Реферат: Популяции

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МВД РОССИИ

ПО ЭКОЛОГИИ

на тему: «ПОПУЛЯЦИИ»

Подготовил слушатель:

ФП ФЭК  курс I

группа 414

Ежова А.А.

Проверил рецензент:

______________________

______________________

2002г.

ПЛАН

     а) понятие популяции

     б) свойства популяций

     в) факторы динамикичисленности популяций

     г) пространственноеразмещение популяций

ВВЕДЕНИЕ

Все взаимосвязано со всем — гласит первый экологический за­кон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, апорой и не нарушив чего-либо из окружающей среды. Каждый шаг человека пообычной лужайке — это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутых насекомых,изменяющих миграционные пути, а может быть, и сни­жающих свою естественнуюпродуктивность.

Уже в прошлом веке возникла тревога человека засудьбу плане­ты, а в текущем столетии дело дошло до кризиса мировой экологиче­скойсистемы из-за возрастания нагрузок на природную среду.

Загрязнениеокружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения экологических связейв экосистемах стали глобальны­ми проблемами. И если человечество будетпродолжать идти по ны­нешнему пути развития, то его гибель, как считают ведущиеэкологи мира, через два-три поколения неизбежна.

Несмотряна принимаемые Российским государством меры по оздоровлению окружающей среды,экологические отношения по-прежнему продолжают развиваться в неблагоприятномдля природы и общества направлении:

а) все так же преобладаетведомственный подход, в результате чего каждый экологопользовательэксплуатирует природные богат­ства, исходя из своих ведомственных интересов;

6) применяется такназываемый ресурсовый подход к эколого-пользованию, вследствие чего внеправовой защиты остаются мно­гие экологические связи и природные объекты, неимеющие ресурсовой ценности. А ведь, например, истребление хищных животных, необладающих ресурсовой ценностью, наносит определенный эко­логический вред.

Взаимодействиеобщества и природы перешагнуло грань прежнего равновесия еще в прошлом веке, ав настоящий момент уже невозможно обойтись без надлежащего правовоговмешательства в данную сферу. Стало насущным требование разработки специальногозакона об экологической безопасности России.

В отличии отправовой литературы, где природные объекты исследуются, исходя из ихэкономической ценности для общества, каждый природный объект должен изучаться всовокупности всех его элементов, которые влияют на жизнедеятельность всейокружающей среды в целом.

В настоящее время, впериод надвигающегося экологического кризиса на всей планете, всем ныне живущимнеобходимо решить задачи перехода от эксплуатации и завоевания Природы к еесохранению и сотрудничеству с ней. В этих условиях экология человека приобретает особо важное значение, поскольку нормальные условия его существованияпрямо зависят от того, насколько человек вписывается в природу, способенпознать ее законы и творчески использовать их в своей жизни.

Всеболее интенсивно потребляя природные ресурсы с помощью колоссально возрастающихпо своей мощи технических средств, че­ловечество в прогрессирующей формеулучшало условия развития своей цивилизации и своего роста как биологическоговида Homo sapiens. Однако, «завоевывая» природу, оно в значительной мере по­дорвало естественныеосновы собственной жизнедеятельности, что создало напряженную и во многихслучаях кризисную ситуацию во взаимодействии человека и природы, чреватую большимиопаснос­тями для будущего цивилизации. Это наглядно обнаруживается, на­пример,при рассмотрении проблем природных ресурсов, энергети­ки, продовольствия,качества окружающей среды в ее связи с дальнейшим индустриальным развитием вмире и ростом народо­населения. Взаимозависимые изменения привели к возникновениюновых связей между глобальной экономикой и глобальной экологи­ей. В прошлом унас вызывали тревогу последствия экономического роста для окружающей среды.Теперь нас не могут не тревожить последствия «экологического стресса» — ухудшение качества почв, водного режима, состояния атмосферы и лесов — дляэкономическо­го развития в будущем.

Сейчасстановится все более ясным, что источники и причины за­грязнения гораздо болееразнообразны, сложны и взаимосвязаны, а последствия загрязнения носят болееширокий, кумулятивный и хронический характер, чем это считалось ранее. В наукеуже даже сформулировано определение антропогенного загрязнения окружа­ющейсреды. Это физико-химическое и биологическое изменение качества окружающейсреды (атмосферного воздуха, вод, почв) в ре­зультате хозяйственной или инойдеятельности, превышающее уста­новленные нормативы вредного воздействия наокружающую среду и создающее угрозу здоровью человека, состоянию растительногои животного мира, материальным ценностям.

