Возрастная структура.

Непрерывность жизни у нас на планете вот уже три с половиной миллиарда лет определяется последовательной сменой поколений (генераций). Одни организмы уже заканчивают свой жизненный цикл, другие – «в самом расцвете сил», третьи только появились на свет. Малейший разрыв в этой цепочке – и существование всех последующих звеньев становиться невозможным. Соотношение организмов разных возрастных групп в популяции отражает эту преемственность поколений. На разных стадиях развития организмы могут менять среду обитания, характер питания, способы передвижения и общую активность. Лягушки и головастики, бабочки и гусеницы, стрекозы и их личинки далеко не единственные примеры организмов, возрастные стадии которых принципиально различаются требованиями к среде.

Каков биологический смысл подобных различий между стадиями развития?

 

Даже в том случае, когда эти различия не столь заметны, толерантность организмов разного возраста к экологическим факторам неодинакова (вспомните правило "соотношения пределов толерантности особи и вида"). Поэтому возрастная структура популяции зависит от колебаний условий среды. Изучение возрастной структуры требует учета множества факторов. Возрастная структура популяции во многом зависит от продолжительности жизни и особенностей размножения особей данного вида. По этим признакам можно выделить несколько групп организмов:

- с коротким жизненным циклом (менее года), обычно размножающиеся однократно – I группа;

- с однолетним циклом развития, размножающиеся однократно – II группа;

- с однолетним циклом, размножающиеся многократно – III группа;

- с многолетним циклом развития и однократным размножением – IV группа;

- с многолетним циклом развития и многократным размножением – V группа.

У организмов с коротким жизненным циклом (I группа) за год успевают смениться несколько поколений. Наследственные особенности, неоднородность микроклимата и т.д. создают условия для различий во времени, которое необходимо для роста, развития и полового созревания. Все это приводит к тому, что одновременно могут существовать организмы, находящиеся на разных стадиях развития и даже принадлежащие к различным поколениям, но одна из этих генераций (очередная по срокам) всегда преобладает. Примером может служить Яблонная моль (Yponomeuta malinellus), у которой за лето сменяются 4-5 поколений, из которых два или три могут встречаться одновременно.

У организмов с однолетним циклом и однократным размножением (II группа) самая простая возрастная структура: организмы примерно одновременно проходят все стадии жизненного цикла. Личинки первого возраста Кобылки сибирской (Aeropus sibiricus) вылупляются весной из перезимовавших яиц. Некоторые различия в темпах развития приводят к тому, что через 2-3 недели в популяции можно обнаружить личинок соседствующих возрастных групп, но постепенно эти различия сглаживаются. Вся популяция переходит в стадию имаго. Осенью, закончив откладку яиц, все половозрелые организмы погибают.

В популяциях организмов третьей группы возрастная структура последовательно усложняется в течение периода размножения (многие однолетние растения).

Обязательное относительно устойчивое сочетание различных генераций свойственно организмам с протяженным жизненным циклом (IV и V групп). Майский жук западный (Melolontha melolontha) - представитель четвертой группы, Человек разумный (Homo sapiens) - пятой. При многократном размножении структура популяций наиболее сложна, стабильна и включает представителей многих поколений. Соотношение генераций во многом зависит от плодовитости. Индийские слоны (Elephas maximus) живут до 60-70 лет, а половой зрелости достигают к 8-12 годам. У одной самки раз в четыре года появляется один, реже – два слоненка. Стадо образовано взрослыми животными (около 80%) и молодняком (около 20%), причем каждая группа представлена животными самого разного возраста. При большей плодовитости доля молодых организмов будет увеличиваться.

Организмы на разных стадиях развития отличаются толерантностью к различным факторам среды. Чем разнообразнее возрастной спектр популяции, тем выше ее общая сопротивляемость неблагоприятным условиям: появляется вероятность выживания хотя бы части наиболее устойчивых (на данный момент) особей. Таким образом, расчлененная возрастная структура популяции является дополнительным фактором адаптивности.

Сравните вышеприведенные группы популяций по устойчивости к воздействию неблагоприятных условий среды.

 

Структурность популяций является их эмерджентным свойством. Она определяется особенностями размещения организмов в пределах части ареала, которую занимает данная популяция и соотношением в ней разнокачественных особей. Структурирование зависит от биологических особенностей данного вида и воздействия условий среды, а, следовательно, - носит адаптивный характер.

Краткое содержание § 9

Структурность популяции отражает особенности размещения организмов - пространственная структура; образа жизни и поведения - этологическая структура; соотношения полов половая структура; соотношения возрастных групп возрастная структура и т.д.

Наиболее четко пространственная структура выражена у оседлых животных. В их размещении выделяют четыре варианта:

- диффузный – относительно равномерное распределение особей по территории с однородными условиями;

- мозаичный – когда пригодные для обитания участки распределены неравномерно;

- пульсирующий – при благоприятных условиях многочисленные организмы занимают практически всю территорию, а при неблагоприятных – сосредотачиваются на небольших участках (стациях переживания);

- циклический – со сменой поселений в течение года. Упорядоченность структуры популяций животных поддерживается особой группой инстинктов – "территориальным" поведением.

Половая структура популяции – численное соотношение самцов и самок. Она зависит от двух основных причин: механизмов "закладки" пола и различий в смертности полов. Половая структура наиболее существенна для популяций раздельнополых организмов, которые размножаются исключительно половым способом.

Возрастная структура популяции во многом зависит от продолжительности жизни и особенностей размножения особей данного вида.

Структурность популяции зависит от биологических особенностей данного вида и воздействия условий среды, и, следовательно, носит адаптивный характер.