Екологія тварин (Дом ...

Окремі особини існують тільки як частина цілісного виду. Вони об'єднані в природні сукупності (популяції) що змінює характер їх взаємовідносин з середовищем і збільшує можливості його використання, Популяція є формою існування виду. За незначним винятком види складаються з великої кількості окремих популяцій. Рідкісні види можуть бути представлені небагатьма або лише однією-єдиною популяцією. Наприклад, такі види, як білий ведмідь в Арктиці, байкальська нерпа і деякі інші, належать до однієї або небагатьох популяцій. Популяції можуть займати різноманітний простір (ареал).

Таксономічно вид розпадається на підвиди - великі територіальні угруповання, які освоїли географічний простір ареалу та адаптовані до фундаментальних властивостей клімату, рельєфу, липа ландшафту і біотичного складу екосистем. Один підвид відрізняється від іншого стійкими морфологічними ознаками, це стало можливим завдяки генетичному закріпленню ознак вихідних поколінь, які краще відповідали кліматичним і іншим особливостям території підвидового ареалу.

Географічні популяції - сукупність особин одного виду (підвиду), що населяють територію з однорідними умовами существорванія і мають спільний морфологічним типом і єдиним ритмом життєвих явищ і динаміки населення. Чітких морфологічних відмінностей між географічними популяціями, як правило, немає, що відображає більш низький рівень їх репродуктивної ізоляції в порівнянні з підвидами, а також відносно менший вік їх самостійного існування. Часто представники різних географічних популяцій відрізняються різним способом стабілізації адаптивних фізіологічних систем. Різні кліматичні умови призводять до зсуву періоду розмноження в тій чи іншій географічній популяції, що, в свою чергу, закріплює генетичну ізоляцію.

Екологічні популяції - населення одного біотопу, що характеризується загальним ритмом біологічних циклів і характером способу життя. Відрізняються власним типом фізіологічних реакцій, біоритмів і загального способу життя, умовами ритміки розмноження, запасання корму, зимівлі, реакції на зміни гідрологічного режиму (паводки, посухи і т. п). Екологічні популяції нічим не обмежені від навколишніх територій і тому найменш стійкі за складом. Особи з різних екологічних популяцій часто перемішуються - міграції, розселення молодняку. Пристосування до умов середовища у особин різних екологічних популяцій стосується функціональних адаптацій фізіологічного і поведінкового плану.

Елементарні популяції - сукупність особин одного виду, що займає невелику ділянку однорідної площі. Наприклад - полівки південного схилу яру.

Виділяють демографічну (вікову і статеву), розмірну, фенетичну, генетичну та функціональну структури популяції

Статева структура характеризується співвідношенням між її двома елементами - особинами чоловічої і жіночої статі, з чим пов'язаний потенціал розмноження популяції і ступінь її панміксії - вільного схрещування особин. Панміксія всередині популяції має бути обов'язково вищою, ніж між сусідніми популяціями. Кількісне співвідношення статей прийнято позначати буквою r, що означає "sex ratio". Співвідношення статей відрізняється у моногамії (r = 1: 1) І полігамії (r = 1: 2 >).

Вікова структура популяції залежить від її типу. Поліциклічні популяції складаються з багатьох поколінь і різних вікових груп: молоді (передрепродуктивного віку); статевозрілих (репродуктивного віку) особин, які беруть участь у відтворенні популяції; особин, що втратили здатність до розмноження (пострепродуктивного). Моноциклічні популяції складаються з особин одного віку й одного покоління (наприклад, у багатьох павукоподібних, комах). Якщо популяція перебуває в сприятливих умовах, то до її складу входять усі вікові групи, і вона здатна до стійкого, тривалого самовідтворення. Між членами популяції існують різні типи внутрішньовидових взаємозв'язків, спрямованих на самовідтворення виду: парування особин протилежної статі, турбота про потомство, його навчання.

Генерація - потомство особин, що з'явилися на світ протягом одного циклу розмноження. Тривалість генерації відповідає середньому для особин даної популяції періоду від народження до досягнення віку статевої зрілості. У хребетних диференціюють наступні покоління (генерації):

1)новонароджені (до моменту прозрівання);

2)молоді (підростаючі, до періоду наставання статевої зрілості);

3)напівдорослі (близькі до періоду статевої зрілості);

4)дорослі (розмножуються або здатні розмножуватися);

5)старі (не розмножуються особини, але є носіями досвіду).

Популяціям властива певна просторова структура. Розподіл особин на зайнятій території може мати різний характер:

1.Суцільні рівномірні поселення, коли організми рівномірно розподіляються на території, яку займають (наприклад, у морських поліхет).

2.Нерівномірні поселення, які виникають внаслідок неоднорідності зовнішнього середовища, а також залежать від біології виду (життя сім'ями, стадами, колоніями). Нерівномірні поселення можуть бути мозаїчними з незайнятим простором між окремими скупченнями особин (наприклад, поселення граків у гаях та парках, поблизу місць, де легше здобути корм і захиститися від ворога).

Вони бувають також дифузного випадкового типу, як, скажімо, у павуків-каракуртів на луках чи личинок-одноденок у струмках.

3.Пульсуючий тип просторової структури властивий популяціям з різким коливанням чисельності, наприклад, мишоподібним гризунам. У період різкого падіння чисельності особини поселяються на найсприятливіших ділянках ареалу. У роки масового розмноження вони заселяють практично всі біотопи.