Экология,как и всякая наука, имеет два аспекта. Один —это стремление к познанию радисамого позна­ния, и в этом плане на первое место ставится поиск закономерностейразвития природы, а также их объяс­нение; другой — применение собранных знанийдля ре­шения проблем, связанных с окружающей средой. Стремительное повышениезначимости экологии объясняет­ся тем, что ни один из вопросов огромнойпрактической важности в настоящее время нельзя решить без учета связей междуживыми и неживыми компонентами при­роды.

Практический выходэкологии можно видеть прежде всего врешении вопросовприродопользования; имен­но она должна создать научную основу эксплуатацииприродных ресурсов. Мы можем констатировать, что пренебрежение законами,лежащими в основе естествен­ных природных процессов, привело к серьезному конф­ликтучеловека и природы. «Совершенно ясно,—пишет американский эколог Р. Риклефс, чтоникаких очевид­ных способов исправить нанесенный природе вред не существует, даи обвинение, предъявляемое человеку за его возмутительное отношение к среде,следует строить не на столь очевидныхфактах, как сбрасывание в реки сточных вод, опрыскивание посевов пестицидами,ружья и гарпуны охотников, выхлопные газы автомашин, расползающиеся во всестороны пригороды. Человеку следует предъявить обвинение в том, что он не сумелс должным вниманием отнестись к законам, лежащим в основе экономики природы».

ПОНЯТИЕ ПОПУЛЯЦИИ

Объектом изучениядемоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция. Ее определяют какгруппу организмов одного вида (внутри которой особи могут обмениватьсягенетической информацией), занимающую конкретное пространство и функционирующуюкак часть биотического сообщества. Популяция характеризуется рядом признаков;единственным их носителем является группа, но не особи в этой группе.

Популяция— этосовокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, свобод­носкрещивающихся между собой и частично или полностью изоли­рованных от другихпопуляций.

Популяцияобладает только ей присущими особенностями: чис­ленностью, плотностью, простран­ственнымраспределением особей. Различают возрастную, половую, размерную структурупопуляции. Соотношение разных по возрасту и полу групп в популяции определя­ютее основные функции. Соотно­шение разных возрастных групп зависит от двухпричин: от особен­ностей жизненного цикла вида и от внешних условий.

Состав.Условнов популяции можно выделить три экологические возрастные группы:пререпродуктивная — группа особей, возраст которых не достиг способности вос­произведения;репродуктивная — группа, воспроизводящая новые особи; пострепродуктивная — осо­би,утратившие способность участ­вовать в воспроизведении новых поколений.Длительность этих воз­растов по отношению к общей про­должительности жизнисильно варьирует у разных организмов.

Выделяютвиды с простой воз­растной структурой, когда популя­ция представленаорганизмами од­ного возраста, и виды со сложной возрастной структурой, когда впо­пуляции представлены все возраст­ные группы или одновременно жи­вут несколькопоколений.

Численностьиплотность выра­жают количественные характери­стики популяции как целого.Численность популяции выражается числом особей данного вида, оби­тающих наединице занимаемой ею площади. Динамика численно­сти популяций во времениопреде­ляется соотношением показателей рождаемости, смертности, выжи­ваемости,которые в свою очередь определяются условиями жизни.

Плотностьпопуляции— это величина популяции, отнесенная к единице пространства: число особей, илибиомасса, популяции на единицу площади или объема. Плотность зависит оттрофическо­го уровня, на котором находится популяция. Чем ниже трофиче­скийуровень, тем выше плотность.

У многих видов в техили иных условиях рождаются преимущест­венно самцы или самки, а иногда особи,неспособные к воспроизведе­нию. У тлей, например, летом сме­няют друг другапоколения, состоя­щие из одних самок. При небла­гоприятных условиях появляютсясамцы. У некоторых брюхоногих моллюсков, многощетинковых чер­вей, рыб, ракообразныхпроисходит изменение пола особи с возрастом.

СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ

От чегоже зависят значения коэффициентов рождае­мости и смертности? От очень многихфакторов, дей­ствующих на популяцию извне, а также от собственных ее свойств.Объективный показатель способности орга­низмов увеличивать свою численность —максимальнаямгновенная скорость прироста популяции. Этот параметр обратно пропорционаленпродолжительности жизни орга­низмов. В этом легко убедиться, обратившись кгипер­болической зависимости между врожденной скоростью увеличения численностипопуляции и средним временем генерации, выраженным в днях (рис. 1). Мелкие орга­низмыимеют более высокие значения rтах, чем крупные, чтообъясняется меньшим временем генерации. Причи­на подобной корреляции понятна,поскольку организму для достижения крупных размеров требуется много вре­мени.Отсрочка периода размножения также неизбежно ведет к уменьшению rтах.

