Écologie. Potentiel biologique de l'espèce

La préservation ou la croissance de la population ne dépend pas seulement du taux de reproduction (le nombre de nouveau-nés, d'œufs pondus, de graines produites ou de spores par unité de temps). La reconstitution de la population adulte aux dépens de la progéniture n'est pas moins importante. Un taux de reproduction élevé à des taux de recrutement faibles ne peut pas augmenter de manière significative sa population.

Par exemple, les poissons pondent des milliers ou des millions d'œufs, mais seule une partie insignifiante survit et se transforme en animal adulte. Les plantes dispersent d'énormes quantités de graines.

Inversement, la taille de la population peut augmenter en augmentant les taux de recrutement à de faibles taux de reproduction. Cela s'applique aux humains (la fécondité est faible, mais la mortalité infantile est faible, donc presque tous les enfants vivent jusqu'à l'âge adulte).

Un autre facteur important conduisant à la croissance démographique est la capacité des animaux à migrer et les graines à se disperser dans de nouveaux territoires, à s'adapter à de nouveaux habitats et à les peupler, la présence de mécanismes protégés et la résistance aux conditions environnementales défavorables et aux maladies.

Potentiel biotique est une combinaison de facteurs qui contribuent à

une augmentation du nombre d'espèces.

Par conséquent : la croissance, le déclin et la constance de la population dépendent de la relation entre le potentiel biotique et la résistance environnementale.

Le principe du changement de population : elle est le résultat d'un déséquilibre entre le potentiel biotique et la résistance de son environnement.

Cet équilibre est dynamique, c'est-à-dire en continu

réglable, car les facteurs de résistance environnementale restent rarement inchangés pendant longtemps. Par exemple : en un an, la population a diminué en raison de la sécheresse, et l'année suivante, elle s'est complètement rétablie en raison des fortes pluies. De telles fluctuations se poursuivent indéfiniment. L'équilibre est un concept relatif. Parfois l'amplitude des écarts est faible, parfois importante, mais tant que la population réduite est capable de retrouver sa taille antérieure, elle existe.

Équilibre dans systèmes naturels dépend de densité de population, c'est à dire. le nombre d'individus par unité de surface. Si la densité de population augmente, la résistance de l'environnement augmente, et donc la mortalité augmente et la croissance de la population s'arrête. Et inversement, avec une diminution de la densité de population, la résistance de l'environnement s'affaiblit et l'ancien nombre se rétablit.

L'impact humain sur la nature conduit souvent à l'extinction de la population, car ne dépend pas de la densité de population. La destruction des écosystèmes, la pollution de l'environnement affectent également les populations à faible comme à forte densité.

De plus, le potentiel biotique dépend de critique

Nombres population. Si la taille de la population (cerfs, oiseaux ou poissons) tombe en dessous de cette valeur qui garantit la reproduction, le potentiel biotique tend vers zéro et l'extinction est inévitable.

L'existence peut être menacée même lorsque de nombreux membres de l'espèce sont vivants, mais vivent à la maison, c'est-à-dire. isolés les uns des autres (perroquets).

Équilibre de l'écosystème.

Homéostasie- c'est un état d'équilibre mobile-stable de l'écosystème (l'homéo est le même, la stase est un état).

L'équilibre dans les écosystèmes est maintenu processus avec rétroaction.

Considérez l'écosystème le plus simple : le lièvre lynx, qui se compose de deux niveaux trophiques.

Lorsque le nombre de lièvres est petit, chacun d'eux peut trouver suffisamment de nourriture et des abris pratiques pour lui-même et ses petits. Celles. la résistance environnementale est faible et le nombre de lièvres augmente malgré la présence d'un prédateur. L'abondance des lièvres permet aux lynx de chasser et de nourrir leurs petits plus facilement. En conséquence, le nombre de prédateurs augmente également. Cela se manifeste commentaire positif... Cependant, avec une augmentation du nombre de lièvres, la quantité de nourriture et d'abris diminue et la prédation augmente, c'est-à-dire. la résistance du milieu augmente. En conséquence, le nombre de lièvres diminue. Il devient plus difficile pour les prédateurs de chasser, ils manquent de nourriture et leur nombre diminue. Cela se manifeste retours négatifs, qui compense les écarts et ramène l'écosystème à son état d'origine

état.

De telles fluctuations se produisent périodiquement autour d'un certain niveau moyen.

Nombre de

changement brutal de l'heure de la fin

les facteurs

Les commentaires peuvent être perdus dans certaines conditions. Par exemple, un autre prédateur a commencé à chasser les lièvres ou une maladie infectieuse est survenue parmi les lièvres. Dans ce cas, il se produit une violation de l'équilibre du système, qui peut être réversible ou irréversible. Des facteurs abiotiques peuvent également jouer un rôle d'interférence. La sécheresse réduit la productivité des plantes et limite la nourriture des lièvres, ce qui affectera immédiatement le prédateur.

S'il y a des interférences dans le système "lièvre-lynx", il y aura moins de lièvres et de lynx. La stabilité du système dans son ensemble n'est pas perturbée, mais le volume des niveaux trophiques va changer. Où nouveau niveau la stabilité sera à nouveau assurée par des mécanismes Rétroaction.

Il est clair que la pression de l'ingérence ne peut être illimitée. Avec la mort massive des lièvres, l'écosystème ne peut pas compenser les écarts dus à la rétroaction négative. Puis ce système cessera d'exister.

La zone dans laquelle les mécanismes de rétroaction négative sont capables de maintenir la stabilité du système, bien que sous une forme modifiée, est appelée plateau homéostatique.

Plus les écosystèmes sont stables dans le temps et dans l'espace, plus ils sont complexes, c'est-à-dire le plus d'espèces d'organismes et de connexions alimentaires.

Écosystème humain :

80% de la nourriture produite est basée sur la consommation de 5 types (blé, riz, maïs, soja, canne à sucre).

Niche écologique.

Habitat- c'est l'endroit où vit un organisme (forêt, prairie, marais, à l'intérieur d'un autre organisme).

Niche écologique- la position spatio-temporelle de l'organisme au sein de l'écosystème (où, quand et ce qu'il mange, où il fait son nid, etc.)

À première vue, il semble que les animaux doivent rivaliser entre eux pour se nourrir et se loger. Cependant, cela arrive rarement parce que ils occupent des niches écologiques différentes. Exemple : les pics extraient les larves sous l'écorce, avec un grain de moineau. Et les gobe-mouches et les chauves-souris attraper des moucherons, mais dans temps différent- jour et nuit. La girafe mange les feuilles de la cime des arbres et ne rivalise pas avec les autres herbivores.

Chaque espèce animale a sa propre niche, ce qui minimise la concurrence avec les autres espèces. Par conséquent, dans un écosystème équilibré, la présence d'une espèce n'en menace généralement pas une autre.

