УСТОЙЧИВОСТЬ К ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ: ФАКТОРЫ И ПРИМЕРЫ - ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА - 2026

Сопротивление окружающей среды являются факторами , которые вместе ограничивают рост естественной популяции. Они могут зависеть от плотности населения, например, от конкуренции, хищничества, паразитизма или качества окружающей среды. Они также могут не зависеть от плотности, например от катастроф или погодных условий.

В отсутствие регулирующих факторов окружающей среды любая естественная популяция будет расти в соответствии со своим биотическим потенциалом в геометрической прогрессии. Однако эффекты сопротивления окружающей среды ограничивают рост населения, достигая баланса.

Хищничество Плотно-зависимый коэффициент сопротивления окружающей среде. Автор: www.flirck.com

Различные взаимодействия между факторами, оказывающими сопротивление окружающей среде при росте популяции, порождают весьма изменчивую популяционную динамику.

Популяции обычно достигают динамического равновесия, которое графически представлено в виде кривых, которые колеблются около равновесного значения.

Что такое устойчивость к окружающей среде?

Простейшая модель динамики популяции предполагает, что при оптимальных условиях окружающей среды количество особей увеличивается в соответствии с биотическим потенциалом популяции.

Другими словами, темп роста на душу населения (r) всегда один и тот же, независимо от численности населения. В соответствии с этими предпосылками рост населения будет экспоненциальным.

В природе популяции могут расти экспоненциально на начальном этапе, но они не могут поддерживать эту динамику бесконечно. Есть факторы, ограничивающие или регулирующие рост этой популяции. Сумма этих факторов известна как устойчивость к окружающей среде.

Факторы, оказывающие сопротивление окружающей среде, снижают темпы роста на душу населения по мере приближения населения к своему оптимальному размеру, более известному как вместимость.

Эта динамика порождает логистический рост, который обычно достигает динамического равновесия со стабильными периодическими колебаниями в районе грузоподъемности (K).

Факторы устойчивости к окружающей среде

-Дензо-независимый

Когда факторы, вызывающие сопротивление окружающей среде, не зависят от плотности особей, они считаются независимыми от плотности.

Некоторые факторы, не зависящие от плотности, могут периодически возникать в зависимости от времени года, например, пожары, засухи, наводнения или морозы. Они вмешиваются в регулирование численности населения.

Создаваясь на регулярной основе год за годом, они оказывают постоянное избирательное давление, которое порой порождает определенные адаптации у людей, которые позволяют им улучшать свою физическую форму и выжить год за годом, несмотря на его регулирующий эффект.

Другие случайные, не зависящие от плотности эффекты, такие как экстремальные изменения климата, извержения вулканов и другие стихийные бедствия, могут вызвать беспорядочные изменения в населении. Они не могут удерживать размер популяции на постоянном уровне или в точке равновесия.

-Денсозависимый

Если факторы, регулирующие рост популяции, зависят от плотности особей, то они называются зависимыми от плотности. Эти факторы могут быть абиотическими или биотическими.

Абиотические факторы

Факторы устойчивости окружающей среды, зависящие от абиотической плотности, - это те факторы, которые возникают, когда увеличение размера популяции меняет физико-химические условия среды обитания.

Например, высокая плотность населения может приводить к накоплению вредных отходов, которые снижают выживаемость или скорость воспроизводства людей.

Биотические факторы

Биотические факторы - это факторы, возникающие в результате взаимодействия между особями одного вида или разных видов. Например, конкуренция, хищничество и паразитизм.

Конкуренция

Конкуренция возникает, когда жизненно важные ресурсы, используемые особями одного или разных видов, ограничены. Некоторыми ограничивающими ресурсами могут быть питательные вещества, вода, территория, укрытия от хищников, особи противоположного пола, свет и другие.

По мере увеличения численности населения доступность ресурсов на душу населения снижается, тем самым снижая уровень воспроизводства людей и темпы роста населения. Этот механизм порождает динамику логистического роста.

хищничество

Хищничество - это тип взаимодействия между видами, при котором особь одного вида (хищник) охотится на особь другого вида (добычу), чтобы потреблять ее в пищу. В этом типе взаимодействия плотность каждой популяции влияет на другую.

По мере того, как жертва увеличивает размер популяции, популяция хищника увеличивается из-за доступности пищи. Но по мере увеличения плотности хищников популяция жертв уменьшается из-за увеличения давления хищников.

Этот тип взаимодействия генерирует кривые роста населения, равновесие которых является динамическим. Пропускная способность не достигается статическим размером популяции, но численность популяции постоянно колеблется вокруг этого значения.

Паразитизм

Паразитизм - это взаимодействие, при котором особь одного вида (паразит) получает выгоду от особей другого вида (хозяина), что снижает вероятность их выживания или воспроизводства. В этом смысле он также рассматривается как механизм популяционной регуляции.

Взаимодействие между паразитами и хозяевами может генерировать динамику, аналогичную динамике хищников и жертв. Однако разнообразие типов взаимодействий паразит-хозяин в природе бесконечно, следовательно, может возникнуть и более сложная динамика.

-Взаимодействия

В природе зависимые и независимые эффекты плотности взаимодействуют в регуляции популяций, создавая большое разнообразие паттернов.

Популяция может поддерживаться на уровне, близком к допустимому за счет факторов, зависящих от плотности, и в конечном итоге резко сокращаться из-за стихийной катастрофы, не зависящей от плотности.

