Если предположить, что популяция равномерно распределена по ареалу, все особи в популяции одинаковы. Однако многие виды животных могут мигрировать достаточно свободно, и тогда плодовитость будет зависеть от рождаемости и плотности населения. Популяции с таким типом зависимости обычно называются " популяииями типа Олли ". Для них физиологический предел рождаемости достигается только при определенной плотности.
Рассмотрим различные варианты соотношений между рождаемостью и смертностью:
- если естественная смертность мала, а смертность за счет конкуренции возрастает либо очень медленно, либо очень быстро. В этом случае популяция будет логистической (характеризующейся постепенным торможением роста популяции по мере увеличения ее численности) с 2 точками равновесия;
- если естественная смертность при малых плотностях превосходит плодовитость. Данная популяция будет иметь уже 3 точки равновесия. Эту популяцию называют "популяцией с критическим порогом плотности",
- если скорость возрастания смертности за счет конкуренции умеренная, то график этой популяции имеет 4 состояния равновесия. Такую популяцию называют "популяцией с двумя уровнями плотности".
Возникновение диффузионной неустойчивости может быть началом формирования диссипативных структур. Существуют аналитические методы, которые позволяют определить условия возникновения таких структур и их форму. Образование структур в жидкости, в химически реагирующих системах и живой природе имеют общую черту: в ходе неравномерного процесса из пространственного однородного состояния самопроизвольно (спонтанно) возникает пространственная или временная структура. И. Пригожин назвал такие структуры диссипативными. За разработку диссипативных структур в 1977 г. ему была присуждена Нобелевская премия.
Как было установлено, диссипативные структуры образуются в открытых системах, которые способны обмениваться веществом и энергией с внешней средой. Но в системах, где возможно формирование таких структур, второе начало термодинамики не нарушается. Оно проявляется в обобщенном виде. Таким образом, стационарная неравновесная система, имеющая диссипативную структуру, должна потреблять отрицательную энтропию. Если диссипативные структуры возникают как очаги внутри большой изолированной системы, то суммарная энтропия будет возрастать.
Более того, в расширенной системе, включающей диссипативные структуры, скорость возникновения энтропии выше за счет интенсивной генерации энтропии в структурных очагах.
Наличие диссипативных структур позволило ученым согласовать факт существования жизни с современными взглядами на структуру и закономерности развития материи. По словам И. Пригожина, "жизнь уже больше не выглядит как островок сопротивления второму началу термодинамики. Она возникает теперь как следствие законов физики со специфической кинетикой химических реакций, протекающих в далеких от равновесия условиях. Благодаря этим кинетическим законам потоки энергии и вещества создают флуктуационный и структурный порядок в открытых системах".
Возникновение диссипативных структур носит пороговый характер, т. е. новая структура всегда является результатом неустойчивости и возникает из флуктуации, которая в докритическом режиме будет затухать, а в сверхкритическом режиме (выше порога) флуктуации усиливаются и создают новый режим устойчивым. То есть пороговый характер самоорганизации связан с переходом из одного устойчивого стационарного состояния в другое.
Система может образовывать упорядоченные структуры только при наличии внешних ограничителей (поле излучения, температурный градиент), которые удерживают систему вдали от критической точки.
