Файл: Рындевич. Основы экологии.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.09.2020

Просмотров: 5096

Скачиваний: 27

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

61

падения

 

численности

 

свойственны

 

популяциям

 

американского

 

зай

-

ца

-

беляка

 

(Lepus americanus)

 

и

 

рыси

 

(Felis canadensis)

периодич

-

ность

 

которых

 

составляет

 

почти

 10 

лет

.  

Колебания

 

численности

 

клеста

-

еловика

 

(Loxia curvirostra)

 

совпа

-

дают

 

с

 

циклами

 

урожайности

 

еловых

 

шишек

семенами

 

которых

 

он

 

питается

 [2].  

Многолетняя

 

периодичность

 

динамики

 

численности

 

популяций

 

оп

-

ределяется

 

закономерными

 

изменениями

 

погоды

 

под

 

влиянием

 

сол

-

нечной

 

активности

Различают

 5-6- 

и

 11-

летние

а

 

также

 80—90-

летние

 

циклы

 

солнечной

 

активности

Это

 

позволяет

 

в

 

какой

-

то

 

степени

 

объяс

-

нить

 

совпадения

 

периодов

 

массового

 

размножения

 

животных

 

и

 

роста

 

растений

 

с

 

периодами

 

солнечной

 

активности

.  

 
 

3.1.7 

Гомеостаз

 

популяций

 

 

Популяция

как

 

и

 

любая

 

биологическая

 

макросистема

стремит

-

ся

 

к

 

стабильности

т

е

 

достижению

 

динамического

 

равновесия

.  

Динамическое

 

равновесие

 

биологических

 

систем

 (

в

 

том

 

числе

 

и

 

популяций

) — 

это

 

такое

 

их

 

состояние

при

 

котором

 

основные

 

па

-

раметры

 

колеблются

 

в

 

пределах

 

средней

 (

оптимальной

величины

.  

Для

 

популяции

 

такими

 

параметрами

 

являются

 

численность

 

и

 

плотность

Например

оптимальной

 

численностью

 

локальной

 

попу

-

ляции

 

белок

 

в

 

одном

 

из

 

парков

 

является

 35 

особей

При

 

такой

 

чис

-

ленности

 

все

 

особи

 

в

 

популяции

 

обеспечены

 

необходимым

 

количе

-

ством

 

ресурсов

  (

пища

территория

 

и

 

др

.). 

Однако

 

такая

 

числен

-

ность

 

устанавливается

 

редко

Для

 

данной

 

популяции

 

характерны

 

колебания

 

численности

 

от

 30 

до

 40 

особей

Такое

 

динамическое

 

равновесие

 

позволяет

 

популяции

 

находиться

 

в

 

стабильном

 

состоя

-

нии

 

и

 

эффективно

 

противостоять

 

негативным

 

факторам

 

среды

из

-

бегая

 

жесткой

 

внутривидовой

 

конкуренции

.  

Все

 

же

как

 

указывалось

 

выше

нередко

 

встречаются

 

резкие

 

вспышки

 

и

 

спады

 

численности

.  

Падение

 

численности

 

популяции

 

ниже

 

оптимальной

 

приводит

 

к

 

ослаблению

 

защитных

 

реакций

 

популяции

снижает

 

ее

 

плодови

-

тость

 

и

 

вызывает

 

ряд

 

других

 

отрицательных

 

явлений

В

 

популяци

-

ях

 

с

 

минимальной

 

численностью

 

нередко

 

складываются

 

весьма

 

сложные

 

ситуации

В

 

результате

 

близкородственного

 

скрещивания

 

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

62 

снижается

 

генетическое

 

разнообразие

что

 

является

 

серьезным

 

барьером

 

для

 

дальнейшего

 

развития

 

популяции

 

как

 

эволюционной

 

единицы

В

 

конце

 

концов

 

это

 

неизбежно

 

приводит

 

к

 

вымиранию

 

популяции

Критическая

 

ситуация

 

у

 

двуполых

 

видов

 

может

 

сло

-

житься

когда

 

численность

 

приближается

 

к

 

нулю

 

даже

 

у

 

одного

 

из

 

полов

Поэтому

 

популяции

 

с

 

очень

 

малой

 

численностью

 

особей

 

длительно

 

существовать

 

не

 

могут

.  

