*§ 39—1. Динамика численности популяций
Типы роста численности популяций
Все живые организмы теоретически способны к очень быстрому увеличению численности. Как вы уже знаете, при оптимальных условиях среды в популяциях проявляются максимальная рождаемость и минимальная смертность, и, как следствие, наблюдается максимальная скорость роста численности. Врожденная способность особей к увеличению численности при отсутствии лимитирующих факторов называется биотическим потенциалом вида. Понятие биотического потенциала ввел в науку в 1928 г. американский натуралист Р. Чепмен. Этот показатель отражает теоретически возможный максимум потомков от одной пары (или одной особи) за единицу времени (например, за год или за весь жизненный цикл).
У разных видов биотический потенциал разный. Например, у крупных млекопитающих в благоприятных условиях численность может возрастать за год лишь в 1,05—1,1 раза, у мелких беспозвоночных (рачки, дафнии) более чем в 1000 раз, а у бактерий и одноклеточных водорослей еще быстрее.
График изменения численности при реализации биотического потенциала представляет собой экспоненту, поэтому такой тип роста численности называется экспоненциальным (нелимитированным) ростом. В лабораторных условиях наблюдать такой рост можно в популяциях протистов, бактерий на начальных стадиях роста. В природе нелимитированный рост наблюдается при вспышках численности саранчи, шелкопряда непарного и других беспозвоночных, если особи располагают в избытке всеми необходимыми ресурсами. Экспоненциально может расти численность животных, заселенных в новую местность, где у них мало врагов и много пищи (классические примеры — рост численности кроликов и опунции в Австралии, жука колорадского в Европе).
Во всех случаях экспоненциальный рост в популяциях наблюдается в течение относительно коротких промежутков времени, после чего скорость роста численности резко снижается. Быстрый темп размножения приводит к превышению емкости среды и быстрому истощению ресурсов, нехватке пищи, убежищ, территории, что неминуемо влечет за собой резкое падение численности популяций.
В естественных условиях вероятность того, что все условия окажутся благоприятными для популяций, очень низка. Как правило, один или несколько абиотических (неоптимальная температура, pH среды, соленость, влажность) и биотических (присутствие хищников, паразитов, болезнетворных организмов, нехватка пищи) факторов становятся лимитирующими. Сочетание лимитирующих факторов, ограничивающих рост численности популяций, называется сопротивлением среды. В таких условиях будет наблюдаться логистический (лимитированный) рост численности популяций. Этот тип роста численности свойствен природным популяциям большинства видов.
В популяциях с лимитированным типом роста численности можно выделить три этапа. На начальном этапе рост популяции почти не зависит от ресурсов, пространства и характеризуется высокими темпами. В течение среднего этапа на рост популяции влияют лимитирующие факторы среды, поэтому замедляются темпы роста популяции из-за уменьшения рождаемости, или увеличения смертности, или обеих этих причин. На последнем этапе численность популяции стабилизируется на уровне допустимой в естественных условиях.