БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

10. ОРГАНИЗМЫ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

10.7. Популяционная экология

10.7.2. Кривые выживания

Процент особей, погибающих, не достигнув репродуктивного возраста (пререпродуктивная смертность), — один из ключевых факторов, определяющих размеры популяции, и для данного вида варьирует гораздо сильнее, чем рождаемость. Численность многих популяций практически не меняется многие годы. В этом случае у каждой пары самец—самка до репродуктивного возраста доживают в среднем два потомка.

10.14. Приведенные ниже данные - среднее число оплодотворенных яйцеклеток, продуцируемых одной самкой на протяжении всей ее жизни (плодовитость).

а) Если размеры всех этих популяций остаются стабильными, то сколько размножающихся потомков в среднем должна давать каждая самка?

б) Для каждого вида запишите число оплодотворенных яйцеклеток, которые должны погибнуть, не давая размножающихся особей, если популяция остается стабильной. Выразите это число в процентах к общему числу оплодотворенных яйцеклеток. Это соответствует пререпродуктивной смертности.

в) Попытайтесь объяснить, почему по данным таблицы, плодовитость колюшки и колючей акулы настолько ниже, чем у других рыб.

(Из Open University, S100, Unit 20, Species and Populations, p. 26.)

Если взять за точку отсчета численность появившихся на свет особей, а затем отмечать через определенные интервалы времени, сколько из них осталось в живых, то получим кривую выживания. По оси ординат такого графика можно откладывать как абсолютные величины, так и процентные доли.

Кривые выживания разных видов неодинаковы. Некоторые типичные формы графиков приведены на рис. 10.18.

Рис. 10.18. Три типа кривых выживания. Объяснения см. в тексте.

Большинству животных и растений свойственно так называемое старение, т. е. постепенное снижение приспособленности после достижения половозрелого возраста. По мере старения вероятность гибели особи в очередной временной интервал постоянно возрастает. Непосредственные причины гибели могут быть разными, но ее основная причина — снижение устойчивости к внешним факторам, в частности болезням.

Кривая а на рис. 10.18 соответствует почти идеальной ситуации, при которой главная причина гибели особи — старение. Такой график можно получить также для однолетней культуры, например пшеницы — почти все растения доживают до осени, а потом одновременно плодоносят и отмирают.

Кривая б соответствует ситуации, когда смертность особенно высока в ранний период жизни особей. Это наблюдается, например, у горных баранов и людей в слаборазвитых странах с плохим медицинским обслуживанием и дефицитом питания. Кривая в отражает не зависящую от возраста смертность, равную 50% для любого временного интервала. В этом случае гибель особей происходит в основном случайно еще до того, как станут очевидными признаки старения и не связана с внутренней устойчивостью особей к внешним факторам. Сходную кривую можно получить, например, для пресноводной гидры, молодь которой не подвержена особому риску по сравнению с другими возрастными группами. Однако у большей части беспозвоночных и растений кривая выживания, хотя и соответствует в целом типу в, требует поправки на повышенную уязвимость неполовозрелых стадий, т. е. правая часть графика должна идти вниз более круто.

10.15. Каким популяциям на рис. 10.18 - а или б - требуется более высокая скорость размножения для сохранения стабильной численности? Объясните свой ответ.

По кривым выживания можно определить смертность разных возрастных групп, т. е. определить, какие стадии их жизни наиболее уязвимы. Выявив факторы, вызывающие гибель на этих стадиях, нетрудно понять, как регулируется численность популяции.

10.16. Для нерки в водоемах Канады получены следующие усредненные данные. Каждая самка осенью выметывает в углубление на галечном дне реки 3200 икринок.

На следующую весну в озеро рядом с нерестилищем приплывает 640 мальков, выклюнувшихся из этой икры. Они дают 64 смолта (рыбки-серебрянки более старшего возраста), отправляющихся через год из озера в море. Спустя 2,5 года от этих смолтов остаются две взрослые особи (самец и самка), которые возвращаются в родную реку, нерестятся и сразу же погибают. Рассчитайте процентную смертность нерки для следующих периодов ее жизни:

а) от момента нереста до миграции мальков в озеро через полгода;

б) от попадания малька в озеро до выхода оттуда смолтов через 12 мес;

в) от покидания озера смолтами до возвращения взрослых рыб на нерестилище через 30 мес.

Постройте кривую выживания нерки в этой водной системе (процент выживших в зависимости от возраста). Какова пререпродуктивная смертность этого вида?

(Из Open University, S100, Unit 20, Species and Populations, p. 71.)