Контрольная: Популяции

Контрольная: Популяции

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МВД РОССИИ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ЭКОЛОГИИ

ПЛАН

1 Введение

а) понятие популяции

б) свойства популяций

в) факторы динамики численности популяций

г) пространственное размещение популяций

2 Заключение

3 Использованная литература

ВВЕДЕНИЕ

Все взаимосвязано со всем - гласит первый экологический за­кон. Значит, и

шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей

среды. Каждый шаг человека по обычной лужайке - это десятки погубленных

микроорганизмов, спугнутых насекомых, изменяющих миграционные пути, а может

быть, и сни­жающих свою естественную продуктивность.

Уже в прошлом веке возникла тревога человека за судьбу плане­ты, а в текущем

столетии дело дошло до кризиса мировой экологиче­ской системы из-за

возрастания нагрузок на природную среду.

Загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов и нарушения

экологических связей в экосистемах стали глобальны­ми проблемами. И если

человечество будет продолжать идти по ны­нешнему пути развития, то его

гибель, как считают ведущие экологи мира, через два-три поколения неизбежна.

Несмотря на принимаемые Российским государством меры по оздоровлению

окружающей среды, экологические отношения по-прежнему продолжают развиваться

в неблагоприятном для природы и общества направлении:

а) все так же преобладает ведомственный подход, в результате чего каждый

экологопользователь эксплуатирует природные богат­ства, исходя из своих

ведомственных интересов;

6) применяется так называемый ресурсовый подход к эколого-пользованию,

вследствие чего вне правовой защиты остаются мно­гие экологические связи и

природные объекты, не имеющие ресурсовой ценности. А ведь, например,

истребление хищных животных, не обладающих ресурсовой ценностью, наносит

определенный эко­логический вред.

Взаимодействие общества и природы перешагнуло грань прежнего равновесия еще в

прошлом веке, а в настоящий момент уже невозможно обойтись без надлежащего

правового вмешательства в данную сферу. Стало насущным требование разработки

специального закона об экологической безопасности России.

В отличии от правовой литературы, где природные объекты исследуются, исходя

из их экономической ценности для общества, каждый природный объект должен

изучаться в совокупности всех его элементов, которые влияют на

жизнедеятельность всей окружающей среды в целом.

В настоящее время, в период надвигающегося экологического кризиса на всей

планете, всем ныне живущим необходимо решить задачи перехода от эксплуатации

и завоевания Природы к ее сохранению и сотрудничеству с ней. В этих условиях

экология человека приобретает особо важное значение, поскольку нормальные

условия его существования прямо зависят от того, насколько человек

вписывается в природу, способен познать ее законы и творчески использовать их

в своей жизни.

Все более интенсивно потребляя природные ресурсы с помощью колоссально

возрастающих по своей мощи технических средств, че­ловечество в

прогрессирующей форме улучшало условия развития своей цивилизации и своего

роста как биологического вида Homo sapiens. Однако, «завоевывая» природу, оно

в значительной мере по­дорвало естественные основы собственной

жизнедеятельности, что создало напряженную и во многих случаях кризисную

ситуацию во взаимодействии человека и природы, чреватую большими опаснос­тями

для будущего цивилизации. Это наглядно обнаруживается, на­пример, при

рассмотрении проблем природных ресурсов, энергети­ки, продовольствия,

качества окружающей среды в ее связи с дальнейшим индустриальным развитием в

мире и ростом народо­населения. Взаимозависимые изменения привели к

возникновению новых связей между глобальной экономикой и глобальной

экологи­ей. В прошлом у нас 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 - для экономическо­го развития в будущем.

Сейчас становится все более ясным, что источники и причины за­грязнения

гораздо более разнообразны, сложны и взаимосвязаны, а последствия загрязнения

носят более широкий, кумулятивный и хронический характер, чем это считалось

ранее. В науке уже даже сформулировано определение антропогенного загрязнения

окружа­ющей среды. Это физико-химическое и биологическое изменение качества

окружающей среды (атмосферного воздуха, вод, почв) в ре­зультате

хозяйственной или иной деятельности, превышающее уста­новленные нормативы

вредного воздействия на окружающую среду и создающее угрозу здоровью

человека, состоянию растительного и животного мира, материальным ценностям.

