ОСНОВИ Екологія популяції
Розділ 2.КОНЦЕПЦІІ ВИДУ І ПОПУЛЯЦІЇ
2.2.Популяція як структурно-функціональна одиниця виду
Нерівномірність розподілу особин в межах ареалу пов'язана з відмінністю умов середовища проживання на різних його ділянках. Особи кожного виду, які тривалий час проживають разом на одній території в певній частині ареалу, виробляють загальні пристосування, між ними встановлюються відповідні взаємозв'язки. Таку сукупність особин виду називають популяцією.
Термін "популяція" ввів в 1903 р датський учений.Іогансен. Популяція (від лат. Populus - народ, населення) є структурно-функціональним елементом виду і об'єктом популяційної екології.
Популяцією екологи називають групу особин одного виду, що населяють певну територію, досить ізольовані від сусідніх популяцій і можуть вільно схрещуватісь.
Генетики визначають популяцію як групу особин, що мають загальну генну основу, вільно схрещуються між собою. Такі популяції називають ще менделівськімі. Вони невеликі за розмірами. Такі шлюбні території для тварин, території популяцій деяких видів ентомофільних рослин, оскільки їх пилок комахи переносять на невеликі відстані (13 км).
Існування всередині виду генетично різнорідних популяцій забезпечує його стійкість і здатність до адаптації в мінливому середовищі.
Популяційної структуру виду визначають його біологічні особливості - рухливість особин, ступінь їх прив "язаності до території, здатність долати природні перешкоди і інші. Так, північні олені і песці протягом сезону переміщалися на сотні кілометрів від місць розмноження, долаючи на своєму шляху широкі річки, протоки, гірські хребти. Види з високими міграційними здібностями представлені в природі небагатьма популяціями.
При малорозвинених міграційних здібностях в складі виду формується безліч дрібних популяцій, в залежності від мозаїчності ландшафту. Чим різнорідніше середу ареалу виду, тим більше кількістю популяцій він представлений і тим чіткіше відмінність між ними. Еколого-біологічне різноманіття популяцій і певні зв'язки між ними підтримують існування виду як єдиного цілого.
Різниця між рослинами і тварини визначає особливості їх популяцій (табл. 2.2).
Характерні особливості популяцій рослин і тварин
Відмінності між популяціями одного виду є результатом дії природного відбору, який пристосовує кожну популяцію до конкретних умов її існування. Це стосується як рослинних, так і тварин популяцій. Наприклад, водяні полівки гірських і рівнинних популяцій відрізняються багатьма ознаками. Рівнинні полівки люблять замкнуті заростають водойми, роблять нори в гущавині чагарників. У гірських районах полівки живуть на берегах струмків і річок, риють нори під землею. Звірки гірських популяцій відрізняються від рівнинних меншою довжиною хвоста, схильністю до запасання кормів на зиму. Рівнинні полівки не створюють запасів. Щодо розмноження, то в рівнинних полівок воно цілорічне, а в гірських - тільки протягом 6-7 місяців. Число виводків у них на 1-2 менше на рік, але середня кількість дітей на одну самку на 1-2 більше.
Цікавим прикладом є перебудова структури популяцій комара-Піскуна в результаті освоєння їм нової екологічної ніші. Так, з початку 60-х років жителям великих міст комарі стали дошкуляти в квартирах протягом цілого року. З'явилися міські популяції комарів, які живуть, спаровуються і розмножуються в підвальних приміщеннях. Вони не впадають в зимову сплячку. їх самки можуть відкладати яйця, які не попивши перед тим крові при укусах, використовуючи запаси, накопичені в стадії личинки. Це дозволяє проходити в підвалах повний цикл розвитку. Личинки міського комара можуть розвиватися навіть в каналізаційних стоках. Швидкість зростання їх популяцій висока - протягом доби з 1 м 2 водної поверхні може виходити до 300 комарів.
Внутрішньовидової популяційної відмінність можна простежити і на прикладі дзвінця великий (Rhinanthus major) з різних місць існування (рис. 2.2). Вона описана відомим ботаніком Н.В.Цінгером. Різниця між особинами цих популяцій за деякими ознаками представлені в таблиці 2.3.
Мал. 2.2. Популяції дзвінця великого (Rhinanthusmajor):
Залежно від числа особин, їх рухливості, а також від розподілу місць існування, в межах ареалу можна виділити три типи популяційних структур видів. Рухливість особин оцінюється радіусом індивідуальної активності, тобто відстанню між місцями розмноження (у тварин), відстанню поширення пилку, плодів і насіння (у рослин).
Типи популяційних структур виду такі:
1. Вид як одна велика популяція (рис. 2.3-А). Таким є вид чирка-свістунка (рис. 2.4); радіус індивідуальної активності тисячі кілометрів.
2. Види, що складаються з цілого ряду популяцій середньої чисельності та відособленості (рис. 2.3-Б). Прикладом такого типу популяційної структури може бути соболь (рис. 2.5); радіус індивідуальної активності до 200 км.
3. Види, представлені однією або декількома нечисленними і слабо пов'язаними один з одним ліній (рис. 2.3-В). Такий тип структури притаманний сосні піцундській (рис. 2.6). Радіус індивідуальної активності при дуже малій кількості - менше кілометра.
Мал. 2.3. Типи популяційних структур видів:
А - вид, як одна велика популяція; Б - вид складається з популяцій середньої чисельності та відокремленості;
В - вид, що складається з однієї або декількох нечисленних і слабозв'язаних між собою популяцій.
Мал. 2.4. Ареал чирка-свістунка.
Мал. 2.5. Ареал соболя.
Мал. 2.6. Ареал сосни пицундской.
Отже, популяція - елементарна одиниця процесу еволюції і структури виду, що має свої ознаки і властивості.
Змішування різних популяцій перешкоджають: географічна ізоляція, природні бар'єри (гори, річки, моря, клімат), біологічні особливості. У тварин такими є відмінності в будові статевого апарату, термінах спарювання; у рослин - розбіжності у термінах цвітіння, способах запилення та інші (рис. 2.7).
Мал. 2.7. Схема процесу видоутворення.
Тривала ізоляція популяцій, особливо географічна, підкріплена істотною зміною середовища, в кінці кінців може призвести до утворення нових підвидів.
Між популяціями регулярно або епізодично здійснюється обмін особинами. Наприклад, під час сезонної кочівлі ворон частина молодих птахів щорічно залишається в місцях зимівлі і утворює пари з представниками осілих. У риб зв'язок між особинами різних популяцій виду здійснюється епізодично. Він має місце в роки з особливо сильними паводками, коли ізольовані водойми зливаються в тимчасову єдину водну систему.
Зв'язок між популяціями різних видів здійснюється через взаємодію особин і їх індивідуальні контакти в межах екосистеми.
Ступінь ізоляції сусідніх популяцій виду в межах ареалу теж різний. В одних випадках вони чітко розмежовані території, непридатною для їх існування. Прикладом можуть служити популяції окуня і лина. Кожна з них живе в ізольованих озерах. Якщо ж умови проживання на великій території близькі за поєднанням екологічних факторів, виділити кордону між популяціями можна лише умовно - за різницею в щільності особин. Такими є популяції малого ховрашка в сухих степах і напівпустелях.
У всіх випадках в популяціях діють екологічні закони, які дають можливість використовувати обмежені ресурси середовища таким чином, щоб забезпечити появу і виживання потомства.