- •Предисловие
- •Глава 1. Биосфера как специфическая оболочка Земли
- •2.1. Средообразующая роль живого вещества
- •Глава 3. Биогеохимические циклы
- •3.4. Место человека в биосфере
- •Глава 4. Температура
- •4.1. Влияние температуры на жизненные процессы
- •Глава 5. Вода и минеральные соли
- •5.1. Водно-солевой обмен у водных организмов
- •Глава 6. Кислород
- •6.1. Газообмен в водной среде
- •6.3. Газообмен у ныряющих животных
- •Глава 7. Свет
- •7.3. Физиологическая регуляция сезонных явлений
- •9.1. Популяционная структура вида
- •9.2. Понятие о популяции
- •9.3. О популяциях у растений
- •10.3. Функциональная интеграция
- •Глава 11. Гомеостаз популяций
- •Глава 12. Динамика популяций
- •13.1. Трофическая структура биоценозов
- •13.3. Экологические ниши
- •14.1. Взаимоотношения видов смежных трофических уровней
- •14.2. Конкуренция и мутуализм
- •15.3. Гомеостаз на уровне экосистем
- •Глава 16. Человек и биосфера
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •Литература
9.1. ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА ВидА
Структурированность свойственна не только отдельным популяци
ям, но и виду в целом. Занимая достаточно широкий ареал, вид естественным образом распадается на ряд территориальных rpyrurnpo- вoк различного масштаба. Эrи группировки по многим признакам
неравноценны по сравнению друг с другом, на базе чего формируется
первичная разнокачественность видового населения.
Проблема популяционной структуры вида изучена практически только на примере животных (Н.П. Наумов, 1955, 1967; С.С. Шварц, 1967), но в принциле такая структура свойственна и другим царствам
органического мира. В основе ее лежит способность организмов
адаптироваться к отдельным средовым факторам и их комплексам,
подробно рассмотренная в предыдушем разделе. Естественно, что особи, обитающие на обшей территории. проявляют однонаправлен
ные приелособительные реакции. что в конечном итоге формирует
одно из фундаментальных свойств популяции -единство морфобио
логического типа составляющих ее особей (С.С. Шварц, 1969, 1980). Степень этого единства определяется масштабами территориальной
группировки вида и степенью ее репродуктивной изоляции от других
аналогичных группировок. Проблема территориальной структуриро ванности видового населения животных подробно разработана проф.
Московского университета Н.П. Наумовым (1955, 1963, 1967). Подвиды. Подвид -категория таксономическая, ноодновременно
это крупная территориальная rpyrurnpoвкa обшего видового населения, освоившая географическое пространство ареала и адаптированная к фундаментальным свойствам климата, рельефа, типа ландшафта и
биотического состава экосистем. С экологических позиций подвид
можно определить как совокупность особей, населяющих географически
однородную часть видового арешzа и от.личающихся устойчивыми морфо
логическими признаками от особей других подвидов. Наличие морфоло
гической специфики, которой в основном оперируЮт систематики,
отражает достаточно давнюю и совершенную репродуктивную изоля
цию, на базе которой оказался возможным эволюционный процесс,. включаюший не только генетическое закрепление признаков исхоДНЪIХ
поколений (принцип основателя), но и формирование морфологиче ских адаптаций к климатическим и другим особенностям территорИИ
подвидового ареала. Морфологическое сходство объединяет всех пред ставителей подвида и отличает их от остальной части видового насе ления. На уровне подвида имеет место и физиологическое сходство особей, основьmаюшееся на приспособлении к единому комплексу факторов среды. Речь идет в первую очередь об устойчивых приспо
соблениях типа единого уровня стабилизации функций у всех особей
данного подвида к наиболее фундаментальным свойствам среды.
234
Географические поnуляции. Географическая популяция по Н.П. На умову (I 963) -совокупность особей одного вида (ши подвида), населя ющих территорию с однороднымиусловиями существования и обладающих
общим ;-.юрфологическим типом и единым ритмом жизненных явлений и
динамики населения. Такие группировки географического масштаба возникают в процессе однонаправленного приспособления особей к
конкретным условиям того или иного района в пределах ареала
подвида, однородного по своим условиям и отличающегося от соседних
аналогичных по масштабам районов. Для обозначения таких районов А.Н. Формозов употреблял удачный термин <<зона сходного благопри
ятствования».
Четких морфологических отличий между географическими nоnу
.1яциями, как правило, нет. Это отражает более низкий уровень их реnродуктивной изоляции по сравнению с nодвидами, а также отно
сительно меньший возраст их самостоятельного существования. Эко
лого-физиологическая специфика на этом уровне может быть выражена достаточно четко, в том числе и на устойчивом уровне стабилизации адаптивных физиологических систем. Так, сравнение ~tетаболического ответа на изменения темnературы среды у рыжих полевок Clethrionoтys glareolus из двух nопуляций Московской области
показало, что более северная из них (Подмосковная) отличается от
поnуляции окрестностей г. Серnухова более высокими энергозатрата
~tи на терморегуляцию (табл. 9.1) при сохранении сходного характера тсрморегуляционных кривых. В предьщущем разделе приведено много
примеров поnуляционнь1х отличий nодобного рода по различным физиологическим параметрам.
