Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Остапченко - Нова програма

§ 30. ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ ПОПУЛЯЦІЙ: ПРОСТОРОВА, ВІКОВА, СТАТЕВА

Пригадайте, які екологічні фактори вважають ресурсами, а які - умовами існування. Які організми належать до гетеротопних? Що таке панміксія? Про що твердить закон розщеплення?

Кожна популяція характеризується певною структурою: просторовою, віковою, статевою, генетичною, етологічною. Структура популяції має адаптивний характер, оскільки є наслідком взаємодії особин виду з комплексом усіх екологічних факторів середовища мешкання. Вона певною мірою динамічна: зміна умов довкілля спричиняє й відповідні її зміни. Динамічність структури популяції дає змогу найповніше використовувати ресурси середовища мешкання.

Просторова, або територіальна, структура популяції. Будь-яка популяція завжди більш-менш тісно пов’язана з певною територією. Оскільки кожна територія може прогодувати лише певне число особин, то повнота використання наявних ресурсів залежить не тільки від загальної чисельності популяції, але й від характеру розміщення її особин у просторі.

Розподіл особин у просторі може бути: випадковим, рівномірним і груповим (мал. 30.1). Випадковий розподіл зазвичай спостерігають тоді, коли середовище мешкання досить неоднорідне, а організми не об’єднуються в групи. Рівномірний (або дифузний) розподіл зазвичай буває там, де між особинами сильна конкуренція або інші антагоністичні відносини. У разі групового (плямистого) розподілу особин популяція заселяє простір нерівномірно, залишаючи вільні місця, непридатні для життя її особин.

Мал. 30.1. Типи розподілу особин у межах популяції: 1 - рівномірне (дифузне), наприклад оселення багатощетинкового черва піскожила на морській літоралі; 2 - випадкове, наприклад мішаний ліс; 3 - групове (плямисте), наприклад утворення табунів риб

Тип розподілу особин популяції визначає рівень внутрішньовидової конкуренції та ймовірність внутрішньопопуляційних контактів (від чого залежить ефективність розмноження).

За характером використання території популяції тварин ділять на осілі, кочові та мігруючі (мал. 30.2). Популяції осілих видів (наведіть приклади) тривалий час мешкають на одній і тій самій території. Популяції кочових видів відносно недалеко переміщуються у пошуках їжі, місць розмноження, зимівлі тощо (наведіть приклади). Популяції мігруючих видів здійснюють закономірні зміни місць існування, значно відокремлених просторово. Міграції, як і кочівлі, часто спричинені сезонними змінами умов і здійснюються зазвичай за визначеними маршрутами.

Вікова структура популяції визначається співвідношенням кількості особин різних вікових груп. Американський еколог А. Боденхеймер виділив три основні фізіологічні періоди особин популяції: передрепродуктивний, репродуктивний і пострепродуктивний. Їхня тривалість може бути різною: так, в однорічних трав, багатьох видів комах і кліщів здатність до розмноження настає вже на першому році життя. Натомість статева зрілість деревних рослин і великих хребетних тварин може наставати пізно: наприклад, сосна звичайна починає розмножуватися на 12-14-му році життя, риба білуга - на 12-18-му.

Мал. 30.2. Міграції та кочівлі тварин: 1 - шляхи осінньої міграції журавля сірого: як весняні, так й осінні міграції птахів відбуваються більш або менш сталими шляхами; 2 - перед кочівлею вовки збираються у зграї; на відміну від міграцій птахів вони переміщуються не за сталими маршрутами, а залежно від умов довкілля (наприклад, нестачі їжі)

Зазвичай у популяції, що перебуває у сприятливих умовах, є представники всіх вікових груп. Вони забезпечують підтримання нормального рівня чисельності та густоти особин. Якщо такі співвідношення будуть порушені через скорочення чисельності особин передрепродуктивного та репродуктивного віку, це може призвести до деградації популяції.

Коли статева зрілість особини настає пізно і здатність до самовідтворення незначна (кити, осетри, форель, кедр ліванський, сосна сибірська, женьшень, зозулинці тощо), інтенсивна експлуатація популяцій людиною з вилученням значної біомаси може призвести до їхньої деградації. Такі популяції найбільш чутливі до втрат особин з груп молодих і статевозрілих особин.

Статева структура популяції визначається співвідношенням особин різних статей (1 : 1, 1 : 2 тощо). Теоретично в популяціях роздільностатевих організмів співвідношення статей має становити 1 : 1 (мал. 30.3). Але внаслідок різної життєздатності особин тієї чи іншої статі таке співвідношення може відхилятись як в один, так і в інший бік.

Мал. 30.3. У популяціях організмів, стать яких визначається в момент запліднення, співвідношення самців і самок, згідно із законом розщеплення, має становити 1 : 1

Пригадаємо: головна причина диференційованої смертності самців і самок - особливості їхнього генома. Менш життєздатними зазвичай є особини гетерогаметної статі, оскільки у їхньому фенотипі частіше можуть проявитися летальні або напівлегальні рецесивні алелі, розміщені в статевих хромосомах.

Висока густота популяції забезпечує й високі темпи розмноження, тоді як за низької густоти популяції особинам протилежної статі досить важко знайти одне одного. Наприклад, ступінь експлуатації синіх китів у світовому масштабі була такою інтенсивною, що популяції цих тварин нині представлені дуже розрідженими табунами. Створилася ситуація, за якої самцям і самкам стало важко знаходити одне одного. Унаслідок цього спостерігають стійке зниження у популяціях частки вагітних самок. За дуже низької густоти популяцій у багатьох видів хребетних тварин зникає стимул до парування.

Ключові терміни та поняття

осілі, кочові та мігруючі популяції.

Перевірте здобуті знання

1. Чим визначається просторова структура популяції? Якою вона може бути? 2. Які виділяють типи популяцій тварин за характером використання території? 3. Що собою становить вікова структура популяції? 4. Чим визначається статева структура популяцій?

Поміркуйте

У чому полягає біологічне значення явища статевого диморфізму?