Роль биотических отношений в регуляции численности видов

Межвидовые взаимоотношения играют большую роль в динамике численности организмов в биоценозах.

Хищники, уничтожая свои жертвы, влияют на их численность. Такое же действие оказывают и паразиты: ослабляя хозяев, они сдерживают их размножение, при этом наиболее угнетенные погибают.

При конкурентных взаимоотношениях, хищничестве и паразитизме ярко проявляются генетические и экологические факторы. К. Уатт, анализируя полученные П. Эррингтоном данные наблюдений за взаимоотношениями норки и ондатры, пришел к выводу, что преследование ондатры хищником носит не случайный характер, и жертвами норки в первую очередь становятся ослабленные, медлительные, хилые, больные животные.

Хищничество и сходное с ним явление паразитизма издавна вызывали интерес экологов. Наибольшее признание получили работы А. Лотки (1923, 1925 гг.). Он одним из первых предложил математическую модель взаимодействия животных в системе "паразит - хозяин". Через год, независимо от Лотки, Вольтерра (1860-1940) разработал математическую модель в системе "хищник - жертва".

Сущность выводов Лотки сводится к тому, что истребление паразитами особей хозяина зависит не только от численности паразитов, но и хозяев. На основании этого он делает заключение, что той или иной численности хозяев соответствует определенная численность паразита, и по мере возрастания плотности популяции хозяина увеличивается и плотность популяции паразита. Повышение же численности паразита приводит к снижению численности хозяина, и последнее опять снижает количество паразитов. И так, волна за волной, происходят периодические колебания численности популяций хозяина и паразита с небольшими отклонениями от оптимального уровня.

Здесь действует динамическая саморегулирующаяся система, где волна подъема численности паразита следует за волной подъема численности хозяина. Модель взаимодействия популяций в системе "паразит - хозяин" полностью соответствует модели взаимодействия хищника и его жертвы, классический пример которой представлен на рисунке.

В результате своих наблюдений В. Вольтерра сформулировал три закона:

Закон периодического цикла. Колебания численности двух видов являются периодическими и зависят от коэффициента роста популяций хищника и жертвы и их исходной относительной численности.

Закон сохранения средних величин. Средняя численность популяций обоих видов остается относительно постоянной, независимо от первоначальной численности, до тех пор, пока скорости увеличения и уменьшения популяций, а также интенсивность хищничества постоянны.

Закон нарушения средних величин. Если уничтожить особей обоих видов пропорционально плотности их популяций, то средняя численность популяции жертвы будет расти, а хищника - падать.

Изменение численности рыси и зайца-беляка в Канаде (по К. Вилли)

Попытайтесь объяснить, почему действует закон нарушения средних величин, прежде чем прочтете ответ!
Это происходит потому, что у хищника вероятность поймать жертву больше при увеличении плотности, чем при возрастании ее численности.

Лекция 10