Популяциялық экология-демэкология

Популяциялар экологиясы – бір тектес дарақтардың табиғи топтамаларын, яғни популяцияларды зерттейтін экология бөлімі.

Популяция – белгілі бір жерде белгілі бір уақытта мекен ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы. Кейде популяцияны бір тұқымдас бір белгілі кеңістікті аймақта тіршілік ететін бір түрге жататын ағзалардың жиынтығы деп те түсінеді.

Тұқым қуалаушылық деректердің нуклеин қышқылдары түрінде хромосомаларда сақталатыны белгілі. Олардың молекулалары немесе гендер деп аталатын жеке бөліктері әр түрдің генетикалық ерекшеліктерін қамтамасыз етеді. Барлық гендердің жиынтығы генотипті құрайды, ал генетикалық мәліметтерді сақтайтын және келесі ұрпақтарға тұқым арқылы беріп отыратын барлық түрлер генетикалық қорды немесе популяцияның генофондын құрайды.

Әрбір популяцияда оның өзіне ғана тән өзгешеліктері болады. Бұл өзгешеліктерге олардың сол жердегі температураға, дымқылдыққа, топырақ табиғаты мен өсімдігіне, тамақтық ресурстарға сәйкес келетін сандық мөлшері мен сол өмір сүретін ортасындағы тығызыдығы жатады.

Популяцияның сандық мөлшері деп осы түрдің сандық көлемін айтады. Популяцияның сандық мөлшері қоршаған өмір сүру ортасындағы әр түрлі факторларға байланысты өзгеріп отырады. Популяция тығыздығы деп өмір сүру ортасының бірлік көлеміндегі түрлер санын айтады.

Туу және өлу. Популяциялар көлемі көрші популяциялардан иммиграциялану нәтижесінде немесе дарақтардың көбею есебінен өсуі мүмкін. Көбеюдің көрсеткіштерінің бірі ұрықтылық болып табылады, ол бір аналық дарақтың ұрпақтарының санымен өлшенеді. Ұрықтылықты зерттелетін ағзаның ерекшеліктеріне және зерттеу мақсатына байланысты түрлі тәсілдермен көрсетуге болады. Сүт қоректілер туралы сөз еткенде туу термині қолданылады, оны бір аналықтың жыл ішінде туған ұрпақтарының саны ретінде анықтайды. Адамда әдетте тууды жыл ішіндегі тууларды 1000 адамға шаққандағы санмен көрсетеді. Әлеуметтанушылар қоғамдағы туудың жоғары сатысынан төменгісіне көшуде туындаған мәдени өзгерістерді демографиялық өткел деп атайды.

Популяция мөлшері эмиграциялану немесу өлу нәтижесінде кемуі мүмкін. Өлу- популяцияда бір жыл ішіндегі орташа саны (процетпен немесе мың дараққа шаққанда). Дамыған елдерде медициналық жағдайлардың жақсы жасалуына байланысты адам өлімі төмен болып келеді.

Популяцияның өлу динамикасын жасына қарай өмірсүру қисық сызығынан көруге болады. Бұл қисық сызықтың үш типі бар: өлудің негізгі факторы қартаю (суретте бұл қисық сызық А-әрпімен берілген), популяцияда ерте өлудің пайда болуы Б-әрпімен берілген, сонымен қатар ағзалар арасындағы үнемі өлімнің болуы В-әрпімен көрсетілген.

Оқшауланған популяцияда тулудан гөрі өлім көп болады, онда популяция өседі. Популяцияның өсу қисығы-экспонент болып табылады. Қоршаған ортада ертеме,кешпе қорек заттардың саны азайып, популяция сисық сызығы S-пішінге енеді. Популяцияның өсуін бірінші фазада дифференциальды теңдеумен көрсетуге болады

dN/dt=(b-d)N=rN

N (t) –уақытқа байланысты дарақтардың саны, b – туу, d – өлу, а r = b – d – популяцияның туғандағы өсу жылдамдығы. Дифференциальды теңдеуді S-пішінмен көрсетуге болады:

dN/dt=rN(K-N)K

K – тұрақты популяцияның мөлшері

Түрдің тығыздығына қарамай көбею r-стратегия деп аталады.

Түрдің тығыздығына қарамай көбею r-стратегия деп аталады.

Популяция саны қоршаған ортадағы жыртқыштардың санының артуымен қоректің жетіспеуінен.

Популяциядағы туудың санының артуы ауа-райы жағдайның әсерінен болуы мүмкін.

Егер дарақтардың көп түрі бір бағытта орын ауыстырса, онда ол миграция деп аталады. Егер ағзалар бір трофтық деңгейде болса, олардың арасында түрішілік бәсекелестік пайда болады.

Популяция әртүрлі трофикалық деңгейде өмірсүру барысында жыртқыш-жемтікпен байланысқа түсуі мүмкін. Жыртқыштың популяция санының циклі, жемтіктің популяция санының циклінее қарағанда ауытқиды.Бұл жемтіктің санының кеміп, жыртқыштың популяция санының кемуіне әкеп соғады.

Әрбір популяцияның өзіндік құрылымы бар: жастық, жыныстық және кеңістіктік. Популяцияларды зерттеудің маңызы зор, себебі бұл нәтижелер практикалық қолданыс табуы мүмкін, мысалы, зиянкестерді зерттегенде, табиғатты қорғау мәселелерін шешкенде және т.б. жағдайларда.

