались неубедительными, поскольку у одних видов наблюдается 4-хлетний, у других – 11-летний цикл, или циклы иной периодичности. К тому же циклические колебания никогда не происходят через правильные интервалы, и выражение «11-летний цикл» означает лишь, что в среднем он составляет 11 лет, а каждый конкретный цикл может оказаться и иной длительности – от 7 до 13 лет.
Наиболее обычными являются циклические флуктуации численности в течение года. Например, у оседлых птиц численность растет в репродуктивный период, а затем во все последующие сезоны вновь уменьшается. У перелетных процесс осложняется миграциями. То же характерно и для многих других организмов. Даже те, что могут размножаться в течение всего года, имеют преимущественный период размножения, а репродуктивный успех в разные сезоны тоже оказывается различным.
