Просторова структура популяції: поняття, типи, приклади

Екологічний термін "популяція" позначає досить численну групу особин одного виду, що мешкають на певній території і знаходяться у взаємодії один з одним. На життя її представників впливають не тільки міжвидові відносини, а й населяють ту ж територію інші тварини або рослини, а також кліматичні умови та інші зовнішні фактори.

Для неї властива впорядкована система існування-структура популяції просторового типу. Розглянемо докладніше всі її особливості.

Загальні відомості

Вчені склали класифікацію за типами просторової структури популяції. Що це таке, ми розглянемо нижче. Спочатку дамо визначення структурі. Це розподіл особин конкретного виду по якій-небудь території, а також чисельне співвідношення їх груп за статтю, фізіологічним, поведінковим, морфологічним, генетичним особливостям і за віком.

Грунтуючись на перерахованих ознаках, структура популяції не є стабільним показником. Вона мінлива, що залежить від тих чи інших факторів.

Різновиди структури

Існує кілька її підрозділів:

• Статевий.
• Віковий.
• Екологічний.
• Просторовий.
• Генетичний.
• Етологічна.

Більш детально зупинимося на розгляді просторового типу структури, а також на зміні її показників. Крім того, розглянемо її типові ділення.

Визначення

Просторовий структура популяції (коротко) - це спосіб розміщення конкретних особин на певній природній території. Він буде залежати від поведінкових особливостей виду, а також від умов екології території.

На зміни просторової структури популяції впливає і спосіб життя (осілий або мігруючий).

Окремо взята територія може прогодувати тільки певне число особин. Велике значення має не тільки кількість представників виду, що живуть в ареалі, але і їх просторове розміщення. Тому тварини і рослини, найчастіше, населяють своє місце проживання нерівномірно.

Популяція займає відповідну для неї місцевість і розподіляється по ній індивідуальними особинами або об`єднаними групами. Це дозволяє досягати впорядкованого витрачання харчових ресурсів, природних притулків і т.е.

Чисельні зміни

Коливання чисельності популяцій тварин і рослинних організмів в природі-це звичайне явище. Одних видів комах може налічуватися до декількох мільйонів представників, а інших - всього лише кілька тисяч.

У природі незаперечно існує принцип мінімальної чисельності популяції. Означає Це наступне: абсолютно будь-яка популяція в природі не може складатися з числа представників менше, ніж це потрібно для забезпечення стабільної реалізації цього середовища.

Цей показник для кожного виду організмів свій. Якщо він порушить межі мінімуму, то це призведе до зникнення виду.

Одночасно з популяційним мінімумом існує і показник максимуму. Він також регулюється в природних умовах. Коли на території проживає більша кількість тварин, ніж потрібно, то швидко скорочуються харчові та інші необхідні ресурси. Це веде до загибелі особин, що призводить до коригування показника до потрібного максимуму. Простіше кажучи, природа не буде годувати більше, ніж дозволяють її ресурси.

Виділяють 3 типи популяційної динаміки чисельності:

1. Стабільний. Коливання відбуваються не часто і не на дуже значні величини. Характерний для представників тваринного світу, що володіють високими показниками виживання, слабкою плодючістю, великий тривалістю життя, розвиненою турботою про потомство.
2. Циклічний тип коливань, він же періодичний. Його тривалість становить один сезон За рік або за кілька років поспіль. Збільшення чисельності в середньому через 4 роки було відзначено у тварин, що населяють зону тундри (лемінги, полярні сови, песець). Сезонні коливання чисельності властиві багатьом комахам, мишоподібним гризунам, птахам, дрібним водним організмам.
3. Стрибкоподібний. Залежить від багатьох біотичних та абіотичних факторів. Зміна тих чи інших умов існування популяції призводить до зменшення або збільшення її чисельності.

