Биология. 10 класс

Пространственная структура — это характер распределения особей популяций на занимаемой территории. В природе популяциям свойственны три типа пространственного распределения особей: случайное, равномерное, групповое. Они формируются в зависимости от степени неоднородности среды обитания, биологических особенностей вида и поведения особей.

Случайное распределение отмечается тогда, когда в распределении особей в пределах популяционного ареала нельзя установить какой-либо четкой закономерности. Оно наблюдается, если среда обитания достаточно благоприятна и однородна по экологическим условиям. При этом плотность популяции невелика, и биологические особенности вида не позволяют особям образовывать группы. Например, у планарии белой, гидры, пауков, двустворчатых моллюсков, мелких животных степей и пустынь отмечается случайное распределение. Такой тип распределения наблюдается у популяций в начальный период расселения. Это могут быть всходы пионерных видов растений — ивы, лиственницы — на нарушенных территориях (полигоны, карьеры); популяции животных, у которых социальная связь выражена слабо; насекомые-вредители в посевах сельскохозяйственных растений. Так на первых порах распределяется тля на поле.

Равномерное распределение наблюдается, когда на каждом из участков  популяционного ареала приблизительно равной площади обитает более-менее одинаковое количество особей. Оно наблюдается у видов, жестко конкурирующих за пищевые ресурсы и территорию. Тенденция к равномерному распределению особей у некоторых животных может быть обусловлена мечением и охраной мест обитания. В природе равномерное распределение встречается довольно редко. Например, кустарники в пустыне, конкурируя за влагу, распределены довольно равномерно. Поддерживают между собой определенную дистанцию некоторые виды хищных рыб, птиц и млекопитающих, охраняющих свои кормовые территории. Такой тип распределения отмечают у колюшек с их территориальным инстинктом и сугубо индивидуальным характером.

Групповое распределение наиболее распространено в природе. Неоднородность среды, ограниченность мест обитания, биологические особенности вида, способы размножения могут приводить к объединению особей в постоянные или временные группы. Групповое распределение у растений обусловлено их способами размножения и распространения семян и плодов. Например, некоторые растения образуют крупные, тяжелые плоды (орех лещины, желудь дуба), которые падают рядом с деревом и тут же прорастают, образуя группы. При вегетативном размножении корневищами у растений также формируются группы (пырей ползучий, ландыш майский, клевер ползучий).

У многих млекопитающих и птиц наблюдается социальное поведение, которое приводит к образованию групп с социальной иерархией (стаи, стада, колонии, табуны, семьи, гаремы).

Групповое распределение обеспечивает популяциям более высокую устойчивость по отношению к неблагоприятным условиям по сравнению с отдельной особью. Выживаемость особей в группе повышается благодаря лучшим возможностям для защиты от врагов, обнаружения корма, противостояния неблагоприятным факторам среды, формирования микроклимата. Например, стае волков легче охотиться, а табуну лошадей — защищаться от волков. Стае скворцов проще спастись от ястреба, косяку мелких рыб — от крупных хищных рыб. Пингвины в колонии, образуя плотное скопление и постоянно меняясь местами, легче переносят холод. В семьях птиц и млекопитающих благодаря заботе родителей повышается выживаемость потомства. Группа растений способна лучше противостоять ветру, эффективнее использовать воду.

Проживание в группе себе подобных отражается на протекании многих физиологических процессов в организме животного. У искусственно изолированных особей заметно изменяется уровень обмена веществ, быстрее расходуются резервные вещества, не проявляется целый ряд инстинктов и ухудшается общая жизнеспособность. Оптимизация физиологических процессов, ведущая к повышению жизнеспособности особей при их совместном существовании называется эффектом группы. Эффект группы проявляется как реакция отдельной особи на присутствие других особей своего вида. Она состоит в ускорении темпов роста животных, повышении плодовитости, более быстром образовании условных рефлексов, повышении средней продолжительности жизни индивидуума. У многих животных вне группы не реализуется плодовитость.

Самое сильное проявление эффекта группы свойственно общественным насекомым (пчелам, муравьям, термитам). Не обладая способностью длительно существовать в одиночку, эти насекомые выработали сложную систему сигнализации, которая способствует сохранению их групп во времени и пространстве.