Биотический потенциал, возрастная и половая структура

Биотический потенциал характеризует способность популяции наращивать численность в условиях тормозящего воздействия окружающей среды. Иными словами, это способность популяции преодолевать сопротивление окружающей среды.

С математической точки зрения биотический потенциал может быть выражен как абсолютное увеличение числа особей в популяции (ДN) за единицу времени (Д?), отнесенное к начальной численности популяции (N0):

Биотический потенциал чаще всего вычисляют по формуле

где г — биотический потенциал; b — рождаемость (число родившихся особей); d — смертность (число погибших за тот же период).

Биотический потенциал может быть максимальным, минимальным или экологическим в зависимости от условий существования популяции. Максимальное значение биотического потенциала (мальтузианский параметр) проявляется лишь в оптимальных условиях и зависит от физиологических способностей данного биологического вида. Мальтузианский параметр биологического вида можно определить также как врожденную скорость увеличения численности его естественных популяций.

В естественных условиях максимальное значение биотического потенциала никогда не реализуется, гак как этому препятствует тормозящее действие окружающей среды, которое не прекращается никогда. В редких случаях, когда условия среды становятся близкими к оптимальным, реальное значение биотического потенциала может на короткое время приблизиться к максимальному значению. Это приводит к вспышке численности популяции данного вида, сменяющейся вскоре массовой гибелью особей, вызванной истощением ресурсов среды в месте обитания популяции. Примером такого развития событий могут служить периодические вспышки численности леммингов.

Возрастная структура — это величина, характеризующая распределение особей в популяции по возрастным группам. В свою очередь, возрастной группой называют совокупность особей популяции, имеющих условно одинаковый возраст. В популяции сложно найти даже две особи, родившиеся в один и тот же момент времени, поэтому для получения математически приемлемых статистических данных всю продолжительность жизни особей в популяции делят на временные отрезки. Величина такого отрезка зависит от продолжительности жизни особей. Например, при исследовании возрастной структуры популяций насекомых (мух) величина временного отрезка составляет, как правило, 10 дней, в то время как общая продолжительность жизни насекомого — в среднем 60—70 дней. В данном случае одновозрастными будут считаться особи, возраст которых соответствует одному временному интервалу. Насекомые с возрастом 4 дня и 8 дней будут считаться условно одновозрастными и находиться в одной возрастной группе.

Для особей любого биологического вида, кроме того, выделяют три возрастных периода:

  • • предренродуктивный — к нему относятся периоды младенчества и юности;
  • • репродуктивный — в это время происходит наиболее активное размножение особей популяции;
  • • пострепродуктивный — это этапы, связанные со старением особей и утратой способности к размножению.

Наибольшее значение для большинства популяций имеют первые два периода жизни особей. Третий период значим главным образом в популяциях крупных млекопитающих и для человека, так как связан с передачей накопленной информации молодому поколению и с заботой о потомстве.

Продолжительность жизни сильно различается у популяций разных биологических видов. Ниже приведены некоторые примеры по средней продолжительности жизни особей различных биологических видов:

Мышь — 3 года Земляной червь — 10 лет

Собака — 15 лет Муравей — 19 лет Скворец — 19 лет Лягушка — 20 лет Жаба — 36 лет

Карп — 50 лет Слон — 77 лет Ворон — 100 лет Осетр — 100 лет Черепаха — 300 лет

Относительно средней продолжительности жизни людей существуют различные мнения. Согласно точке зрения великого русского ученого И. И. Мечникова «смерть раньше 150 лег — насильственная смерть». Если человек умирает в возрасте 70 лет, это свидетельствует о том, что он вел неправильный образ жизни, приведший к ослаблению защитных сил организма. Ученые всего мира считают, что 100 и даже 200 лет — не предел для человека. Средняя продолжительность жизни человека в каменном веке составляла 18—20 лет. В Древнем Риме 40-летний мужчина считался глубоким стариком. В современном мире возраст в 70 лет воспринимается как среднестатистический. Одним из самых известных долгожителей является англичанин Фома Карне, родившийся в 1588 г. Согласно записям в церковных книгах он умер в возрасте 207 лет! Возраст долгожительницы из Осетии Тенсе Абалва исчислялся 180 годами. Крестьянин из Азербайджана Ширали Мислимов родился в 1805 г. и умер в 1973 г., прожив 168 лет. Англичанин Томас Парр прожил 152 года и 9 месяцев.

Половая структура отражает соотношение численности особей противоположных полов в популяции (табл. 2.3). При этом различают следующие типы соотношения полов:

  • • первичное соотношение полов, обусловленное генетическими факторами. В генетическом коде каждого биологического вида заложена информация о том, сколько особей того или иного пола должно рождаться в популяции;
  • • вторичное соотношение полов — возникает в момент рождения особей. Как правило, в популяции не все зародыши доживают до момента рождения, часть из них по тем или иным причинам гибнет еще в утробе матери, в яйце и т.д. в зависимости от особенностей онтогенеза данного биологического вида;
  • • третичное соотношение полов — складывается в процессе жизни популяции. Как правило, в популяции смертность мужских особей отличается от смертности женских особей. Это приводит к постепенному изменению соотношения численностей противоположных полов.

Таблица 23

Половая структура популяции Homo sapiens

Возрастная группа, лет

Численность особей, %. За 100% принята численность женских особей в каждой возрастной группе.

?

в

0

100

100

5-10

100

106

18-20

100

100

30-35

100

96

Возрастная группа, лет

Численность особей, %. За 100% принята численность женских особей в каждой возрастной группе.

?

с?

50

100

85

80

100

50

Возрастную и половую структуру графически изображают в виде возрастно-половых пирамид (рис. 2.15—2.17).

Возрастная пирамида «молодой» популяции (преобладают особи младших возрастных групп)

Рис. 2.15. Возрастная пирамида «молодой» популяции (преобладают особи младших возрастных групп)

«Нормальная» возрастная пирамида (в популяции приблизительно равное количество молодых и средневозрастных особей)

Рис. 2.16. «Нормальная» возрастная пирамида (в популяции приблизительно равное количество молодых и средневозрастных особей)

Возрастная популяция «стареющей» популяций (в популяции преобладают средневозрастные особи)

Рис. 2.17. Возрастная популяция «стареющей» популяций (в популяции преобладают средневозрастные особи)

Возрастная и половая структуры популяции во многом зависят от биотических и абиотических факторов в месте обитания. Среди множества факторов решающее значение имеют следующие:

  • • время достижения особями возраста половой зрелости;
  • • количество оставляемого потомства (плодовитость);
  • • средняя продолжительность жизни особей в популяции.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >