Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Демографический анализ в локально-популяционном и сравнительно-видовом аспектах

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Заключение Диссертация по теме "Экология", Полищук, Леонард Владимирович

ВЫВОДЫ

1. В силу центральной роли, которую демографические характеристики играют в определении динамики и среднего уровня численности организмов, демографический анализ является важным инструментом для объяснения и прогноза обилия вида. В локально-популяционном аспекте, вследствие высокой изменчивости численности и определяющих ее демографических характеристик, на первый план выходит задача выявления факторов динамики численности. При этом хотя сами демографические характеристики испытывают резкие подъемы и спады, а интенсивность действия любого фактора внешней среды, будь то недостаток пищи или пресс хищников, не остается постоянной, приемы и методы изучения динамики численности могут быть достаточно универсальными, пригодными для анализа широкого класса ситуаций. В сравнительновидовом аспекте на первый план выходит задача прогноза средней численности (плотности населения) вида и его уязвимости к воздействию факторов, ведущих к сокращению численности и, в конечном счете, к вымиранию. Эти разные задачи рассматриваются в нашей работе на двух разных объектах - мелких ветвистоусых ракообразных, наиболее удобных для изучения динамики численности, и млекопитающих, демографические характеристики которых на видовом уровне достаточно хорошо изучены.

2. Хотя изменчивость большинства популяционных характеристик не подлежит сомнению, до недавнего времени этого нельзя было сказать о скорости роста особей. Общий метод изучения роста, предлагаемый в нашей работе, - построение статических и когортных кривых роста. С использованием этого метода показано, что в течение одного сезона скорость роста и продолжительность развития молоди ветвистоусого рачка Daphnia galeata изменялись в три раза. Размах колебаний удельной скорости весового роста молодых особей превышал межвидовой диапазон изменчивости средних значений этого показателя в пределах всего рода Daphnia, причем в основном за счет зарегистрированных низких значений скорости роста молоди.

3. Общий метод изучения динамики рождаемости планктонных животных, предлагаемый в нашей работе, - анализ вкладов. С использованием этого метода показано, что между факторами внешней среды, действующими на популяцию, и вкладами изменения доли взрослых особей и плодовитости в динамику рождаемости экспериментальных популяций Daphnia galeata имеется определенное соответствие: при сильной избирательной элиминации взрослых дафний (связанной в природе с воздействием позвоночных хищников - рыб) и высоком уровне пищевой обеспеченности доля взрослых является ведущим фактором динамики рождаемости - отношение вклада доли взрослых к вкладу плодовитости составляет примерно 3. Напротив, при слабом прессе хищников и низком уровне пищевой обеспеченности вклады доли взрослых и плодовитости примерно равны (отношение вкладов около 1). В ситуации промежуточного уровня пищевой обеспеченности и избирательной элиминации молоди (связанной в природе с воздействием беспозвоночных хищников) отношение вкладов оказывается промежуточным - около 2. Можно полагать, что соотношение вкладов демографических характеристик в динамику рождаемости позволяет судить о том, какой фактор — пресс хищников или недостаток пищи — играет ведущую роль в динамике данной популяции на определенном отрезке времени в природе.

4. В сравнительно-видовом аспекте прогноз средней численности обычно строится на основе массы тела, однако соответствующая зависимость, известная под названием правила энергетической эквивалентности, не имеет демографического обоснования. Показано, что она может быть следствием обратно пропорциональной зависимости (трейдоффа) между числом потомков за время жизни и относительной массой новорожденной особи. Для проверки того, имеет ли место последняя зависимость, обобщен материал по демографии и массе тела млекопитающих России и сопредельных регионов (90 видов). Показано, что число потомков за время жизни приблизительно обратно пропорционально относительной массе новорожденной особи. Это свидетельствует' в пользу предлагаемого объяснения правила энергетической эквивалентности.

5. Эта же совокупность данных по демографии и массе тела млекопитающих использована для построения функции уязвимости - зависимости между вероятностью оказаться под угрозой вымирания и тем или иным показателем скорости размножения вида. Из пяти изученных признаков наиболее тесно связаны с вероятностью оказаться под угрозой вымирания годовая плодовитость, размер помета и масса тела (в порядке убывания тесноты связи). Функции уязвимости построены также на материале млекопитающих Бразилии (71 вид), причем наиболее тесную связь с вероятностью оказаться под угрозой вымирания демонстрируют те же признаки в той же последовательности. Более того, функции уязвимости, построенные на основе годовой плодовитости, размера помета и массы тела, для обеих региональных фаун очень близки. Показано, что как для млекопитающих России и сопредельных регионов, так и для млекопитающих Бразилии при уменьшении размера помета на единицу шансы оказаться под угрозой вымирания увеличиваются одинаково - примерно в 2.5 раза.

