Процесс старения в популяциях

Наталья 04 Апреля в 0:00 177 0


Процесс старения в популяциях
Продолжительность жизни животных в природных условиях, как правило, не достигает физиологически допустимого для вида предела.

Предельный возраст контролируется условиями жизни в сообществе.

Различают понятия физиологической продолжительности жизни (ПЖ) и экологической ПЖ (Odum, 1975).

Первая теоретически реализуется при отсутствии элиминирующих факторов и при минимальной смертности.

Такие условия возможны только у домашних животных, в зоопарках, вивариях. В природе как индивидуальная, так и возрастная элиминация имеют избирательный характер. При высокой смертности неполовозрелых животных отбор идет на удлинение репродуктивного периода и продолжительности жизни, при повышенной смертности взрослых животных — на сокращение сроков репродуктивного периода и ПЖ (Шмальгаузен, 1939).

Экологическая продолжительность жизни

Экологическая продолжительность жизни отдельных животных или групп одного вида связана с экологическими условиями в популяциях. В настоящее время популяция определена как «элементарная форма существования вида, обладающая сложной структурой и способностью адекватно реагировать на изменения внешних условий, т. е. как саморегулирующаяся система надорганизменного уровня интеграции жизни» (Наумов, 1977, с. 4).

Существование вида обеспечивается не отдельными индивидуумами, а группами совместно обитающих особей, объединенных в единую функциональную систему. Возрастная структура является одним из важных признаков состояния популяции.

В первую очередь ее характеризуют по числу возрастных групп и их количественному соотношению. Более глубокий анализ учитывает сезонные различия в возрастном составе и скорость его обновления в разные периоды жизни популяции и в разных условиях среды.

Важное значение для характеристики возрастной структуры имеют особенности развития приспособительных реакций у животных разных возрастных групп, различия в резистентности их к изменяющимся факторам среды, физиологические особенности животных.

Сложность возрастной структуры популяции во многом определяется продолжительностью жизни и плодовитостью вида. Теоретически доказано, что в любой популяции при изменении возрастного соотношения в результате действия какого-либо фактора на одну или несколько возрастных групп всегда имеется тенденция к восстановлению типичной для нее стабильности. Принято структуру популяции представлять в виде пирамиды возрастов. В ней величина каждой ступени соответствует числу или проценту одной возрастной группы.

Основание такой пирамиды составляют младшие возрастные группы. Сокращение животных старших возрастов к вершине закономерно отражает уменьшение шансов их на сохранение в популяции и интенсивность пополнения ее молодыми животными.

В природных условиях возрастная структура у большинства видов довольно широко изменяется. Заметная перестройка соотношения возрастных групп отмечена в разные сезоны года, на разных фазах популяционного цикла, разной промысловой нагрузке и пр. Так, подробно изучены изменения возрастной структуры по годам в популяции песца Ямала.

В отдельные годы отмечены сдвиги структуры в направлении «омоложения» популяции (60—80% молодых зверьков) либо ее «старения» (от 1.5 до 20% молодых, по данным Смирнова, цит. по: Шварц, 1969). Существенны и изменения возрастного состава европейского бобра, менее промышленного и дольше живущего вида. В естественных условиях бобры живут до 25 лет. Изменения возрастной структуры популяции связаны с интенсивностью размножения и смертности.

Превышение количества взрослых животных свыше 50%, по данным Дьякова (1975), указывает на старение популяции, а резко увеличенный процент молодняка — ее омоложение. Даже в оптимальных условиях или близких к ним отбор отсекает животных до появления у них возрастного падения воспроизводительной способности и старости.

Между тем именно в оптимальных условиях и при оптимальной структуре популяции у животных с длительным циклом жизни отмечаются самая высокая ПЖ, повышенная жизнеспособность и меньший размер помета.

У лисицы обыкновенной в этих условиях преобладают 5—7-летние животные. У медведей, выдры и росомахи чаще встречаются старшие возраста (Вшивцев, 1976). К сожалению, степень развития процессов старения у диких животных, как правило, не определяется. Поэтому связывать снижение их плодовитости в это время с возрастом не имеет законных оснований.