Экология, как и всякая наука, имеет два аспекта. Один —это стремление к

познанию ради самого позна­ния, и в этом плане на первое место ставится поиск

закономерностей развития природы, а также их объяс­нение; другой — применение

собранных знаний для ре­шения проблем, связанных с окружающей средой.

Стремительное повышение значимости экологии объясняет­ся тем, что ни один из

вопросов огромной практической важности в настоящее время нельзя решить без

учета связей между живыми и неживыми компонентами при­роды.

Практический выход экологии можно видеть прежде всего в решении вопросов

природопользования; имен­но она должна создать научную основу эксплуатации

природных ресурсов. Мы можем констатировать, что пренебрежение законами,

лежащими в основе естествен­ных природных процессов, привело к серьезному

конф­ликту человека и природы. «Совершенно ясно,—пишет американский эколог Р.

Риклефс, что никаких очевид­ных способов исправить нанесенный природе вред не

существует, да и обвинение, предъявляемое человеку за его возмутительное

отношение к среде, следует строить не на столь очевидных фактах, как

сбрасывание в реки сточных вод, опрыскивание посевов пестицидами, ружья и

гарпуны охотников, выхлопные газы автомашин, расползающиеся во все стороны

пригороды. Человеку следует предъявить обвинение в том, что он не сумел с

должным вниманием отнестись к законам, лежащим в основе экономики природы».

ПОНЯТИЕ ПОПУЛЯЦИИ

Объектом изучения демоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция.

Ее определяют как группу организмов одного вида (внутри которой особи могут

обмениваться генетической информацией), занимающую конкретное пространство и

функционирующую как часть биотического сообщества. Популяция характеризуется

рядом признаков; единственным их носителем является группа, но не особи в

этой группе.

Популяция — это совокупность особей одного вида, обитающих на

определенной территории, свобод­но скрещивающихся между собой и частично или

полностью изоли­рованных от других популяций.

Популяция обладает только ей присущими особенностями: чис­ленностью,

плотностью, простран­ственным распределением особей. Различают возрастную,

половую, размерную структуру популяции. Соотношение разных по возрасту и полу

групп в популяции определя­ют ее основные функции. Соотно­шение разных

возрастных групп зависит от двух причин: от особен­ностей жизненного цикла

вида и от внешних условий.

Состав. Условно в 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 жизни сильно варьирует у разных организмов.

Выделяют виды с простой воз­растной структурой, когда популя­ция представлена

организмами од­ного возраста, и виды со сложной возрастной структурой, когда

в по­пуляции представлены все возраст­ные группы или одновременно жи­вут

несколько поколений.

Численность и плотность выра­жают количественные характери­стики

популяции как целого. Численность популяции выражается числом особей данного

вида, оби­тающих на единице занимаемой ею площади. Динамика численно­сти

популяций во времени опреде­ляется соотношением показателей рождаемости,

смертности, выжи­ваемости, которые в свою очередь определяются условиями жизни.

Плотность популяции — это величина популяции, отнесенная к единице

пространства: число особей, или биомасса, популяции на единицу площади или

объема. Плотность зависит от трофическо­го уровня, на котором находится

популяция. Чем ниже трофиче­ский уровень, тем выше плотность.

У многих видов в тех или иных условиях рождаются преимущест­венно самцы или

самки, а иногда особи, неспособные к воспроизведе­нию. У тлей, например,

летом сме­няют друг друга поколения, состоя­щие из одних самок. При

небла­гоприятных условиях появляются самцы. У некоторых брюхоногих моллюсков,

многощетинковых чер­вей, рыб, ракообразных происходит изменение пола особи с

возрастом.

СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИЙ

От чего же зависят значения коэффициентов рождае­мости и смертности? От очень

многих факторов, дей­ствующих на популяцию извне, а также от собственных ее

свойств. Объективный показатель способности орга­низмов увеличивать свою

численность —максимальная мгновенная скорость прироста популяции. Этот параметр

обратно пропорционален продолжительности жизни орга­низмов. В этом легко

убедиться, обратившись к гипер­болической зависимости между врожденной

скоростью увеличения численности популяции и средним временем генерации,

выраженным в днях (рис. 1). Мелкие орга­низмы имеют более высокие значения

rтах, чем крупные, что объясняется 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 не менее преимущества, даваемые большими размерами тела, должны превышать

недостатки, связан­ные с уменьшением rтах, так как в

противном 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 понятия

увеличение филетического размера.

