Популяция

Популяция — это группа особей одного вида, в течение многих поколений занимающая определенную часть ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и обособленных от других популяций этого вида неполными формами изоляции. Изучением популяций занимается демэкология.
Каждая популяция отличается от других популяций вида частотами генов и генотипов, т.е. обладает собственным генофондом. В идеальных популяциях действует закон Харди-Вайнберга: частота гомозиготных и гетерозиготных организмов в условиях свободного скрещивания при отсутствии давления отбора и других факторов остается постоянной. Этот закон описывается формулой р2+2рq+q2=1 (р2(АА) – частота встречаемости гомозиготных доминантных организмов; 2рq(Аа) – частота встречаемости гетерозиготных организмов и q2(аа) – частота встречаемости рецессивных гомозиготных организмов).

Процессы, происходящие в популяции:
1. Рождаемость и смертность – количество особей, родившихся/умерших в популяции за определенное время. Разность между рождаемостью и смертностью определяет прирост популяции. Обычно рождаемость преобладает над смертностью, и тогда говорят о положительном приросте. Если же преобладает смертность, то прирост отрицательный;
2. Иммиграция (вселение) и эмиграция (выселение) – количество особей, появившихся/ушедших в/из популяции за определенное время.
Это временные показатели. Соотношение всех этих процессов определяет численность конкретной популяции.

Характеристики популяции
1. Численность – количество особей в популяции. Она зависит от колебания смертности и рождаемости, от притока или оттока особей, от условий среды и количества ресурсов на территории.
2. Плотность населения – количество особей на единицу площади или объема. Это величина, необходимая для сравнения различных популяций, независимо от занимаемой ими территории.
3. Возрастная структура – это соотношение особей разного возраста в популяции. Существуют виды с простой возрастной структурой, когда вся популяция представлена особями одного возраста (однолетние растения, саранча). Численность популяций таких видов очень изменчива и сильно зависит от внешних условий.
В других популяциях возрастная структура сложная и представлена особями разного возраста. Такие популяции меньше подвержены резким колебаниям численности, они более устойчивые.
4. Половая структура — соотношение особей разного пола в популяции. Для раздельнополых животных теоретически она составляет 1:1 (самки и самцы). На самом деле в реальных популяциях это соотношение несколько иное, поскольку гибель особей отличается от соотношения 1:1.

Изучением возрастной и половой структуры популяций занимается демография.

Численность популяций
Рост численности. Любой вид живых организмов способен к размножению в геометрической прогрессии, следовательно, и к безграничному увеличению численности. В природе этого не происходит, т. к. ресурсы, которые использует популяция, на любой территории имеют пределы. Эти пределы называют емкостью среды для конкретных популяций.
Регуляция численности
При достижении определенной плотности в популяции включаются механизмы саморегуляции численности. В результате этого численность снижается и уменьшается вероятность перенаселения и подрыва ресурсов среды, необходимых для нормального существования.
Основными факторами регуляции являются следующие:
1. Односторонне действующие не зависят от плотности и численности популяции. В основном это абиотические факторы (температура, осадки, ветер, солнечная радиация и т. д.). Они могут обусловить значительную смертность или благоприятствовать увеличению численности. Эти факторы не столько регулируют численность, сколько отклоняют в ту или иную сторону.

2. Двусторонне действующие возникают по принципу обратной связи, когда рост численности популяции вызывает все увеличивающееся противодействие этому росту. К ним относятся биотические факторы и механизмы саморегуляции (животные приносят меньше потомства, происходит выселение части особей на другую территорию; для растений характерно самоизреживание, когда более слабые особи погибают из-за угнетения более сильными).

Пример: чем выше численность жертв, тем больше пищи для хищников, их численность также растет, следовательно, пресс их воздействия на жертв увеличивается. Через какое-то время наступает момент, когда хищников становится слишком  много, и они начинают подрывать собственную кормовую базу, т.к. жертв становится меньше, чем необходимо. В результате часть хищников погибает, и их воздействие на жертву снижается. Благодаря этому численность жертв начинает расти, и все повторяется заново.

Рассмотрим обратную ситуацию, когда происходит резкое снижение численности хищников или их уничтожение, например, человеком. Сначала это приводит к росту численности жертв, но в дальнейшем их количество резко уменьшается: при повышении плотности вспыхивают эпидемии, уменьшается количество пищевых ресурсов, что приводит к гибели большей части особей.

3. Антропогенные, т.е. деятельность человека. Она может способствовать увеличению или уменьшению численности популяции. В целях сохранения численности популяции промысловых организмов существуют различные способы ее регулирования: установка сроков и мест для охоты, определение квот на добычу, зимняя подкормка животных.