Тем неменее преимущества, даваемые большими размерами тела, должны превышатьнедостатки, связан­ные с уменьшением rтах, так как впротивном случае круп­ные организмы никогда не появились бы в эволюции.Тенденция к возрастанию размеров тела с течением гео­логического времени,прослеженная по ископаемым ос­таткам, послужила основанием для введения понятияувеличение филетического размера.

Крупныеразмеры тела дают совершенно очевидные пре­имущества: более крупный организмдолжен привлекать меньше потенциальных хищников и, следовательно, он имеет боль­шешансов не стать жертвой и должен отличаться лучшей вы­живаемостью; мелкиеорганизмы находятся в тесной зависимо­сти от физической среды, даже оченьслабые изменения кото­рой могут оказаться для них губительными. Более крупныеорганизмы легче переносят воздействие подобных изменений и соответственно лучшеот них защищаются. Однако более круп­ным организмам требуется больше вещества иэнергии в рас­чете на одну особь в единицу времени, чем мелким. Кроме того, дляних существует гораздо меньше укрытий и безопасных мест.

В жизнивсех организмов в популяции можно выде­лить три основных периода:предрепродуционный, ре­продукционный и пострепродукционный. Относительная продолжительностькаждого из них у разных видов весь­ма различна. У многих животных первый периодсамый длинный. Ярким примером могут служить поденки, у ко­торыхпредрепродуционный период достигает 3 лет, а репродукционный занимает всего от2-3 ч до 1 суток. У американской цикады предрепродуционный период составляет 17лет. Но есть виды, особи которых, едва появившись на свет, начинают интенсивноразмножать­ся (большинство бактерий).

/>

Репродукционныевозможности популяции зависят от ее возрастного состава. Продолжительностьжизни осо­бей популяции можно оценить, используя кривые выжи­вания. Существуеттри типа кривых выживания (рис. 2).

/>

Первый тип (кривые 1)соответствует ситуации, ког­да большее число особей имеет одинаковую продолжи­тельностьжизни и умирает в течение очень короткого отрезка времени. Кривыехарактеризуются сильно вы­пуклой формой. Такие кривые выживания свойственнычеловеку (рис. 2, 1), причем кривая выживания для муж­чин по сравнению саналогичной кривой для женщин менее выпуклая, поэтому страховой полис длямужчин в большинстве стран Запада в 1,5 раза дороже, чем для женщин. Длябольшинства ко­пытных кривые выживания так­же выпуклые (рис. 3), хотя и вразличной степени для раз­ных видов, а также в зависи­мости от пола. Второй тип(рис. 2, 2) свойствен видам, коэффициент смертности ко­торых остаетсяпостоянным на протяжении всей их жизни. По­этому кривая выживаниятрансформируется в прямую линию. Такая форма кривой выживания свойственна пре­сноводнойгидре. Третий тип (рис. 2, 3) — сильно вогнутые кривые, отражающие высокуюсмертность особей в раннем возрасте. Так характеризуется продолжительностьжизни не­которых птиц, рыб, а также многих беспозвоночных.

Знаниетипа кривой выжи­вания дает возможность по­строить пирамиду возрастов (рис. 4).Следует различать три типа таких пирамид. Пира­мида с широким основанием, чтосоответствует высокому проценту молодняка, характер­на для популяции с большимзначением коэффициента рождаемости. Средний тип пирамиды соответствуетравно­мерному распределению особей по возрастам в попу­ляции сосбалансированными коэффициентами рождае­мости и смертности — пирамидавыровненная. Пирамида с узким основанием (обращенная), отвечающая популя­циис численным преобладанием старых особей над мо­лодняком, характерна длясокращающихся популяций. В таких популяциях коэффициент смертности превышаеткоэффициент рождаемости.

/>/>

/>

Большое значение дляувеличения численности по­пуляции имеют затраты на потомство, выражающиеся вопределенной тактике размножения. Не все потомки равноценны: те из них, которыепроизведены на свет в конце вегетационного сезона, обычно имеют меньшую вероятностьдожить до взрослого состояния по сравне­нию с потомками, появившимися на светраньше. Сколь­ко усилий должны родители затрачивать на каждого потомка? Припостоянной величине репродуктивного усилия средняя приспособленность отдельногопотомка связана обратным соотношением с их числом. Один крайний вариант тактикиразмножения — вложить все в единственного очень крупного и хорошо приспособлен­ногопотомка, другой — максимально увеличить общее число произведенных на светпотомков, вложив в каж­дую особь как можно меньше. Однако наилучшая такти­каразмножения —это компромисс между производством максимально большого числа потомкови образованием потомства максимально высокой приспособленности.

Указанноесоотношение количества и качества потом­ства иллюстрирует простая графическаямодель (рис. 5).