Крупные размеры тела дают совершенно очевидные пре­имущества: более крупный

организм должен привлекать меньше потенциальных хищников и, следовательно, он

имеет боль­ше шансов не стать жертвой и должен отличаться лучшей

вы­живаемостью; мелкие организмы находятся в тесной зависимо­сти от

физической среды, даже очень слабые изменения кото­рой могут оказаться для

них губительными. Более крупные организмы легче переносят воздействие

подобных изменений и соответственно лучше от них защищаются. Однако более

круп­ным организмам требуется больше вещества и энергии в рас­чете на одну

особь в единицу времени, чем мелким. Кроме того, для них существует гораздо

меньше укрытий и безопасных мест.

В жизни всех организмов в популяции можно выде­лить три основных периода:

предрепродуционный, ре­продукционный и пострепродукционный. Относительная

продолжительность каждого из них у разных видов весь­ма различна. У многих

животных первый период самый длинный. Ярким примером могут служить поденки, у

ко­торых предрепродуционный период достигает 3 лет, а репродукционный

занимает всего от 2-3 ч до 1 суток. У американской цикады предрепродуционный

период составляет 17 лет. Но есть виды, особи которых, едва появившись на

свет, начинают интенсивно размножать­ся (большинство бактерий).

Репродукционные возможности популяции зависят от ее возрастного состава.

Продолжительность жизни осо­бей популяции можно оценить, используя кривые

выжи­вания. Существует три типа кривых выживания (рис. 2).

Первый тип (кривые 1) соответствует ситуации, ког­да большее число особей

имеет одинаковую продолжи­тельность жизни и умирает в течение очень короткого

отрезка времени. Кривые характеризуются сильно вы­пуклой формой. Такие кривые

выживания свойственны человеку (рис. 2, 1), причем кривая выживания для

муж­чин по сравнению с аналогичной кривой для женщин менее выпуклая, поэтому

страховой полис для мужчин в большинстве стран Запада в 1,5 раза дороже, чем

для женщин. Для большинства ко­пытных кривые выживания так­же выпуклые (рис.

3), хотя и в различной степени для раз­ных видов, а также в зависи­мости от

пола. Второй тип (рис. 2, 2) свойствен видам, коэффициент смертности ко­торых

остается постоянным на протяжении всей их жизни. По­этому кривая выживания

трансформируется в прямую линию. Такая форма кривой выживания свойственна

пре­сноводной гидре. Третий тип (рис. 2, 3) — сильно вогнутые кривые,

отражающие высокую смертность особей в раннем возрасте. Так характеризуется

продолжительность жизни не­которых птиц, рыб, а также многих беспозвоночных.

Знание типа кривой выжи­вания дает возможность по­строить пирамиду возрастов

(рис. 4). Следует различать три типа таких пирамид. Пира­мида с широким

основанием, что соответствует высокому проценту молодняка, характер­на для

популяции с большим значением коэффициента рождаемости. Средний тип

пирамиды соответствует равно­мерному распределению особей по возрастам в

попу­ляции со сбалансированными коэффициентами рождае­мости и смертности —

пирамида выровненная. Пирамида с узким основанием (обращенная),

отвечающая популя­ции с численным преобладанием старых особей над мо­лодняком,

характерна для сокращающихся популяций. В таких популяциях коэффициент

смертности превышает коэффициент рождаемости.

Большое значение для увеличения численности по­пуляции имеют затраты на

потомство, выражающиеся в определенной тактике размножения. Не все потомки

равноценны: те из них, которые произведены на свет в конце вегетационного

сезона, обычно имеют меньшую вероятность дожить до взрослого состояния по

сравне­нию с потомками, появившимися на свет раньше. Сколь­ко усилий должны

родители затрачивать на каждого потомка? При постоянной величине

репродуктивного усилия средняя приспособленность отдельного потомка связана

обратным соотношением с их числом. Один крайний вариант тактики размножения —

вложить все в единственного очень крупного и хорошо приспособлен­ного

потомка, другой — максимально увеличить общее число произведенных на свет

потомков, вложив в каж­дую особь как можно меньше. Однако наилучшая такти­ка

размножения —это компромисс между производством максимально большого числа

потомков и образованием потомства максимально высокой приспособленности.