Т а б л и ц а 9.1. Потребление кислорода при различной температуре рыJКИМИ
полевками из двух rеоrрафических попуЛJщий Московской области (с~/кr · ч)
|
(по Суиъ-Жуюн, 1957) |
|
|
|
|
Популяция |
10° |
15° |
20° |
25° |
30° |
Северная (Подмосковье) 7220 |
6443 |
5391 |
|
4617 |
3603 |
Южная (окрестности г. 6917 |
5744 |
4746 |
|
4180 |
3580 |
Серпухова) |
|
|
|
|
|
Биологически географические nопуляции могуr отличаться уров
нем nлодовитости, а у животных -еще и ведущим типом питания,
стеnенью подвижности особей, оседлым или мигрирующим образом
жизни и др.
Характерная черта, объединяющая особей одной географической поnуляции,- общность жизненного ритма. Отсюда единый тиn дина
ЩfКИ численности (нередко разный в разных географических популя
циях). Так, енисейский подвид белки Sciиrus vиlgaris enisseeпsis образует
три отчетливо различающиеся географические популяции, соответст uующие изменению тиnа тайги: кедрово-лиственнично-елоnая с них
той на юге, лиственничная с кедром в бассейне Подкаменной Тунгуски
235
и редкостойная лиственничная тайга северного типа в бассейне Ниж
ней Тунгуски. Эrи-популяции отличались не только географическим
расположеНием, но и характером многолетней динамики численности
(рис. 9.1).
Единство морфабиологического типа и жизненных ритмов особей
в географических популяциях определяется постоянным или длитель ным обитанием в одном районе и поддерживается определенной
стеnенью изщrированности, самостоятельности популяционных груп
пировок. Ме)JЩ)' географическими популяциями редко встречаются непреодолимые физические преграды или барьеры биологической
несов?уfестимости, как это характерно· для подвидов, но все же, осо
бенно для малоподвижных форм, в ряде случаев можно говорить об определенной степени пространствеиной изоляции. Гораздо большее
значение имеет уже упомянутое единство жизненных ритмов, в том
числе сезонов размножения. Это создает предпосылки к определенной степени биологической изоляции, на базе которой формируется гене
тическая специфика каждой популяции. Для nодвижных животных к
80
IIl
[[
1929 |
1930 |
1931 |
|
|
Годы |
Б
Рис. 9.1. Размещение (А) и xapaxrep изменения численности (Б) популяций белки в долине р. Енисей (по Н.П. Наумову, 1934):
1- популяция: :кедрово-лиственнично-словой тайrи с nихтой, l/ - популяция лиственничной· тайrи с едром, /Il- популяции редк:остойиой лиственничной тайги северного типа. Пун:ктирноlt
линией обозн:ачены годовые изотермы
236
этому добавляется, например, свойственный мноmм видам позвоноч ных «Инстинкт дома»: в ряде случаев у рыб и птиц широкие миграции во внерепроду~;ТИВНЫЙ период ведут к «перемешиванию• rеоrрафиче ских популяций, однако к наступлению очередного периода размно жения особи каждой из них (точнее большинство их) возвращаются в район рождения.
Экологические популиции. По Н.П. НауМову, э!Wлогическая попуЛя
ция -это население одного типа местообитания (биотопа), хара~ете
ризующееся общим ритмом биологических циклов и характером oбp(J(Ja
жизни. Эrо наиболее мелкие территориальные группировки, облада.IО
щие свойством целостности -по крайней мере, в процессе воспро
изведения (репродукции). Они возникают в силу наличия в пределах
зон сходного благоприятствования мелких, но существеШIЫХ отличий в особенностях мезо- и микроклимата, рельефа, гидрологического режима и т. п. В порядке приспособления к этим особенностям у всех
особей, занимающихданное место обитания, формируется единый тиn
физиолоmческих реакций, биоритмов и общего образа жизни. Эrи признаки объединяют nредставителей данной экологической популя
ции и отличают их от друmх группировок того же ранга. .
Пока~ано, например, что малоподвижные насекомые образуют
поnуляции, временами четко различающиеся по ритмике биолоmче ских процессов. Так, ранней весной можно наблюдать, что мура:вей
ники, расположенные на более прогре'ваемых солнцем местах,
«оживают» заметно раньше, чем расnоложенные на теневых склонах,
в глубине леса и т. п. У одуванчикового долгоносика nопуляции,
за:нимающие припечные склоны, по годовому циклу на 10-20 дней
опережают популяции теневых склонов.
У бобров в пределах единой географической популяции кардиналь ным образом различа:ются поселения на водоемах различного типа.
Поселяясь на руслах относительно крупных рек, бобры роют норы в более или менее круть1х берегах и не проявляют других форм строи
тельной деятельности. Заселяя небольшие реки и ручьи, эти звери
строят плотины, поскольку мелкие ручьи огра:ничивают возможности
кормления; возникший ВЬПIIе плотины пруд расширяет доступ к кор
мовым участкам. ЖИлища бобров в таких местах представлены хат
ками -холмиками земли и отрезков крупных ветвей, внутри которых
устраивается гнездовая камера. Это вполне соответствует условиям;
берега мелких лесных водоемов, как правило, плоские и невысокие,
затрудняющие норение. Этот же вид может селиться среди болот; в этом случае бобры строят хатки и прокладьтают систему каналов, облегчающих доступ к местам кормления. Легко видеть, что nриспо
собление к конкретным условиям местности объединяет по образу
жизни все население данного биотопа. То же относится И к условиям:
ритмики размножения, запасания корма, зимовки, реакции на изме-
237