*§ 39—2. Механізмы рэгуляцыі і падтрымання колькасці прыродных папуляцый
- Успомніце, як з цягам часу можа змяняцца колькасць асобін у папуляцыях розных відаў.
- Як вы думаеце? Чаму ў прыродзе большасць відаў не дае ўспышак масавага размнажэння?
- Вы даведаецеся пра механізмы рэгуляцыі колькасці папуляцый, дзякуючы якім у прыродзе працягла захоўваюцца розныя папуляцыі і віды ў цэлым.
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Біялогія. 10 клас |
| Книга: | *§ 39—2. Механізмы рэгуляцыі і падтрымання колькасці прыродных папуляцый |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Воскресенье, 19 Май 2024, 16:24 |
Прэамбула
Рост колькасці папуляцый любога віду ў прыродзе ніколі не бывае бясконцым, таму што рэсурсы, за кошт якіх існуюць віды (ежа; сховішчы; месцы, якія падыходзяць для размнажэння), на любой тэрыторыі маюць межы. Гэтыя межы рэсурсаў вызначаюць ёмістасць асяроддзя для пэўных папуляцый.
Калі пад уздзеяннем фактараў навакольнага асяроддзя адбываецца адхіленне ад аптымальных паказчыкаў колькасці (сярэдняга ўзроўню), кажуць пра працэс мадыфікацыі колькасці. Вяртанне да сярэдняга ўзроўню колькасці называецца рэгуляцыяй. Пры гэтым уздзеянне на арганізмы экалагічных фактараў, якія дазваляюць рэгуляваць колькасць папуляцыі, залежыць ад яе шчыльнасці. Пад уздзеяннем такіх фактараў адбываецца рэгуляцыя колькасці. Да іх належаць біятычныя ўзаемаадносіны і фактары-рэсурсы абіятычнага асяроддзя.
Усякае значнае адхіленне колькасці асобін у папуляцыях ад аптымальнай звязана з адмоўнымі наступствамі для яе існавання. У сувязі з гэтым папуляцыі звычайна маюць адаптацыйныя механізмы, якія спрыяюць як зніжэнню колькасці, калі яна значна перавышае аптымальную, так і яе аднаўленню, калі яна памяншаецца ніжэй за аптымальныя значэнні.
У прыродных сістэмах з нізкім узроўнем відавой разнастайнасці колькасць папуляцый схільная да моцнага ўздзеяння абіятычных і антрапагенных фактараў. Яна залежыць ад надвор’я, хімічнага саставу асяроддзя і ступені яго забруджвання. У сістэмах з высокім узроўнем відавой разнастайнасці вагання колькасці папуляцый у асноўным кантралююцца біятычнымі фактарамі.
Усе экалагічныя фактары ў залежнасці ад характару ўплыву на колькасць папуляцыі можна падзяліць на дзве групы:
Фактары, незалежныя ад шчыльнасці папуляцыі
Фактары, незалежныя ад шчыльнасці папуляцыі, змяняюць колькасць папуляцый у адным напрамку, незалежна ад колькасці асобін у іх. Абіятычныя і антрапагенныя (за выключэннем прыродаахоўнай дзейнасці чалавека) фактары ўплываюць на колькасць асобін незалежна ад шчыльнасці папуляцыі — гэта мадыфікуючыя фактары. Так, суровыя зімы зніжаюць колькасць папуляцый пайкілатэрмных жывёл (змей, жаб, яшчарак). Тоўсты пласт лёду і адсутнасць пад лёдам дастатковай колькасці кіслароду зніжаюць колькасць папуляцый рыб зімой. Сухія лета і восень з наступнай марознай зімой памяншаюць колькасць папуляцый жука каларадскага. Некантралюемы адстрэл жывёл ці адлоў рыбы зніжаюць аднаўленчыя магчымасці іх папуляцый. Высокія канцэнтрацыі забруджвальнікаў у навакольным асяроддзі адмоўна адбіваюцца на колькасці ўсіх адчувальных да іх відаў.
