Что влияет на численность популяции

*§ 39—2. Механизмы регуляции и поддержания численности природных популяций

Оглавление

Преамбула

Рост численности популяций любого вида в природе никогда не бывает бесконечным, потому что ресурсы, за счет которых существуют виды (пища, убежища, подходящие места для размножения), на любой территории имеют пределы. Эти пределы ресурсов определяют емкость среды для конкретных популяций.

Когда под воздействием факторов окружающей среды происходит отклонение от оптимальных показателей численности (среднего уровня), говорят о процессе модификации численности. Возвращение к среднему уровню численности называется регуляцией. При этом воздействие на организмы экологических факторов, которые позволяют регулировать численность популяции, зависит от ее плотности. Под воздействием таких факторов происходит регуляция численности. К ним относятся биотические взаимоотношения и факторы-ресурсы абиотической среды.

Всякое значительное отклонение численности особей в популяциях от оптимальной связано с отрицательными последствиями для ее существования. В связи с этим популяции обычно имеют адаптационные механизмы, способствующие как снижению численности, если она значительно превышает оптимальную, так и ее восстановлению, если она уменьшается ниже оптимальных значений.

В природных системах с низким уровнем видового разнообразия численность популяций подвержена сильному воздействию абиотических и антропогенных факторов. Она зависит от погоды, химического состава среды и степени ее загрязнения. В системах с высоким уровнем видового разнообразия колебания численности популяций в основном контролируются биотическими факторами.

Все экологические факторы в зависимости от характера влияния на численность популяции можно разделить на две группы:

Факторы, независимые от плотности популяции

Факторы, независимые от плотности популяции, изменяют численность популяций в одном направлении, независимо от количества особей в них. Абиотические и антропогенные (за исключением природоохранной деятельности человека) факторы влияют на численность особей независимо от плотности популяции — это модифицирующие факторы. Так, суровые зимы снижают численность популяций пойкилотермных животных (змей, лягушек, ящериц). Толстый слой льда и отсутствие подо льдом достаточного количества кислорода снижают численность популяций рыб зимой. Сухие лето и осень с последующей морозной зимой уменьшают численность популяций жука колорадского. Неконтролируемый отстрел животных или отлов рыбы снижают восстановительные возможности их популяций. Высокие концентрации загрязнителей в окружающей среде отрицательно сказываются на численности всех чувствительных к ним видов.

Факторы, зависимые от плотности популяции

Факторы, зависимые от плотности популяции, изменяют ее численность в сторону оптимального уровня и предотвращают перенаселение, поэтому их еще называют регулирующими факторами. К ним относятся биотические и природоохранные антропогенные факторы. Зависимыми от плотности популяции факторами являются: запасы кормовых ресурсов, наличие естественных врагов, конкурентов, различные виды природоохранной деятельности. На рисунке видно, что изменение количества кормовых ресурсов приводит к синхронному изменению численности популяции. Как вы думаете, какие свойства популяции и в каком направлении будут при этом изменяться?

Так, численность популяций снижается пропорционально количеству хищников, паразитов, возбудителей болезней и возрастает пропорционально запасу кормовых ресурсов. Таким образом, их наличие в среде обитания сглаживает резкие колебания численности популяции и способствует ее поддержанию в равновесном состоянии.

Когда численность популяции приближается к емкости среды, возникает нехватка корма вследствие его усиленного выедания. И тогда приводится в действие механизм регуляции численности популяции через внутривидовую конкуренцию за лимитирующие ресурсы. Если плотность популяции высокая, ее регулирует повышение смертности в результате обострения конкуренции. Часть особей погибает либо из-за нехватки корма (травоядные животные), либо в результате физического или химического воздействия особей друг на друга. Повышение смертности приводит к снижению плотности. Если плотность популяции низкая, происходит ее пополнение за счет увеличения рождаемости вследствие возобновления кормовых ресурсов и ослабления конкуренции.