Повышение

 

численности

 

и

 

плотности

 

сверх

 

оптимальных

 

зна

-

чений

 

может

 

неблагоприятно

 

сказываться

 

на

 

популяции

Это

 

свя

-

зано

 

с

 

истощением

 

пищевых

 

ресурсов

нехваткой

 

жизненного

 

про

-

странства

возросшей

 

внутривидовой

 

конкуренцией

 

и

 

т

д

.  

Избежать

 

резких

 

скачков

 

основных

 

параметров

 

позволяет

 

са

-

морегуляция

 

или

 

гомеостаз

 (

биологическое

 

регулирование

).  

Гомеостаз

 — 

тенденция

 

живых

 

систем

в

 

том

 

числе

 

и

 

популя

-

ций

поддерживать

 

внутреннюю

 

стабильность

 

с

 

помощью

 

собствен

-

ных

 

регулирующих

 

механизмов

 [16].  

Достижение

 

оптимальной

 

численности

 

и

соответственно

плотности

 

обеспечивается

 

благодаря

 

специальным

 

механизмам

 

саморегуляции

  (

го

-

меостаза

), 

действующим

 

в

 

популяции

Процессы

 

саморегуляции

 

зависят

 

от

 

плотности

 

популяции

Ее

 

снижение

 

или

 

увеличение

 

стимулирует

 

запуск

 

соответствующих

 

механизмов

Они

 

в

 

лучшей

 

мере

 

изучены

 

в

 

популяциях

 

животных

 (

насекомых

земноводных

мышевидных

 

грызунов

 

и

 

др

.).  

При

 

резком

 

увеличении

 

численности

 

включаются

 

следующие

 

механизмы

направленные

 

в

 

основном

 

на

 

увеличение

 

смертности

 

и

 

снижение

 

рождаемости

 

миграция

 

особей

 

на

 

территорию

где

 

численность

 

вида

 

низ

-

кая

или

 

на

 

новые

 

территории

где

 

вид

 

отсутствует

;  

 

у

 

насекомых

 — 

уменьшение

 

размеров

 

особей

замедление

 

скорости

 

развития

 

и

 

увеличение

 

количества

 

особей

находящихся

 

в

 

состоянии

 

диапаузы

 (

приостановки

 

развития

); 

 

снижение

 

рождаемости

 (

самки

 

реже

 

и

 

меньше

 

приносят

 

потомство

);  

 

у

 

некоторых

 

животных

  (

копытные

грызуны

) — 

рассасыва

-

ние

 

эмбрионов

 

на

 

любой

 

стадии

 

развития

 

рождение

 

преимущественно

 

только

 

самцов

 

ускорение

 

процессов

 

старения

 

организма

 

рост

 

смертности

 

наиболее

 

слабых

 

особей

 

каннибализм

 

и

 

др

.  

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

63

При

 

чрезмерном

 

повышении

 

плотности

 

в

 

популяции

 

резко

 

воз

-

растает

 

внутривидовая

 

конкуренция

Особи

 

конкурируют

 

за

 

пищу

пространство

 

и

 

другие

 

необходимые

 

условия

Постоянная

 

конку

-

ренция

 

способствует

 

возникновению

 

стрессовой

 

ситуации

 

в

 

попу

-

ляции

Такое

 

явление

 

получило

 

название

 

стресс

-

синдрома

Он

в

 

свою

 

очередь

вызывает

 

запуск

 

соответствующих

 

механизмов

 

са

-

морегуляции

направленных

 

на

 

снижение

 

численности

 

и

соответ

-

ственно

плотности

.  