L'adaptation à différentes niches est associée à l'action de la loi du facteur limitant. Lorsqu'il essaie d'utiliser des ressources en dehors de sa niche, l'animal est confronté au stress, c'est-à-dire avec une augmentation de la résistance du milieu. En d'autres termes, dans sa propre niche, sa compétitivité est grande, et à l'extérieur, elle s'affaiblit ou

disparaît complètement.

L'adaptation des animaux à certaines niches a pris des millions d'années et s'est déroulée dans chaque écosystème à sa manière. Les espèces importées d'autres écosystèmes peuvent provoquer l'extinction des espèces locales précisément en raison d'une concurrence réussie pour leurs niches.

1. Les étourneaux importés d'Europe en Amérique du Nord, en raison de leur comportement territorial agressif, ont chassé les oiseaux « bleus » locaux.

2. Les ânes sauvages ont empoisonné les écosystèmes du désert, déplaçant les mouflons d'Amérique.

4. Les agriculteurs recherchent des méthodes pour lutter contre une mauvaise herbe qui n'existait pas auparavant dans la vallée du Nil. Une plante courte avec de grandes feuilles et une racine puissante attaque les terres arables d'Egypte depuis plusieurs années. Les agronomes locaux le considèrent comme un ravageur extrêmement actif. Il s'avère que cette plante est connue en Europe sous le nom de « raifort de village ». Il a probablement été apporté par des spécialistes russes qui construisaient une usine métallurgique.

Le concept de niche écologique s'applique également aux plantes. Comme les animaux, leur compétitivité n'est élevée que sous certaines conditions.

Exemple : les platanes poussent le long des berges des rivières et dans les plaines inondables, les chênes sur les pentes. Le sycomore est adapté aux sols gorgés d'eau. Les graines de sycomore se répandent le long de la pente et cette espèce peut y pousser en l'absence de chênes. De même, lorsque les glands pénètrent dans la plaine inondable, ils meurent à cause d'un excès d'humidité et sont incapables de rivaliser avec les platanes.

Niche écologique humaine - la composition de l'air, de l'eau, des aliments, des conditions climatiques, du niveau de rayonnement électromagnétique, ultraviolet, radioactif, etc.

Parmi propriétés essentielles les populations comprennent dynamique du nombre d'individus et mécanismes de sa régulation. Tout écart significatif du nombre d'individus dans les populations par rapport à celui optimal est associé à conséquences négatives pour son existence. À cet égard, les populations ont généralement des mécanismes d'adaptation qui contribuent à la fois à une diminution du nombre, s'il dépasse significativement la valeur optimale, et à sa restauration, s'il diminue en dessous des valeurs optimales.

Chaque population est caractérisée par ce qu'on appelle potentiel biotique , qui est compris comme descendance théoriquement possible d'une paire d'individus tout en réalisant la capacité des organismes à augmenter leur nombre de façon exponentielle. Habituellement, plus le niveau d'organisation des organismes est bas, plus le potentiel biotique est élevé. Ainsi, des cellules de levure qui se reproduisent par simple division, s'il y a des conditions pour la réalisation de leur potentiel biotique, pourraient maîtriser tout l'espace terrestre en quelques heures ; le champignon de l'imperméable, apportant jusqu'à 7,5 milliards de spores, aurait maîtrisé le monde entier dans la deuxième génération. Grands organismes avec un faible potentiel de reproduction, il faudrait plusieurs décennies ou siècles pour le faire.

Cependant, le potentiel biotique n'est réalisé par les organismes que dans des cas individuels et pour de courtes périodes de temps. Par exemple, si des organismes à multiplication rapide (insectes, micro-organismes) assimilent tout substrat ou environnement où il n'y a pas de concurrents. De telles conditions sont créées notamment lors de l'assimilation des excréments de grands animaux par les insectes, lors de la reproduction d'organismes dans des environnements riches en nutriments, par exemple dans des réservoirs pollués par des substances organiques et biogènes, etc.

Dans ce cas, l'augmentation des nombres suit une courbe en forme de J. Ce type de croissance est appeléexponentiel. Un type de croissance proche de l'exponentielle est actuellement caractéristique de la population humaine.

Elle est principalement due à une forte baisse de la mortalité chez les enfance... (Fig. 1).
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Fig. 1. Courbes de croissance démographique exponentielle (A - ligne rouge) et logistique (B - ligne verte)

Pour la majorité des populations et des espèces, le taux de survie est caractérisé par une courbe du second type, qui traduit la forte mortalité des jeunes individus ou de leurs primordiums (œufs, œufs, spores, graines, etc.). Avec ce type de survie (mortalité), la taille de la population est généralement exprimée sous la forme d'une courbe en S (voir Fig. 1). Une telle courbe est appeléela logistique.

Mais même dans ce cas, les fluctuations périodiques du nombre d'individus sont importantes. De tels écarts par rapport taille moyenne ont un caractère saisonnier (comme de nombreux insectes), explosif (comme certains rongeurs - lemmings, écureuils) ou progressif (comme les grands mammifères). Le nombre dans ce cas peut différer considérablement des valeurs moyennes: pour les insectes - de 107 à 108 fois, pour les vertébrés, par exemple les rongeurs - de 105 à 106 fois.

Les périodes de changements brusques de nombre sont appelées " vagues de population "," vagues de vie "," vagues de population "... Les raisons de ces fluctuations ne sont pas entièrement comprises. Dans certains cas, ils sont connectés

avec un facteur alimentaire,
avec des phénomènes météorologiques (climatiques) (par exemple, pour les lemmings - avec la quantité de chaleur apportée par le Gulf Stream),
avec activité solaire
avec un complexe de facteurs interdépendants, ce qui est très probablement

Alors, allouer:

1. dynamique de population, indépendante de la densité (nombre), la courbe de croissance exponentielle notée ci-dessus est caractéristique.

2. la dynamique des populations, en fonction de la densité (nombre), est caractéristique courbe de croissance logistique.

En conséquence diffèrent mécanismes (facteurs) affectant la densité (nombre) d'individus.

· Le type exponentiel de la croissance démographique est principalement dû à des facteurs abiotiques ( conditions météorologiques, disponibilité de nourriture, catastrophes diverses, etc.). Ces facteurs peuvent fournir des conditions à la fois pour une croissance illimitée, quoique à court terme, des populations, et pour une diminution de leur nombre à zéro. Les groupes de ces facteurs sont généralement appelés modifier(Modification latine - changement).