Биологическая война — это умерщвление конкурентов внутри популяции путем прямого нападения (хищники одного вида). Резкое снижение кормовых ресурсов может приводить к возникновению каннибализма (поедание себе подобных). Химическая война — это выделение химических веществ, задерживающих рост и развитие или убивающих молодых особей (растения, водные животные). Проявление химической войны можно наблюдать на примере развития головастиков. При высокой плотности более крупные головастики выделяют в воду вещества, которые подавляют рост мелких особей. Поэтому завершают свое развитие только крупные головастики. Лишь после этого начинают расти мелкие головастики.

Регуляция численности популяции через количество кормовых ресурсов четко прослеживается на примере взаимодействия популяций хищника и жертвы. Они оказывают взаимное влияние на численность и плотность друг друга, вызывая повторяющиеся подъемы и спады численности обеих популяций, причем в этой системе колебаний увеличения численности хищника отстают по фазе от увеличений численности жертвы.

Примерно по тому же механизму осуществляется взаимная регуляция численности популяций паразита и хозяина при паразитизме. При повышении плотности популяции хозяина облегчается передача возбудителей от одной особи к другой, так как увеличивается частота контактов. В результате возникает вспышка заболевания, приводящая к увеличению смертности. Снижение плотности популяции хозяина препятствует переносу возбудителя, и здоровые особи начинают размножаться. Следовательно, хищники и паразиты в природе играют регулирующую роль, препятствуя чрезмерному росту численности других популяций. Полное их уничтожение может привести к нарушению равновесия в природных системах.

Важным механизмом регуляции численности в переуплотненных популяциях является стресс-реакция. Повышение плотности популяции приводит к увеличению частоты встреч между особями, что вызывает у них такие физиологические изменения, которые ведут либо к снижению рождаемости, либо к увеличению смертности. Это является причиной уменьшения численности популяции. Стресс не вызывает необратимых изменений в организме, а лишь приводит к временному блокированию некоторых функций. При устранении перенаселения способность к размножению быстро восстанавливается.

Все зависимые от плотности популяции механизмы регуляции численности включаются до того, как произойдет полное исчерпание ресурсов среды. Благодаря этому в популяциях сохраняются и поддерживаются оптимальные свойства и структура, что позволяет им длительно находиться в равновесном состоянии. Сохранение многочисленности популяций в пределах ареала обеспечивает сохранение и эволюцию вида.

Повторим главное. Факторы среды, влияющие на численность популяций, разделяют на: факторы, независимые от плотности популяции, и факторы, зависимые от плотности популяции. Регуляция численности популяций в природе осуществляется преимущественно через конкуренцию за ресурсы, хищничество, паразитизм. Благодаря регуляторным механизмам популяции сохраняют свое существование, а значит, и существование вида в целом.

Проверим знания

1. Почему в природе численность популяции не может быть слишком высокой или слишком низкой?
2. Что происходит с численностью популяции жертвы, если хищники отлавливают жертву медленнее, чем она успевает размножаться?
3. Как влияют на численность популяций факторы, независимые от их плотности? Приведите конкретные примеры.

1. Используя материал параграфа и дополнительную информацию, охарактеризуйте механизмы регуляции численности популяции жука короеда, вспышка численности которого представляет угрозу для лесов Беларуси. Поможет ли вырубка пораженных деревьев справиться с этой проблемой?
2. Если вас попросят разработать программу биологической борьбы с насекомым-вредителем, выберете ли вы для этого неспециализированных или специализированных хищников? Приведите аргументы в пользу своего выбора.
3. У хищных рыб — щуки, окуня, трески, наваги встречается такое редкое явление, как каннибализм, то есть поедание себе подобных. В чем биологический смысл этого явления?

Индивидуальное домашнее задание. Составьте экологический прогноз для популяций смешанного леса, в котором был проведен полный отстрел популяции волков.