Указанное соотношение количества и качества потом­ства иллюстрирует простая

графическая модель (рис. 5).

В маловероятном случае, т. е. в случае линейной за­висимости

приспособленности потомков от затрат на них родителей, приспособленность

каждого отдельного потомка уменьшается с увеличением размера помета или

кладки. Так как приспособленность родителей или, что то же самое, общая

приспособленность всех потомков - постоянная величина, с точки зрения

родите­лей не существует оптимального размера кладки. Од­нако поскольку

первоначальные расходы на потомство вносят больший вклад в приспособленность

потомков, чем последующие (имеет место 5-образный характер зависимости

приспособленности потомков при увели­чении вклада родителей; см. рис. 7.6),

то очевидно, что существует некоторый оптимальный размер кладки. В данном

гипотетическом случае родители, расходующие только 20% своего репродуктивного

усилия на каждого из пяти своих потомков, получат большую отдачу от сво­его

вклада, чем при любом другом размере кладки. По­добная тактика, будучи

оптимальной для родителей, не является наилучшей для каждого отдельно взятого

по­томка, максимальная приспособленность которого дос­тигается в том случае,

если он единственный отпрыск, получивший полный вклад усилий от своих

родителей. Следовательно, в данном случае налицо «конфликт ро­дителей и

детей».

Особенно большое влияние на форму S-образной кривой оказывает конкурентная

обстановка. В сильно разреженной сре­де (конкурентный вакуум) наилучшей

репродуктивной стратеги­ей следует считать максимальный вклад вещества и

энергии в размножение для продуцирования как можно большего количе­ства

потомков в самые короткие сроки. Поскольку конкуренция невелика, потомки

могут выжить, даже если они имеют очень малые размеры и низкую

приспособленность. Однако в насы­щенной среде обитания, где заметно

проявляются эффекты массы, а конкуренция остра, оптимальной стратегией будет

расходование большого количества энергии на преодоление конкуренции,

повышение собственной выживаемости и на проду­цирование более

конкурентоспособных потомков. При подоб­ной стратегии лучше иметь крупных

потомков, а поскольку энергетически они дороже, их может быть произведено на

свет меньше.

Итак, свойства популяции 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 популяции определяется ее внутренними свой­ствами, а также зависит

от факторов, действующих на популяцию извне.

ФАКТОРЫ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИЙ

Известно три типа зависимости численности популя­ции от ее плотности (рис. 6).

При первом типе (кри­вая 1) скорость роста популяции уменьшается по

мере увеличения плотности. Это широко распространенное явление позволяет

понять, почему популяции некоторых животных относительно устойчивы. Во-первых,

при уве­личении плотности популяции наблюдается снижение рождаемости. Так, в

популяции большой синицы при плотности меньше одной пары на 1 га на одно гнездо

приходится 14 птенцов; когда же плотность достигает 18 пар на 1 га, выводок

составляет менее 8 птенцов. Во-вторых, при увеличении плотности популяции

меня­ется возраст наступления половой зрелости. Например, африканский слон в

зависимости от плотности популя­ции может достигать половой зрелости в возрасте

от 12 до 18 лет. Кроме того, этот вид при низкой плотно­сти дает приплод 1

слоненок за 4 года, тогда как при высокой — рождаемость составляет 1 слоненок

за 7 лет.

При втором типе зависимости (кривая 2) темп роста популяции максимален

при средних, а не при 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 плотности популяции на скорость размножения особей характерен для

видов, у которых отмечен груп­повой эффект. При третьем типе (кривая 3) темп

роста популяции не изменяется до тех пор, пока она не до­стигнет высокой

плотности, затем резко падает.

Подобная картина наблюдается, например, у леммингов. При пике численности

плотность леммингов становится избыточной, и они начинают мигрировать. Элтон

так описал миграции 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.

Регуляция численности равновесных популяций опре­деляется преимущественно

биотическими факторами. Среди них главным фактором часто оказывается

внут­ривидовая конкуренция. Примером может служить борьба птиц за мести для

гнездования.

Внутривидовая конкуренция может быть причиной физиоло­гического эффекта,

известного под названием шоковой болез­ни. Его отмечают, в частности, у

грызунов. Когда плотность по­пуляции становится слишком большой, шоковая

болезнь при­водит к снижению плодовитости и увеличению смертности, что

возвращает плотность популяции к нормальному уровню.

