Розділ 3 ДЕМЕКОЛОГІЯ

Розглянемо, наприклад, систему водно-болотних територій. Міжвидова конкуренція між птахами тут іде за трофічні можливості досить непомітно. Кулики, які добувають їжу вздовж берегової лінії, не створюють конкуренції качиним, які добувають їжу іншим способом (цідять воду). Але водночас можна помітити конкуренцію серед самих качиних. Вид, кількість якого досить велика, буде більш гнучким, тобто здатним споживати широкий спектр їжі, і стане конкурентом менш гнучкому виду, який має вужчий діапазон споживання. Для водно-болотних угідь Паннонської (Середньодунайської) низовини цим видом є крижень, чисельність якого найбільша. Популяції інших видів перебувають ніби в пригніченому стані і, порівняно з популяцією крижня, менш чисельні. Популяції, які перебувають на різних трофічних рівнях, також впливають одна на одну. У цьому разі маємо справу з трофічною залежністю популяцій окремих видів.

Як зазначено вище, в екосистемі між популяціями можуть виникнути конкурентні відносини за будь-який із широкого спектра ресурсів (їжу, простір, світло і т.п.). Якщо два види перебувають на одному трофічному рівні, то між ними обов'язково виникне конкуренція за їжу. В процесі еволюції організми навіть одного трофічного рівня адаптуються, а точніше, відбувається більш вузька спеціалізація кожного виду, за рахунок чого конкуренція зводиться до мінімуму. Докладно приклади біотичних взаємовідносин висвітлено вище (розділ 2), тому в даному розділі зосередимо увагу на закономірностях співіснування популяцій. Розглянемо деякі з них.

Взаємовідносини "хижак — жертва". Хижацтво — це спосіб добування їжі. Екологічна група хижаків має цілу низку морфо-анатомічних пристосувань для нападу, умертвління та поїдання жертви. Взаємовідносини "хижак — жертва" найбільш доступні для спостереження і дослідження. Чисельність хижака, який перебуває на вершині трофічного ланцюга, певним чином залежить від чисельності жертви. Якщо прослідкувати криві зростання чисельності хижака і його жертви, то помітним є зміщення вершини фаз максимальної чисельності хижака і його жертви (рис. 3.2). Таке зміщення максимальних точок легко пояснити: зростання кількості жертви веде до збільшення кількості хижака, оскільки є основою його харчового раціону. Через деякий час кількість жертви зменшується, що в свою чергу веде до загибелі хижака, оскільки останньому бракує достатньої кількості харчового ресурсу. Доцільно зауважити: роль хижака у цьому випадку не варто переоцінювати, але й не слід відкидати.

В окремих випадках чисельність популяції залежить від іншого типу взаємовідносин: "господар — паразит". Паразитизм — специфічний тип взаємовідносин між організмами. Стратегія паразита спрямована на якомога довше використання свого господаря, але при надмірному зараженні особини паразитами знижуються імунні властивості організму і особина гине. Отже, паразит спричинює загибель особини, але не є причиною смерті. Якщо прослідкувати закономірності коливання чисельності паразита і господаря, то, як і у випадку із взаємовідносинами "хижак — жертва", помітне зміщення точок максимальної чисельності паразита і господаря (рис.3.3).

Рис. 3.3. Динаміка чисельності популяцій при взаємовідносинах "господар — паразит"

3.5. Коливання та реґуляція чисельності популяції

Розміри популяції можуть зростати в результаті імміграції (додаються особини ззовні) або за рахунок розмноження особин. На зміни в чисельному складі популяції суттєвий вплив мають кліматичні умови, які висвітлено в попередньому розділі (екофактори — температура, вологість і т.д.). Нерідко лімітуючим фактором, як уже доведено, виступають вороги, їжа тощо. Коливання чисельності відбуваються циклічно, їх можна назвати циклами. Але дослідження таких циклів потребує тривалого часу і залежить від періоду між максимумом та мінімумом чисельності даної популяції. З огляду на період настання статевої зрілості, вагітність, у кожного виду ці параметри різні. У маленької тваринки, такої, як бурозубка, ці періоди набагато коротші, ніж у таких, як копитні, слони. Тобто, щоб прослідкувати цей процес, екологу необхідно володіти інформацією за той відтинок часу, за який проходить численна зміна генерацій (поколінь), і знати умови існування цієї популяції. Набагато простіше цю інформацію можна здобути в лабораторних умовах, де в ході експерименту дослідник інколи штучно, а деколи й підсвідомо створює сприятливі умови існування (пацюк, дрозофіла і т.д.).