Эти

 

механизмы

 

имеют

 

физиологическую

 

основу

В

 

условиях

 

перенаселения

 

животные

 

становятся

 

настолько

 

агрессивными

 

(

жестокие

 

драки

нетерпимость

 

присутствия

 

соседа

 

и

 

т

д

.), 

что

 

у

 

них

 

почти

 

полностью

 

прекращается

 

размножение

В

 

стрессовом

 

состоянии

 

увеличивается

 

кора

 

надпочечников

 

и

 

повышается

 

кон

-

центрация

 

кортикостероидных

 

гормонов

происходят

 

другие

 

фи

-

зиологические

 

и

 

биохимические

 

изменения

Так

у

 

самок

 

наруша

-

ется

 

овуляция

происходит

 

резорбция

 

эмбрионов

не

 

проявляются

 

инстинкты

 

заботы

 

о

 

потомстве

 

и

 

т

д

. [16]. 

 

Природа

 

сигналов

воспринимаемых

 

популяцией

 

как

 

команда

 

к

 

запуску

 

механизмов

 

саморегуляции

 

разнообразна

  (

химическая

 

коммуникация

звуковые

 

сигналы

 

и

 

т

д

.). 

Система

 

сигнализации

 

работает

 

практически

 

безотказно

хотя

 

она

 

и

 

не

 

абсолютна

Этим

 

гарантируется

 

восстановление

 

численности

 

популяции

 

в

 

пределах

 

оптимума

 

в

 

относительно

 

кратковременные

 

сроки

Механизмы

 

са

-

морегуляции

 

включаются

 

практически

 

одновременно

 

у

 

всех

 

особей

 

в

 

популяции

И

 

это

 

объяснимо

в

 

противном

 

случае

 

их

 

эффектив

-

ность

 

сводилась

 

бы

 

к

 

нулю

В

 

результате

 

действия

 

этих

 

механиз

-

мов

 

через

 

сравнительно

 

небольшой

 

промежуток

 

времени

 

числен

-

ность

 

популяции

 

нормализуется

.  

При

 

резком

 

снижении

 

численности

 

включаются

 

противопо

-

ложные

 

механизмы

направленные

 

на

 

увеличение

 

рождаемости

 

и

 

снижение

 

смертности

:  

 

самки

 

чаще

 

и

 

больше

 

приносят

 

потомство

 

рождаются

 

в

 

основном

 

или

 

только

 

самки

 

у

 

самок

 

увеличивается

 

репродуктивный

 

период

 

замедляются

 

процессы

 

старения

 

организма

 

и

 

т

д

.  

Запуску

 

механизмов

способствующих

 

росту

 

численности

спо

-

собствует

 

низкая

 

плотность

 

популяции

отсутствие

 

или

 

низкая

 

сте

-

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

64 

пень

 

внутривидовой

 

конкуренции

достаточное

 

количество

 

пищи

жизненного

 

пространства

 

и

 

т

д

.  

Таким

 

образом

популяция

 — 

это

 

сложная

 

биологическая

 

сис

-

тема

обладающая

 

способностью

 

регулировать

 

свою

 

численность

 

и

 

плотность

Кроме

 

популяционных

 

механизмов

 

регуляции

 

числен

-

ности

 

и

 

плотности

 

у

 

отдельных

 

видов

 

организмов

 

и

 

их

 

группиро

-

вок

 

действуют

 

механизмы

 

регуляции

 

на

 

уровне

 

биоценоза

  (

экоси

-

стемы

и

 

биосферы

.  

 
 

Вопросы

 

для

 

самоконтроля

 

 

1.

 

Что

 

называют

 

популяцией

2.

 

В

 

популяцию

 

объединяются

 

особи

 

одного

 

или

 

нескольких

 

видов

3.

 

Каково

 

пространственное

 

деление

 

популяций

4.

 

Что

 

называют

 

видом

5.

 

В

 

чем

 

отличие

 

вида

 

от

 

популяции

6.

 

Что

 

выступает

 

в

 

качестве

 

основных

 

параметров

 

популяции

7.

 

От

 

чего

 

зависят

 

численность

 

и

 

плотность

 

популяции

?  

8.

 

Что

 

такое

 

пространственная

возрастная

 

и

 

половая

 

структура

 

популяции

?  

9.

 

Какая

 

динамика

 

свойственна

 

популяциям

10.