/>

Вмаловероятном случае, т. е. в случае линейной за­висимости приспособленностипотомков от затрат на них родителей, приспособленность каждого отдельногопотомка уменьшается с увеличением размера помета или кладки. Так какприспособленность родителей или, что то же самое, общая приспособленность всехпотомков- постоянная величина,с точки зрения родите­лей не существует оптимального размера кладки. Од­накопоскольку первоначальные расходы на потомство вносят больший вклад в приспособленностьпотомков, чем последующие (имеет место 5-образный характер зависимостиприспособленности потомков при увели­чении вклада родителей; см. рис. 7.6), тоочевидно, что существует некоторый оптимальный размер кладки. В данномгипотетическом случае родители, расходующие только 20% своего репродуктивногоусилия на каждого из пяти своих потомков, получат большую отдачу от сво­еговклада, чем при любом другом размере кладки. По­добная тактика, будучи оптимальнойдля родителей, не является наилучшей для каждого отдельно взятого по­томка,максимальная приспособленность которого дос­тигается в том случае, если онединственный отпрыск, получивший полный вклад усилий от своих родителей.Следовательно, в данном случае налицо «конфликт ро­дителей и детей».

Особеннобольшое влияние на форму S-образной кривой оказывает конкурентная обстановка. Всильно разреженной сре­де (конкурентный вакуум) наилучшей репродуктивнойстратеги­ей следует считать максимальный вклад вещества и энергии в размножениедля продуцирования как можно большего количе­ства потомков в самые короткиесроки. Поскольку конкуренция невелика, потомки могут выжить, даже если ониимеют очень малые размеры и низкую приспособленность. Однако в насы­щенной средеобитания, где заметно проявляются эффекты массы, а конкуренция остра,оптимальной стратегией будет расходование большого количества энергии напреодоление конкуренции, повышение собственной выживаемости и на проду­цированиеболее конкурентоспособных потомков. При подоб­ной стратегии лучше иметь крупныхпотомков, а поскольку энергетически они дороже, их может быть произведено насвет меньше.

Итак, свойствапопуляции можно оценить по таким показателям, как рождаемость, смертность,возрастная структура, соотношение полов, частота генов, генетичес­кое разнообразие,скорость и форма кривой роста и т. д.

Плотность популяцииопределяется ее внутренними свой­ствами, а также зависит от факторов,действующих на популяцию извне.

  ФАКТОРЫ ДИНАМИКИЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ

Известнотри типа зависимости численности популя­ции от ее плотности (рис. 6). Припервом типе (кри­вая 1) скорость роста популяции уменьшается по мереувеличения плотности. Это широко распространенное явление позволяет понять,почему популяции некоторых животных относительно устойчивы. Во-первых, при уве­личенииплотности популяции наблюдается снижение рождаемости. Так, в популяции большойсиницы при плотности меньше одной пары на 1 га на одно гнездо приходится 14птенцов; когда же плотность достигает 18 пар на 1 га, выводок составляет менее8 птенцов. Во-вторых, при увеличении плотности популяции меня­ется возрастнаступления половой зрелости. Например, африканский слон в зависимости отплотности популя­ции может достигать половой зрелости в возрасте от 12 до 18лет. Кроме того, этот вид при низкой плотно­сти дает приплод 1 слоненок за 4года, тогда как при высокой — рождаемость составляет 1 слоненок за 7 лет.

При втором типезависимости (кривая 2) темп роста популяции максимален при средних, а непри низких значениях плотности. Так, у некоторых видов птиц (на­пример, чаек)число птенцов в выводке увеличивается с повышением плотности популяции, а затем,достигнув наибольшей величины, начинает уменьшаться. Этот тип влияния плотностипопуляции на скорость размножения особей характерен для видов, у которых отмеченгруп­повой эффект. При третьем типе (кривая 3) темп роста популяции неизменяется до тех пор, пока она не до­стигнет высокой плотности, затем резкопадает.

/>

Подобнаякартина наблюдается, например, у леммингов. При пике численности плотностьлеммингов становится избыточной, и они начинают мигрировать. Элтон так описалмиграции лем­мингов в Норвегии: животные проходили через деревни в та­ком количестве,что собаки и кошки, которые вначале нападали на них, просто перестали их замечать.Достигнув моря, обес­силенные лемминги тонули.

Регуляциячисленности равновесных популяций опре­деляется преимущественно биотическимифакторами. Среди них главным фактором часто оказывается внут­ривидоваяконкуренция. Примером может служить борьба птиц за мести для гнездования.

Внутривидоваяконкуренция может быть причиной физиоло­гического эффекта, известного подназванием шоковой болез­ни. Его отмечают, в частности, у грызунов. Когда плотностьпо­пуляции становится слишком большой, шоковая болезнь при­водит к снижениюплодовитости и увеличению смертности, что возвращает плотность популяции кнормальному уровню.