Фактары, залежныя ад шчыльнасці папуляцыі
Фактары, залежныя ад шчыльнасці папуляцыі, змяняюць яе колькасць у бок аптымальнага ўзроўню і прадухіляюць перанасяленне, таму іх яшчэ называюць рэгулюючымі фактарамі. Да іх належаць біятычныя і прыродаахоўныя антрапагенныя фактары. Залежнымі ад шчыльнасці папуляцыі фактарамі з’яўляюцца: запасы кармавых рэсурсаў, наяўнасць натуральных ворагаў, канкурэнтаў, розныя віды прыродаахоўнай дзейнасці. На малюнку бачна, што змяненне колькасці кармавых рэсурсаў прыводзіць да сінхроннага змянення колькасці папуляцыі. Як вы думаеце, якія ўласцівасці папуляцыі і ў якім напрамку будуць пры гэтым змяняцца?
Так, колькасць папуляцый зніжаецца прапарцыянальна колькасці драпежнікаў, паразітаў, узбуджальнікаў хвароб і ўзрастае прапарцыянальна запасу кармавых рэсурсаў. Такім чынам, іх наяўнасць у асяроддзі пражывання згладжвае рэзкія ваганні колькасці папуляцыі і спрыяе яе падтрыманню ў раўнаважкім стане.
Калі колькасць папуляцыі набліжаецца да ёмістасці асяроддзя, узнікае недахоп корму з прычыны яго ўзмоцненага выядання. І тады прыводзіцца ў дзеянне механізм рэгуляцыі колькасці папуляцыі праз унутрывідавую канкурэнцыю за лімітуючыя рэсурсы. Калі шчыльнасць папуляцыі высокая, яе рэгулюе павышэнне смяротнасці ў выніку абвастрэння канкурэнцыі. Частка асобін гіне або з прычыны недахопы корму (траваедныя жывёлы), або ў выніку фізічнага ці хімічнага ўздзеяння асобін адна на адну. Павышэнне смяротнасці прыводзіць да зніжэння шчыльнасці. Калі шчыльнасць папуляцыі нізкая, адбываецца яе папаўненне за кошт павелічэння нараджальнасці з прычыны аднаўлення кармавых рэсурсаў і паслаблення канкурэнцыі.
Біялагічная вайна — гэта забойства канкурэнтаў унутры папуляцыі шляхам прамога нападу (драпежнікі аднаго віду). Рэзкае зніжэнне кармавых рэсурсаў можа прыводзіць да ўзнікнення канібалізму (паяданне сабе падобных). Хімічная вайна — гэта вылучэнне хімічных рэчываў, якія затрымліваюць рост і развіццё ці забіваюць маладых асобін (расліны, водныя жывёлы). Праяўленне хімічнай вайны можна назіраць на прыкладзе развіцця апалонікаў. Пры высокай шчыльнасці больш буйныя апалонікі вылучаюць у ваду рэчывы, якія заглушаюць рост дробных асобін. Таму завяршаюць сваё развіццё толькі буйныя апалонікі. Толькі пасля гэтага пачынаюць расці дробныя апалонікі.
Рэгуляцыя колькасці папуляцыі праз колькасць кармавых рэсурсаў выразна прасочваецца на прыкладзе ўзаемадзеяння папуляцый драпежніка і ахвяры. Яны аказваюць узаемны ўплыў на колькасць і шчыльнасць адно аднаго, выклікаючы паўтаральныя ўздымы і спады колькасці абедзвюх папуляцый, прычым у гэтай сістэме ваганняў павелічэння колькасці драпежніка адстаюць па фазе ад павелічэнняў колькасці ахвяры.
