Структура популяций. Типы взаимодействия разных видов

Отношения с другими организмами своего же вида играют важную роль в жизни растений или животных. Такие отношения складываются в малых группах, которые в биологии называются популяциями. Популяция обозначает совокупность особей одного вида, которая обладает общим генофондом и имеет общую территорию. Экологи определяют ее как первую надорганизменную биологическую систему. Более точное определение популяции дал русский академик Станислав Семенович Шварц. Он определил, что популяция — группировка особей, которая является формой существования вида и способна самостоятельно развиваться неопределенно долгое время. Термин "популяция" ввел Вильгельм Людвиг Иогансен в 1903 г.

Популяция является биологической системой и имеет свойство постоянно меняться.

Постоянная динамика популяции затрагивает продуктивность, устойчивость, структуру и распределение в пространстве. Для каждой популяции характерны определенные генетические и экологические признаки. Наука, которая объединяет генетические, экологические и эволюционные подходы к изучению популяций, называется популяционной биологией.

В природе встречаются разные типы популяций.

Главный признак, по которому их можно разделить, — это условия и территория. По этому признаку выделяют три типа популяций: элементарную, экологическую, географическую.

Элементарная, или локальная популяция — это совокупность особей одного вида, которая занимает небольшой участок одинаковой по условиям территории. Между этими особями постоянно происходит обмен генетической информацией. В животном мире примером элементарной популяции может быть стая рыб одного вида в озере. Божьи коровки в саду тоже составят элементарную популяцию. Такие же элементарные популяции существуют и в растительном мире. Маленькие группы медуницы  в березняке, которые растут у оснований деревьев и на открытых местах, образуют две популяции.

 Разделенные лугами деревья одного вида существуют в своих популяциях.

Экологическая популяция составляет совокупность элементарных популяций. Это внутривидовые группировки, которые приспособлены к условиям  конкретной экологической системы. Обмен генетической информацией между организмами экологических популяций происходит реже, чем в элементарной популяции.

Окуни во всех стаях общего водоема представляют экологическую популяцию. Все группы белок в сосновом лесу, все стаи волков в степи — это тоже экологические популяции.

Географическая популяция представляет совокупность экологических популяций, которые заселили географически сходные районы. Географические популяции существуют автономно, ареалы их относительно изолированы, обмен генами происходит редко. На этом уровне происходит формирование географических разновидностей, выделяются подвиды. Так в природе сформировались географические популяции лиственницы даурской и лиственницы курильской. Береза, которая расселилась и удалилась от первоначального места обитания, образовала две географические популяции. Сейчас известна береза бородавчатая и береза шерстистая. Еще интереснее пример белок.  Белка обыкновенная расселилась на очень большой территории. В настоящее время насчитывается около 20 географических популяций белки.

Основными характеристиками популяций являются численность и плотность.

Численность популяции определяется общим количеством особей на определенной территории, а плотность — это количество особей на единице площади. Изменение численности и плотности популяции зависит от рождаемости, смертности и миграции. Эти показатели у разных видов могут отличаться. Одуванчик за 10 лет может расселиться по всей планете, если все его семена прорастут. Бактерии размножаются быстро, и за три дня могут сплошным слоем покрыть всю планету. Высокая плодовитость наблюдается у многих видов насекомых. Низкая плотность у крупных млекопитающих. Смертность характеризует скорость снижения численности популяции. Причины смертности — болезнь, старость, хищники, недостаток корма.

Каждая популяция имеет свою структуру. Выделяется  демографическая и пространственная структура.

 Под демографической структурой популяции понимают ее половой и возрастной состав.

Соотношение полов в популяциях определяется у некоторых видов условиями жизни. У тлей, например, летом сменяют друг друга поколения, которые состоят только из самок. При неблагоприятных условиях появляются самцы. У ряда брюхоногих моллюсков, многощетинковых червей, ракообразных особи меняют пол с возрастом. В разных популяциях одного вида половая и возрастная структура может быть различной. Половая структура имеет прямое отношение к воспроизводству популяции и ее устойчивости.

Пространственная структура популяции отражает характер размещения особей в пространстве.

Организмы разных популяций расселяются в пространстве по-разному. Например, двудомная крапива в пределах своего ареала встречается во влажных тенистых местах с                     плодородными почвами, образует заросли в поймах рек, ручьев, вокруг озер, по окраинам топей. Капустные белянки обитают там, где выращивают капусту — на огородах и полях.

Европейский крот поселяется в почве на полянах и в лесу. Популяции могут занимать различные по размерам территории и существовать длительно на протяжении столетий или всего в течение нескольких лет.

Особи могут быть размещены в пространстве равномерно, на одинаковом расстоянии друг от друга. Но такое равномерное распределение встречается в природе редко и чаще всего вызвано острой внутривидовой конкуренцией, которая наблюдается у хищных рыб и у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Также пространственное распределение может быть случайным. Случайное распределение особей происходит только в однородной среде и только у видов, которые не стремятся к созданию групп. Пример равномерного распределения — большой мучной хрущак в муке.

Групповое распределение особей в популяции встречается наиболее часто. Так, в сосновом лесу деревья вначале расселяются группами, а в дальнейшем их размещение становится равномерным. Групповое распределение обеспечивает более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Животные, которые ведут подвижный образ жизни, распределяются активно, что приводит к интенсивному перемешиванию популяций и стиранию границ между ними. Популяции разных видов, которые живут на одной территории, вступают в различные взаимоотношения между собой.

Если  популяции разных видов  не оказывают никакого воздействия друг на друга, такие отношения можно назвать нейтральными. Так, в одном и том же лесу, на одной территории мирно живут лоси и белки, не контактируя друг с другом.

Но чаще всего организмы разных популяций на одной территории вступают друг с другом в конкурентную борьбу. Конкуренция разгорается за одни и те же ресурсы. Например, растения борются за свет.

 Между популяциями могут возникать и симбиотические связи. К ним относятся полезные для всех приспособления и тесное сожительство организмов.          Одноклеточные жгутиковые приспособились жить в кишечнике термитов, где они перерабатывают клетчатку. Термиты получают переработанную клетчатку, а жгутиковые — среду обитания.

Симбиотические отношения могут быть и другого типа.       Например, птицы кормятся насекомыми-паразитами на теле носорога, а их взлет — сигнал об опасности для носорога.

Бывают взаимосвязи, при которых один вид получает преимущество, выгоду, не принося другому ни вреда, ни пользы. Так приспособились друг к другу популяции гиен, грифов, львов. Гиены подбирают остатки недоеденной львами добычи, затем к трапезе приступают грифы.

Таковы типы взаимоотношений в природе. Необходимо помнить, что тип взаимодействия популяций может измениться при изменении условий.  Все перечисленные формы биологических связей между популяциями делают их устойчивыми и жизнеспособными длительное время.