4.Циклічний тип просторової структури популяції характеризується поперемінним використанням території протягом року. Так, копитний лемінг зимує на сухих прибережних підвищеннях. Улітку він переселяється на знижені ділянки, де влаштовує свої нори.

У будь-якому випадку тип розподілу особин на території має пристосувальний характер, тобто забезпечує їм можливість раціонально використовувати кормові ресурси, а також мати необхідний простір для розмноження, спорудження житла у видів, які його мають. Отже, тип розподілу популяції в межах ареалу забезпечує оптимальне використання як кормових, так і просторових ресурсів.

Етологічна структура популяцій обумовлюється особливостями поведінки особин і залежить від того, який спосіб життя вони ведуть - поодинокий чи груповий.

Поодинокий спосіб життя серед тварин притаманний видам, які населяють гідросферу і мають зовнішнє запліднення, наприклад актинії. У видів із внутрішнім заплідненням, наприклад у деяких комах, зустрічі самців і самиць відбуваються лише в період розмноження, а решту часу вони живуть незалежно один від одного. Такі види утворюють тимчасові скупчення (на місцях зимівлі, перед розмноженням).

Подальше ускладнення відносин всередині популяції здійснюється у двох напрямках: посилення зв'язку між статевими партнерами та виникнення контактів між батьками і дітьми. На цій основі формуються сім'ї, різноманітні за складом і тривалістю існування.

Для багатьох тварин характерний територіалізм - властивість проживати на певній території протягом життя і охороняти її від особин того самого виду. Територія особини, сім'ї - це індивідуальна ділянка, що активно захищається. Територіалізм пов'язаний із ресурсами живлення. Він не властивий видам, які задовольняють свої потреби в їжі на порівняно великій території.

Колонії - групові поселення тварин: тривалі або на період розмноження (граки, мартини, гагари та ін.). У колоніях птахів зберігаються індивідуальні ділянки (гніздові), проте вони гуртом відганяють хижаків; у пінгвінів утворюються «дитячі садки» де є «няньки» - самки, що доглядають пташенят у той період, коли батьки живляться і добувають їжу для нащадків в океані.

У колоніях комах (бджіл, мурашок, джмелів, термітів) спостерігається поліморфізм - наявність у межах одного виду особин, що відрізняються зовнішнім виглядом і функціями. Існує обмін інформацією між ними.

Зграї - тимчасові об'єднання тварин з метою полегшення добування їжі, захисту від ворогів, здійснення міграції. Зграї утворюють птахи в післягніздовий період (шпаки, горобці), звірі (собачі), риби під час міграції. У зграї легше помітити ворога, захиститися від нього.

Стада - більш тривалі й постійні об'єднання тварин, в яких відбуваються всі життєві функції. Розрізняють стада, де є лідер - особина, на якій концентрується увага інших і яка своєю поведінкою визначає напрям переміщення стада, місце годівлі, реакцію на хижаків. Стадо діє як єдине ціле, наслідуючи лідера. Діяльність лідера не спрямована на підпорядкування інших особин. Лідером стає найдосвідченіший член стада (у північних оленів, наприклад, це старі олениці).

Найскладнішими є стада з вожаками та ієрархічним підпорядкуванням особин. Ієрархія - це суворе підпорядкування особин у групі. Кожній тварині визначено місце в стаді, яке можна позначити номерами чи літерами алфавіту (від цвіркунів, курей до корів, мавп і т.д.). Як правило, домінантою № 1 є істота найсильніша або ж найрозумніша. Деякі види відзначаються ієрархічним підпорядкуванням за схемою «трикутника»: А домінує над В, В - над С, С - над А. Деспотія - домінування однієї тварини над усіма іншими. Вожак першим нападає на ворога, захищає стадо.

Домінування і система рангів створює узгоджену поведінку групи, не витрачаються сили на «з'ясування стосунків», постійно підтримується порядок. При зміні умов і динаміки в стаді змінюється і система домінант.

Важлива характеристика кожної популяції - чисельність особин, що входять до її складу, яка може бути різною. Популяції деяких комах включають сотні тисяч особин, а в багатьох хижаків можуть складатися лише з сотні особин. Переважна більшість видів представлена в природі як нечисленними, так і численними популяціями. Охороняючи вид, важливо знати ту мінімальну чисельність особин популяції, за якої можливе його тривале і надійне існування (для хребетних вона становить не менше 500 особин, для безхребетних - 50 тисяч). У нечисленних популяціях виникає загроза виродження через близькоспоріднене схрещування (інбридинг).

У всіх популяціях відбуваються періодичні зміни чисельності, або коливання чисельності. Масштаби цих змін можуть бути дуже великими. Динаміка чисельності популяції залежить як від внутрішніх, так і від зовнішніх факторів. До останніх належать фактори середовища і біоценотичні зв'язки. Важливе значення мають інформаційні зв'язки. Так, за надмірної щільності в популяції спостерігається явище стресу що проявляється в агресивній поведінці, підвищенні смертності молодняка, зниженні інтенсивності розмноження, у ссавців відбувається резорбція (розсмоктування) ембріонів, у птахів - зниження несучості, зменшується кількість самок, які беруть участь у розмноженні.

На комахах, молюсках, рибах і личинках амфібій встановлено, що на швидкість розвитку та інші фізіологічні процеси цих тварин впливають продукти обміну речовин - їх метаболіти. Отже, популяціям властивий гомеостаз - здатність підтримувати стійку динамічну рівновагу в умовах середовища, що змінюється.