Біотичний потенціал комах


Припустимо, що самиця цього виду відкладає в середньому 200 яєць (плодючість F дорівнює 200) і смертність упродовж усього розвитку дорівнює нулю. Якщо співвідношення підлог в потомстві, як найчастіше буває 1:1 (доля самиць q= 0,5), то це означає, що в першому поколінні буде Fq тобто 200 0,5 = 100 самиць. Кожна з цих самиць в наступному поколінні дасть життя ще сотні самиць, внаслідок чого в другому поколінні буде 10000 самиць. Очевидно, що в n -ном поколінні число самиць може бути розраховане по наступній формулі:

Якщо ж початково ми маємо не одну самицю, а N самиць, то через n поколінь їх буде:
(1)
Очевидно, що за таких умов чисельність популяції круто зростатиме по експоненті (статечній функції). Зміна поколінь все ж займає деякий час. Тоді швидкість зміни чисельності при великій кількості поколінь або їх швидкій зміні можна представити як результат ділення приросту чисельності на інтервал часу  (абсолютна швидкість росту популяції), або з розрахунку на початкове число особин -

При послідовному зменшенні інтервалу часу (0) ми отримуємо миттєву швидкість росту популяції - r (біотичний потенціал) :
(2)
Повертаючись до формули зростання популяції (1), ми можемо тепер її написати таким чином:
(3)
де - чисельність популяції через час t, N - початкова чисельність популяції, е - основа натуральних логарифмів, r - біотичний потенціал, t - інтервал часу. Графік цієї експоненціальної (показовою) функції представлений на мал. 27. Якщо логарифмувати формулу 3, отримаємо наступне вираження:
(4)
Графік цієї функції - пряма лінія. Біотичний потенціал на цьому графіку може бути представлений як тангенс кута нахилу графіка до осі абсцис. Очевидно, що біотичний потенціал - не чисто умоглядна категорія. Знаючи чисельність популяції N у момент часу t, і наступну чисельність N у момент t, можна визначити біотичний потенціал по формулі:
(5)
На початку ми прийняли, що смертність комах протягом розвитку дорівнює нулю. При такій ситуації біотичний потенціал буде максимально можливим в цих умовах. У природі ж ця умова практично ніколи не виконується і визначуваний біотичний потенціал визначатиметься різницею між плодючістю і смертністю. Завдяки прагненню розмножуватися, комахи могли б збільшувати свою чисельність безмежно, коли б не популяції, що гальмують зростання, чинники, що знижують плодючість або що приводять частину комах до загибелі. Такий опір середовища можна визначити як різниця між максимально можливим і реально спостережуваним біотичним потенціалом.
Комахи, будучи дрібними істотами відрізняються виключно високим біотичним потенціалом. Серед них зареєстровані величини цього потенціалу 0,5-0,8 (тижневий приріст популяції), а у попелюхою - навіть 0,3 в добу. Найбільш високий серед хребетних тварин потенціал відмічений також у найдрібніших форм - гризунів. Проте тижневий потенціал у цих тварин не перевищує 0,1.
Природно, що у комах r -стратегов біотичний потенціал завжди вищий, ніж у К-стратегов, які пристосовані до існування в межах вузької екологічної ніші. При високому біотичному потенціалі К-стратеги зруйнували б необхідний для їх існування біоценоз.
Підкреслимо, що високе значення біотичного потенціалу означає можливість виникнення різких спалахів чисельності, небезпечних для господарської діяльності людини. Крім того, здатність швидко збільшувати свою чисельність є основою для використання комах як джерела тваринного білку. Швидкість нарощування біомаси у комах набагато вища, ніж у яких-небудь інших тварин, за винятком, мабуть, ракоподібних. Комахи можуть бути білковою основою для корму свійської птиці, для риб і, в якійсь мірі, для худоби. Додамо, що в країнах Південно-східної Азії комахи є звичайною їжею людини. Тому розведення комах для кормів, а може бути, і їжі є однією з перспектив забезпечити життя швидко зростаючого людства.

Мал. 27. Зростання чисельності популяції без обмежуючих дій. Показано зростання чисельності однієї і тієї ж гіпотетичної популяції в арифметичному (ліворуч) і логарифмічному (справа) масштабі (по Ю. Одуму, 1986)


2015 .................................................................................