6. Уязвимость вида является нелинейной убывающей функцией годовой плодовитости, приближающейся к нулю при высоких значениях плодовитости. Это позволяет найти величину пороговой годовой плодовитости, при которой вероятность оказаться под угрозой вымирания становится крайне малой. Если принять в качестве такой малой величины 0.01, то пороговая плодовитость составляет 2.9 дочерей в год. Виды, чья годовая плодовитость меньше этой величины, заслуживают особого внимания экологов и специалистов в области охраны природы, причем чем меньше плодовитость, тем более уязвимым является вид и тем больше он нуждается в защите.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Полищук Л.В. Определение скорости рождаемости и смертности в природных популяциях планктонных организмов//Журн. общ. биол. 1978. Т. 39. № 2. С. 189-193.

2. Макрушин А.В., Полищук Л.В. О механизме снижения плодовитости при ухудшении условий питания у Moina macrocopa (Cladocera, Crustacea) // Зоол. журн. 1979. Т. 58. № 10. С. 1587-1589.

3. Полищук Л.В. Сравнительная оценка различных методов определения рождаемости и смертности планктонных животных // Журн. общ. биол. 1980. Т. 41. № 1. С. 125-137.

4. Полищук Л.В., Романовский Ю.Э. Теоретический подход к расчету продукции водных животных //Журн. общ. биол. 1980. Т. 41. № 5. С. 645-654.

5. Гиляров A.M., Матвеев В.Ф., Полищук Л.В. Взаимосвязь динамики численности и размерной структуры популяции Diaphanosoma brachyurum (Crustacea, Cladocera) // Зоол. журн. 1981. Т. 60. №10. С. 1461-1471.

6. Романовский Ю.Э., Полищук Л.В. Связь параметров динамики численности с продукционными характеристиками популяций мелких водных организмов // Основы изучения пресноводных экосистем. Л.: ЗИН АН СССР, 1981. С. 58-65.

7. Полищук Л.В., Романовский Ю.Э. Теоретический подход к оценке продукции водных животных расчетным методом // IV съезд Всесоюзного гидробиологического общества. Тезисы докладов. 3 часть. Киев: Науковадумка, 1981. С. 145-147.

8. Polishchuk L.V., Ghilarov А.М. Comparison of two approaches used to calculate zooplankton mortality//Limnol. Oceanogr. 1981. V.26.No. 6. P. 1162-1168.

9. Полищук Л.В. «Отрицательная смертность» планктонных животных и отбор проб // Журн. общ. биол. 1982. Т. 43. № 3. С. 411-418.

10. Romanovsky Yu. Е., Polishchuk L.V. A theoretical approach to calculation of secondary production at the population level // Int. Revue ges. Hydrobiol. 1982. V. 67. No. 3. P. 341-359.

11. Полищук Л.В. Соотношение между удельной продукцией и удельной рождаемостью -новый показатель состояния популяции // Лимнология горных водоемов. Ереван: Изд-во АН АрмССР, 1984. С. 247-248.

12. Полищук Л.В. Методы оценки продукции водных животных // Продукция популяций и сообществ водных организмов и методы ее изучения. Свердловск: Уральский научный центр, 1985. С. 101-110.

13. Полищук Л.В. Динамические характеристики популяций планктонных животных. М.: Наука, 1986. 128 с.

14. Полищук JI.B., Сахарова М.И. Скорость роста и плодовитость Daphnia galeata в Можайском водохранилище // I съезд гидробиологов Молдавии. Тезисы докладов. Кишинев: Штиинца, 1986. С. 116-117.

15. Полищук Л.В., Сахарова М.И. Относительное значение разных факторов в динамике рождаемости планктонных животных // Докл. АН СССР. 1987. Т. 296. № 1. С. 253-256.

16. Полищук Л.В., Сахарова М.И. Опыт изучения динамики скорости роста планктонных животных (на примере Daphnia galeata из Можайского водохранилища). 1. Факт динамики // Зоол. журн. 1988. Т. 67. № 12. С. 1812-1821.

17. Смуров А.В., Полищук Л.В. Количественные методы оценки основных популяционных показателей: статический и динамический аспекты. М.: Изд-во МГУ, 1989.208 с.

18. Сахарова М.И., Полищук Л.В. Опыт изучения динамики скорости роста планктонных животных (на примере Daphnia galeata из Можайского водохранилища). 2. Когортные кривые роста // Зоол. журн. 1989. Т. 68. № 2. С. 178-187.

19. Polishchuk L.V. Seasonal dynamics of Daphnia's individual growth rate and its regulation in nature II Ecology and Taxonomy of Cladocera (Tatranska Lomnica, Czechoslovakia, 13-20 September 1989). Abstracts. 1989. P. 16.

20. Полищук Л.В. Включение продукции в сферу популяционного анализа: новый метод оценки смертности молодых и взрослых особей, основанный на величине продукции популяции // Гидробиол. журн. 1990. Т. 26. № 4. С. 3-15.

21. Polishchuk L.V. A comment on "The theory of secondary production calculations for continuously reproducing populations" (Kimmerer) // Limnol. Oceanogr. 1990. V. 35. No. 7. P. 1645-1651.

22. Куликов A.C., Шкуте A.O., Полищук Л.В. Питание молоди Leptodora kindti (Focke) (Crustacea, Cladocera) // Экология.1991. № 3. С. 81-85.

