Лекция 8. РЕГУЛЯЦИИ

Лекция 8. РЕГУЛЯЦИИ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ u Модификация и регуляция популяций u Типы динамики численности популяций u Механизмы динамики численности 1

Любой популяции организмов в конкретных условиях свойствен определенный средний уровень численности, вокруг которого происходят колебания. Отклонения от этого среднего уровня имеют разный размах, но в норме после каждого отклонения численность популяции начинает изменяться с обратным знаком. 2

u Выделяют две принципиально разные стороны популяционной динамики: модификацию и регуляцию. u Среди всего многообразия факторов, воздействующих на численность популяций, следует различать модифицирующие и регулирующие. 3

1. Модификация и регуляция популяций Модификация — это случайное отклонение численности, возникающее в результате воздействия самых разнообразных факторов, не связанных с плотностью популяции. крот полевка 4

К факторам, модифицирующим численность популяций, относятся: - все абиотические воздействия на организмы - качество и количество корма сайгак глухарь 5

u Модифицирующие факторы, вызывая изменение численности популяций, сами не испытывают влияния этих изменений. Действие их, таким образом, одностороннее. u Благоприятная погодная обстановка может послужить причиной массовой вспышки размножения вида и перенаселения занимаемой им территории, как, например, в случае стадных саранчовых. 6

u Отрицательное воздействие модифицирующих факторов, наоборот, снижает численность популяции иногда до полного ее исчезновения. u Так, в нераспаханных степях большим бедствием для копытных был «джут» — сочетание многоснежья с гололедицей. В такие зимы наблюдался массовый падеж скота, сайгаков, не способных добывать корм из под снега. 7

u. В малоснежные холодные зимы в лесной зоне из за промерзания грунта в массе гибнут кроты, полевки, мыши. Засухи и наводнения губят многих насекомых, их личинок и кладки. Заморозки в начале лета могут повлиять на выживаемость птиц. У тетеревов и глухарей, например, замерзают в гнездах яйца, когда самки отлучаются для кормежки. 8

Регуляция — это возврат популяции после отклонения к исходному состоянию, совершающийся под влиянием факторов, сила действия которых определяется плотностью популяции. 9

u. В качестве регулирующих факторов выступают межвидовые и внутривидовые отношения организмов. u Межвидовые связи осуществляются в биоценозах, поэтому относятся к группе биоценотических механизмов регуляции численности популяции. Наиболее эффективные из них — трофические отношения организмов 10

Регулирующие факторы не просто изменяют численность популяции, а сглаживают ее колебания, приводя после очередного отклонения от оптимума к прежнему уровню. Didinium nasutum Paramecium caudatum Четыре инфузории Didinium nasutum, пожирающие инфузорию туфельку 11

Общее число жертв, которых может уничтожить один хищник, сначала растет почти пропорционально росту численности потребляемого вида. Это так называемая функциональная реакция хищников на жертвы. Однако она имеет предел, обусловленный физическими возможностями потребителя. После полного насыщения хищники обычно слабо реагируют на жертву. 12

u Новые возможности влиять на популяции жертв возникают при росте численности хищников за счет успешного размножения на хорошей кормовой базе. Это явление получило название численной или количественной реакции хищников на рост численности жертв. 13

u Увеличение численности жертв происходит до тех пор, пока темп выедания их нарастающим количеством хищников не превысит скорости размножения. После этого дальнейшая деятельность хищников только подрывает кормовую базу, что ведет к снижению их собственной численности. 14

u Этопозволяет немногим оставшимся в живых жертвам вновь размножиться и, следовательно, улучшить кормовые условия для хищников. Если последние еще присутствуют в системе, новое увеличение количества жертв способствует новому подъему численности хищников и цикл повторяется снова. 15

u. В природных условиях такие закономерные циклические изменения численности двух видов, связанных пищевыми отношениями, выявить трудно, так как на их размножение и гибель влияют взаимодействия со множеством других видов, а также абиотические изменения среды. 16

u Особенно наглядно такие колебания обнаруживаются в обедненных сообществах, где межвидовые связи не столь разнообразны: в тундрах и полярных пустынях, лесах с господством одной породы деревьев, культурных садах и т. п. 17