У некоторых видов животных взрослые особи питаются соб­ственным приплодом.

Это явление, известное как каннибализм, снижает численность популяции.

Каннибализм свойствен, на­пример, окуням: в озерах Западной Сибири 80% пищи

круп­ных особей составляет молодь того же вида. Молодь, в свою очередь,

питается планктоном. Таким образом, когда нет дру­гих видов рыб, взрослые

особи живут за счет планктона.

Межвидовые взаимодействия 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 плотности популяции. Когда кролики болеют миксоматозом, вызываемым

вирусом, распространение инфекции идет гораздо быс­трее в популяциях с

повышенной плотностью.

Хищничество как ограничивающий фактор само по себе име­ет большое значение.

Причем если влияние жертвы на чис­ленность популяции хищника не вызывает

сомнений, то об­ратное воздействие, т. е. на популяцию жертвы, бывает не

всегда. Во-первых, хищник уничтожает больных животных, тем самым он улучшает

средний качественный состав популяции жертвы. Во-вторых, роль хищника ощутима

только тогда, ког­да оба вида обладают приблизительно одинаковым биотиче­ским

потенциалом. В противном случае из-за низкого темпа размножения хищник не в

состоянии ограничить численность своей жертвы. Например, только одни

насекомоядные птицы не могут остановить массовое размножение насекомых.

Ины­ми словами, если биотический потенциал хищника намного ниже биотического

потенциала жертвы, действие хищника при­обретает постоянный характер, не

зависящий от плотности его популяции.

Численность насекомых-фитофагов нередко определяется комбинацией

видоспецифичных реакций насекомых и растений на воздействие загрязняющих

веществ. Загрязнение понижает резистентность растений, в результате чего

численность насе­комых возрастает. Однако при слишком большом загрязнении

численность насекомых падает, несмотря на уменьшение со­противляемости

растений.

Приведенная дифференциация факторов динамики численности популяций позволяет

понять их реальное значение в жизни и воспроизводстве популяций. Современная

концепция автоматического регулирования численности популяций базируется на

сочетании двух принципиально различных явлений: модификаций, или

случайных колебаний численности, и регуляций, действу­ющих по принципу

кибернетической обратной связи и нивелирующих колебания. В соответствии с этим

выде­ляют модифицирующие (независящие от плотности по­пуляции) и

регулирующие (зависящие от плотности популяции) экологические факторы,

причем первые из них воздействуют на организмы либо непосредственно, либо через

изменения других компонентов биоценоза. По существу, модифицирующие факторы

представляют со­бой различные абиотические факторы. Регулирующие факторы

связаны с существованием и активностью жи­вых организмов (биотические факторы),

поскольку лишь живые существа способны реагировать на плотность своей популяции

и популяций других видов по принци­пу отрицательной обратной связи (рис. 7).

Если воздействия модифицирующих факторов приво­дят лишь к преобразованиям

(модификациям) колеба­ний численности, не устраняя их, то регулирующие

фак­торы, выравнивая случайные отклонения, стабилизиру­ют (регулируют)

численность на определенном уровне. Однако на разных уровнях численности

популяции регу­лирующие факторы принципиально различны (рис. 8). Например,

хищники-полифаги, способные при измене­нии численности жертв ослабить или

усилить свою ак­тивность—функциональная реакция,— оказывают действие

при сравнительно низких значениях численности популяции жертвы.

Хищники - олигофаги, характеризующиеся в отличие от полифагов численной

реакцией на состояние популяции жертвы, оказывают на нее регулирующее

действие в бо­лее широком диапазоне, чем полифаги. При достижении популяцией

жертвы еще более высокой численности со­здаются условия для распространения

болезней и, наконец, предельный фактор регуляции — внутривидовая

кон­куренция, ведущая к исчерпыванию доступных ресурсов и развитию стрессовых

реакций в популяции жертвы. На рис. 8 представлена многозвенная буферная

система регулирования численности популяции под воздействием биотических

факторов, степень влияния которых зави­сит от плотности популяции. В реальной

ситуации дан­ный параметр зависит от большого числа факторов, в частности и

тех, которые не оказывают регулирующего воздействия на плотность популяции 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 популяции

млекопита­ющих показано на рис. 9.