Источник

Мой конспект — конспекты, шпаргалки, лекции

Наши партнеры

Факторы влияющие на численность популяции

Важным фактором, вызывающим колебания численности популяции является рождаемость. Ее влияние на численность популяции зависит от наличия особей, способных к размножению, их плодовитости, частоты генераций, выживаемость молоди, соотношение периода размножения к общей продолжительности жизни особей вида. Известно, что одни виды дают за год одну генерацию потомков. их называют моновольтиннимы. Виды, дают несколько поколений за год, называют поливольтинными. Такими же будут по составу и популяции этих видов. Поливольтинными является дрозофилы, тли, которые дают до 15 партеногенетических поколений.
По количеству периодов размножения в течение жизни различают виды моноциклические и полициклические.

Моноциклические есть виды с коротким периодом жизни и одним периодом размножения (угорь, майский хрущ, однолетние растения и др.)..
Полицикличнисть, т.е. повторные размножения в течение жизни, свойственная большинству позвоночных и многим беспозвоночным животным, многолетним растениям.
По плодовитости, то она высока у тех видов, оказавшихся в неблагоприятных условиях (высокая смертность, усиленное влияние хищников, отсутствие заботы о потомстве). У видов, которым свойственны различные формы заботы о потомстве, плодовитость невысока. Таковы большинство видов птиц, млекопитающих.

Численность популяции может изменяться за счет миграции особей из другой популяции и расселения
. Миграция осуществляется путем вселения или выселения особей из одной популяции в другую.
Выселение особей из популяции при чрезмерной численности или вследствие конкуренции или пополнения ее особями из других популяций называется дисперсией популяции. Она отражает стремление вида к расширению своего ареала. Розселювальна дисперсия повышается при увеличении плотности, а в период депрессии численности популяции усиливается процесс вселения особей из других популяций.

На новых территориях при благоприятных условиях темп роста численности особей популяции изначально высок. Впоследствии, при достижении определенной плотности особей, популяция прекращает воспроизведение. Такой тип заселения новой среде присущ видам, для которых
жизненно важно быстрое овладение ресурсами. Он наблюдается у нематод, клещей, некоторых видов насекомых (колорадский жук), живущих в кучах навоза, на растительных остатках. Мелкие нематоды, населяющие конский и коровий навоз, могут пройти свой жизненный цикл в течение нескольких часов, тогда как виды, живущие на своих постоянных территориях, развиваются в пределах двух — трех недель.
Различные факторы, влияющие на популяции, можно разделить по особенностям действия на две группы:

1. Факторы, вылил которых не зависит от плотности популяции.
Таковы климатические факторы, действие которых подобна при разной плотности популяций. Примером могут быть последствия внезапного сильного похолодания весной, что приводит к гибели многих перелетных птиц, которые возвращаются из теплых краев.

2. Факторы, влияние которых зависит от плотности популяции.
Такие факторы вызывают различные изменения в популяциях с разной плотностью особей. Связь факторов с плотностью может быть положительным и отрицательным. Так, смертность, преимущественно растет с увеличением плотности, находится в прямой связи с плотностью. Рождаемость с увеличением плотности падает, находится в обратном связи с ней. В результате действия этих факторов наступает определенная стабильность плотности популяции, при которой популяция прекращает свой рост. Преимущественно так действуют на популяцию биотические факторы (конкуренция, хищничество, заболевания).

Однако, действие зависимых и независимых от плотности факторов может менять свой характер в разных популяциях и в пределах одной популяции в разное момент их роста.
Популяции, под влиянием факторов в процессе своего роста дают регулярные или случайные взрывы численности, называются оппортунистическими. Таковы популяции однолетних растений, многие виды насекомых, в которых наблюдается резкое увеличение численности весной и в течение лета, которое после этого значительно сокращается.

