Читать «Компьютерра PDA N171 (28.04.2012-04.05.2012)» онлайн - страница 16

Я отвлёкся. Мне надо объяснить, что такое r- и K- стратегии; это и будет пример №1 в этой колонке. Подробнее эта тема рассматривается, например, в разделе нашего учебника по экологии. Вот рисунок оттуда.

На рисунке показана кривая, описывающая динамику численности популяции (N) во времени (t) согласно логистическому уравнению, приведённому на рисунке. Это уравнение предложил в первой половине XIX века бельгийский математик Пьер Франсуа Ферхюльст. Давайте я объясню.

^dN/_dt – это изменение численности популяции во времени. На него влияют два фактора: способность организмов к размножению (rN) и ограничение, связанное с недостатком ресурсов (^K-N/_K). Понятно, что количество особей, которое может появиться на свет, связано с имеющимся количеством особей. Возможную скорость размножения описывают переменная r, биотический потенциал или мальтузианский параметр (названный так в память о Томасе Мальтусе, который впервые оценил важность способности популяций расти в геометрической прогрессии).

"Изобретением" Ферхюльста стала вторая часть выражения справа, включающая величину K, или ёмкость среды. Это такое количество особей, для которого в популяции достаточно ресурсов. Смотрите: когда N намного меньше K, выражение ^K-N/_K близко к единице и ограничение ресурсов почти не влияет на прирост популяции. Когда N достигает уровня K, величина ^K-N/_K становится равной нулю и рост популяции останавливается. В конечном итоге рост популяции приобретает характерную S-образную форму; её численность стабилизируется, достигая уровня K.

Несмотря на свою простоту, логистическое уравнение неплохо описывает многие случаи роста популяций, ограниченных ресурсами.

Идём далее. Как видно по графику, в логистической кривой есть точка перегиба. До неё рост популяции ускоряющийся; можно считать, что на него большее влияние оказывает выражение rN. После точки перегиба рост замедляющийся; на результат сильнее влияет выражение ^K-N/_K. Значит, можно говорить о r-фазе и K-фазе популяционного роста. Почему "r" – строчная, а "K" – заглавная? Потому что "r" рассматривается как переменная, коэффициент, а "K" – как постоянная.

Мак-Артур и Уилсон поняли, что успех на r-фазе и на K-фазе популяционного роста связан с разными особенностями организмов. Можно сказать, что на r-фазе действует r-отбор, максимизирующий скорость размножения. Виды, популяции которых бОльшую часть времени находятся на r-фазе, становятся r-стратегами. На K-фазе действует K-отбор, который максимизирует конкурентоспособность организмов и порождает K-стратегов.

Обычно r-стратеги невелики, живут недолго, развиваются быстро, производят помногу потомков, но вкладывают немного энергии в каждого из них. K-стратеги крупнее, живут и созревают дольше, производят относительно небольшое количество потомков, каждый из которых получает весомую заботу (подробнее сравнение стратегий – в таблице ).

Конечно, r- и K-стратегии – не две застывшие альтернативы, а континуум. Мышь намного r-стратегичнее жирафа и намного K-стратегичнее кишечной палочки. Человек – одно из самых K-стратегичных животных, но слоны, крупные киты и даже гориллы, шимпанзе и орангутаны K-стратегичнее нас.