· La dynamique de population dépendante de la densité - le type logistique de croissance - est fournie par des facteurs biotiques. Elles sont appelées régulateur... Ils travaillent" selon le principe de la rétroaction négative : plus le nombre est important, plus les mécanismes qui provoquent sa diminution sont déclenchés, et vice versa - à faible nombre, la force de ces mécanismes s'affaiblit et les conditions sont créées pour une réalisation plus complète du potentiel biotique. Parmi les facteurs régulateurs figure notamment la relation des organismes de type prédateur-proie. Le nombre élevé de proies crée des conditions (nourriture) pour la reproduction du prédateur. Ce dernier, à son tour, en augmentant le nombre, réduit le nombre de victimes. En conséquence, l'abondance des deux espèces est synchrone et oscillatoire. Les facteurs régulateurs, contrairement aux facteurs modificateurs, n'augmentent jamais la taille des populations à des valeurs nulles

Le contenu de l'article

ÉCOLOGIE,(du grec óikos - habitation, résidence) - une science qui étudie l'organisation et le fonctionnement des populations, des espèces, des biocénoses (communautés), des écosystèmes, des biogéocénoses et de la biosphère. En d'autres termes, c'est la science de la relation des organismes entre eux et l'environnement. Le terme « écologie » a été proposé par le zoologiste allemand E. Haeckel en 1866, mais ne s'est répandu qu'au début du 20e siècle. Le sujet même de cette science ne se distingue pas par sa nouveauté. L'étude des animaux et des plantes en milieu naturel était auparavant réalisée, selon la définition des anciens auteurs, « histoire naturelle » et « bionomie ».

Pendant de nombreuses années, l'écologie est restée une discipline scientifique purement particulière, peu connue du grand public. Cependant, depuis la fin des années 1960, les écologistes ont de plus en plus commencé à mettre en garde contre les changements défavorables de l'environnement causés par la croissance démographique rapide et le développement des technologies industrielles. L'état de l'habitat a commencé à préoccuper l'opinion publique et les organisations environnementales et gouvernementales ont commencé à se tourner vers les écologistes pour les aider à résoudre les problèmes causés par la pollution de l'eau et de l'air ou l'utilisation inconsidérée d'herbicides et de pesticides.

Le développement des sciences biologiques est allé dans deux directions principales: l'une est basée sur la taxonomie des animaux et des plantes étudiés, la seconde - sur les méthodes et approches utilisées dans ce domaine de la connaissance biologique. Le premier domaine comprend des domaines bien définis de la biologie tels que la mycologie (la science des champignons), l'entomologie (la science des insectes) ou l'ornithologie (la science des oiseaux). Il est plus difficile de séparer les disciplines biologiques distinctes liées à la deuxième direction. Par exemple, l'étude de la structure des animaux et des plantes s'effectue dans le cadre de plusieurs sciences : cytologie, histologie, anatomie. Le fonctionnement de diverses structures vivantes - des cellules et des tissus aux organes et à l'organisme entier - est le sujet de la physiologie. Cependant, l'approche traditionnelle d'un physiologiste peut progressivement se transformer et devenir une approche écologique, si l'accent principal est mis sur l'étude des réactions et du comportement de l'organisme dans son ensemble, ainsi que sur la relation entre les organismes de la même espèce ou d'espèces différentes. Il est assez caractéristique que certaines informations sur le comportement des animaux et leurs réactions aux facteurs externes (par exemple, à la lumière ou à la chaleur) soient données à la fois dans les manuels d'écologie et dans les manuels de physiologie.

La différence entre l'écologie et la physiologie dans Plan général se résume au fait que le premier cherche à étudier les animaux et les plantes dans des conditions naturelles, tandis que le second étudie les organismes à l'intérieur des murs du laboratoire. Bien entendu, la valeur des études sur le terrain sera faible si leurs résultats ne sont pas comparés aux données de laboratoire obtenues dans l'étude des réactions d'organismes isolés à certaines influences produites dans des conditions strictement contrôlées. Quant aux études physiologiques en laboratoire, elles n'ont également de sens que si leurs données sont comparées aux matériaux d'observations d'organismes dans environnement naturel... Bien que disciplines étroitement liées, la physiologie et l'écologie diffèrent néanmoins considérablement les unes des autres dans les méthodes, la terminologie et les approches générales.

L'écologie au sens le plus large, en tant qu'étude des organismes et des processus biologiques dans des conditions naturelles, englobe le domaine de plusieurs sciences indépendantes. Ainsi, les sciences écologiques incluent sans aucun doute la limnologie, qui étudie la vie dans eaux douces, et l'océanologie, qui étudie les organismes qui vivent dans les mers et les océans. En effet, l'épidémiologie, qui étudie la propagation des maladies, démontre une approche écologique des problèmes purement médicaux. Du point de vue de l'écologie, de nombreuses questions de biologie humaine et de sociologie sont parfois interprétées.

HABITAT

L'habitat peut être défini comme l'ensemble de tous les facteurs et conditions externes affectant un organisme individuel ou une communauté spécifique d'organismes. Donc c'est notion complexe implique qu'isoler facteurs individuels entouré par le corps est très difficile, et parfois impossible. En termes écologiques, chaque animal ou plante est associé à son propre habitat particulier, dont la description est avant tout un énoncé des conditions dans lesquelles cet animal ou cette plante existe. Pour des raisons de commodité, toutes les conditions peuvent être subdivisées en physiques (climatiques), chimiques et biologiques.

Climat.

L'écologiste paie Attention particulière climat, cependant, les données standard fournies par les stations météorologiques ne lui conviennent généralement pas. Après tout, pour l'écologiste, d'abord, les conditions dans lesquelles le vrai vie des animaux ou des plantes spécifiques, tels que le microclimat typique du sol forestier, du bord d'un lac ou du cœur d'une bûche en décomposition. L'écologiste doit également prendre en compte les changements climatiques dans l'espace et dans le temps. Il doit explorer de nombreux gradients climatiques dans la région. Certains d'entre eux - par exemple, selon latitude géographique ou les altitudes au-dessus du niveau de la mer sont assez évidentes. D'autres — par exemple, celles liées à la profondeur de l'étang, à la hauteur des gradins dans la forêt, ou au passage de la forêt à la prairie — doivent être spécialement étudiées. Les changements climatiques au fil du temps peuvent inclure des phénomènes tels que la dynamique cyclique de divers indicateurs au cours de la journée, des fluctuations irrégulières d'un jour à l'autre, ainsi que des cycles climatiques à long terme et des changements associés à des processus de nature géologique.

