Гомеостаз популяції - студопедія

Популяції організмів мають здатність до природного регулювання чисельності (щільності). Щільність популяції при більш-менш значних коливаннях залишається в стійкому стані між своїм верхнім і нижнім межами, що забезпечується дією певних пристосувальних механізмів.

Тенденція популяцій підтримувати внутрішню ста-більність за допомогою власних регулюючих меха-низмов називаетсягомеостазом. а коливання численнос-ти популяцій в межах якоїсь середньої величини -їх динамічною рівновагою. Всі біологічні системи характеризуються здатністю до гомеостазу, тобто до саморе-регуляції. За допомогою саморегуляції підтримується в це-лом існування кожної системи - її склад і структу-ра, внутрішні зв'язки і перетворення в просторі і в часі.

Гомеостатичними є, перш за все, окремі осо-бі, а потім популяції. Саморегулюючі системи не замкнуті, вони активно взаємодіють із зовнішнім середовищем і, отже, схильні до змін. Саморегуляція - необхідна пристосування організмів для підтримки життя в постійно мінливих умовах. Саморегулірова-ня популяції здійснюється діючими в природі двома взаємно врівноважуються буферними силами. З одного боку, це биотический потенціал, складаю-щий сукупність всіх факторів, що сприяють збільшен-ня чисельності популяції, а з іншого - це опираючись-ня середовища - сукупність факторів, що знижують чисельні-ність популяції (рис. 3.6).

Зміна чисельності залежить від цілого ряду чинників середовища - абіотичних, біотичних і антропогенних. Однак завжди можна виділити ключовий фактор, найбільш сильно впливає на народжуваність, смертність, міграцію особин і т.д. Це так звані регулюючі чинники. Вони працюють за принципом зворотного негативного зв'язку: чим значніше чисельність, тим сильніше спрацьовують механізми, що обумовлюють її зниження, і навпаки, - при низькій чисельності сила цих механізмів слабшає, і створюються умови для більш повної реалізації біотичного потенціалу.

Мал. 3.6. Рівноважний стан популяції, яке визначається

співвідношенням факторів, які збільшують або знижують

Фактори, що регулюють щільність популяції, діляться на залежні і незалежні від щільності. Зовсім від щільності чинники змінюються разом зі зміною щільності, до них відносяться біотичні фактори. Незалежні від щільності чинники залишаються незмінними зі зміною щільності, це абіотичні чинники.

Популяції багатьох видів організмів здатні до саморегуляції своєї чисельності, при якій на зміну чисельності популяції позначається зміна якості особин.

Виділяють три механізми гальмування зростання чисельності популяцій:

1) при зростанні щільності підвищується частота контактів між особинами, що викликає у них стресовий стан, зменшує народжуваність і підвищує смертність;

2) при зростанні щільності посилюється еміграція в нові місця проживання, крайові зони, де умови менш сприятливі, і смертність збільшується;

3) при зростанні щільності відбуваються зміни генетичного складу популяції, наприклад, швидко розмножуються особини замінюються повільно розмножуються.

Прикладом регулюючих факторів є взаємини організмів типу «хижак - жертва», «паразит - господар» і конкуренція. Висока чисельність жертви створює умови (харчові) для розмноження хижака. Останній, в свою чергу, збільшивши чисельність, знижує кількість жертви. Чисельність обох видів в результаті цього носить синхронно-коливальний характер.

Дія регулюючих факторів можна розглядає-вати на рівні міжвидових і внутрішньовидових (внутріпопуляціонних) взаємовідносин організмів. До міжвидові механізмам гомеостазу відносяться взаємини хіщ-ник - жертва, паразит - господар і конкуренція. Конку-ренція лежить і в основі внутріпопуляціонного гомеоста через. Вона може проявлятися в жорстких і пом'якшуючих фор-мах. Жорсткі форми закінчуються загибеллю частини особин.

Наприклад, в рослинному світі внутрішньовидова конку-ренція проявляється в самоізрежіваніе фітоценозів. Па стадії сходів і молодих рослин в лісових спільнотах на 1 га налічується до кількох сотень тисяч деревних рослин. До віку стиглості (100 - 120 років для хвойних видів і 50 - 70 років для листяних) число примірників зазвичай не перевищує 1000 на 1 га, але частіше - кілька сотень. Осталь-ні гинуть в результаті гострої конкуренції.

Пом'якшені форми внутрішньовидової конкуренції прояв-ляють зазвичай через ослаблення частини особин, виключення їх з процесів розмноження.

Регуляція підтримує чисельність популяції в межах певних меж, а при порушенні цих кордонів призводить до того, що чисельність прагне повернутися в ці межі. Це свідчить про найважливішу роль популяції як в генетико-еволюційному сенсі, так і в чисто екологічному, як елементарної одиниці еволюційного процесу, і про виняткову важливість подій, що відбуваються на цьому рівні біологічної організації. Розуміння механізмів регуляції чисельності популяцій надзвичайно важливо для можливості управління цими процесами.

Діяльність людини часто супроводжується скороченням чисельності популяцій багатьох видів. Причини цього в надмірному винищуванні особин, погіршенні умов життя внаслідок забруднення навколишнього середовища, занепокоєння тварин, особливо в період розмноження, скорочення ареалу і т.д. У природі немає і не може бути «хороших» і «поганих» видів, всі вони необхідні для її нормального розвитку. В даний час гостро стоїть питання збереження біологічного різноманіття. Скорочення генофонду живої природи може привести до трагічних наслідків. Міжнародний союз охорони природи і природних ресурсів (МСОП) видає «Червону книгу», де реєструє такі види: зникаючі, рідкісні, що скорочуються, невизначені і «чорний список» безповоротно зниклих видів.

З метою збереження видів людина використовує різні способи регулювання чисельності популяції: правильне ведення мисливського господарства і промислів (встановлення термінів і угідь полювання і вилову риби), заборона полювання на деякі види тварин, регулювання вирубки лісу та ін. У той же час діяльність людини створює умови для появи нових форм організмів або розвитку старих видів, на жаль, часто шкідливих для людини: хвороботворних мікроорганізмів, шкідників сільськогосподарських культур і т.д.

Таким чином, оскільки в даний час порушення гомеостатичних механізмів викликаються в більшості випадків антропогенними факторами, то одним з найважливіших завдань людини є виключення або різке зниження дії подібних факторів.