Коливання чисельності популяції графічно можна зобразити у формі синусоїди (рис. 3.4), для побудови якої необхідно проводити дослідження протягом тривалого часу. Ця синусоїда складається із фрагментів" що можуть відхилятись від ідеальної кривої. Важливим моментом є той факт, що коливний процес відбувається навколо уявної лінії, яка і буде ідеальним графічним вираженням чисельності популяції. Також слід відзначити: коливання чисельності особин популяції можливе в певних межах, отож цілком слушно тут фігурує поняття мінімальної чисельності популяції. Якщо чисельність особин сягає покажчиків, нижчих від мінімальної чисельності, то вона зникає.

Рис. 3.4. Циклічне коливання чисельності популяції

Розміри популяції не можуть бути постійними через зміни плодючості, смертності, а нерідко і того, й іншого. При вивченні розмірів популяцій та їх змін завжди намагаються встановити ключовий фактор — той, який відповідає за найбільшу частину змін, що відбуваються при зміні поколінь. Як правило, цей ключовий фактор впливає на смертність.

Доведено, що коливання розмірів популяції проходить не хаотично. Насправді є низка факторів, які втримують стан популяції* в певних межах. Це фактори, які знижують чисельність і сприяють смертності та найкраще діють при збільшенні щільності. Такими факторами можуть бути нестача їжі, збільшення кількості ворогів тощо.

3.6. Зростання чисельності популяції, криві вростання та виживання

3.7. Практичне значення вчення про популяції

Демекологія — один із фундаментальних підрозділів сучасної теоретичної екології — є одним із потужних механізмів управління природою. Саме завдяки дослідженням міжпопуляційних зв'язків вдалось виявити закономірності поведінки окремих видів, прогнозувати їх вплив на довкілля. В середині XX ст. з розвитком техніки масштаби переміщення людини істотно змінились. Переміщуючись на великі відстані, людина спричинила появу нових видів там, де їх не було ніколи. Таким чином в екосистеми свідомо, а найчастіше несвідомо, були внесені елементи, поведінку яких важко прогнозувати. Нерідко зовсім непомітний "вдома" вид поводиться особливо агресивно в нових умовах (колорадський жук, американська норка тощо). Тільки володіючи інформацією про стратегію популяції виду, можна вести дієвий контроль над ним.

Особливий інтерес і дискусію викликають питання регуляції чисельності хижих тварин як потенційного джерела особливо небезпечної і невиліковної хвороби — сказу. Довгий час вважали: достатньо винищити хижаків і сама проблема сказу стане контрольованою. Ґрунтовні дослідження показали, що це хибна думка. На прикладі лисиці було доведено, що її чисельність можна набагато дешевше контролювати, збільшуючи або стимулюючи чисельність кормових конкурентів — хижих птахів і сов. У такий спосіб людина на основі глибоких знань про популяційну динаміку конкурентних видів може стримувати небезпеку поширення сказу. Наступний приклад стосується непомірного бажання людини експлуатувати лісові ресурси, створюючи монокультуру. Ллє практика засвідчила; порушення вікової структури деревних насаджень призводить до їх одномоментного руйнування внаслідок слабкої стійкості до вітровалів. Так, у період між 1990 і 1996 роками вітровалами було знищено великі площі хвойних насаджень на території Національного парку "Синевир" і 3/4 хвойних насаджень Низьких Татр у Словаччині внаслідок катастрофи 2004-го року.

Висновок

Популяція є цеглиною, з якої і починається власне екологія організмів будь-якої екосистеми, є першою надорганізмо-вою біологічною системою.

Виділення структурних елементів популяції дає змогу більш ефективно аналізувати стан популяції того чи іншого виду.

Розрізняють три основних типи розподілу особин у популяції: рівномірний, випадковий, груповий нерівномірний.

Динаміку чисельності популяції та механізми її визначення важливо знати для того, щоб керувати розвитком популяцій, особливо корисних або шкідливих для людей.