Унекоторых видов животных взрослые особи питаются соб­ственным приплодом. Это явление,известное как каннибализм, снижает численность популяции. Каннибализмсвойствен, на­пример, окуням: в озерах Западной Сибири 80% пищи круп­ных особейсоставляет молодь того же вида. Молодь, в свою очередь, питается планктоном.Таким образом, когда нет дру­гих видов рыб, взрослые особи живут за счетпланктона.

Межвидовыевзаимодействия также играют суще­ственную роль в контроле плотности популяции.Взаи­модействия паразит-хозяин и хищник-жертва часто за висят от плотности.Болезни также являются фактором, принимающим участие в регуляции плотностипопуляции. Когда кролики болеют миксоматозом, вызываемым вирусом, распространениеинфекции идет гораздо быс­трее в популяциях с повышенной плотностью.

Хищничествокак ограничивающий фактор само по себе име­ет большое значение. Причем есливлияние жертвы на чис­ленность популяции хищника не вызывает сомнений, то об­ратноевоздействие, т. е. на популяцию жертвы, бывает не всегда. Во-первых, хищникуничтожает больных животных, тем самым он улучшает средний качественный составпопуляции жертвы. Во-вторых, роль хищника ощутима только тогда, ког­да оба видаобладают приблизительно одинаковым биотиче­ским потенциалом. В противном случаеиз-за низкого темпа размножения хищник не в состоянии ограничить численностьсвоей жертвы. Например, только одни насекомоядные птицы не могут остановитьмассовое размножение насекомых. Ины­ми словами, если биотический потенциал хищниканамного ниже биотического потенциала жертвы, действие хищника при­обретает постоянныйхарактер, не зависящий от плотности его популяции.

Численностьнасекомых-фитофагов нередко определяется комбинацией видоспецифичных реакцийнасекомых и растений на воздействие загрязняющих веществ. Загрязнение понижаетрезистентность растений, в результате чего численность насе­комых возрастает.Однако при слишком большом загрязнении численность насекомых падает, несмотряна уменьшение со­противляемости растений.

Приведеннаядифференциация факторов динамики численности популяций позволяет понять ихреальное значение в жизни и воспроизводстве популяций. Современная концепцияавтоматического регулирования численности популяций базируется на сочетаниидвух принципиально различных явлений: модификаций, или случайныхколебаний численности, и регуляций, действу­ющих по принципу кибернетическойобратной связи и нивелирующих колебания. В соответствии с этим выде­ляют модифицирующие(независящие от плотности по­пуляции) и регулирующие (зависящие отплотности популяции) экологические факторы, причем первые из них воздействуютна организмы либо непосредственно, либо через изменения других компонентовбиоценоза. По существу, модифицирующие факторы представляют со­бой различныеабиотические факторы. Регулирующие факторы связаны с существованием иактивностью жи­вых организмов (биотические факторы), поскольку лишь живыесущества способны реагировать на плотность своей популяции и популяций других видовпо принци­пу отрицательной обратной связи (рис. 7).

/>

Есливоздействия модифицирующих факторов приво­дят лишь к преобразованиям(модификациям) колеба­ний численности, не устраняя их, то регулирующие фак­торы,выравнивая случайные отклонения, стабилизиру­ют (регулируют) численность наопределенном уровне. Однако на разных уровнях численности популяции регу­лирующиефакторы принципиально различны (рис. 8). Например, хищники-полифаги, способныепри измене­нии численности жертв ослабить или усилить свою ак­тивность—функциональнаяреакция,— оказывают действие при сравнительно низких значенияхчисленности популяции жертвы.

Хищники — олигофаги,характеризующиеся в отличие от полифагов численной реакцией на состояниепопуляции жертвы, оказывают на нее регулирующее действие в бо­лее широкомдиапазоне, чем полифаги. При достижении популяцией жертвы еще более высокойчисленности со­здаются условия для распространения болезней и, наконец, предельныйфактор регуляции — внутривидовая кон­куренция, ведущая к исчерпыванию доступныхресурсов и развитию стрессовых реакций в популяции жертвы. На рис. 8 представленамногозвенная буферная система регулирования численности популяции под воздействиембиотических факторов, степень влияния которых зави­сит от плотности популяции.В реальной ситуации дан­ный параметр зависит от большого числа факторов, вчастности и тех, которые не оказывают регулирующего воздействия на плотностьпопуляции по принципу обрат­ной связи. Взаимодействие между модифицирующими,регулирующими, а также такими специфическими факто­рами, как размеры тела,группы и индивидуального участка, при их влиянии на плотность популяциимлекопита­ющих показано на рис. 9.

