Биотический потенциал. Динамика популяций.

Общая численность популяции подвержена сезонным, многолетним периодическим и непериодическим колебаниям численности. К числу важнейших свойств популяции относится динамика свойственной им численности особей и механизмы ее регулирующие. Всякое значительное отклонение численности особей в популяции от оптимального связано с отрицательными последствиями для ее существования. В связи с этим популяции обычно имеют адаптационные механизмы, способствующие как снижению численности, если она значительно превышает оптимальную, так и ее восстановлению, если она уменьшается ниже оптимального значения. Согласно принципу Олли, для каждого вида животных существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции.

Теоретически популяция способна к неограниченному росту численности, каждой популяции свойственен биотический потенциал.

Биотический потенциал – потенциальная способность живых организмов увеличивать численность в геометрической прогрессии (потенциал размножения). Иначе – это теоретически возможное потомство от одной пары особей при реализации способности организмов увеличивать численность в геометрической прогрессии.

Обычно биотический потенциал тем выше, чем ниже уровень организации организмов. Дрожжевые клетки, размножающиеся простым делением, при наличии условий для реализации биотического потенциала, могли бы освоить пространство земного шара за несколько часов. Один одуванчик способен заселить своими потомками земной шар за 10 лет, если все семена прорастут.

В действительности такая громадная плодовитость никогда не реализуется. Биотический потенциал реализуется организмами со значительной степенью полноты только в отдельных случаях в течение короткого промежутка времени. Например, если быстроразмножающиеся организмы осваивают какой-либо субстрат или среду, где нет конкурентов (насекомые, микроорганизмы, осваивающие экскременты крупных животных, колорадские жуки на картофельном поле). Увеличение численности идет в этом случае по j-образной экспоненциальной кривой. Наблюдается реализация биотического потенциала в условиях беспрепятственного размножения. Такой тип роста носит название экспоненциального. Экспоненциальный рост численности характерен в настоящее время для человеческой популяции. Он обусловлен резким снижением смертности в детском возрасте. В природе он наблюдается в периоды резких вспышек численности.

Факторы окружающей среды ограничивают рост численности популяций, их действие называют сопротивлением среды. Динамика численности для большинства популяций и видов характеризуется другой кривой – s-образной, логистической. В данном случае наблюдается повышенная смертность молодых особей (яиц, икринок, личинок, семян, молоди…).

Под действием факторов среды происходит стабилизация численности популяции на среднем (оптимальном) уровне. Но и в этом случае наблюдаются значительные колебания численности сезонного (насекомые), взрывного (грызуны) или постепенного характера (крупные млекопитающие). Численность может изменяться в тысячи и даже миллионы раз. Периоды резкого изменения численности носят название «популяционных волн», «волн жизни» или «волн численности». Причинами резких колебаний численности могут быть пищевые факторы, погодные условия, солнечная активность, либо целый комплекс факторов. На протяжении длительного периода времени (около 100 лет) численность популяции зайца-беляка изменяется многократно и описывается зигзагообразной кривой. Аналогично изменяется и численность популяции рыси, которая охотится на зайца.

Колебания численности обычно носят регулярный правильный характер и отражают реакцию популяции на конкретные условия среды.

Резкие изменения численности относительно средних значений имеют обычно отрицательные последствия для жизни популяций: при высокой численности – из-за ослабления всех особей в результате недостатка пищи, самоотравления среды, возможных массовых заболеваний и т.д.; при низкой численности - из-за превышения порога ее минимальных значений, снижения вероятности встречи для скрещиваний.