Как регулируется плотность популяции и каковы причины нашествия саранчи?

Логистическая модель роста популяции предполагает на­личие некой равновесной (асимптотической) численности и плотности. В этом случае рождаемость и смертность должны быть равны, т.е., если b ≠ d, то должны действо­вать факторы, изменяющие либо рождаемость, либо смерт­ность. Факторы, регулирующие плотность популяции, де­лятся на зависимые и независимые от плотности. Зависимые изменяются с изменением плотности, а независимые остаются постоянными при ее изменении. Практически первые — это биотические, а вторые — абиотические фак­торы.

Влияние независимых от плотности факторов хорошо прослеживается на сезонных колебаниях численности планктонных водорослей. Например, в системе Манычских водохранилищ (Северное Предкавказье) диатомовые водоросли дают два «пика» численности — весной (конец апреля) и осенью (конец сентября), а в остальное время действуют (точнее, преобладают) зависимые от плотно­сти факторы — конкурентная борьба на выживание с бур­но развивающимися летом зелеными и сине-зелеными во­дорослями.

Помимо вышеописанной регуляции существует еще са­морегуляция, при которой на численности популяции ска­зывается изменение качества особей. Различают саморегу­ляцию фенотипическую и генотипическую.

Фенотипы — совокупность всех признаков и свойств ор­ганизма, сформировавшихся в процессе онтогенеза на осно­ве данного генотипа. При большой скученности образуются разные фенотипы за счет физиологических изменений в ор­ганизмах в результате стресс-реакции, вызываемой неесте­ственно большим скоплением особей: у самок грызунов про­исходит воспаление надпочечников, что сокращает рождае­мость; нехватка пищи вынуждает особей к эмиграции на но­вые участки, приводящей к большой их гибели, т.е. к сокра­щению численности.

Генотипические причины саморегуляции плотности по­пуляций связаны с наличием в ней по крайней мере двух разных генотипов, возникших в результате рекомбинации генов. При этом возникают особи, способные размножаться с более раннего возраста и более часто, и особи с поздней половозрелостью и значительно меньшей плодовитостью. Первый генотип менее устойчив к стрессу при высокой плот­ности и доминирует в период подъема пика численности, а второй — более устойчив к высокой скученности и домини­рует в период депрессии.

Примером генетических изменений являются извест­ные с незапамятных времен насекомые — саранча, у кото­рых имеются две разнокачественные группы — одиночная и стадная формы, морфологически существенно отлича­ющиеся. В благоприятные по влажности года преоблада­ют особи одиночной формы и популяция стабильна. В ре­зультате же нескольких подряд засушливых лет создают­ся условия для развития особей стадной фазы. У стадной формы вылупившиеся из яиц молодые особи {нимфы) бы­стро двигаются, лучше обеспечены водой и запасами пи­тательных веществ, быстро развиваются, обладают ярко выраженной способностью собираться в группы, где про­цесс размножения идет очень быстро и с нарастающей ско­ростью.

Образовавшиеся огромные стаи переносятся ветром на громадные расстояния. Если учесть, что за день одна саран­ча съедает столько, сколько весит сама, то нетрудно пред­ставить колоссальные размеры бедствий. Именно такие на­шествия насекомых рассматривались как одно из стихий­ных бедствий на Международном экологическом конгрессе в Йокогамме (1994).

Циклические колебания можно также объяснить са­морегуляцией. Климатические ритмы и связанные с ни­ми изменения в пищевых ресурсах заставляют популяцию вырабатывать какие-то механизмы внутренней регуляции. Так, у мышевидных грызунов Евразии и Северной Аме­рики один период колебаний, состоящий из стадии подъ­ема численности, пика, спада и депрессии, длится 3—4 го­да, иногда 5—6 лет, а у зайцев — около 10 лет.

Регуляция поддерживает численность популяции в пре­делах определенных границ, а при нарушении этих гра­ниц приводит к тому, что численность стремится вернуться в эти пределы. Это свидетельствует о важнейшей роли популяции как в генетико-эволюцион-ном смысле, так и в чисто экологическом, как элементарной единицы эволю­ционного процесса, и об исключительной важности собы­тий, протекающих на этом уровне биологической органи­зации.

Основа: Коробкин В. И., Передельский Л.В.Экология в вопросах и ответах: учеб. пособие / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. — Изд. 3-е, доп. и перераб. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 384 с.