Циклические изменения численности выявлены, например, у леммингов и их основных потребителей — песцов, массово размножающихся хвое и листогрызущих насекомых и их паразитов, вредителей яблонь — паутинных клещиков и питающихся ими хищных клещей 18

Новые возможности влиять на популяции жертв возникают при росте численности хищников за счет успешного размножения на хорошей кормовой базе. Это явление получило название численной или количественной реакции хищников на рост численности жертв. 19

Внутренние механизмы — это самоизреживание, каннибализм, территориальное поведение, расселительные инстинкты, фазовость насекомых, стресс-реакция млекопитающих, изменения плодовитости, агрессивности и т. п. 20

Внутренние механизмы — это все те качественные изменения популяции в ответ на повышение плотности, которые рассматривались как механизмы ее гомеостаза. Все эти механизмы свидетельствует о том, что любой способ снятия угрозы перенаселения поддерживается естественным отбором как важная адаптация в жизни вида 21

Среди факторов популяционной динамики выделяют инерционные и безынерционные регуляторные механизмы. Инерционные механизмы зависят главным образом от плотности предыдущих поколений, безынерционные — от плотности текущих генераций. лемминг песец 22

Численность видов, имеющих много врагов и конкурентов, ограничивается в биоценозах именно внешними регуляторами. Крупные хищники и другие виды, испытывающие слабый пресс естественных врагов, обладают очень эффективными внутривидовыми способами регуляции плотности популяции. 23

2. Типы динамики численности популяций I. Стабильный тип — отличается небольшим размахом колебаний. Свойствен видам с хорошо выраженными механизмами популяционного гомеостаза, высокой выживаемостью, низкой плодовитостью, большой продолжительностью жизни, сложной возрастной структурой, развитой заботой о потомстве. 24

II. Флуктуирующий тип — колебания происходят в значительном интервале плотностей, различающихся на один- два порядка величин. При этом различают три фазы колебательного цикла: нарастания, максимума, снижения численности. 25

III. Взрывной тип с вспышками массового размножения — прекращение действия модифицирующих факторов не вызывает быстрого возврата популяции в стабильное состояние. Динамика численности складывается из циклов, в которых различают пять обязательных фаз: нарастания численности, максимума, снижения, депрессии, восстановления. 26

Особенности природной регуляции численности. Пороги и зоны активности основных механизмов регуляции чис ленности насекомых (по Г. А. Викторову, 1976) Пороги и зоны активности основных механизмов регуляции численности насекомых 27

Природная регуляция численности имеет две особенности: • механизмы регуляции срабатывают лишь при выходе численности за определенные пределы • регуляция способствует лишь активному ограничению роста популяции, тогда как подъем численности после сильного снижения возможен в результате уменьшения силы действия регуляторов. 28

- Изучение модифицирующих факторов важно для выяснения причин колебания численности и их прогнозирования, - изучение регуляторных механизмов — для ограничения амплитуды колебания численности и ее максимально возможной стабилизации. 29

u Динамика численности популяций в естественной обстановке — это также автоматически регулируемый процесс, механизмы стабилизации которого отработаны длительной историей совместного развития видов. 30

u. В сообществах, искусственно создаваемых человеком или упрощенных в результате антропогенных воздействий, регуляторные связи ослаблены, и поэтому в них возможны катастрофические для биоценоза размножения отдельных видов — вредителей сельско хозяйственных растений и лесных насаждений, грызунов, паразитов, возбудителей болезней и т. п. 31

Влияние ослабления или усиления пресса хищников на динамику популяций гребневик Mnemiopsis leigyi Гребневик Beroe ovata 32

Влияние ослабления или усиления пресса хищников на динамику популяций нерпа калан 33

Вопросы к семинарскому занятию 1. Модификация и регуляция популяций 2. Типы динамики численности популяций 3. Механизмы динамики численности 4. Влияние ослабления или усиления пресса хищников на динамику популяций 34