Таким образом, чтобыполучить исчерпывающую инфор­мацию о том, какие факторы вызывают колебаниячислен­ности, теоретически требуются данные о физико-химичес­ких условиях,обеспеченности ресурсами, жизненном цик­ле этих организмов и влиянииконкурентов, хищников, паразитов и т. д., причем нужно знать, как все этифакторы влияют на рождаемость, смертность и миграцию. Все по­пуляции непрерывноизменяются: новые организмы рож­даются или прибывают как иммигранты, а прежниегибнут или эмигрируют. Несмотря на это, флуктуации размера по­пуляции небезграничны. С одной стороны, она не может расти беспредельно, а с другой —вымирают виды доста­точно редко. Следовательно, один из основных признаковпопуляционной динамики —сочетание изменений с отно­сительной стабильностью. Приэтом колебания размеров популяций сильно различаются у разных видов.

/>

/>

Особи впопуляции взаимодей­ствуют между собой, обеспечивая свою жизнедеятельность иустой­чивое воспроизводство популяции.

Уживотных, ведущих одиноч­ный образ жизни или создающих семьи, регулирующимфактором является территориальность, кото­рая влияет на обладание опреде­леннымипищевыми ресурсами и имеет большое значение для раз­множения. Особь защищаетпро­странство от вторжения и откры­вает ее для другой особи только приразмножении. Самое рацио­нальное использование простран­ства достигается в томслучае, если образуется настоящая террито­рия — участок, из которого другиеособи изгоняются. Так как владе­лец участка психологически гос­подствует нанем, для изгнания чаще всего достаточно лишь де­монстрации угроз,преследования, самое большее — притворных атак, которые прекращаются еще награницах участка. У данных жи­вотных огромное значение имеют индивидуальныеразличия между особями — наиболее приспособ­ленные обладают большим инди­видуальнымпищевым ареалом.

Уживотных, ведущих группо­вой образ жизни и образующих стаи, стада, колонии,групповая защита от врагов и совместная за- бота о потомстве повышает выжи­ваемостьособей, что влияет на численность популяции и ее вы­живаемость. Данные животныеор­ганизованы иерархически. Иерар­хические отношения соподчине­ния построены натом, что ранг каждого известен каждому. Как правило, высший ранг принад­лежитсамому старшему самцу. Иерархия контролирует все взаи­модействия внутрипопуляции: брачные, особей разных возрас­тов, родителей и потомства.

У животных особуюроль иг­рают отношения «мать—дитя». Родители передают потомкам гене­тическуюинформацию и информа­цию о внешней среде.

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ

Науровне популяции абиотические факторы воздей­ствуют на такие параметры, какрождаемость, смерт­ность, средняя продолжительность жизни особи, ско­ростьроста популяции и ее размеры, нередко являясь важнейшими причинами,определяющими характер ди­намики численности популяции и пространственноераспределение особей в ней. Популяция может при­спосабливаться к изменениямабиотических факторов, во-первых, меняя характер своего пространственногораспределения и, во-вторых, путем адаптивной эволю­ции.

Избирательноеотношение животных и растений к фак­торам среды порождает избирательность и кместообитаниям, т. е. экологическую специализацию по отноше­нию к участкамареала вида, которые он пытается занять и заселить. Участок ареала, занятыйпопуляцией вида и характеризующийся определенными экологическими ус­ловиями,называется стацией. Выбор стации, как прави­ло, определяетсякаким-нибудь одним фактором; это мо­жет быть кислотность, соленость, влажностьи т. д.

Для эвритермныхвидов характерна зональная смена стаций, т. е. строго направленное изменениестаций при переходе вида из одной природной зоны в другую: при передвижении ксеверу избираются более сухие, хоро­шо прогреваемые открытые стации сразреженным рас­тительным покровом, часто располагающиеся на легких песчаныхили каменистых почвах; при передвижении к югу тот же вид заселяет болееувлажненные и тенистые стации с густым растительным покровом и с глинисты­мипочвами (рис. 10). На приведенной диаграмме по характеру растительного покроваи микроклимату все стации разбиты на три экологические группы — ксерофитные,мезофитные и гигрофитные. Смещение попу­ляций вида в более влажные стации припродвижении к югу показано косыми стрелками. При этом влаголюби­вые популяциилесной и отчасти лесостепной зон лиша­ются возможности проникнуть в южныерайоны, так как более влажные, чем гигрофитные, стации физически и экологическинемыслимы.

/>

Вертикальнаясмена стаций аналогична зональной, но проявляется в горных условиях. Наиболееобычной ее формой служит переход популяций на более ксерофитные стации по мереповышения уровня их местообитаний. Например, серый кузнечик в лесном поясеКавказа держится на мезо- и гигрофитных стациях, а в альпий­ском поясе — наксеро- и мезофитных.