Популяции, которые обычно находятся в состоянии близком к равновесию, то есть соответствия плотности и состояния ресурсов, называют равновесными. Таковы популяции многих позвоночных животных. Они значительно более устойчивы, если не меняется количество ресурсов среды (рис. 7.5).

Выяснение механизмов, лежащих в основе изменения численности популяций, — очень важная экологическая проблема.
Темпы роста численности особей с увеличением плотности снижаются с целью предотвращения перенаселению. Последнее очень опасно для любой популяции, так как приводит к быстрому истощению кормовых и территориальных ресурсов, усиливает конкуренцию, способствует развитию паразитов, ослабляет популяцию. Однако, некоторые виды только массовым размножением могут противостоять выедания их хищниками и вытеснению конкурентов.

Изучая популяцию, изменения ее численности, эколог должен проанализировать все те процессы, которые отражают взаимодействие ее особей с окружающей средой, способность популяции к воспроизводству, адаптацию к неблагоприятным условиям. При определении численности популяции необходимо учитывать основные параметры, от которых она зависит в конкретной среде.
Для этого можно воспользоваться формулой:

Nn = Nt + B — D + C — E (7.3)
где Nn — количество особей популяции в настоящее время;
Nt — количество особей, проживающих на данной территории ранее (например, год назад);
В — количество особей, родившихся в течение данного отрезка времени;
D — количество особей, погибших за это время;
С — количество особей, которые вселились из других популяций;
Е — количество особей, которые эмигрировали в другие популяции.
Сравнивая данные исследований популяции в различных экологических условиях, можно судить о механизмах влияния внешних факторов на рождаемость, смертность, характер миграции, которые определяют численность и состояние популяции.

Источник

Факторы влияющие на численность популяции

Рассмотрение организованной совокупности особей, которая определяется общностью занимаемой ими территории, происхождением, сходством строения и поведением. Определение экологических факторов существования популяции, их воздействия на численность.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

По дисциплине: Экология

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: «Факторы влияющие на численность популяции»

Выполнил: студент гр. МЦ-12 /Поляков А.А./

Проверил: доцент /Исаков А.Е./

Воздействие экологических факторов на численность популяции

экологический популяция численность особь

Популяции состоят из одновидовых организмов, совместно населяющих определенные участки и связанных между собой различными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое существование в данной природной среде. Часто термином «популяция» обозначают такие группировки, которые способны длительно существовать без каких-либо контактов с другими подобными группировками. Выполнение этого условия почти невозможно проверить на практике из-за трудностей определения границ популяций, особенно для таких видов животных и растений, которые имеют широкое распространение. Например, для таких, как серая ворона или заяц, встречающихся в различных местообитаниях. С другой стороны, достаточно легко провести границы популяции, рассматривая, например, одновидовые группы рыб, населяющие отдельные, не связанные друг с другом водоемы. Популяции рассматриваются как основных элементов экосистемы. Именно благодаря функционированию популяций создаются условия, способствующие поддержанию жизни. В биотических сообществах каждая популяция играет отведенную ей роль, составляя вместе с популяциями других видов некое природное единство, развивающееся и действующее по своим законам. Это единство популяций обеспечивается совместной эволюцией организмов.

Все экологические факторы делят на:

Экологические факторы воздействуют на живые организмы:

как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;

как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;

как модификаторы, вызывающие структурно-функциональные изменения в организмах, и как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Вся совокупность факторов среды в природе постоянно изменяется и создает определенные условия для популяции, вызывая колебания ее численности.

Воздействие экологических факторов на численность популяции

Принято различать непериодические и периодические колебания численности естественных популяций.

Известно, что численность популяции зависит от многих факторов. Нередко изменения в численности популяции связаны с деятельностью человека. Но основными причинами являются изменения условий существования, порождаемые действиями абиотических и биотических факторов. Влияния этих факторов направлены на интенсивность роста, размножения, на скорость развития и смертность.

