Екологія: біологія взаємодії. IV-16. Регуляція чисельності популяції

IV-16. Регуляція чисельності популяції

У цьому розділі ми розглянемо типи взаємодій, в яких може бути залучена популяція. Всі ці взаємодії є компонентами екологічної ніші популяції та виду. Усі вони впливають на те, яка стратегія цього виду та його конкретної популяції виявиться оптимальною. А хіба стратегії різних популяцій, що належать до одного виду, можуть відрізнятись? Принципово вони подібні, проте зміни видової стратегії, спричинені зовнішніми умовами, можливі. Згадайте: при спільному вирощуванні протягом відносно невеликого часу популяції жертви та паразитоїда «вчаться» розвиватися у досить стабільному режимі без різких стрибків чисельності (рис. 4.11.2). У природних умовах не два види пристосовуються один до одного, а в цілій їхній мережі поступово накопичуються взаємні пристосування, що дозволяють уникати різких стрибків чисельності. Ці пристосування виявляються на рівні спадковості окремих особин, що входять до популяції, і передаються від покоління до покоління.

А чим погані різкі стрибки чисельності популяції? Якщо різке падіння чисельності, викликане взаємодією між популяціями, випаде, наприклад, на період поганої погоди або на стрибок чисельності популяції-конкурента, популяція може просто вимерти. Популяції, які вимирають, зникають з лиця Землі, і на їх місце приходять нащадки популяцій, яким через ті чи інші пристосування вдавалося вижити. Уявіть: і на організменному, і на популяційному рівні наш світ населений суцільно нащадками переможців! Усій нескінченній низці предків кожного організму вдавалося призвести життєздатне потомство. Будь-яка популяція продовжує тяглість безперервної послідовності предкових популяцій, які змогли зберегтися за будь-яких несприятливих впливів.

Втім, сказане не означає, що стрибки чисельності популяції завжди несприятливо впливають на неї. Деякі популяції пристосовані до циклічної зміни своєї чисельності, і вона так само природна для них, як стабільна чисельність — для інших популяцій (рис. 4.16.1). Наведемо два добре вивчені приклади зміни чисельності популяцій. Коли у ХІХ столітті відбувалося освоєння великих територій Аляски та Північної Канади, однією з перших категорій людей, які приходили на ці землі, були звіробої — заготівельники хутра. Шкірки вбитих тварин скуповувала Компанія Гудзонової затоки, бухгалтерський облік якої став важливим документом для популяційної екології. Як бачимо, чисельність обох взаємодіючих видів здійснювала циклічні коливання — приблизно такі, які передбачаються рівняннями Лотки-Вольтерра (рис. 4.16.2). Втім, як стало зрозуміло в останні десятиліття, динаміка чисельності хутрових звірів була пов'язана не лише з їхньою взаємодією один з одним, а й із зовнішніми причинами, зокрема кліматичними змінами, що впливають на кормову базу зайців.

Рис. 4.16.1. Три різних типи популяційної динаміки

Рис. 4.16.2. Один із найкраще задокументованих випадків зміни чисельності видів хижака та жертви — динаміка чисельності рисей та зайців за даними заготівельників хутра, що працювали на Компанію Гудзонової затоки.

Другий приклад, який ми розглянемо, стосується чисельності азіатської сарани (рис. 4.16.3). Чисельність цієї рослиноїдної комахи зазвичай відносно невисока, але іноді раптом стрибкоподібно збільшується. Причини цього достеменно невідомі; Певну роль цьому феномені відіграє одинадцятирічний цикл сонячної активності. Під час стрибка чисельності змінюється характер розвитку окремих індивідів, вони розвиваються не в поодинокі осілі особини, а в мігруючі зграї. Величезні полчища сарани вирушають у дорогу на завоювання нових територій, несучи спустошення, голод і смерть.

Рис. 4.16.3. Для азіатської сарани характерні періодичні різкі спалахи чисельності

У цьому розділі розглянуті відносини між популяціями, здатні впливати на їх чисельність. Ми можемо зробити висновок, що чисельність кожної популяції перебуває під контролем безлічі негативних зворотних зв'язків. Коли чисельність популяції починає зростати, її стримують і нестача власних ресурсів, і перехід на харчування її особинами хижаків-поліфагів, і надмірне розмноження спеціалізованих хижаків, і зростання паразитарних інфекцій. Всі ці фактори «повертають» чисельність популяції до колишнього рівня і знижують тиск на неї, коли ця чисельність виявляється невисокою. Залежно від того, наскільки суттєвим виявиться відхилення чисельності популяції від норми, до її повернення долучиться більша чи менша кількість факторів, що її регулюють (рис. 4.16.4).

Рис. 4.16.4. Діапазони коливань чисельності популяції, в яких діють різні механізми регулювання її чисельності

Ми вже сказали, що різкі стрибки можуть призвести до загибелі населення. А як впливають на її взаємодію з конкурентами різні способи регулювання її чисельності? Наприклад, населення, чисельність якої регулюється браком ресурсу чи конкуренцією з боку іншого виду, складається переважно з «недогодованих» особин. Якщо стрибок чисельності якогось виду викликав масове поширення паразитів (епізоотії та епіфітотії), більшість особин цього виду перебуває в ослабленому паразитами стані. Проте переважна більшість особин виду, чисельність якого регулюється хижаками, може перебувати в оптимальній фізіологічній формі!

Після сказаного вас не повинні дивувати періодичні коливання чисельності багатьох популяцій. Швидше мають викликати подив популяції, чисельність яких залишається постійному рівні. Наприклад, в одному невеликому селищі в Нідерландах спостереження орнітологів-аматорів за міськими ластівками триває вже кілька століть. І протягом усього цього часу чисельність ластівок у селищі залишається практично постійною — трохи більше півтора десятка гнізд плюс-мінус одно-два гнізда! Як таке можливо?

До цього часу ми розглядали регуляцію чисельності популяції зовнішніми нею механізмами. Однак цей параметр може ефективно контролюватись і внутрішніми для популяції причинами: взаємодією між її особинами.