Циклические изменения численности популяций.
С сезонными флуктуациями численности в популяциях сталкивался каждый из нас (например, тучи комаров в лесу, появляющиеся в конце мая - июне, развитие водорослей в летний период и т.д.). В природе трудно найти популяции, которые не изменяли бы своей численности по сезонам, но наиболее заметно выраженные флуктуации отмечаются у организмов с ограниченным периодом размножения, особенно с коротким жизненным циклом.
Сезонные изменения плотности популяций наблюдаются во всех климатических зонах. В природе известны флуктуации численности в популяциях, которые не связаны ни с сезонными, ни с какими-либо иными явными изменениями, но имеют четкую периодичность, или цикличность, с пиками и спадами через каждые несколько лет.
Так как природная среда непостоянна, то флуктуации численности вверх и вниз от уровня равновесия характерны для большинства популяций. Теории, объясняющие цикличность изменений плотности, можно сгруппировать следующим образом: метеорологические, случайных флуктуации; взаимодействия популяций; трофических уровней.
Получены данные, что биологические особенности популяций изменяются сопряженно с изменением климатических и других физических условий. Значительные осцилляции плотности популяций сопровождаются физиологическими и генетическими изменениями особей, составляющих популяцию, что приводит к колебанию ее численности.
|
|
|
Теории трофических уровней базируются на представлениях, что регуляция циклических изменений численности осуществляется на уровне экосистемы, а не на уровне популяции.
Случаи резкого изменения численности особей в популяциях встречаются нечасто, однако они представляют значительный интерес в связи с тем, что дают возможность исследовать функции и взаимодействия экосистемы, которые в других условиях обнаружить почти невозможно.
Модели «хищник-жертва»
Еще в 20-х гг. А. Лотка, а несколько позднее независимо от него В.Вольтера предложили математические модели, описывающие сопряженные колебания численности хищника и жертвы.
Модель состоит из двух компонентов: С – численность хищников; N – численность жертв;
При низкой плотности хищника (С), численность жертвы (N) возрастает, наоборот – снижается.
При высокой плотности жертвы, численность популяции хищника растет, а при низкой – снижается.
Их численность претерпевает неограниченные сопряженные колебания. Когда велико число жертв, численность хищников растет, что приводит к увеличению пресса хищников на популяцию жертвы и тем самым к уменьшению ее численности. Это снижение в свою очередь ведет к ограничению хищников в пище и падению их численности, которая вызывает ослабление пресса хищников и увеличение численности жертвы, что снова приводит к росту популяции хищников и т.д.
|
|
|
Популяции неограниченно долго совершают один и тот же цикл колебаний до тех пор, пока какое-либо внешнее воздействие не изменит их численность, после чего популяции совершают новые циклы неограниченных колебаний. На самом деле среда постоянно меняется, и численность популяций будет постоянно смещаться на новый уровень. Чтобы циклы колебаний, которые совершает популяция, были регулярными, они должны быть стабильными: если внешнее воздействие изменяет уровень численности популяций, то они должны стремиться к первоначальному циклу. Такие циклы называются устойчивыми, предельными циклами.
Модель Лотки-Вольтера позволяет показать основную тенденцию в отношениях хищник-жертва, которая выражается в возникновении колебаний численности в популяции жертвы, сопровождающихся колебаниями численности в популяции хищника. Основным механизмом таких колебаний является запаздывание во времени, свойственное последовательности состояния от высокой численности жертв к высокой численности хищников, затем к низкой численности жертв и низкой численности хищников, к высокой численности жертв и т.д.
|
|
|
Понятие экологической ниши
Экологическая ниша описывает положение (в том числе и функциональное) в экосистеме, которое тот или иной вид занимает по отношению к другим видам и абиотическим факторам.
Экологическая ниша – общая сумма приспособлений вида, популяций или отдельной особи. Она отражает возможности организма при освоении окружающей среды.
Термин введен для представления вида как экологически уникальной, целостной системы.
Каждая экологическая ниша может быть охарактеризована по предельным значениям параметров (экологическим амплитудам).
Если факторов много, то ниша представляется как n-мерный объем (модель Хатчинсона). Модель многомерной экологической ниши позволяет описать экосистему как совокупность экологических ниш.
Концепция экологической ниши – наиболее важная для теории экологии концепция, совокупность характеристик, показывающих положение вида в экосистеме.
Различают пространственную, трофическую экологические ниши, а также фундаментальную и реализованную.
Пример представления пространства экологической ниши (данные Ричарда Роута по частоте захвата жертв различной длины, пойманных на разной высоте от поверхности почвы сине-зеленым мошколовом, обитающим в дубовых лесах Калифорнии.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 957; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!