Таким образом, чтобы получить исчерпывающую инфор­мацию о том, какие факторы

вызывают колебания числен­ности, теоретически требуются данные о физико-

химичес­ких условиях, обеспеченности ресурсами, жизненном цик­ле этих

организмов и влиянии конкурентов, хищников, паразитов и т. д., причем нужно

знать, как все эти факторы влияют на рождаемость, смертность и миграцию. Все

по­пуляции непрерывно изменяются: новые организмы рож­даются или прибывают

как иммигранты, а прежние гибнут или эмигрируют. Несмотря на это, флуктуации

размера по­пуляции не безграничны. С одной стороны, она не может расти

беспредельно, а с другой — вымирают виды доста­точно редко. Следовательно,

один из основных признаков популяционной динамики —сочетание изменений с

отно­сительной стабильностью. При этом колебания размеров популяций сильно

различаются у разных видов.

Особи в популяции взаимодей­ствуют между собой, обеспечивая свою

жизнедеятельность и устой­чивое воспроизводство популяции.

У животных, ведущих одиноч­ный образ жизни или создающих семьи, регулирующим

фактором является территориальность, кото­рая влияет на обладание

опреде­ленными пищевыми ресурсами и имеет большое значение для раз­множения.

Особь защищает про­странство от вторжения и откры­вает ее для другой особи

только при размножении. Самое рацио­нальное использование простран­ства

достигается в том случае, если образуется настоящая террито­рия — участок, из

которого другие особи изгоняются. Так как владе­лец участка психологически

гос­подствует на нем, для изгнания чаще всего достаточно лишь де­монстрации

угроз, преследования, самое большее — притворных атак, которые прекращаются

еще на границах участка. У данных жи­вотных огромное значение имеют

индивидуальные различия между особями — наиболее приспособ­ленные обладают

большим инди­видуальным пищевым ареалом.

У животных, ведущих группо­вой образ жизни и образующих стаи, стада, колонии,

групповая защита от врагов и совместная за- бота о потомстве повышает

выжи­ваемость особей, что влияет на численность популяции и ее вы­живаемость.

Данные животные ор­ганизованы иерархически. Иерар­хические отношения

соподчине­ния построены на том, что ранг каждого известен каждому. Как

правило, высший ранг принад­лежит самому старшему самцу. Иерархия

контролирует все взаи­модействия внутри популяции: брачные, особей разных

возрас­тов, родителей и потомства.

У животных особую роль иг­рают отношения «мать—дитя». Родители передают

потомкам гене­тическую информацию и информа­цию о внешней среде.

ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ПОПУЛЯЦИЙ

На уровне популяции абиотические факторы воздей­ствуют на такие параметры,

как рождаемость, смерт­ность, средняя продолжительность жизни особи,

ско­рость роста популяции и ее размеры, нередко являясь важнейшими причинами,

определяющими характер ди­намики численности популяции и пространственное

распределение особей в ней. Популяция может при­спосабливаться к изменениям

абиотических факторов, во-первых, меняя характер своего пространственного

распределения и, во-вторых, путем адаптивной эволю­ции.

Избирательное отношение животных и растений к фак­торам среды порождает

избирательность и к местообитаниям, т. е. экологическую специализацию по

отноше­нию к участкам ареала вида, которые он пытается занять и заселить.

Участок ареала, занятый популяцией вида и характеризующийся определенными

экологическими ус­ловиями, называется стацией. Выбор стации, как

прави­ло, определяется каким-нибудь одним фактором; это мо­жет быть

кислотность, соленость, влажность и т. д.

Для эвритермных видов характерна зональная смена стаций, т. е. строго

направленное изменение стаций при переходе вида из одной природной зоны в

другую: при передвижении к северу избираются более сухие, хоро­шо

прогреваемые открытые стации с разреженным рас­тительным покровом, часто

располагающиеся на легких песчаных или каменистых почвах; при передвижении к

югу тот же вид заселяет более увлажненные и тенистые стации с густым

растительным покровом и с глинисты­ми почвами (рис. 10). На приведенной

диаграмме по характеру растительного покрова и микроклимату все стации

разбиты на три экологические группы — ксерофитные, мезофитные и гигрофитные.

Смещение попу­ляций вида в более влажные стации при продвижении к югу

показано косыми стрелками. При этом влаголюби­вые популяции лесной и отчасти

лесостепной зон лиша­ются возможности проникнуть в южные районы, так как

более влажные, чем гигрофитные, стации физически и экологически немыслимы.