Примеры

Бактериальный рост

Когда инокулят бактерий высевается в питательную среду, можно наблюдать кривую роста с четырьмя фазами. На этой кривой ясно виден начальный экспоненциальный рост и влияние регулирования окружающей среды.

Стационарная фаза сначала очевидна, и, наконец, наблюдается эффект сокращения численности популяции.

На первом этапе адаптации бактерии не размножаются, а вместо этого синтезируют РНК, ферменты и другие молекулы. На этом этапе роста населения не наблюдается.

Кривая роста бактерий. Автор: M • Komorniczak -talk-Иллюстрация: Michał Komorniczak Этот файл был выпущен в Creative Commons 3.0. Attribution-ShareAlike (CC BY-SA 3.0) Если вы используете на своем веб-сайте или в своей публикации мои изображения (оригинальные или измененные), вас просят сообщить мне подробности: Михал Коморничак (Польша) или Михал Коморничак (Польша). для получения дополнительной информации напишите на мой адрес электронной почты :, через Wikimedia Commons

На следующем этапе происходит деление клеток. Бактерии размножаются бинарным слиянием, одна клетка делится на две дочерние клетки.

Этот механизм генерирует экспоненциальный рост, при котором размер популяции удваивается каждый последующий период времени. Однако эта фаза не может продолжаться бесконечно, потому что количество питательных веществ в окружающей среде начинает ограничиваться.

Третья фаза кривой стационарна. Уменьшение количества питательных веществ и накопление токсинов приводит к снижению скорости роста популяции до достижения постоянного значения количества бактерий. На этом этапе скорость производства новых бактерий уравновешивается скоростью бактериальной гибели.

В финальной фазе кривой наблюдается резкое уменьшение количества бактерий. Это происходит, когда все питательные вещества в питательной среде истощаются и бактерии погибают.

Рыси и зайцы

Типичный пример регулирования популяции между популяциями хищников и жертв - это рысь и заяц. Уменьшение поголовья зайцев приводит к уменьшению численности рысей.

Меньшее количество рыси снижает напор зайцев хищниками и, в свою очередь, приводит к увеличению численности рыси.

Важно учитывать, что динамика численности зайцев также опосредована доступностью для них корма.

Динамика популяций, обусловленная регулированием среды между рысями (хищниками) и зайцами (добычей). Автор: CNX OpenStax, через Wikimedia Commons

Лемминги

Интересный случай произошел с леммингами в Гренландии. Популяция этих млекопитающих регулируется четырьмя хищными видами: совой, лисой, одним видом птиц и горностаем (Mustela erminea).

Первые три являются условно-патогенными хищниками, которые питаются леммингами только тогда, когда их много. Пока горностай питается исключительно леммингами.

Это взаимодействие между различными регуляторными факторами вызывает периодические колебания роста популяции, которые порождают четырехлетние циклы у леммингов. Эту динамику можно объяснить следующим образом.

Когда лемминги малочисленны, их охотятся только горностаи. Поскольку у него относительно низкий уровень хищничества, он быстро увеличивает размер своей популяции.

По мере увеличения популяции леммингов хищники-оппортунисты начинают чаще охотиться на них. С другой стороны, горностай также увеличивает численность своей популяции, так как становится больше пищи. Эта ситуация порождает зависящий от плотности предел численности леммингов.

Увеличение числа хищных видов и размера их популяций создает очень сильное давление хищников на леммингов, вызывая резкое уменьшение размера популяции.

Это сокращение добычи отражается в сокращении численности горностаев в следующем году из-за уменьшения количества пищи, начиная новый цикл.

Разница с биотическим потенциалом

Биотический потенциал - это максимальная способность естественного населения к росту при оптимальных условиях окружающей среды.

Например, когда пищи много, условия окружающей среды по влажности, pH и температуре благоприятны, и их особи не подвержены хищникам или болезням.

Теоретическая взаимосвязь между биотическим потенциалом, сопротивляемостью окружающей среде и емкостью. Изменено с: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

Эта популяционная характеристика определяется репродуктивной способностью особей (обычно самок), то есть тем, сколько потомства она способна произвести на протяжении всей своей жизни, что зависит от возраста первого размножения, количества особей. детей в каждом репродуктивном событии, а также частоты и количества этих событий.

Биотический потенциал популяции ограничен сопротивлением окружающей среде. Взаимодействие между обеими концепциями создает нагрузочную способность.

Ссылки

1. Авторы Википедии. Бактериальный рост. Википедия, Бесплатная энциклопедия, 2018. Доступно на es.wikipedia.org.
2. Гастинг, А. 1997. Биология популяции: концепции и модели. Springer. 244 с.
3. Турчин, П. 1995. Глава 2: Регулирование населения: старые аргументы и новый синтез. В: Капучино, Н. и Прайс П.В. Динамика населения: новые подходы и синтез. Академическая пресса. Лондон, Великобритания.
4. Тайлер Миллер-младший и Скотт Э. Спулман. 2009. Основы экологии. 5 ^для редактирования. Г. Тайлер Миллер-младший и Скотт Э. Спулман. 560 стр.
5. Авторы Википедии. (2018, 11 декабря). Биотический потенциал. В Википедии, Свободной энциклопедии. Получено 16:17, 22 декабря 2018 г., с en.wikipedia.org.