L'évaluation des conditions climatiques par un écologiste comporte trois niveaux, chacun ayant sa propre méthodologie d'étude ; c'est un climat géographique, le climat d'un habitat particulier ("éco-climat") et le climat de l'environnement immédiat de l'organisme ("microclimat"). Climat géographique collecté stations météorologiques, sert non seulement de norme à laquelle les données d'études plus spécialisées sont comparées, mais aussi de base pour analyser la distribution à grande échelle de certains organismes. Cependant, l'information elle-même sur climat géographique n'a pas de sens sans informations supplémentaires sur les conditions climatiques dans des habitats spécifiques. Par exemple, d'après le rapport de la station météorologique sur les gelées observées, il n'est pas clair où elles se trouvaient en fait - dans une zone ouverte où se trouvaient les instruments, ou dans une forêt où des animaux ou des plantes d'intérêt pour l'écologiste habitent. Parfois, la température et l'humidité diffèrent fortement, même dans les biotopes voisins. De même, la stratification des conditions physiques observées dans le sol, le plan d'eau ou la forêt est très importante. Parfois, pour comprendre le comportement de tel ou tel animal, l'écologiste a besoin de connaître les conditions de température et d'humidité sous le couvert du feuillage, à la surface du film d'eau ou dans la pulpe du fruit, au cours de la larve d'insecte.

Environnement chimique.

La composition chimique de l'environnement fait généralement l'objet d'une attention particulière de la part des chercheurs s'occupant d'organismes aquatiques. Les propriétés des substances dissoutes et leur concentration sont, bien sûr, importantes en elles-mêmes en tant que conditions qui fournissent la nutrition (principalement pour les plantes), mais elles ont également d'autres effets. Par exemple, la salinité peut affecter la gravité spécifique des organismes et la pression osmotique dans les cellules. La réaction du milieu (acide ou alcaline) ainsi que la composition et la teneur en gaz dissous sont également importantes pour les organismes. V environnement terrestre les caractéristiques chimiques du sol et l'humidité du sol ont un effet significatif sur la végétation et, à travers elle, sur les animaux.

Milieu biotique.

Les facteurs biotiques de l'environnement se manifestent à travers la relation entre les organismes qui font partie d'une même communauté. Il est possible d'étudier des plantes ou des animaux dans des "cultures pures", sans liens avec d'autres êtres vivants, uniquement en laboratoire. Dans la nature, de nombreuses espèces sont étroitement interconnectées et leurs relations les unes avec les autres en tant que composants de l'environnement peuvent être extrêmement complexes. Quant aux liens entre la communauté et le milieu inorganique, ils sont toujours bilatéraux, réciproques. Ainsi, la nature de la forêt dépend du type de sol correspondant, mais le sol d'un type ou d'un autre se forme en grande partie sous l'influence de la forêt. De même, la température, l'humidité et la lumière dans la forêt sont déterminées par la végétation, mais les conditions climatiques qui en résultent affectent à leur tour la communauté d'organismes qui y vivent.

Des facteurs limitants.

Lorsqu'ils analysent la distribution d'organismes individuels ou de communautés entières, les écologistes se tournent souvent vers ce qu'on appelle. des facteurs limitants. Une description exhaustive d'un environnement spécifique est non seulement impossible, mais également inutile, car la répartition des animaux et des plantes (à la fois par zones géographiques et par habitats individuels) peut être déterminée par un seul facteur, par exemple extrême (pour ces organismes) températures, salinité trop basse (ou trop élevée) ou manque de nourriture. Cependant, il n'est pas facile d'identifier de tels facteurs limitatifs, et les tentatives pour établir un lien direct entre la distribution des organismes et un facteur externe sont loin d'être toujours couronnées de succès. Par exemple, des expériences de laboratoire montrent que certains animaux vivant dans les eaux saumâtres et marines sont capables de tolérer de grandes variations de salinité, et leur confinement apparent à une plage étroite de valeurs de ce facteur est déterminé simplement par la présence d'aliments appropriés dans le endroits appropriés.

COMMUNAUTÉS BIOLOGIQUES

L'une des principales directions de la recherche écologique est l'étude des communautés végétales et animales, leur description, leur classification et l'analyse des interrelations des organismes qui les forment. Le terme « écosystème », également souvent utilisé par les écologistes, désigne une communauté en liaison avec les conditions de son existence, c'est-à-dire. avec des composants (physiques) inanimés de l'environnement.

Les communautés végétales ont été mieux étudiées que les communautés animales. Ceci est en partie dû au fait que c'est la nature de la végétation qui détermine en grande partie la composition des animaux vivant à certains endroits. De plus, les communautés végétales sont plus accessibles au chercheur, alors que les observations directes d'animaux ne sont pas toujours possibles, et même pour simplement estimer leur nombre, les écologistes sont contraints de recourir à des méthodes indirectes, par exemple, pour capturer à l'aide de divers appareils. Lors de la classification et de la description des communautés, la terminologie développée par les botanistes est généralement utilisée.

Classification des communautés.

Bien qu'il existe de nombreux schémas de classification des communautés, aucun d'entre eux n'est devenu généralement accepté. Le terme « biocénose » est souvent utilisé pour désigner une communauté particulière. Parfois on distingue un système hiérarchique de communautés de complexité croissante : « consortiums », « associations », « formations », etc. Le terme largement utilisé « habitat » fait référence à l'ensemble des conditions environnementales requises pour certaines espèces végétales ou animales spécifiques ou pour une communauté particulière. Évidemment, il y a une certaine hiérarchie des communautés et des habitats. Par exemple, un lac est une grande unité écologique, au sein de laquelle il est possible de distinguer des communautés d'organismes associées à la côte, aux eaux peu profondes, aux fonds profonds ou à la partie ouverte d'un plan d'eau. Dans la communauté de la zone côtière, à son tour, il est possible de distinguer des groupes d'espèces plus petits et plus spécialisés qui vivent près de la surface de l'eau, sur des plantes d'un certain type ou dans des sédiments limoneux au fond. Il existe cependant de grands doutes quant à savoir si ces communautés doivent être classées en détail et fermement assignées à certains noms.

Les noms de certaines communautés écologiques sont très largement utilisés par les biologistes. Ce sont par exemple les termes plancton, necton et benthos. Le plancton est une collection de petits organismes, principalement microscopiques, qui vivent dans la colonne d'eau et sont passivement transportés par les courants. Le necton est composé d'animaux aquatiques plus gros et plus actifs (par exemple, des poissons). Le benthos comprend les organismes qui vivent à la surface du fond ou dans l'épaisseur des sédiments du fond. Tant dans les mers que dans les lacs, les organismes planctoniques sont nombreux et divers. Ils servent de base alimentaire aux plus gros animaux et, dans l'océan, ils déterminent pratiquement l'existence de tous les autres habitants de la colonne d'eau.

Les communautés biologiques se distinguent souvent par des espèces "dominantes" ou "sous-dominantes". Cette approche est pratique d'un point de vue pratique, surtout si ça arrive sur les écosystèmes terrestres de la zone tempérée, où un type de céréale peut déterminer l'apparence de la steppe, et un type d'arbre - le type de forêt. Le concept d'espèce dominante, cependant, est mal applicable aux tropiques, ainsi qu'aux communautés d'organismes habitant l'environnement aquatique.

Succession de communautés.