Вертикальная смена стаций аналогична зональной, но проявляется в горных

условиях. Наиболее обычной ее формой служит переход популяций на более

ксерофитные стации по мере повышения уровня их местообитаний. Например, серый

кузнечик в лесном поясе Кавказа держится на мезо- и гигрофитных стациях, а в

альпий­ском поясе — на ксеро- и мезофитных.

Как можно видеть из закономерности смены стаций, важным экологическим

фактором, определяющим выбор местообитаний наземных животных и растений,

являет­ся влажность воздуха.

Специальная приуроченность мокриц связана с содержани­ем в воздухе 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 проводят под камнями и корой деревьев.

Мокрица Lygia oceanica обитает по берегам морей. Дневное время мокрицы

проводят в укрытии. Но когда температура воз­духа повышается до 20 °С снаружи и

до 30 °С под галькой, они покидают свои укрытия и выползают на скалы,

обращенные к солнцу. Причина такого перемещения состоит в том, что дан­ный вид,

очень плохо приспособленный к наземному местообитанию, имеет легкопроницаемую

кутикулу. Когда влажность воз­духа низкая, мокрица теряет много воды путем

испарения, что и происходит на скалах, находящихся под солнцем. Интенсив­ное

испарение снижает температуру тела животного, которая при нахождении его на

скале равна 26 °С (рис. 11). Если же, мокрица продолжает прятаться под галькой,

где относительная влажность близка к 100%, а испарение равно нулю, температу­ра

тела достигает 30 °С.

Распределение стаций в водной среде обусловлено другими факторами, в

частности кислотностью. Кислые воды торфяников способствуют развитию

сфагновых мхов, но в них совершенно нет двустворчатых моллюс­ков-перловиц.

Чрезвычайно редки в них и другие 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 можно наблюдать их массовую гибель, хотя отдельные виды

приспосаблива­ются и к среде, значение рН которой доходит до 3,7.

Продуктивность пресных вод, имеющих кислотность ме­нее 5, резко понижена, что

влечет за собой значитель­ное сокращение уловов рыбы.

Другой важный фактор, лимитирующий распределе­ние водных животных и

растений,—это соленость воды. Многие крупные таксономические группы в ранге

типа иглокожие, кишечно-полостные, мшанки, губки, кольчатые черви и др.)

все или почти все являются морскими.

Часто лишь незначительные сдвиги в концентрации солей в воде сказываются на

распределении близкород­ственных видов (рис. 12). Численность обитателей

со­лоноватых вод очень велика, но их видовой состав бе­ден, поскольку здесь

могут жить только эвригалинные виды как пресноводного, 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 факторы оказывают существенное вли­яние на плотность популяций

животных и растений. По­нижение температуры часто катастрофически

сказыва­ется на популяциях животных: в районах, прилегающих к северным

границам ареала, вид может стать редким и даже полностью исчезнуть. Кроме

того, морозы в ряде случаев влияют и косвенно, поскольку пища, скрытая под

толстым слоем льда или снега, становится совер­шенно недоступной для

животных. В местах, подвер­женных сильным ветрам, рост растений

задерживается, а фауна может быть частично или полностью уничто­жена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вопрос о том, как эволюционируют экосистемы, очень важен, поскольку его

решение — ключ к пониманию суще­ствующего разнообразия сообществ живых

организмов на нашей планете, смены флоры и фауны в ходе ее геологиче­ской

истории. В основе эволюции живых организмов ле­жит естественный отбор,

действующий на видовом или более низких уровнях. Но естественный отбор играет

так­же важную роль и на уровне экосистем. Его можно под­разделить на взаимный

отбор зависящих друг от друга автотрофов и гетеротрофов (коэволюция) и

групповой отбор, который ведет к сохранению признаков, благопри­ятных для

экосистемы в целом, даже если они неблаго­приятны для конкретных носителей

этих признаков.

В самом широком смысле коэволюция означает совме­стную эволюцию двух

(или более) таксонов, которые объ­единены тесными экологическими связями, но

которые не обмениваются генами. Естественный отбор, действу­ющий в популяции

хищников, будет постоянно увеличи­вать эффективность поиска, ловли и поедания

добычи. Но в ответ на это в популяции жертвы совершенствуют­ся приспособления,

позволяющие особям избежать по­имки и уничтожения. Следовательно, в процессе

эволю­ции взаимоотношений «хищник-жертва» жертва действу­ет так, чтобы

освободиться от взаимодействия, а хищник—так, чтобы постоянно его поддерживать.