Так, при улучшении кормовой базы, снижении числа хищников, ослаблении конкурентных отношений численность популяции увеличивается за счет повышения рождаемости и снижения смертности. И, наоборот, при сокращении питания, усилении давления паразитов и хищников, обострении конкурентных отношений численность сокращается за счет снижения рождаемости и повышения смертности.

Динамика численности выводит популяцию из равновесного состояния, что может привести к изменениям в экосистеме. Стабильность экосистемы означает, что популяции каждого входящего в нее вида находятся в равновесии. Равновесие же в популяции определяется соотношением факторов, ограничивающих численность, увеличивающих или снижающих ее. При этом рождаемость в популяции уравновешена смертностью. Поэтому проблема сохранения равновесия сводится к поддержанию равновесия между смертностью и рождаемостью.

При рассмотрении причин, вызывающих изменения численности в популяции, очень важно выделить зависимые и независимые от плотности факторы.

Факторы, независимые от плотности, действующие на популяции постоянно и изменяющие их численность однонаправленно, независимо от величины популяции. Так действуют абиотические факторы и прежде всего климатические факторы, а также антропогенные факторы, за исключением природоохранных факторов. Действие их не всегда проявляется сразу. Эти факторы еще называют модифицирующими, поскольку они не обеспечивают регуляции численности, а лишь вызывают ее изменения.

Зависимые от плотности факторы, действие которых на популяцию может быть прямым, т.е. усиливаться по мере приближения к верхнему пределу, или инверсным, т.е. ослабевать по мере увеличения плотности. Эти факторы изменяют численность в сторону оптимального уровня и предотвращают перенаселение, поэтому эти факторы носят название регулирующих. К ним относятся биотические факторы и природоохранные антропогенные факторы. Зависимые от плотности факторы, как правило, влияют на скорость роста численности популяции путем изменения ее рождаемости или смертности.

Необходимо остановиться и на способности популяции к саморегуляции. У Механизмы внутрипопуляционной регуляции позволяют восстановить оптимальные численность и плотность популяции и не дают популяции исчезнуть.

Биотические факторы, зависимые от плотности, по характеру влияния на численность популяции подразделяются на две группы:

Рассмотрим характер действия внутривидовых факторов. К. Вини-Эдвардс в 1962 году предложил два механизма стабилизации плотности ниже уровня насыщения за счет внутривидовых факторов:

1) территориальное поведение;

2) групповое поведение.

При нарушении границ за счет увеличения плотности наблюдаются разные формы внутривидовой конкуренции:

1) конкуренция за ресурсы. При недостатке жизненно необходимых ресурсов часть животных погибает, а у растений наблюдается самоизреживание и изменение вегетативной мощности;

Территориальное поведение может влиять и на генетическую приспособленность (вероятность оставлять потомство). Если особи не обеспечены необходимой территорией, то они не размножаются до тех пор, пока плотность популяции не снизится до необходимого уровня.

При увеличении плотности у особей могут наблюдаться такие изменения физиологии и поведения, которые, в конечном счете, приводят к появлению инстинкта массовой миграции.

Важным механизмом регуляции численности в переуплотненных популяциях является стресс-реакция. Повышение плотности приводит к увеличению частоты встреч между особями, вызывающих у них такие изменения физиологии, которые ведут к снижению рождаемости и увеличению смертности. У млекопитающих это явление названо стрессом и впервые было описано в 1936 году Г.Селье для человека. При развитии стресса происходит ряд изменений в гормональном профиле, которые приводят к следующим последствиям:

3) резорбция эмбрионов или выкидыши;

4) уменьшение числа поколений в год и количества особей в одном поколении;

5) удлинение сроков полового созревания;

6) преждевременное прекращение лактации;

7) ослабление иммунитета и снижение устойчивости к неблагоприятным условиям среды;

8) угасание инстинкта заботы о потомстве;

9) изменение поведения (повышается агрессивность, может наблюдаться каннибализм, меняется реакция на особей противоположного пола, молодняк и т.д.).