Выживаемость и смертность долгоживущих видов

Выживаемость и смертность долгоживущих видов в природе часто определяются в критические периоды, связанные с холодным сезоном года, обеспеченностью кормом и пр. Способность пережить эти периоды зависит от физиологических возможностей к адаптивным изменениям: сезонной перестройке обменных процессов, развитию теплозащитных реакций, накоплению энергетических резервов.

У короткоживущих видов-эфемеров продолжительность жизни в естественных условиях обычно ограничивается несколькими месяцами — годом. Возрастной состав популяций видов-эфемеров претерпевает существенные изменения в течение года. Ранней весной популяция представлена перезимовавшими зверьками, которые приступают к размножению и дают несколько пометов в течение лета и начала осени.

Сроки начала размножения, его затухания и полного прекращения определяются состоянием популяции (численностью, структурой и пр.), метеорологическими, кормовыми и защитными условиями. В обычные годы перезимовавшие зверьки дают 3—5 пометов и к концу лета—началу осени прекращают размножение. К появлению снежного покрова они полностью исчезают из популяции.

Первые пометы от перезимовавших животных — весенние и раннелетние — в возрасте 1.5—2 мес, а при ювенильном размножении и раньше, дают потомство, способное в оптимальных условиях приступить к размножению в этом же году. Осенью вымирают и животные первых весенне-летних пометов. Состав осенней и зимующей популяций представлен животными, родившимися во второй половине лета и начала осени.

Размножение в популяции прекращается до следующего весеннего сезона. Таким образом, зимой возрастной состав популяции относительно однороден. Усложнение структуры начинается с появлением половой зрелости у сеголеток первого помета и особенно выраженно — к концу репродуктивного цикла популяции.

Особый интерес представляют биологические различия между отдельными генерациями — животными, родившимися в разные сроки репродуктивного цикла. Они формируются под влиянием характерных условий для роста и развития.

Первые генерации, появившиеся весной и начале лета, и последние — в конце лета и осенью, обладают рядом специфических биологических особенностей. Их принято рассматривать как сезонные генерации (Шварц и др., 1957). ПЖ осенних генераций в 1.5—2 раза превышает сроки выживания весенних. У разных видов конкретное выражение пределов жизни сезонных генераций может варьировать в общем в относительно небольших пределах (табл. 3).

Таблица 3. Продолжительность жизни сезонных генераций грызунов в природных условиях (Шварц и др., 1964)
Продолжительность жизни сезонных генераций грызунов в природных условиях (Шварц и др., 1964)

В большой степени на ПЖ грызунов оказывают популяционные механизмы и биотопические условия. На хорошо защищенных территориях при обилии кормов и отсутствии резких погодных колебаний, например в широколиственных лесах Эстонии, рыжие полевки переживают вторую зиму (Паавер, 1954).

С  другой стороны, неблагоприятные погодные условия, например исключительно высокие температуры в середине лета, могут приостанавливать размножение, и пережившие засуху животные завершают жизненный цикл в конце следующего лета или осенью. Подобная ситуация была отмечена у рыжих полевок на Южном Урале. Перезимовавшие животные (необычных генераций — начала лета) интенсивно размножались до октября и прожили 14—15 мес, при обычной средней продолжительности жизни — 8—9 мес (Оленев, Гуляева, 1977а, 1977б).

ПЖ у грызунов изменяется и в зависимости от фазы популяционного цикла. В годы нарастания численности популяции и повышения плотности поселений средняя продолжительность жизни рыжих полевок и лесных мышей выше, чем в годы пика численности (Bobek, 1969, 1971).

Н.И. Аринчин, И.А. Аршавский, Г.Д. Бердышев, Н.С. Верхратский, В.М. Дильман, А.И. Зотин, Н.Б. Маньковский, В.Н. Никитин, Б.В. Пугач, В.В. Фролькис, Д.Ф. Чеботарев, Н.М. Эмануэль
Похожие статьи
показать еще
Prev Next