Какможно видеть из закономерности смены стаций, важным экологическим фактором,определяющим выбор местообитаний наземных животных и растений, являет­ся влажностьвоздуха.

Специальнаяприуроченность мокриц связана с содержани­ем ввоздухе водяного пара.Они многочисленны по берегам морей, где воздух насыщен влагой, и там живут открыто.В вы­сокогорных районах с сухим воздухом мокрицы большую часть времени проводятпод камнями и корой деревьев.

/>

Мокрица Lygiaoceanica обитает по берегам морей. Дневное время мокрицы проводят вукрытии. Но когда температура воз­духа повышается до 20 °С снаружи и до 30 °Спод галькой, они покидают свои укрытия и выползают на скалы, обращенные ксолнцу. Причина такого перемещения состоит в том, что дан­ный вид, очень плохоприспособленный к наземному местообитанию, имеет легкопроницаемую кутикулу.Когда влажность воз­духа низкая, мокрица теряет много воды путем испарения, чтои происходит на скалах, находящихся под солнцем. Интенсив­ное испарение снижаеттемпературу тела животного, которая при нахождении его на скале равна 26 °С(рис. 11). Если же, мокрица продолжает прятаться под галькой, где относительнаявлажность близка к 100%, а испарение равно нулю, температу­ра тела достигает 30°С.

Распределениестаций в водной среде обусловлено другими факторами, в частности кислотностью.Кислые воды торфяников способствуют развитию сфагновых мхов, но в нихсовершенно нет двустворчатых моллюс­ков-перловиц. Чрезвычайно редки в них идругие виды двустворчатых моллюсков, что связано с отсутствием в воде извести.Рыбы выносят кислотность воды в пределах рН от 5 до 9. При рН ниже 5 можнонаблюдать их массовую гибель, хотя отдельные виды приспосаблива­ются и к среде,значение рН которой доходит до 3,7. Продуктивность пресных вод, имеющихкислотность ме­нее 5, резко понижена, что влечет за собой значитель­ноесокращение уловов рыбы.

Другой важныйфактор, лимитирующий распределе­ние водных животных и растений,—это соленостьводы. Многие крупные таксономические группы в ранге типа иглокожие,кишечно-полостные, мшанки, губки, кольчатые черви и др.) все или почтивсе являются морскими.

/>

Часто лишь незначительныесдвиги в концентрации солей в воде сказываются на распределении близкород­ственныхвидов (рис. 12). Численность обитателей со­лоноватых вод очень велика, но ихвидовой состав бе­ден, поскольку здесь могут жить только эвригалинные виды какпресноводного, так и морского происхожде­ния. Например, озеро с соленостью,изменяющейся от 2 до 7%, населяют пресноводные рыбы, такие как карп, линь,щука, судак, хорошо переносящие небольшую со­леность, и морские, например кефаль,которые терпимо относятся к недостаточной солености.

Абиотические факторыоказывают существенное вли­яние на плотность популяций животных и растений. По­нижениетемпературы часто катастрофически сказыва­ется на популяциях животных: врайонах, прилегающих к северным границам ареала, вид может стать редким и дажеполностью исчезнуть. Кроме того, морозы в ряде случаев влияют и косвенно,поскольку пища, скрытая под толстым слоем льда или снега, становится совер­шеннонедоступной для животных. В местах, подвер­женных сильным ветрам, рост растенийзадерживается, а фауна может быть частично или полностью уничто­жена.

Вопросо том, как эволюционируют экосистемы, очень важен, поскольку его решение — ключк пониманию суще­ствующего разнообразия сообществ живых организмов на нашейпланете, смены флоры и фауны в ходе ее геологиче­ской истории. В основе эволюцииживых организмов ле­жит естественный отбор, действующий на видовом или болеенизких уровнях. Но естественный отбор играет так­же важную роль и на уровнеэкосистем. Его можно под­разделить на взаимный отбор зависящих друг от другаавтотрофов и гетеротрофов (коэволюция) и групповой отбор, который ведет ксохранению признаков, благопри­ятных для экосистемы в целом, даже если онинеблаго­приятны для конкретных носителей этих признаков.

В самомшироком смысле коэволюция означает совме­стную эволюцию двух (или более)таксонов, которые объ­единены тесными экологическими связями, но которые необмениваются генами. Естественный отбор, действу­ющий в популяции хищников,будет постоянно увеличи­вать эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Нов ответ на это в популяции жертвы совершенствуют­ся приспособления, позволяющиеособям избежать по­имки и уничтожения. Следовательно, в процессе эволю­циивзаимоотношений «хищник-жертва» жертва действу­ет так, чтобы освободиться отвзаимодействия, а хищник—так, чтобы постоянно его поддерживать.