 

Приведите

 

примеры

 

динамических

 

изменений

 

в

 

популяции

.  

11.

 

Что

 

такое

 

динамическое

 

равновесие

 

биологических

 

систем

12.

 

Что

 

называют

 

гомеостазом

Для

 

чего

 

он

 

нужен

13.

 

Каковы

 

механизмы

 

саморегуляции

 

при

 

резком

 

снижении

 

численности

14.

 

Каковы

 

механизмы

 

саморегуляции

 

при

 

резком

 

увеличении

 

численности

?  

15.

 

Какова

 

природа

 

запуска

 

механизмов

 

саморегуляции

 

в

 

популяции

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У


background image

 

65

Раздел

 4 

 

ЭКОЛОГИЯ

 

СООБЩЕСТВ

 

И

 

ЭКОСИСТЕМ

  

 

 

 

4.1 

Биоценоз

 

как

 

сообщество

  

живых

 

организмов

 

 

4.1.1 

Понятие

 

биоценоза

 

и

 

биотопа

  

 

Термин

  «

биоценоз

» 

был

 

предложен

 

немецким

 

ученым

 

Кар

-

лом

 

Августом

 

Мебиусом

 

в

 1877 

г

., 

когда

 

он

 

изучал

 

сообщества

 

дон

-

ных

 

организмов

так

 

называемые

 

устричные

 

банки

Первоначально

 

Мебиус

 

определил

 

биоценоз

 

как

  «

объединение

 

живых

 

организмов

соответствующее

 

по

 

своему

 

составу

числу

 

видов

 

и

 

особей

 

некоторым

 

средним

 

условиям

 

среды

объединение

в

 

котором

 

организмы

 

связаны

 

взаимной

 

зависимостью

 

и

 

сохраняются

 

благодаря

 

постоянному

 

раз

-

множению

 

в

 

определенных

 

местах

». 

Он

 

также

 

установил

 

ряд

 

законо

-

мерностей

 

формирования

 

и

 

развития

 

сообществ

 

организмов

.  

В

 

настоящее

 

время

 

определение

 

биоценоза

 

более

 

конкретизировано

.  

Биоценоз

 

— 

организованное

 

сообщество

 

популяций

 

животных

растений

грибов

 

и

 

микроорганизмов

проживающих

 

совместно

 

на

 

одной

 

и

 

той

 

же

 

территории

 

длительное

 

время

.   

Временные

 

параметры

 

являются

 

обязательными

 

условиями

 

определе

-

ния

 

биоценоза

на

 

что

 

еще

 

указывал

 

автор

 

учения

 

о

 

биоценозе

 

К

Мебиус

.  

Биоценоз

 — «

живая

» 

часть

 

экосистемы

Примерами

 

биоценозов

 

являются

 

биоценозы

 

леса

луга

реки

моря

озера

пещеры

 

и

 

т

д

Ни

 

один

 

биоценоз

 

не

 

может

 

существовать

 

без

 

контакта

 

с

 

компонентами

 

неживой

 

природы

формирующими

 

пространство

 

обитания

.  

Биотоп

 

— 

пространство

 

с

 

более

 

или

 

менее

 

однородными

 

усло

-

виями

заселенное

 

тем

 

или

 

иным

 

сообществом

 

организмов

 (

биоцено

-

зом

). 

Включает

 

в

 

себя

 

компоненты

 

неживой

 

природы

Иногда

 

термин

 

биотоп

 

применяют

 

для

 

обозначения

 

места

 

обитания

 

отдельных

 

видов

.  

Большинство

 

биоценозов

 

включают

 

в

 

себя

 

фитоценоз

  (

сово

-

купность

 

растений

), 

зооценоз

 (

совокупность

 

животных

), 

микоценоз

 

(

совокупность

 

грибов

и

 

микроценоз

 (

совокупность

 

микроорганиз

-

мов

). 

Основу

 

наземных

 

и

 

большинства

 

водных

 

биоценозов

 

состав

-

Ре

по

зи

то

ри

й

 

Ба

рГ

У