Les écologistes ont traditionnellement accordé une grande attention à l'étude de la « succession », c'est-à-dire une séquence logique de changements associés au développement et au vieillissement des communautés ou au changement des communautés dans une zone particulière. La succession est plus facile à observer dans Europe de l'Ouest et Amérique du Nord où l'activité humaine est impitoyable comme processus géologique, ont radicalement changé les paysages naturels. A la place des forêts vierges détruites, il y a un changement lent et régulier d'espèces, qui conduit finalement à la restauration d'une communauté forestière « climacique » (mûre) relativement stable et peu changeante. La plupart des territoires situés autour des anciens centres de civilisation occidentale et disponibles pour la recherche environnementale sont occupés par des communautés transitoires instables qui se sont développées sur le site de communautés climaciques détruites par l'homme.

Dans les zones moins affectées par l'homme, la succession se produit également, bien que ses manifestations ne soient pas si perceptibles. On l'observe par exemple là où une rivière changeant de cours forme une nouvelle berge de sédiments, ou lorsqu'un brusque glissement de terrain libère la surface nue d'une roche du sol, ou encore à l'endroit d'une forêt où tombe un vieil arbre. La succession se manifeste clairement dans les plans d'eau douce. En particulier, beaucoup d'efforts ont été consacrés à l'étude des processus de vieillissement, ou d'eutrophisation, dans les lacs, conduisant au fait que la zone d'eau libre, se rétrécissant progressivement, cède la place à un radeau, puis à un marécage, qui se transforme finalement en un écosystème terrestre avec sa succession caractéristique de végétation. La pollution des plans d'eau et l'augmentation de l'afflux de nutriments dans ceux-ci (par exemple, lors du labour et de l'application d'engrais) accélèrent considérablement les processus d'eutrophisation.

Étudier les relations entre différents groupes d'organismes dans une communauté n'est pas une tâche facile, mais très intéressante. Le chercheur qui a adopté sa solution doit utiliser l'ensemble des connaissances biologiques, puisque tout processus du vivant vise in fine à assurer la survie, la reproduction et la dispersion des organismes dans des habitats accessibles et adaptés à leur vie. En étudiant certaines communautés, un écologiste est confronté au problème d'établir espèce leurs plantes et animaux constitutifs. Il est très difficile de décrire la composition spécifique d'une communauté, même simple, et cette circonstance entrave considérablement le développement de la recherche. Il a longtemps été noté que l'observation d'un animal n'a aucun sens si l'on ne sait pas à quelle espèce il appartient. Cependant, il est clair que l'identification de tous les organismes qui vivent dans une zone particulière est une tâche si laborieuse qu'elle peut en elle-même devenir l'œuvre d'une vie. C'est pourquoi il est jugé opportun de mener des recherches écologiques dans des régions dont la flore et la faune sont bien étudiées. Ce sont généralement des latitudes tempérées, et non des tropiques, où de nombreuses plantes et animaux (principalement divers invertébrés) n'ont pas encore été identifiés ou insuffisamment étudiés.

Chaînes alimentaires.

Parmi les différents types de relations au sein d'une communauté, une place importante est occupée par les soi-disant. chaînes alimentaires ou trophiques, c'est-à-dire ces séquences de différents types d'organismes à travers lesquels la matière et l'énergie sont transférées d'un niveau à l'autre, puisque certains organismes en mangent d'autres. Un exemple de la chaîne alimentaire la plus simple est la série "oiseaux de proie - souris - plantes". Presque chaque communauté possède un ensemble de réseaux trophiques interconnectés qui forment un seul réseau trophique.

Les plantes vertes sont l'épine dorsale de tous les réseaux trophiques et donc du réseau trophique dans son ensemble. En utilisant l'énergie du soleil, ils forment des substances organiques complexes à partir de dioxyde de carbone et d'eau. C'est pourquoi les écologistes appellent les producteurs de plantes vertes, ou autotrophes (c'est-à-dire ceux qui se nourrissent). En revanche, les consommateurs (ou hétérotrophes), qui incluent tous les animaux et certaines plantes, ne sont pas en mesure de produire eux-mêmes nutriments et, afin de reconstituer les coûts énergétiques, doit utiliser d'autres organismes pour se nourrir.

À son tour, parmi les consommateurs, il existe un groupe d'herbivores (ou « consommateurs primaires ») qui se nourrissent directement de plantes. Les herbivores peuvent être de très gros animaux, comme un éléphant ou un cerf, et de très petits, comme de nombreux insectes. Les prédateurs, ou « consommateurs secondaires », sont des animaux qui se nourrissent d'herbivores et reçoivent ainsi indirectement l'énergie stockée dans les plantes. De nombreux animaux dans certaines chaînes alimentaires agissent en tant que consommateurs primaires et, dans d'autres, en tant que consommateurs secondaires ; puisqu'ils peuvent consommer à la fois des légumes et nourriture animale, ils sont appelés omnivores. Dans certaines communautés, il y a, etc. consommateurs tertiaires (par exemple le renard), c'est-à-dire les consommateurs prédateurs mangeant d'autres prédateurs.

Les réducteurs (ou destructeurs) sont un autre maillon important de la chaîne alimentaire. Il s'agit principalement de bactéries et de champignons, ainsi que de certains animaux tels que vers de terre consommant matière organique plantes et animaux morts. À la suite de l'activité des décomposeurs, des substances inorganiques simples se forment qui, pénétrant dans l'air, le sol ou l'eau, redeviennent disponibles pour les plantes. Ainsi, les éléments chimiques et leurs divers composés sont en circulation constante, passant des organismes aux composants abiotiques de l'environnement puis de nouveau aux organismes.

Contrairement à la matière, l'énergie n'est pas sujette au recyclage, c'est-à-dire ne peut pas être utilisé deux fois : il se déplace dans un seul sens - des producteurs pour lesquels la source d'énergie est lumière du soleil, aux consommateurs et ensuite aux réducteurs. Étant donné que tous les organismes dépensent de l'énergie pour maintenir leurs processus vitaux, une quantité importante d'énergie est consommée à chaque niveau trophique (dans le maillon correspondant de la chaîne alimentaire). En conséquence, chaque niveau suivant reçoit moins d'énergie que le précédent. Ainsi, les consommateurs primaires ont moins d'énergie que les producteurs, et les consommateurs secondaires reçoivent encore moins d'énergie.

Une diminution de la quantité d'énergie disponible pendant la transition vers un niveau trophique supérieur entraîne une diminution correspondante de la biomasse (c'est-à-dire la masse totale) de tous les organismes à ce niveau. Par exemple, la biomasse des herbivores dans une communauté est bien inférieure à la biomasse des plantes vertes, et la biomasse des prédateurs, à son tour, est plusieurs fois inférieure à la biomasse des herbivores. Pour décrire de telles relations, les écologistes utilisent souvent l'image d'une pyramide, à la base de laquelle se trouvent des producteurs et au sommet - les prédateurs du dernier maillon (le plus élevé).