Прыкладна па тым жа механізме ажыццяўляецца ўзаемная рэгуляцыя колькасці папуляцый паразіта і гаспадара пры паразітызме. Пры павышэнні шчыльнасці папуляцыі гаспадара палягчаецца перадача ўзбуджальнікаў ад адной асобіны да іншай, бо павялічваецца частата кантактаў. У выніку ўзнікае ўспышка захворвання, якая прыводзіць да павелічэння смяротнасці. Зніжэнне шчыльнасці папуляцыі гаспадара перашкаджае пераносу ўзбуджальніка, і здаровыя асобіны пачынаюць размнажацца. Такім чынам, драпежнікі і паразіты ў прыродзе адыгрываюць рэгулюючую ролю, перашкаджаючы празмернаму росту колькасці іншых папуляцый. Поўнае іх знішчэнне можа прывесці да парушэння раўнавагі ў прыродных сістэмах.
Важным механізмам рэгуляцыі колькасці ў пераўшчыльненых папуляцыях з’яўляецца стрэс-рэакцыя. Павышэнне шчыльнасці папуляцыі прыводзіць да павелічэння частаты сустрэч паміж асобінамі, што выклікае ў іх такія фізіялагічныя змяненні, якія вядуць або да зніжэння нараджальнасці, або да павелічэння смяротнасці. Гэта з’яўляецца прычынай памяншэння колькасці папуляцыі. Стрэс не выклікае неабарачальных змяненняў у арганізме, а толькі прыводзіць да часавага блакіравання некаторых функцый. Пры ліквідаванні перанасялення здольнасць да размнажэння хутка аднаўляецца.
Усе залежныя ад шчыльнасці папуляцыі механізмы рэгуляцыі колькасці ўключаюцца да таго, як адбудзецца поўнае вычарпанне рэсурсаў асяроддзя. Дзякуючы гэтаму ў папуляцыях захоўваюцца і падтрымліваюцца аптымальныя ўласцівасці і структура, што дазваляе ім працягла знаходзіцца ў раўнаважным стане. Захаванне шматлікасці папуляцый у межах арэала забяспечвае захаванне і эвалюцыю віду.
Паўторым галоўнае. Фактары асяроддзя, якія ўплываюць на колькасць папуляцый, падзяляюць на: фактары, незалежныя ад шчыльнасці папуляцыі, і фактары, залежныя ад шчыльнасці папуляцыі. Рэгуляцыя колькасці папуляцый у прыродзе ажыццяўляецца пераважна праз канкурэнцыю за рэсурсы, драпежніцтва, паразітызм. Дзякуючы рэгулятарным механізмам папуляцыі захоўваюць сваё існаванне, а значыць, і існаванне віду ў цэлым.
Праверым веды
Ключавыя пытанні
1. Чаму ў прыродзе колькасць папуляцыі не можа быць занадта высокай ці занадта нізкай?
2. Што адбываецца з колькасцю папуляцыі ахвяры, калі драпежнікі адлоўліваюць ахвяру павольней, чым яна паспявае размнажацца?
3. Як уплываюць на колькасць папуляцый фактары, незалежныя ад іх шчыльнасці? Прывядзіце пэўныя прыклады.
Складаныя пытанні
1. Выкарыстоўваючы матэрыял параграфа і дадатковую інфармацыю, ахарактарызуйце механізмы рэгуляцыі колькасці папуляцыі жука караеда, успышка колькасці якога ўяўляе пагрозу для лясоў Беларусі. Ці дапаможа высечка пашкоджаных дрэў вырашыць гэту праблему?
2. Калі вас папросяць распрацаваць праграму біялагічнай барацьбы з насякомым-шкоднікам, вы выбераце для гэтага неспецыялізававных ці спецыялізаваных драпежнікаў? Прывядзіце аргументы на карысць свайго выбару.
3. У драпежных рыб — шчупака, акуня, траскі, навагі сустракаецца такая рэдкая з’ява, як канібалізм, гэта значыць паглынанне сабе падобных. У чым біялагічны сэнс гэтай з’явы?
Індывідуальнае дамашняе заданне. Складзіце экалагічны прагноз для папуляцый мяшанага лесу, у якім быў праведзены поўны адстрэл папуляцыі ваўкоў.