Основи загальної біології

У центрі ареалу даного виду діапазон його потенції часто значною мірою збігається із широтою валентності більшості факторів середовища, а на окраїнах ареалу, навпроти, той або інший фактор часто приходиться на область песимума. Рідко буває так, щоб в одному місці області валентності всі життєво важливі фактори збігалися з діапазонами потенцій виду. Найчастіше хоча б один фактор лежить поза оптимумом. Тоді від цього фактора залежить можливість існування виду в даному місці. Екологічно вирішальним завжди виявляється фактор, що опинився песимальним для тієї стадії, що має найменшу широту реакції. 

Вихід за межі песимума не завжди небезпечний для індивідуума. Можливі два способи «емансипації» від екологічної валентності: зрушення діапазону потенції шляхом акліматизації (наприклад, сплячка) і відхилення від несприятливого фактора середовища за допомогою міграції.

Успішність акліматизації до низьких температур (резистентність до холоду) у пойкілотермних (холоднокровних) тварин залежить від попереднього досвіду. У гомойотермних тварин зниження температури діє не тільки як загартування, але й сприяє утворенню підшкірних жирових відкладень і більше густого хутра. У холоднокровних і примітивних теплокровних тварин песимальні умови середовища викликають сплячку, тобто припинення активності й уповільнення процесів метаболізму й розвитку, негайно й неминуче.

Погіршення умов середовища може також приводити до міграцій, причому останні іноді відбуваються завчасно. Регулярні міграції багатьох перелітних птахів визначаються щорічно змінами погоди. Інші («інстинктивні») птахи відлітають у більшменш фіксовані строки, керуючись, очевидно, фотоперіодом, задовго до погіршення погоди й скорочення харчових ресурсів.

 

12.4 Популяція й навколишнє середовище

 

Вирішальні біотичні елементи природних екосистем – це не особини, а популяції. На їхню структуру й динаміку впливають не тільки абіотичні, але, насамперед, біотичні фактори. Щільність популяції (достаток), тобто число (або біомаса) особин на одиницю площі або об’єму, віковий склад і генофонд – основні параметри екології популяцій. Щільність популяції максимальна, коли вона така, що більша щільність уже не могла б підтримуватися даною екосистемою, і мінімальна, коли при меншій щільності члени популяції вже не мали б нормальних шансів на розмноження (на зустріч партнера). 

12.4.1. Зміни щільності популяції

Якщо не враховувати імміграцію й еміграцію, щільність популяції визначається внутрішніми (конструктивними) факторами – народжуваністю й смертністю, а на них у свою чергу впливають зовнішні (регуляторні) абіотичні й біотичні фактори.

Загальна народжуваність – це число нових особин, (Nn), що додаються в одиницю часу (t). Тому що воно залежить від числа вже наявних особин, краще використати питому народжуваність:

                                             (12.1)

Ідеальна (максимально можлива) народжуваність реалізується тільки в оптимальних умовах. Опір середовища (недостача їжі, партнерів, місць для розмноження, несприятлива погода й т.п.) зводить ідеальну народжуваність до реальної (екологічної).

Те ж, але зі зворотним знаком вірно й для смертності. Це число особин, що гинуть в одиницю часу (Nm). Питома смертність (d) вийде, якщо віднести цю величину до чисельності популяції: 

                                            (12.2)

Ідеальна (мінімальна) смертність проявляється як результат фізіологічної смертності від старості тільки при оптимальних умовах життя. Опір середовища (погода, конкуренція, вороги) підвищує її до реальної (екологічної) смертності.

Від балансу між народжуваністю й смертністю (b  d) залежить, якою мірою змінюється щільність популяції. В ідеальних умовах (при максимальній народжуваності, мінімальній смертності й стабільному віковому складі) швидкість росту популяції r1=bd завжди приймає позитивні значення (b>d), тому що організми завжди дають більше здатного до розмноження потомства, чим було б необхідно, щоб замінити батьків. Тому популяція безупинно росте. Специфічний для кожного виду репродуктивний потенціал (швидкість розмноження, біологічний потенціал, або потенційна сила розмноження)

                            (12.3)

при повній відсутності опору середовища дає експонентний ріст популяції.

У природних умовах ріст популяції рано або пізно припиняється через опір середовища, що збільшується вже через те, що зростає щільність популяції. Тому реальна крива росту звичайно приймає сигмовидну (логістичну) форму.

Розмір популяції підтримується на рівні К різними способами. У видів, що живуть у ефемерних місцеперебуваннях з високим опором середовища (більші втрати від ворогів), або в паразитів (малі шанси знайти хазяїна) репродуктивний потенціал п повинен бути дуже більшим (r1стратеги), щоб вони могли швидко використати рідкі або невеликі шанси. Навпроти, види, що живуть у довгострокових, стабільних місцеперебуваннях, з невеликою кількістю ворогів або зовсім їх не мають, види з розвитий турботою про потомство, що утворять сім'ї або стада, обходяться невеликим репродуктивним потенціалом, тому що в них значна частина нащадків досягає репродуктивного віку.