Потенциальные возможности размножения организмов

Окружающий нас живой мир состоит из организмов. Любой организм смертен и рано или поздно погибает, а жизнь продолжается и процветает, существуя на Земле, по представлениям ученых, уже около 4 млрд лет. Живые организмы постоянно воспроизводят себя в веренице поколений, что не свойственно телам неживой природы. Именно способность к размножению позволяет видам существовать в природе очень долго, многие миллионы лет, несмотря на то, что каждая особь живет ограниченное время.

Способность к самовоспроизведению – главное свойство жизни.

Даже самый медленно размножающийся вид способен в короткое время произвести столько особей, что для них не хватит места на земном шаре. Всего за пять поколений, т. е. за один-полтора летних месяца, одна-единственная тля может оставить более 300 млн потомков. Взрослая самка трески (рис. 1) способна стать родоначальницей такого стада рыб, которое через 10 лет насчитывало бы 800 млн особей с общей массой более 3 млн т. Через 100 лет ее потомкам не хватило бы океана.

Рис. 1. Атлантическая треска

Если дать видам возможность размножаться свободно, без ограничений, численность любого из них росла бы в геометрической прогрессии, и это несмотря на то, что одни производят за всю жизнь всего несколько яиц или детенышей, а другие – тысячи и даже миллионы зародышей, которые могут вырасти во взрослые организмы.

Рис. 2. Рост численности инфузорий при неограниченном размножении

Рост в геометрической прогрессии выражается на графике особой кривой (рис. 2). В каждом поколении из одной клетки инфузории возникает две. Кривая увеличения численности с каждым поколением становится все круче и вскоре резко уходит вверх. Чем больше потомков оставляют после себя представители разных видов, тем круче изначальный подъем подобной кривой.

Фактически во всех живых организмах заложена способность размножаться беспредельно.

Эта способность делает жизнь очень мощной силой на Земле. Огромная живая масса организмов поддерживает круговорот веществ на планете, создает горные породы, почвы, регулирует состав вод и атмосферы.

Однако постоянного и беспредельного роста численности отдельных видов в природе мы не наблюдаем. Ни один вид не в состоянии реализовать до конца ту безграничную способность к размножению, которой он обладает.

Главный ограничитель на пути к беспредельному размножению организмов – нехватка ресурсов, самых необходимых: для растений – минеральных солей, углекислого газа, воды, света; для животных – пищи, воды; для микроорганизмов – разнообразных потребляемых ими соединений. Запасы этих ресурсов не бесконечны, в разных частях планеты они имеют свои пределы, и этим сдерживается размножение видов.

Второй ограничитель – влияние различных неблагоприятных условий, замедляющих рост и размножение организмов, даже если есть необходимые для этого ресурсы. Всем известно, например, что рост и вызревание растений сильно зависят от погоды, в частности от хода температур. Размножение многих водных обитателей тормозится низким содержанием кислорода в воде или присутствием в ней ряда растворенных веществ.

Рис. 3. Кривая выживаемости потомства дальневосточной горбуши

Наконец, в природе происходит также огромный отсев, гибель уже произведенных на свет зародышей или подрастающих молодых особей (рис. 3). Большинство из них не доживает до периода собственного размножения и гибнет от врагов, болезней, низких или высоких температур, отсутствия пищи или других причин. Например, тысячи желудей, которые ежегодно производит один большой дуб, оказываются съеденными белками, кабанами, сойками, мышами, насекомыми, или поражаются плесневыми грибками и бактериями, или гибнут на стадии проростков по разным причинам. В результате лишь из считанных желудей вырастают взрослые деревья.

Давно подмечена одна важная закономерность: высокой плодовитостью отличаются именно те виды, у которых очень велика гибель особей в природе. Таким образом, высокая плодовитость далеко не всегда приводит к высокой численности вида. Избыточное производство зародышей как бы покрывает неизбежный отсев в каждом поколении. У видов с хорошо развитой заботой о потомстве плодовитость невысока. В этих случаях небольшого числа яиц или детенышей достаточно, чтобы выжило следующее поколение. Например, некоторые птицы – орланы-белохвосты, горлицы, черные стрижи – откладывают всего по два яйца, выкармливая и оберегая птенцов до взрослого состояния.

Выживание, рост и размножение, численность организмов являются результатом их сложных взаимодействий со средой обитания.