Существуют бесчисленные способы, позволяющие жерт­вам противостоять давлению

хищников. Их можно свести к следующим категориям: защитное поведение

(бегство, затаивание, использование убежищ и т. п.), защитная форма и окраска

(покровительственная, отпугивающая, предупрежда­ющая, мимикрия),

несъедобность или ядовитость (обычно в сочетании с предупреждающей окраской),

родительское и социальное поведение (защита потомства, предупреждающие

сигналы, совместная защита группы и т. п.). Защитные сред­ства 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 ядовитые зубы змей, длинные липкие языки лягушек, жаб и

ящериц, а также пауков и их паутину, глубоководную рыбу-удильщика или удавов,

которые душат свои жертвы.

Животный мир является национальным достоянием России, не­отъемлемым элементом

природной среды и биологического разно­образия Земли, возобновляющимся

природным ресурсом, важным регулирующим и стабилизирующим компонентом

биосферы, все­мерно охраняемым и рационально используемым для удовлетворе­ния

духовных и материальных потребностей народов России.

В ст. 1 Федерального закона о животном мире, принятого Госу­дарственной Думой

24 апреля 1995 г. сказано, что животный мир - совокупность живых организмов,

всех видов диких животных, постоянно или временно населяющих тер­риторию

России, а также относящихся к природным ресурсам кон­тинентального шельфа и

исключительной экономической зоны Рос­сийской Федерации.

Животный мир, являясь составной частью природной среды, вы­ступает как

неотъемлемое звено в цепи экологических систем, необ­ходимый компонент в

процессе круговорота веществ и энергии при­роды, активно влияющий на

функционирование естественных сообществ, структуру и естественное плодородие

почв, формирова­ние растительного покрова, биологические свойства воды и

качество окружающей среды в целом, Вместе с тем животный мир имеет боль­шое

экономическое значение.

Объектом использования 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

или относящиеся к естественным богатствам континентального шельфа и

экономической зоны РФ. Не являются таким объектом сельскохозяйственные и

другие домашние животные, а также дикие животные, содержащиеся в неволе или

полуневоле для хозяйствен­ных, культурных, научных, эстетических и иных

целей. Они являют­ся имуществом, принадлежащим на праве собственности

государст­ву, юридическим или физически лицам и используются и охраняются в

соответствии с гражданским законодательством.

Особенностью животного мира является то, что данный объект возобновляем, но

для этого необходимо соблюдение определенных условий, непосредственного

связанных с охраной животных. При истреблении, нарушении условий их

существования определенные виды животных могут окончательно исчезнуть, и их

возобновление будет невозможно.

Указанный Федеральный закон регулирует отношения в области охраны и

использования объектов животного мира (любые виды, по­пуляции, живые

организмы, относящиеся к животному миру) и сре­ды их обитания в целях

сохранения целостности естественных сооб­ществ, биологического разнообразия и

обеспечения устойчивого использования и воспроизводства объектов животного

мира, а также для укрепления законности и правопорядка в указанной области.

В Федеральном законе предусмотрены традиционные методы ох­раны и

использования объектов животного мира. Лица, чье сущест­вование и доходы

полностью или частично основаны на традицион­ных системах жизнеобеспечения,

включая охоту, рыболовство и собирательство, имеют право на применение

традиционных методов добывания объектов животного мира и продуктов

жизнедеятельнос­ти, если такие методы прямо или косвенно не ведут к снижению

би­ологического разнообразия, не сокращают численность и устойчи­вое

воспроизводство объектов животного мира, не нарушают среду их обитания и не

представляют опасности для человека. Это право указанные лица могут

осуществлять как индивидуально, так и кол­лективно, создавая объединения на

различной основе (семейные, ро­довые, территориально-хозяйственные общины,

союзы охотников, собирателей, рыболовов и иные).

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

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

2. 1000 экзаменационных билетов и готовых ответов.9 кл.,

Москва, «ДРОФА», 2001

3. Экологическое право, Б.В. Ерофеев, Москва, «НОВЫЙ ЮРИСТ»,

1998