Типи просторового розподілу

Виділяють 3 типи просторової структури популяцій тварин і рослин на території:

• Рівномірний (Регулярний) розподіл. Характерно тим, що особини популяції знаходяться один від одного окремо і приблизно на одній відстані. Таке розміщення властиво тим тваринам, особини яких знаходяться в конкурентному взаємовідносині між собою.
• Нерівномірний (агрегований) розподіл. Характеризується тим, що в популяції формуються групи з декількох тварин, які населяють якусь площу загального ареалу проживання. Групи розділяє незаселена територія.
• Дифузний (випадковий) розподіл. Визначається тим, що відстань між особинами або групами особин неоднакове. Такий розподіл залежить від умов навколишнє середовище (запасів їжі, наприклад), а також від взаємин, які складаються всередині популяційного виду.

Методи визначення

Ведучи контроль за розподілом популяції в межах певного ареалу традиційними вибірковими методами, часто виявляються певні труднощі. Наприклад, якщо судити про спосіб розподілу особин по пробах, можна легко сплутати агрегований вид з випадковим. Це актуально для випадків, коли площа, на якій розподілена проба, настільки велика, що на ній поміщаються відразу кілька скупчень досліджуваних організмів.

При визначенні зразків тип розподілу зазвичай визначається на основі методів визначення просторової структури популяції:

• У них відрізняється співвідношення між мірою розсіювання або дисперсією (σ²)- і середнім значенням для щільності або біомаси (N). Точніше, результат обчислення σ²/ N прагне до нуля при рівномірному розподілі, близький до N при випадковому і перевищує N при агрегованому.
• Зустрічальність організмів розглянутої популяції становить майже 100% при рівномірному розподілі, має показник менше 100% при випадковому і набагато менше 100% при агрегованому.
• Від способу просторового розподілу співвідношення щільності у всіх пробах (N) і в тих, в яких проявилися представники розглянутої популяції (N₊). Величина N₊ буде наближена до N при рівномірному розподілі, більше N при випадковому і істотно більше N при агрегованому.

Тип використання простору

Просторова структура підрозділяється ще й за способом використання певного ареалу проживання. Виділяють 2 різновиди: осілий і кочовий. Кожен з них підрозділяється ще на кілька типів розміщення.

Осілий:

• Дифузний, при якому тварини розподілені по площі дисперсно, тобто невеликими групами або окремо і практично не взаємодіють один з одним. Таке розміщення можна поспостерігати в умовах степів і пустель у дрібних гризунів.
• Циклічний, при якому тварини, що ведуть осілий вид життя, через деяких факторів (погода, навала ворогів) можуть змінювати своє розміщення на одній території.
• Мозаїчний тип. Утворюється, коли певна середовище проживання заселена одним видом тварин нерівномірно. Наприклад, кроти густо населяють луки і лісові узлісся, але відсутні в лісосмузі.
• Пульсуючий. Властивий виключно осілим тваринам. Виявляється в тому, що певний вид протягом року змінює місце свого проживання в межах однієї території.

Тварини осілого способу життя інстинктивно прив`язані до свого домашнього ареалу. Якщо по ряду причин (наприклад, погодні умови) їм доводиться покинути будинок, незабаром вони повертаються назад. Це особливо характерно для пернатих. Ось короткий список перелітних птахів:

• Лелека.
• Грак.
• Ластівка.
• Жайворонок.
• Іволга.
• Дрозда.
• Срижи.
• Шпак.
• Журавель.
• Дикі гуси, качки, інші водоплавні.
• Солов`ї, мухоловки, інші комахоїдні.

Кочуючий спосіб розміщення має на увазі тільки один тип-циклічний. Кочовий спосіб життя характерний для великих тварин, що живуть групами і потребують великих площ. Через час, коли харчові ресурси відновляться, тварини-кочівники і перелітні птахи, список яких вказаний вище, можуть повертатися на колишні місця проживання.

Деякі мігруючі види мають потенціал до появи відокремлених осілих популяцій або короткочасний перехід до такого способу життя. Наприклад, північні олені зимують на островах Льодовитого океану і не мігрують на більш зручні землі материка, а стада на Таймирському півострові мігрують більш ніж на 1000 км. Однак є й окремі невеликі групи тварин, які не залишають обжитих місць (в північній частині Таймиру).

