Гомеостаз и регуляция численности популяций. Концепция автоматического регулирования численности популяций.

Поддержание определенной численности или равновесное состояние популяции получило название гомеостаза популяции.

Принцип минимального размера популяции состоит в том, что популяция не может состоять из меньшего числа особей, чем необходимо для обеспечения стабильной реализации её стр и устойчивости к влиянию факторов внешней среды.

Правило популяционного максимума

-популяция эволюционирует так, что регуляция её плотности осуществляется на значительно более низкой по сравнению с верхней асимптомой (?)) емкости местообитания, достигаемой лишь в том случае, если полностью используются ресурсы Е и пространства.

Это правило конкретезируют 2 обобщения:

Теория Андреварты – Бирча (1954), или теория лимитов популяционной численности: численность природных популяций ограничена истощением пищевых ресурсов и усл размножения, недоступностью этих ресурсов и слишком коротким периодом ускорения роста популяции.

Второе обобщение дополняет первое и носит название теории биоценотической регулции численности популяции К. Фридрикса (1927), регуляции численности популяции есть результат комплекса воздействий абиотической и биотической среды в местообитании вида.

Экологические системы любого уровня являются гомеостатическими, т.е выполняющими работу по стабилизации среды.

Модель популяций как систем, стремящихся стабилизировать свою среду (гомеостатических систем), показывает, что такое стремление может быть реализовано 2 основными способами:

Уменьшением смертности с ростом численности и биомассы населения, что соответствует внутрипопуляционной кооперации. Следствием работы механизмов внутрипопуляционной кооперации должно быть увеличение средней продолжительности жизни (а значит, и «постарение» популяции) с ростом плотности населения.

Снижение рождаемости при увеличении плотности – хорошо известное явление внутрипопуляционной конкуренции, которая приводит к стабилизации не только среды, но и самой популяции.

Одновременное существование этих основных путей осуществляющихся гомеостатической функции приводит к проявлению принципа Олли – прирост численности мал как при низких, так и при высоких численностях.

Концепция авторегуляции численности популяции.

Эта концепция базируется на сочетаниях 2 принципиально различных явлений:

Модицикации, или случайных колебаний численности.

Регуляций, действующих по принципу кибернетической обратной связи и невелирующих эти колебания.

В соответствии с этими протипопостовляются-

Модифицирующие (не зависящие от плотности популяций)

Регулирующие (зависящие от плотности)

-экологические факторы.

Модифицирующие факторы могут вызывать весьма значительные отклонения численности популяций в сторону уменьшения или повышения, но реагировать на изменение плотности популяции, т.е действовать по принципу обратной связи, они не могут.

К модифицированным факторам, изменяющим, но не регулирующим численность популяции, относятся абиотические факторы.

Регулирующие факторы могут не только изменять число особей в популяции, но и регулировать её.

Действие этих факторов связано с отрицательной обратной связью с плотностью популяции, т.е интенсивность действия регулирующих факторов, может изменяться под влиянием изменяющейся плотности популяции организмов.

К регулирующим факторам относятся биотические факторы – воздействие естественных врагов (хищники, паразиты, возбудители болезней), внутривидовые отношения и пища.

На разных уровнях численности популяции регулирующие факторы принципиально различны.

Если темпы роста популяции не очень высоки, то для сдерживания её численности достаточно многоидных (wtf?о.о) хищников.

При более быстром увеличении численности хищники теряют регулирующую роль. Однако высокая плотность популяции благоприятна для специализированных паразитов, которым становится легче находить хозяев.

При еще более быстром темпе роста популяции паразиты также теряют регулирующую роль, но повышается вероятность вспышки инфекционных заболеваний, тк их возбудители быстро распространяются при частых контактах особей.

Далее включаются внутривидовые регулирующие механизмы.

14. Экосистема – основное понятие экологии. Определение и особенности.

Экосистема - это совокупность разных обитающих вместе организмов, а также физических и химических компонентов среды, необходимых для их существования или являющихся продуктами их жизнедеятельности».
Понятие «экосистема» предложил А. Тенсли в 1935 г.
Экосистема – понятие безранговое, а биогеоценоз имеет определенный ранг: это однородный участок наземной экосистемы, границы которого проведены по границам фитоценоза, выступающего в роли маркера этой единицы.

Основу «работы» экосистемы составляют два связанных процесса:

круговорот веществ и
протекание через нее потока энергии, поступающей извне.

По выражению Р. Даже, «экосистема = биотоп + биоценоз», где биотоп – относительно однородный по своим абиотическим условиям участок биосферы, охваченный биоценозом – сообществом организмов, живущих в определенной взаимосвязи.

Одна из важных особенностей экосистем – способность самовосстанавливаться и развиваться. Они находятся в устойчивом равновесии с условиями внешней среды.

15. Понятие «экологическая ниша». Фундаментальная и реализованная ниши.

Экологическая ниша – это совокупность экологических факторов, абиотических и биотических, (включая ритмику их изменения), необходимых для существования популяции в экосистеме.

(Экосистема – совокупность разных, обитающих вместе организмов, а так же физических и химических компонентов среды, необходимых для их существования или являющихся продуктами их жизнедеятельности.)

Первым понятие «экологическая ниша» использовал Гринел (1914), который понимал под нишей пространство, занимаемое видами в экосистеме.

Чарльз Элтон (1927) использовал понятие «экологическая ниша» для обозначения способа питания вида, то есть его место в пищевых цепях.

Наиболее полное представление связано с именем Дж. Хатчинсона (1957) который рассматривал как экологическую нишу всю сумму связей вида с абиотическими и биотическими факторами.

В современном понимании экологическая ниша включает в себя не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и функциональную роль организма в сообществе и его положение относительно градиентов внешних факторов.

Эти 3 аспекта экологической ниши удобно обозначать как:

1. Пространственную нишу (ниша местообитания, может быть названа «адресом» организма)

2. Трофическую нишу (характеризует особенности питания и, следовательно, роль организма в сообществе, как бы его «профессию»)

3. Многомерную нишу, или нишу как гиперпространственная (диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь или популяция)

Многомерная ниша (модель Хатчинсона)

Поскольку число факторов, определяющих нишу велико, Хатчинсон предложил многомерную модель.

В этой модели каждому фактору среды соответствует одна ось абстрактного гиперпространства.

Фундаментальная и реализованная ниша.

Фундаментальная ниша – это ниша, которую вид может занять при отсутствии конкуренции. Она обусловлена генетически.

Реализованная ниша – это часть фундаментальной ниши, которую занимает вид при наличии конкуренции. Она обусловлена генетически и экологически.

Взаимоотношение между фундаментальной и реализованной нишами может быть пояснено с помощью, так называемой лицензионной модели. Понятие «экологической лицензии» было впервые введено Гюнтером, но оно было весьма расплывчатым и определялось как условия внешней и внутренней среды, разрешающие осуществляться некоторым эволюционным факторам и событиям. Позднее В. Ф. Левченко и Я. И. Старобогатов вернулись к понятию экологической лицензии, причем были учтены следующие особенности: место в пространстве и времени, роль потоков вещества и энергии и наличие градиентов внешних условий, обеспечиваемых экосистемой для популяций и организмов там существующих.

Приведенное описание лицензии напоминает те слова, которые используют, когда говорят о так называемой «пустой экологической нише». Однако, строго говоря, последняя не может быть объяснена, если использовать классические определения ниши.

При отсутствии вида популяции можно говорить только о лицензии, а не о пустующей нише.