Notion de niche.

Un maillon individuel d'une chaîne alimentaire particulière est généralement appelé niche écologique. La même niche dans différentes parties du monde ou dans différents habitats est souvent occupée par des animaux similaires, mais non apparentés. Par exemple, il existe des niches pour les consommateurs primaires et les grands prédateurs. Ce dernier peut être représenté dans une communauté par un épaulard, dans une autre par un lion et dans une troisième par un crocodile. Si nous nous tournons vers le passé géologique, nous pouvons citer tout à fait longue liste animaux qui occupaient autrefois niche écologique grands prédateurs.

Commensalisme et symbiose.

L'attention des écologistes aux chaînes alimentaires peut donner l'impression que la lutte des espèces pour l'existence est avant tout une lutte pour la survie des prédateurs et des proies. Cependant, ce n'est pas le cas. Relations alimentaires ne se réduisent pas à la relation « prédateur - proie » : deux espèces animales d'une même communauté peuvent rivaliser pour la nourriture, et peuvent coopérer leurs efforts. La source de nourriture d'une espèce est souvent un sous-produit des activités d'une autre. La dépendance des animaux charognards vis-à-vis des prédateurs n'est qu'un exemple. Un cas moins évident est la dépendance des organismes vivant dans de petites accumulations d'eau dans les creux vis-à-vis des animaux qui fabriquent ces creux. Une telle extraction par certains organismes des bénéfices des activités d'autres est appelée commensalisme. Si le bénéfice est réciproque, ils parlent de mutualisme ou de symbiose. En fait, les espèces individuelles dans une communauté sont presque toujours dans une relation à double sens. Ainsi, la densité de la population de proies dépend de l'activité des prédateurs ; la diminution du nombre de ces dernières peut conduire à une densité de population de victimes telle qu'elles commencent à souffrir de la faim et des épidémies. Voir également e COMMENSALISME ; SYMBIOSE.

Abri.

Les relations interspécifiques dans la communauté ne se limitent pas aux problèmes alimentaires. Il est parfois très important d'avoir un abri qui protège des impacts climatiques, ainsi que de toutes sortes d'ennemis. Ainsi, les arbres d'une forêt sont importants non seulement en tant que base de la plupart des chaînes alimentaires, mais aussi en tant que cadre purement mécanique qui permet à une communauté complexe d'organismes différents de se développer. C'est sur les arbres que se tiennent les plantes telles que les vignes et les épiphytes, et de nombreux animaux vivent. De plus, les arbres offrent une certaine protection aux organismes contre les facteurs environnementaux défavorables et créent un climat spécial nécessaire à ceux qui vivent sous le couvert forestier.

ÉCOLOGIE DES ESPÈCES

Une partie importante de l'écologie est l'étude des cycles de vie différents types les animaux et les plantes ("bionomie"). Il est impossible de comprendre les caractéristiques de la structure et du fonctionnement de communautés entières sans une étude préalable des besoins et du comportement de l'espèce dominante. Une telle recherche est généralement appelée « écologie des espèces » (par opposition à « écologie communautaire »).

Pour avoir une idée des particularités de l'écologie de toute espèce d'animaux ou de plantes, il faut faire attention à comment et à quelle vitesse ces organismes se développent, comment et ce qu'ils mangent, comment ils se reproduisent, se dispersent et subissent des effets défavorables. périodes climatiques. Observations dans conditions naturelles ainsi que des expériences de laboratoire. Peut-être le plus faiblesse dans l'étude des communautés - l'impossibilité pratique d'appliquer des méthodes expérimentales à des objets aussi complexes. C'est pourquoi notre compréhension de la structure des communautés repose en grande partie sur les données obtenues lors de l'étude des populations individuelles des espèces qui composent la communauté.

Changement d'habitat.

Territoire,

celles. un morceau d'espace activement utilisé par l'animal et protégé par lui des intrusions d'autres individus joue rôle important dans la régulation des relations entre les individus de la plupart des oiseaux et mammifères étudiés. Chez certains animaux (par exemple, les fauvettes ou les mésanges charbonnières), chaque mâle domine une zone aux limites bien définies et n'y autorise pas de concurrents. Dans d'autres cas (par exemple, parmi les singes hurleurs étudiés par Carpenter au Panama), le site appartient à un groupe d'individus, parfois assez important, ce qui le protège de l'invasion d'autres groupes similaires ou d'individus individuels de la même espèce. Comme le pensent de nombreux écologistes, le facteur limitant la taille des populations est le plus souvent précisément la disponibilité d'un territoire adapté, et non directement le manque de nourriture. Du point de vue de la répartition de l'espèce, l'instinct de protection du territoire est très important, car il permet finalement aux animaux de peupler plus uniformément un certain espace et de l'utiliser plus efficacement, en maintenant une densité de population optimale.

Hibernation.

L'hibernation et l'hibernation sont également directement liées à l'écologie de l'espèce, puisque les membres d'une même communauté peuvent démontrer complètement différentes façons expériences de périodes défavorables de l'année. L'hibernation est un état physiologique particulier du corps dans lequel nombre de ses fonctions normales sont désactivées ou extrêmement ralenties, ce qui permet à l'animal pendant longtempsêtre dans un état de repos complet. Essayer de définir avec précision le concept d'hibernation conduit généralement à une formulation extrêmement lourde et peu pratique, car en fait, il existe de nombreuses façons dont les animaux peuvent survivre à une période difficile période hivernale... Par exemple, on peut difficilement parler d'une véritable hibernation hivernale des ours, car leur température corporelle ne diminue pratiquement pas pendant cette période. Un état d'engourdissement complet chez la marmotte américaine, rêve d'hiver ours, les changements saisonniers de fourrure et les changements de comportement du lièvre sont tous des exemples illustrant différentes façons de résoudre le même problème, à savoir l'adaptation aux cycles saisonniers. Une autre méthode de ce type est la migration saisonnière des animaux vers des zones au climat plus favorable.

L'étude des mécanismes de l'hibernation est principalement réalisée par des physiologistes, car cela nécessite recherche en laboratoire animal hibernant, ainsi que des expériences directes pour identifier les facteurs qui déterminent le début et la fin de la dormance hivernale. Notre compréhension de ces mécanismes est loin d'être complète - peut-être pour la raison que le problème lui-même est à la périphérie de la physiologie et de l'écologie et n'a pas été suffisamment étudié. Il existe diverses théories expliquant les mécanismes du début de l'hibernation, son déroulement et sa récupération après l'hibernation, et il est possible que les facteurs contrôlant ces processus soient différents selon les espèces. Le rôle le plus important est joué par les changements de température, les conditions nutritionnelles, la fourniture d'un animal avec des réserves de graisse, ainsi que la durée des heures de clarté. Si les animaux à sang chaud peuvent ou non hiberner, alors ceux à sang froid, par exemple les insectes dans les latitudes tempérées, doivent inévitablement être dormants en hiver, car les processus métaboliques normaux ne peuvent tout simplement pas se poursuivre avec de telles basses températures Oh.