Популяції осілого виду мають дві переваги:

• Вони добре орієнтуються на своїй місцевості. У разі небезпеки можуть надійно сховатися від ворогів.
• Можуть робити запаси їжі в обраних ними місцях.

Але осілий тип існування має істотний недолік, що полягає у виснаженні харчових ресурсів.

Типи спільного існування

Територіальна поведінка тварин залежить від способів спільного існування особин на одній території. Їх поділяють на такі:

• Відокремлений. Виявляється в тому, що представники одного виду живуть окремо один від одного і абсолютно не залежать від інших. Це спостерігається лише на певному етапі їх життя: в дитинстві тварини знаходяться під заступництвом батьків, тому проживають групами. Подорослішавши, вони відокремлюються і починають самостійне існування. На період розмноження вони створюють пари або утворюють групи. Повністю одиночний спосіб життя не зустрічається ні в одного виду багатоклітинних організмів. В іншому випадку процес розмноження не був би можливим.
• Сімейний. Прикладом такого співіснування є леви, гієни. Виявляється в тривалих взаєминах, спільному проживанні батьків і потомства.
• Колоніальний. Такий вид життя притаманний осілим тваринам. Він утворюється як на тривалий час, так і виключно на період розмноження. Відрізняється від відокремленого тим, що пара не розпадається відразу після спарювання, а спільно ростить дитинчат.
• Існування зграями. Цей вид проживання теж є тимчасовим і об`єднує особин популяції тільки на період необхідності: пошук їжі, захист від ворогів, міграція на великі відстані. Зграя налічує невелику кількість особин. Прикладом є вовки.
• Існування стадами. Відрізняється від зграї тим, що існує більш тривалий час або ж постійно. У стаді, як правило, існує ієрархія, заснована на домінуванні-підпорядкуванні. Особини виконують єдині функції: захист від нападу, видобуток їжі, переселення, вирощування молодняку. Стада тварин можуть налічувати кілька десятків представників. Приклад: антилопи, зебри.
• Гаремне існування. Являє собою невелику (частіше до 10 особин) групу тварин, що розмножують полігамно (тюлені, морські котики) .

Типи популяцій, що залежать від розмірів займаної ними території по Н. Е. Наумову

Залежно від того, яку за розміром площу займає популяційний вид, Н. Е. Наумов (радянський зоолог) визначив 3 їх різновиди:

• Елементарна(локальна). Характеризується тим, що кілька особин одного виду населяють невелику площу, однорідну за умовами проживання. Число популяцій буде залежати від того, наскільки різнорідною буде ця площа. Чим різноманітніше умови, тим більше простих груп буде населяти конкретний ареал. Прикладом просторової структури популяції елементарного типу є рослина погремок. У середній смузі Росії на покісних луках сформувалося 3 його різновиди, що розрізняються між собою часом цвітіння.
• Географічний. Це група з декількох особин одного виду, що заселяють територію зі схожими умовами. Її параметри залежні від масштабів території, а так само від біологічних особливостей самого виду. Географічні популяції можуть відрізнятися за кількома ознаками: терміни розмноження, число яєць в кладці, характеристики гнізда, взаємодія з сусідами, відстань кочівлі і т. д.
• Екологічна (поведінкова). Це показник спільного існування особин різноманітних форм. Одиночне існування особини в природі досить рідко зустрічається, проявляється, як правило, тільки в певні періоди онтогенезу.

Укладення

Просторова структура популяцій дуже мінлива під дією певних факторів. Вона схильна до сезонних та інших адаптивних змін, але спостерігається відповідно до місця та часу.

Варто відзначити, що параметри можливих змін і загальний варіант використання конкретного ареалу знаходяться в залежності від біологічних особливостей популяційного виду і від характеру взаємин всередині нього. Значиму роль в стабілізації просторової структури грає поведінка окремих особин в межах однієї зони проживання.