Популяцияны зерттегенде олардың сол уақыттағы санына ғана емес, ең алдымен олардың орта факторларына байланысты өсуіне, сүйемелденуі мен кемуіне мән беріледі. Популяциялық экологияның бұл тарауы популяция динамикасы деп аталады.

Популяцияның жыныстық, жастық, территориялық және т.б. түрлері бар. Егер популяция ішінде әр жастағы түрлердің сандары бірдей болса, онды бұл популяцияның өмірсүрушілік қасиеті жоғары болады. Бұндай популяцияны қалыпты популяция деп атайды. Егер популяция ішінде түрдің кәрі жастары көп болса, онда бұл популяцияны регрессивті немесе өліп бара жатқан популяция деп атайды. Бұл жағдайдың себебін табу үшін және олардың әсерін азайту үшін шұғыл түрде шара қолдану керек. Жас дарақтардың саны көп популяциялар инвазиондық немесе өніп жатқан популяция деп атайды.

Әр түрлі түрлердің саны белгілі бір уақытта қалайша өзгеретіндігі туралы мәліметтер, энергия мен биомассалардың ағынын зерттегенде қолданылып, экожүйелер теориясының жасалуына жәрдемдеседі.

Егер фитопланктон динамикасы бойынша жүргізілетін бірқатар ұзақ зерттеулерді есепке алмасақ, популяция динамикасы бойынша жұмыстардың басым бөлігі жануарларда және микроағзаларда жүргізіледі. Өсімдіктер популяциясының динамикасы жануарлар популяциясының динамикасына қатты әсер етеді. Сондықтан мысалы, адам популяциясын (демография) зерттегенде әдетте негізін өсімдіктер құрайтын азық-түлік ресурстарын да санатқа алады.

Популяцияның өсуінің бастапқы фазасы біткен соң популяциялардың көлемі ұрпақтан ұрпаққа ауытқуларын жалғастыра береді. Оған климаттық жағдайлардың өзгеруі (мысалы, температураның) тәрізді қоректік ресурстар да, дұшпандары да және т.б. айтарлықтай ықпал тигізуі мүмкін.

Кейде ауытқулар жиі болады, оларды циклдер деп атауға болады. Оларды зерттеу қиын, ол үшін өте ұзақ уақыт қажет, өйткені жабайы ағзалар туралы мәліметтерді көбіне бірнеше жылдар бойы жинауға тура келеді. Бірқатар жағдайларда мәліметтер алу үшін тіршілік циклы қысқа зертханалық ағзалар, мысалы, дрозофилдер, егеуқұйрықтар не кенелер пайдаланылған. Олардың популяция үлгі ретінде зерттелді, өйткені зертханалық жағдайды даладағы егістікке қарағанда қатаң бақылауға алуға болады.

Популяцияның көлемі ұрықтанудың немесе өлім-жітімнің өзгерінің, ал кейде екеуінің де нәтижесінде тұрақсыз болуы мүмкін. Популяциялардың көлемдерін және олардың өзгерістерін зерттегенде әдетте негізгі факторды, яғни ұрпақтар ауысқанда өтетін байқалған өзгерістердің басым бөлігі үшін жауапты факторды табуға тырысады.

Зерттелген жағдайлардың көпшілігінде бұл өлім-жітімге ықпал етуші фактор болып табылады.

Популяциялар көлемінің ауытқуы таза кездейсоқ сипатта болады деп күтуге болса да ақиқатында популяция көлемін кейбір шектеулерде ұстайтын бірқатар факторлар бар. Бұлар өлім-жітімнің көбеюіне немесе ұрықтанудың кемуіне ықпал ету арқылы санды азайтатын факторлар. Олар популяцияның тығыздығы артқанда аса күшті әрекет етеді, яғни бұл тығыздыққа байланысты болатын факторлар. Кейде мұндай факторларға қоректің жетіспеуі немесе жауларының көбеюі де жатады. Олардың өлімге тікелей ықпал ететіндігі айқын. Ұрықтануға ықпал ететін, жақсы зертелген реттеуші екі механизмге ағзалардың тығыз қоныстануының физикалық салдары және аймақтық әрекеттері жатады.

Санды реттеудегі кеңістіктің үлкен роль атқаратын тағы бір формасы – бұл артық мекендеу әрекеттілігі. Егеуқұйрықтармен жүргізілген зертханалық тәжірибелер көрсеткендей, популяцияның артық мекендеуі белгілі бір мөлшерге жеткенде, тіпті қоректің жетіспеушілігі болмаса да, жануарлардың ұрықтануы кемиді. Жыныстық мінез-құлықтарға әсер ететін түрлі гормондық өзгерістер жүреді: шағылысуға қабілетсіздік, ұрықсыздық, түсіктер, ата-аналарының өз ұрпақтарын жеп қоюы жиі кездеседі. Ата-аналарының ұрпақтарына қамқорлығы кемиді де, төлдері ұяны тым жас кезінде тастап шығады, бұл олардың тірі қалу мүмкіншіліктерін төмендетеді. Жануарлардың агрессивтілігі өседі. Мұндай өзгерістер бірқатар сүтқоректілерге тән және ол зертханадан тыс, табиғи жағдайларда өте алады.

Модуль бойынша тәжірибелік жұмыс

1.Табиғатты қорғау және тиімді пайдаланудың экономикалық стимулы

2.Урбанизация және оның табиғи қорларға әсері

3.Қорықты территорияларда табиғатты қорғаудың бір түрі

4.Қызыл кітап: мақсаты-міндеттері