La plupart des espèces d'insectes survivent à l'hiver au stade d'œuf. Cependant, chez de nombreux autres animaux, l'œuf est exactement à ce stade cycle de la vie, qui est le mieux adapté au retard de développement. La même chose peut être dite pour les graines et les spores des plantes. En un sens, les plantes ressemblent à des animaux à sang froid : en raison des basses températures, le métabolisme normal de ces organismes est impossible en hiver. De plus, les plantes sont très sensibles à la perte d'humidité lors de la transpiration, et l'hiver s'avère être une période de sécheresse, puisque l'eau est à l'état liquide à cette période de l'année. latitudes tempérées généralement pas disponible. Au cours de l'évolution, les plantes vivaces se sont adaptées aux changements de saisons, perdant leurs feuilles pour l'hiver et formant des bourgeons dormants bien protégés. Il est curieux que la conservation des plantes dans climat tempéré en hiver, et sous les tropiques pendant les saisons sèches et chaudes, il est assuré essentiellement par les mêmes mécanismes.

La diapause dite (arrêt temporaire du développement), observée chez les insectes et autres invertébrés, parfois sans lien visible avec l'évolution des facteurs environnementaux, a longtemps fait l'objet de recherches par les écologistes et les physiologistes. Estivation ( hibernation estivale), servant à survivre à la chaleur et à la sécheresse. L'estivation est très courante chez les insectes, en particulier ceux qui vivent sous les tropiques. Comme la diapause hivernale, la diapause estivale est le plus souvent observée au stade des œufs, bien que dans certains cas les larves et même les adultes soient adaptés à cet état.

Diffusion.

L'étude de la répartition géographique des animaux et des plantes est également incluse dans la sphère des intérêts écologiques. La zoogéographie traditionnelle diffère de l'écologie en ce qu'elle s'appuie principalement sur des données de l'histoire géologique de la Terre et accorde une attention particulière à la répartition des grands groupes taxonomiques dans les principales régions biogéographiques. Dans certains cas, cette approche est absolument nécessaire. Ainsi, sans connaître l'histoire des continents, il est impossible de comprendre pourquoi à l'heure actuelle mammifères marsupiaux trouvé seulement en Australie et en Amérique. Cependant, les limites actuelles de la distribution des espèces dépendent presque exclusivement de facteurs environnementaux... Pour établir les raisons d'une distribution particulière d'espèces individuelles ou de communautés entières, il est nécessaire d'identifier les principaux facteurs limitatifs. Par exemple, la limite nord de l'occurrence d'une certaine espèce d'insecte dans l'hémisphère nord est souvent déterminée par le fait que cette espèce possède un mécanisme lui permettant de vivre une hiver froid... Les insectes, incapables d'entrer en diapause pendant l'hiver, sont contraints d'habiter uniquement les zones où le climat leur permet de rester actifs toute l'année. La répartition géographique des plantes est principalement déterminée par les principaux zones climatiques et la nature du sol.

LES DYNAMIQUES DE POPULATION

L'expression « équilibre naturel » souvent utilisée dans la littérature écologique signifie un état d'équilibre (équilibre dynamique) caractéristique de la plupart des populations d'une communauté ; il serait complètement faux de comprendre dans ce cas l'équilibre comme un état statique. L'étude des fluctuations du nombre d'animaux est le domaine le plus important de l'écologie, influençant des domaines scientifiques et d'activités apparemment éloignés comme la génétique, Agriculture et médecine.

Les fluctuations saisonnières et cycliques (couvrant généralement plusieurs années) de l'abondance intéressent depuis longtemps les naturalistes qui ont tenté d'établir des corrélations entre les processus démographiques observés et divers facteurs climatiques. Pratiquement parlant ce problème très important : les prévisions de reproduction massive d'insectes nuisibles ou d'épidémies dépendent de sa décision. De façon tout à fait indépendante, des spécialistes étudiant les mécanismes de la sélection naturelle ont commencé à s'intéresser à la description mathématique de la distribution de nouvelles variantes génétiques d'organismes dans une population. Pour effectuer les calculs appropriés, il était nécessaire de disposer de données sur la densité réelle de la population et sur sa rapidité d'évolution. La vitesse de propagation d'une nouvelle variante génétique sera évidemment différente selon que la population en cette période... Les généticiens ont découvert que la distribution des gènes dans une population peut prendre la forme de fluctuations cycliques régulières. En général, l'étude de la dynamique du nombre d'animaux est extrêmement importante pour résoudre divers problèmes biologiques. La dynamique des populations végétales a été moins étudiée, peut-être en raison de la relative stabilité de leur répartition.

Potentiel biotique.

Lors de l'étude de la dynamique des populations, un concept aussi important que le "potentiel biotique" est largement utilisé, c'est-à-dire le taux de reproduction caractéristique d'une espèce donnée (dont la valeur est influencée par le sex-ratio, le nombre de descendants par femelle, ainsi que le nombre de générations par unité de temps). Le potentiel biotique de nombreux organismes, en particulier les plus petits, est énorme, et si rien n'empêchait la croissance de leurs populations, ils peupleraient extrêmement rapidement la Terre entière. La taille de toute population existante peut être représentée comme le rapport entre le potentiel biotique et la résistance de l'environnement, c'est-à-dire à la somme de tous les facteurs inhibant la croissance du nombre de cette espèce. Les populations réelles de plantes et d'animaux étant plus ou moins stables dans le temps, la résistance du milieu vis-à-vis des espèces à fort potentiel biotique doit être suffisamment forte.

Pression démographique.

Le potentiel biotique peut également être caractérisé comme une sorte de « pression démographique » s'opposant à l'impact constant de divers facteurs environnementaux défavorables. S'ils s'améliorent pendant un certain temps la météo, la pression du principal prédateur s'affaiblit ou d'autres changements imprévisibles se produisent qui contribuent au développement de cette population, il manifeste une croissance rapide (dont les manifestations sont des invasions de criquets ou de souris, et parfois une baisse du prix de la fourrure de certaines fourrures -animal porteur qui s'est répandu).

Cycles de population.