23. Полищук Л.В. Популяционный анализ и продукционная гидробиология // Труды IV Поволжской конференции «Проблемы охраны вод и рыбных ресурсов». Т. 1. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1991. С. 44-55.

24. Полищук Л.В. Заметки о современном состоянии популяционного анализа, или достаточно ли динамична наука о динамике численности? (По материалам книги Б. Мэнли «Популяции, структурированные по стадиям: отбор проб, анализ, моделирование) // Журн. общ. биол. 1992. Т. 53. 1. С. 129-135.

25. Полищук Л.В. Современное состояние продукционной гидробиологии: комментарий к книге А.Ф. Алимова «Введение в продукционную гидробиологию» (Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 152 с.)//Журн. общ. биол. 1992. Т. 53. № 6. С. 864-873.

26. Polishchuk L.V. Population analysis and production approach: Two trends in aquatic ecology // Russian J. Aquat. Ecol. 1992. V. l.No. l.P. 3-8.

27. Polishchuk L.V. The present state of production hydrobiology (book review) // Russian J. Aquat. Ecol. 1992. V. 1. No. 2. P. 159-164.

28. Polishchuk L.V. Cladoceran birth rate dynamics: Population characteristic analysis in pursuit of the environmental governing factors // 25th SIL International Congress (Barcelona, 21-27 August 1992). Abstracts. 1992. Abstract No. 486.

29. Polishchuk L.V. Can invertebrate predators govern birth rate in Daphnia? // 3rd International Symposium on Cladocera (Bergen, Norway, 9-16 August 1993). Abstracts. 1993. P. 20.

30. Polishchuk L.V. Cladoceran birth rate dynamics: Does population characteristic analysis reflect environmental control? //Verh. Intemat. Verein. Limnol. 1994. V. 25. Pt. 4. P. 2369-2371.

31. Polishchuk L.V. Energetic orbiomass equivalence rule?//Trends Ecol. Evol. 1994. V. 9. No. 7. P. 264.

32. Mnatsakanova E.A., Polishchuk L.V. The negative death rate: Methodological artefact or evidence of recruitment from the resting eggs? // Diapause in Crustacea (St.-Petersburg, Russia, 12-17 September 1994). Abstracts. 1994. P. 23.

33. Полищук JI.В. Избирательная элиминация и положительный эффект планктонных хищников на рождаемость жертв // Докл. Академии наук. 1995. Т. 340. № 3. С. 437-439.

34. Polishchuk L.V. Direct positive effect of invertebrate predators on birth rate in Daphnia studied with a new method of birth rate analysis // Limnol. Oceanogr. 1995. V. 40. No. 3. P. 483-489.

35. Mnatsakanova E.A., Polishchuk L.V. Role of parthenogenetic natality and emergence from diapausing eggs in the dynamics of some rotifer populations H Hydrobiologia. 1996. V. 320. P. 169-178.

36. Polishchuk L.V., Alekseev V.R. Effect of growing planktivorous age-0 fish on seasonal birth rate dynamics of Daphnia И Trophic Interactions of Age-0 Fish and Zooplankton in Temperate Waters (Dresden, Germany, 5-8 February 1996). Abstracts. 1996. P. 27.

37. Polishchuk L.V., Sakharova M.I., Voronov D.A. The Edmondson-Paloheimo model as a tool for birth rate analysis // Current and Emerging Issues in Aquatic Science (Santa Fe, New Mexico, USA, 10-14 February 1997). Program and Abstracts. 1997. P. 271.

38. Polishchuk L.V., Vijverberg J., Voronov D.A. Disentangling the effect of predation from the effect of competition on population dynamics in herbivorous zooplankton // Plankton Populations Dynamics: Food Web Interactions and Abiotic Constraints (Konstanz, Germany, 47 November 1998). Abstracts. 1998.

39. Polishchuk L.V. Contribution analysis of disturbance-caused changes in phytoplankton diversity // Ecology. 1999. V. 80. No. 2. P. 721-725.

40. Polishchuk L.V., Tseitlin V.B. Scaling of population density on body mass and a number-size trade-off// Oikos. 1999. V. 86. No. 3. P. 544-556.

41. Polishchuk L.V., Vijverberg J., Boersma M. Heavy Daphnia eggs: estimating individual egg mass through multiple regression // 5lh International Symposium on Cladocera (Plon, Germany, 4-18 September 1999). Abstracts. 1999.

42. Полищук JI.B., Цейтлин В.Б. Масса тела, плотность популяции и число потомков у млекопитающих// Журн. общ. биол. 2001. Т. 62. № 1. С. 3-24.

43. Polishchuk L.V. A fecundity to mortality ratio, population size variability and the chance for a mammal species to be listed on the Red List//Журн, общ. биол. 2002a. Т. 63. № 2. С. 99-111.

44. Polishchuk L.V. Conservation priorities for Russian mammals // Science. 2002b. V. 297. P. 1123.

45. Polishchuk L.V. Species biology and conservation funding (response to M.J. Walpole, R.J. Smith, and N. Leader-Williams) // Science. 2002. V. 298. P. 1716-1717.

46. Полищук JI.B. Скорость размножения и угроза вымирания вида // Природа. 2003. № 7. С. 12-21.