Модифицирующее и регулирующее воздействие факторов.

В предыдущих разделах было рассмотрено воздействие различных абиотических и биотических факторов на численность популяции. Большинство экологов считало, что это воздействие может быть двояким. Указывалось, что фактор может воздействовать на численность, независимо от ее уровня (модифицирующее воздействие). Только при таких воздействиях популяция не могла бы оставаться на каком–то постоянном среднем уровне, она или безмерно бы размножилась, или погибла. Так как в природе этого обычно не происходит, предполагалось, что ряд факторов оказывает регулирующее воздействие на численность, т.е. автоматически поддерживает ее на определенном среднем уровне. Для регулирующего воздействия необходима обратная связь: не только влияние фактора на популяцию, но и обратное воздействие уровня численности популяции на фактор. Очевидно, что при такой классификации погоду и вообще все абиотические факторы следует отнести к модифицирующим, так как численность популяции не может влиять на них. Большинство же биотических факторов, в принципе, могут быть регулирующими. Например совершенно очевидно, что численность хозяина всегда будет влиять на численность специализированного паразита

Однако в природе в зависимости от обстоятельств любой фактор может быть и модифицирующим, и регулирующим. Сила воздействия любого фактора определяется не только его уровнем, но и степенью защищенности тех объектов, на которые он воздействует. Конечно, сама популяция не может влиять на погоду, но при ее большой плотности она будет использовать менее благоприятные пищевые ресурсы, что снизит физиологическую устойчивость особей. При высокой плотности будут освоены и плохие укрытия, а это, естественно, увеличит смертность насекомых во время неблагоприятной погоды или сезона. Все это приведет к тому, что воздействие абиотических факторов будет существенно зависеть от плотности популяции и, следовательно, может быть регулирующим.

Здесь необходимо строже определить условия, при которых возможно регулирование. Автоматическое поддержание определенного среднего уровня возможно лишь при отрицательной обратной связи. В данном случае отрицательное воздействие фактора должно усиливаться при увеличении численности популяции. Мы оценивали выше изменения численности популяции по ее коэффициенту размножения. Напомним, что этот коэффициентт.е. равен соотношению численностей последующего и предыдущего поколений. Можно говорить об отрицательной обратной связи, если с увеличением плотности популяции коэффициент ее размножения под влиянием какого–либо фактора монотонно убывает.

Очевидно, что даже при наличии обратного воздействия численности популяции на фактор далеко не всегда будет иметь место регулирование. Приведем следующие схематические примеры.

Предположим, что на одном растении в посевах в среднем было по 10 тлей. Из них каждая десятая тля была уничтожена наездниками афидиидами. Во втором поколении число тлей на одно растение возросло до 100. Одновременно возросло до 10 и число зараженных тлей на одном растении. Итак, с возрастанием численности тлей увеличилось и число их энтомофагов. Оказывали ли они регулирующее или только модифицирующее действие на популяцию тлей?

Если бы не было данного энтомофага, коэффициент размножения тлей был бы равен = 100/10= 10. В присутствии же энтомофага он тоже равен 10 (= 90/9 =10). Следовательно, присутствие энтомофага в данном случае не меняет коэффициента размножения и оказывает лишь модифицирующее, но не регулирующее действие на популяцию тлей.

В приведенном выше примере процент зараженных тлей оставался стабильным (10%). Представим себе, что этот процент возрастает в следующем поколении до 20. Тогда, если в отсутствие энтомофага, как и в предыдущем примере, коэффициент размножения равен 10 – (100/10), то в его присутствии он будет равен: (100–20)/(10–1)= 80/9 = 9. Если в дальнейшем с ростом численности тлей коэффициент их размножения под влиянием наездников будет продолжать падать (регулирующее воздействие), то в каком–то поколении он станет меньше единицы и численность тлей начнет уменьшаться.

Быстрое возрастание процента уничтоженных энтомофагом особей при увеличении численности популяции называют функциональной реакцией. Такая реакция возможна как в результате более легкого нахождения жертвы, так и концентрации энтомофагов в местах скоплений их жертв. К тому же результату приводитчисленная реакцияэнтомофага, возникающая за счет увеличения численности его популяции при большом количестве корма. Естественно, что для такого увеличения численности требуется значительно больше времени. Конечно, численная реакция более типична для специализированных энтомофагов, так как у неспециализированных хищников и паразитов их численность будет зависеть от суммарной численности популяций всех их жертв.

Весьма распространен и такой случаи, когда энтомофаг по тем или иным причинам не успевает за увеличением численности его жертвы. Вернемся к тому же примеру о тлях, несколько изменив его условия. Предположим, что, если в первом поколении было заражено 10% тлей, то во втором – только 5%. По абсолютной численности увеличилось и число здоровых тлей (с 9 до 95 на одно растение), и число зараженных тлей (с 1 до 5 на одно растение). Однако, в присутствии энтомофага коэффициент размножения равен 95/9 10,5, а при его отсутствии – 10. Следовательно, энтомофаг увеличивает коэффициент размножения, вместо отрицательной обратной связи возникает положительная связь, дестабилизирующая систему.

Очевидно, что в одной и той же паре энтомофаг–хозяин при несомненном обратном влиянии численности хозяина на численность энтомофага может возникнуть любая из перечисленных выше ситуаций: или регуляция (стабилизация) численности хозяина, или отсутствие какого–либо воздействия на коэффициент размножения, или дестабилизация популяции хозяина. По–видимому, чем быстрее размножается хозяин, тем больше возможность ускользания его популяции из под контроля энтомофагов. Можно также предположить, что пороги ускользания должны быть различными для разных энтомофагов, а также зависеть от погоды и других условий.

Мы уже отмечали выше, что воздействие любого фактора на популяцию определяется не только уровнем этого фактора, но и степенью защищенности особей в популяции. Тогда описанные выше примеры, показывающие плавный переход от регулирования к дестабилизации, могут быть применены к воздействию погоды и любых других факторов. Следовательно, любой фактор, воздействующий на численность популяции, в зависимости от обстоятельств может быть и модифицирующим (дестабилизирующим), и регулирующим.