Le nombre de petits animaux à courte durée de vie est soumis à des changements saisonniers réguliers. Une espèce peut être massive au printemps, une autre au début de l'été et la troisième encore plus tard, et ainsi une succession saisonnière de formes dominantes se produit dans un habitat. De tels changements d'espèces sont particulièrement caractéristiques des communautés planctoniques, et pas seulement dans les mers, mais aussi dans les lacs. De plus, l'abondance de l'espèce peut varier considérablement d'une année à l'autre. Chez les grands mammifères, les changements cycliques d'abondance s'étendent sur une période plus longue et pour les évaluer, les chercheurs utilisent souvent diverses données indirectes, notamment des statistiques sur la récolte de fourrure. Par exemple, les lemmings et les renards arctiques ont des cycles de quatre ans, qui coïncident des deux côtés de l'Atlantique. De telles fluctuations des nombres sont peut-être associées aux cycles climatiques. Un certain rôle est également joué par le fait qu'avec une densité de population élevée, les maladies épidémiques surviennent plus facilement, ce qui réduit au minimum leur nombre; à l'avenir, il recommence à augmenter progressivement et le cycle se répète.

Des changements de population se produisent également au cours de périodes géologiques, certaines espèces cédant progressivement la place à d'autres. Il est impossible d'observer directement de tels processus en raison de leur énorme étendue temporelle, mais quelque chose de similaire peut être observé dans les cas où, en raison de l'activité humaine, comparable en effet aux phénomènes géologiques, certaines espèces disparaissent rapidement ou de nouvelles espèces sont introduites dans ces zones. , où ils n'étaient pas là avant. Ce fut le cas des lapins amenés en Australie, des rats et des souris européens amenés en Amérique et de nombreux parasites des plantes qui se sont propagés dans différentes parties du monde.

Paléoécologie.

Certaines formes fossiles sont si courantes qu'elles peuvent être utilisées pour reconstituer les conditions environnementales et la structure de la communauté au cours des ères géologiques passées. Les cas où les sédiments sont entièrement formés par des restes d'organismes ou contiennent des couches clairement marquées (par exemple, du pollen de plantes ou des empreintes de feuilles de plantes) sont particulièrement intéressants pour une telle reconstruction. Des recherches de ce genre, menées principalement par des botanistes, font partie de la tâche de la paléoécologie.

ASPECTS APPLIQUÉS

L'étude des maladies de l'homme, des animaux ou des plantes d'un point de vue écologique est le sujet principal de l'épidémiologie. Cette science a développé des systèmes de mesures pour limiter la propagation de maladies telles que le paludisme, la typhoïde, la peste, la fièvre jaune et la maladie du sommeil. Ces mesures comprennent généralement le contrôle des vecteurs de maladies. Comme dans le cas des ravageurs agricoles, cette lutte doit s'appuyer sur une bonne connaissance de l'écologie des organismes concernés.

Littérature:

Nebel B. Sciences de l'environnement. Comment fonctionne le monde, vol. 1-2. M., 1993

»Potentiel biotique

caractéristique de l'espèce. Le concept de potentiel biotique a été introduit en écologie en 1928 par R. Chapman. Cet indicateur reflète la descendance maximale théorique d'un couple (ou d'un individu) par unité de temps, par exemple, par an ou pour l'ensemble du cycle de vie.

Lors de son calcul, il est le plus souvent exprimé par le coefficient r et est calculé comme l'augmentation maximale possible de la population ΔN pour un intervalle de temps Δt, rapporté à un individu, avec la taille initiale de la population N0 :

L'ampleur du potentiel biotique est extrêmement différente selon les espèces. Par exemple, un chevreuil femelle est capable de produire 10 à 15 chevreaux au cours de sa vie, Trichinella spiralis peut pondre 1 800 larves, une femelle abeille- 50 000 œufs et poisson-lune - jusqu'à 3 milliards d'œufs. Si tous les embryons survivaient et que toute la progéniture survivait, la taille de toute population augmenterait de façon exponentielle à certains intervalles.

La courbe montrant une telle croissance démographique sur le graphique augmente rapidement la pente et tend vers l'infini (Fig. 122). Une telle courbe est appelée exponentiel.

Sur une échelle logarithmique, une telle dépendance de la taille de la population au temps sera représentée par une ligne droite, et le potentiel biotique r sera reflété par sa pente par rapport à l'axe horizontal, qui est d'autant plus raide que la valeur de r est grande.

Riz. 122.

Courbe de croissance réelle (1) et théorique (2) de la population de Paramécie

Dans la nature, le potentiel biotique d'une population n'est jamais pleinement réalisé. Sa valeur est généralement additionnée comme la différence entre la fécondité et la mortalité dans les populations : r = b - d, où b est le nombre de naissances, et d est le nombre d'individus tués dans la population au cours de la même période.

L'évolution générale de la taille de la population est due à quatre phénomènes : la fécondité, la mortalité, l'introduction et l'éviction d'individus (immigration et émigration).

8.5.1. Potentiel biotique

Toute population est théoriquement capable d'une croissance illimitée en nombre, si elle n'est pas limitée par des facteurs environnementaux. Dans un tel cas hypothétique, le taux de croissance de la population ne dépendra que de la valeur potentiel biotique, caractéristique de l'espèce. Le concept de potentiel biotique a été introduit en écologie en 1928 par R. Chapman. Cet indicateur reflète la descendance maximale théorique d'un couple (ou d'un individu) par unité de temps, par exemple, par an ou pour l'ensemble du cycle de vie.

Lors de son calcul, il est le plus souvent exprimé par le coefficient r et calculé comme l'augmentation maximale possible de la population N pendant une période de temps t, référé à un individu, à la taille initiale de la population N 0 :

L'ampleur du potentiel biotique est extrêmement différente selon les espèces. Par exemple, un chevreuil femelle peut produire 10 à 15 chevreaux au cours de sa vie, Trichinella spiralis peut pondre 1 800 larves, une abeille femelle peut pondre 50 000 œufs et un poisson-lune peut pondre jusqu'à 3 milliards d'œufs. Si tous les embryons survivaient et que toute la progéniture survivait, la taille de toute population augmenterait de façon exponentielle à certains intervalles.

La courbe montrant une telle croissance démographique sur le graphique augmente rapidement la pente et tend vers l'infini (Fig. 122). Une telle courbe est appelée exponentiel. Sur une échelle logarithmique, une telle dépendance de la taille de la population sur le temps sera représentée par une ligne droite, et le potentiel biotique r sera reflété par sa pente par rapport à l'axe horizontal, qui est d'autant plus forte que la valeur est élevée. r.

Riz. 122. Réel (1) et théorique (2) Courbe de croissance de la population de paramécies

Dans la nature, le potentiel biotique d'une population n'est jamais pleinement réalisé. Sa valeur est généralement additionnée comme la différence entre la fécondité et la mortalité dans les populations : r = b - d, où b- le nombre de naissances, et ré- le nombre d'individus morts dans la population pour la même période de temps.

L'évolution générale de la taille de la population est due à quatre phénomènes : la fécondité, la mortalité, l'introduction et l'éviction d'individus (immigration et émigration).

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