Существуют бесчисленныеспособы, позволяющие жерт­вам противостоять давлению хищников. Их можно свестик следующим категориям: защитное поведение (бегство, затаивание, использованиеубежищ и т. п.), защитная форма и окраска (покровительственная, отпугивающая,предупрежда­ющая, мимикрия), несъедобность или ядовитость (обычно в сочетании спредупреждающей окраской), родительское и социальное поведение (защитапотомства, предупреждающие сигналы, совместная защита группы и т. п.). Защитныесред­ства растений включают: жесткие листья, шипы и колючки, ядовитость,репеллентные и ингибирующие питание живот­ных вещества.

Хищники и другие«эксплуататоры» имеют не менее изощ­ренные способы настигнуть жертву. Вспомним,например, общественное охотничье поведение львов и волков, загнутые ядовитыезубы змей, длинные липкие языки лягушек, жаб и ящериц, а также пауков и ихпаутину, глубоководную рыбу-удильщика или удавов, которые душат свои жертвы.

Животныймир является национальным достоянием России, не­отъемлемым элементом природнойсреды и биологического разно­образия Земли, возобновляющимся природнымресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом биосферы, все­мерноохраняемым и рационально используемым для удовлетворе­ния духовных и материальныхпотребностей народов России.

В ст. 1Федерального закона о животном мире, принятого Госу­дарственной Думой 24 апреля1995 г. сказано, что животный мир — совокупность живых организмов, всех видовдиких животных, постоянно или временно населяющих тер­риторию России, а такжеотносящихся к природным ресурсам кон­тинентального шельфа и исключительной экономическойзоны Рос­сийской Федерации.

Животныймир, являясь составной частью природной среды, вы­ступает как неотъемлемоезвено в цепи экологических систем, необ­ходимый компонент в процессе круговоротавеществ и энергии при­роды, активно влияющий на функционирование естественныхсообществ, структуру и естественное плодородие почв, формирова­ниерастительного покрова, биологические свойства воды и качество окружающей средыв целом, Вместе с тем животный мир имеет боль­шое экономическое значение.

Объектомиспользования и охраны животного мира выступают лишь дикие животные(млекопитающие, птицы, пресмыкающиеся, земноводные, рыбы, а также моллюски,насекомые и др.), обитаю­щие в состоянии естественной свободы на суше, в воде,атмосфере, в почве, постоянно или временно населяющие территорию России илиотносящиеся к естественным богатствам континентального шельфа и экономическойзоны РФ. Не являются таким объектом сельскохозяйственные и другие домашниеживотные, а также дикие животные, содержащиеся в неволе или полуневоле дляхозяйствен­ных, культурных, научных, эстетических и иных целей. Они являют­сяимуществом, принадлежащим на праве собственности государст­ву, юридическим илифизически лицам и используются и охраняются в соответствии с гражданскимзаконодательством.

Особенностьюживотного мира является то, что данный объект возобновляем, но для этогонеобходимо соблюдение определенных условий, непосредственного связанных сохраной животных. При истреблении, нарушении условий их существования определенныевиды животных могут окончательно исчезнуть, и их возобновление будет невозможно.

УказанныйФедеральный закон регулирует отношения в области охраны и использованияобъектов животного мира (любые виды, по­пуляции, живые организмы, относящиеся кживотному миру) и сре­ды их обитания в целях сохранения целостности естественныхсооб­ществ, биологического разнообразия и обеспечения устойчивого использованияи воспроизводства объектов животного мира, а также для укрепления законности иправопорядка в указанной области.

В Федеральном законепредусмотрены традиционные методы ох­раны и использования объектов животногомира. Лица, чье сущест­вование и доходы полностью или частично основаны натрадицион­ных системах жизнеобеспечения, включая охоту, рыболовство исобирательство, имеют право на применение традиционных методов добыванияобъектов животного мира и продуктов жизнедеятельнос­ти, если такие методы прямоили косвенно не ведут к снижению би­ологического разнообразия, не сокращаютчисленность и устойчи­вое воспроизводство объектов животного мира, не нарушаютсреду их обитания и не представляют опасности для человека. Это право указанныелица могут осуществлять как индивидуально, так и кол­лективно, создаваяобъединения на различной основе (семейные, ро­довые,территориально-хозяйственные общины, союзы охотников, собирателей, рыболовов ииные).

ИСПОЛЬЗОВАННАЯЛИТЕРАТУРА

1.        Краткийкурс общей экологии, А.К. Бродский, СПб, «ДЕАН», 1999

2.        1000экзаменационных билетов и готовых ответов.9 кл., Москва, «ДРОФА», 2001

3.        Экологическоеправо, Б.В. Ерофеев, Москва, «НОВЫЙ ЮРИСТ», 1998