Популяция - Поддержание разнородности популяции

Вторая половина XX столетия войдет в историю науки как век атомной физики и молекулярной биологии. Но не исключена вероятность, что будущий историк поставит рядом с молекулярной биологией — левым флангом науки о жизни, смыкающимся с физикой и химией — также и экологию — науку о жизни в ее макропроявлении, науку о структуре природы.

Содержание материала

Поддержание разнородности популяции

Мы знаем, что поддержание разнородности популяции — важнейшая предпосылка ее процветания. Если допустить, что в критической ситуации быстро развивающиеся индивиды будут подавлять развитие неродственных животных, то снижение численности популяции неизбежно будет сопровождаться снижением уровня ее генетической разнородности. Нам казалось, что подобное предположение противоречит хорошо обоснованным представлениям о популяции как форме существования вида.

Схема наших опытов была предельно простой. В большой серии аквариумов содержались головастики, полученные из одного мотка икры (из одной кладки). Затем головастики — доноры метаболитов убирались и в культуральную воду подсаживались более мелкие головастики из разных кладок. Отмечался процент головастиков, успешно заканчивающих превращение за контрольный период.

Было проведено четыре серии экспериментов (на разных видах амфибий) и установлено, что во всех случаях «вода скоплений» оказывает более сильное влияние на развитие близко родственных животных (родных братьев и сестер), чем на личинок, развившихся из других мотков икры.

popul-3

Взаимовлияние головастиков в скоплениях через выделение в воду метаболитов. Размер головастиков и толщина стрелок показывают направленность, степень и результат взаимовлияния на рост и развитие. Видно, что друг на друга слабее влияют головастики разных видов, сильнее — головастики одной кладки, то есть братья и сестры, и особенно сильно, если они одной стадии развития

Биологический смысл обнаруженной закономерности очевиден. Представим себе небольшой пересыхающий водоем. Плотность популяции личинок резко повышена, начинает сказываться недостаток кормов. Лишь отдельным индивидам удается благополучно завершить метаморфоз и выйти на сушу. Если бы продукты их жизнедеятельности (метаболиты) оказывали особо сильный ингибирующий эффект на неродственных животных, то новое поколение вида представляло бы собой генетически гомогенную группу животных, приспособительные потенции которой были бы неизмеримо ниже, чем у генетически разнородной популяции.

В действительности же наблюдается обратное: родственные генотипы подавляются в наибольшей степени и поэтому даже очень резкое снижение численности не приводит к существенному качественному обеднению генофонда популяции, ее жизнеспособность полностью сохраняется. Ингибиторы специфичны, их специфичность проявляется   не только   при сравнении разных форм, но и разных семей. Афоризм гистологов «подобное подавляет подобное» полностью сохраняет свое значение и при анализе биологических явлений на по-пуляционном уровне.

popul-4

Молодая лягушка, выросшая в условиях слишком густой кладки яиц. Она вполне жизнеспособна, но очень мелка

Специфичность действия метаболитов проявляется не только при сравнении животных разных семей (кладок), но и при изучении животных разных стадий развития. Метаболиты головастиков ранних стадий не могут остановить рост и развитие животных, обогнавших их в росте и развитии. Наиболее крупные головастики успешно заканчивали метаморфоз при любой плотности экспериментальных популяций. При этом мы столкнулись с явлением, заслуживающим специального изучения.

Уже давно было подмечено, что в условиях очень высокой плотности головастики заканчивают развитие при значительно меньших размерах тела, чем в водоемах с нормальной плотностью поселений личинок амфибий. Строгие эксперименты полностью подтвердили этот вывод. Мы теперь можем получать лягушат любых размеров: самые мелкие из них в 15—20 раз меньше «нормальных».

Похожие материалы