Все эти последствия в конечном итоге вызывают снижение рождаемости или повышение смертности, что приводит к уменьшению численности.

Стресс не вызывает необратимых изменений в половой системе, а приводит лишь к временному гормональному блокированию ее функции. При устранении перенаселения способность к размножению может восстанавливаться очень быстро. Сигнал о сокращении численности влияет на физиологию особей, вызывая мобилизацию ее ресурсов на поддержание нормальной жизнедеятельности, на повышение устойчивости к неблагоприятным факторам. В результате снижаются темпы старения, возрастает процент самок, увеличивается их плодовитость

Групповое поведение. У животных, живущих группами, более высокая способность к саморегуляции. Это свойство получило название «эффект группы». Показателями эффекта группы являются территориальность (сложная система сигнализации запахом, звуком, спецификой поведения; взаимный обмен информацией) и фазовая изменчивость (переход от одиночной к стадной фазе, которая мигрирует и имеет сниженную плодовитость).

Эффект группы функционально связан с плотностью популяции и служит механизмом регуляции численности. В его проявлении большую роль играют гормональные механизмы. Самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным группам. У животных с хорошо выраженной системой иерархической подчиненности в группах стресс-реакция проявляется особенно специфично. Доминирующие особи стресс реакции не проявляют, но она очень сильно проявляется у подчиненных особей, что тормозит их воспроизводительные функции. В переуплотненных популяциях стресс охватывает большую часть особей и таким образом тормозится рост численности популяции.

Все внутривидовые, зависимые от плотности популяции механизмы регуляции численности включаются до того, как произойдет полное исчерпание ресурсов среды. Благодаря этому в популяциях осуществляется саморегуляция численности.

Но поскольку популяция существует не изолированно, а в связи с другими популяциями, то в природе широко распространены различные типы межвидовых взаимодействий. Из всех межвидовых биотических факторов регулирующее влияние на численность популяции оказывают межвидовая конкуренция, хищничество и паразитизм. Межвидовая конкуренция проявляется в тех же формах (прямой антагонизм и конкуренция за ресурс), что и внутривидовая, только в данном случае взаимодействие происходит между особями не одного и того же, а разных видов.

Подведя итоги, можно обозначить ту основную задачу, которую выполняют вышеперечисленные факторы, влияющие на численность популяции. Их обособленное и совместное действия обеспечивают природное равновесие между различными популяциями и внутри каждой популяции отдельно, и разнообразие окружающего нас мира.

1. Бродский А.К. Общая экология: Учебник для студентов вузов. М.: Изд. Центр «Академия», 2006.

3. Воронков Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов. М.: Агар, 2006.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Свойства популяции: динамика численности особей и механизмы ее регулирования. Рост численности популяции и его последствия. Кривые изменения численности популяции, их циклический и скачкообразный виды. Модифицирующие и регулирующие экологические факторы.

реферат [19,5 K], добавлен 23.12.2009

Понятие популяции в экологии, ее структура и виды, пространственные подразделения. Численность и плотность популяций, специфические внутривидовые взаимосвязи. Приспособительные черты групповой организации, место популяции в иерархии биологических систем.

реферат [434,9 K], добавлен 21.11.2010

Воздействие экологических факторов окружающей среды (климата, температуры, влажности) на живые организмы. Проявление биотических факторов во взаимоотношениях организмов при совместном обитании: хищничество, паразитизм, симбиоз. Свойства популяции.

реферат [20,9 K], добавлен 06.07.2010

курсовая работа [41,0 K], добавлен 19.02.2016

Редкие виды животных, занесенные в Красную книгу Российской Федерации: краснозобая казарка, лебедь-кликун, балобан, волк красный, ирбис. Основные факторы, которые влияют на численность популяции: браконьерство, отгонное животноводство, глубокоснежье.

реферат [36,6 K], добавлен 13.03.2011

Источник