Процесс старения в популяциях

Видео: 13 СОВЕТОВ ДОКТОРА ФРОЛОВОЙ - Как замедлить процесс старения

Продолжительность жизни животных в природных условиях, как правило, не достигает физиологически допустимого для вида предела.

Предельный возраст контролируется условиями жизни в сообществе.

Различают понятия физиологической продолжительности жизни (ПЖ) и экологической ПЖ (Odum, 1975).

Первая теоретически реализуется при отсутствии элиминирующих факторов и при минимальной смертности.

Такие условия возможны только у домашних животных, в зоопарках, вивариях. В природе как индивидуальная, так и возрастная элиминация имеют избирательный характер. При высокой смертности неполовозрелых животных отбор идет на удлинение репродуктивного периода и продолжительности жизни, при повышенной смертности взрослых животных — на сокращение сроков репродуктивного периода и ПЖ (Шмальгаузен, 1939).

Экологическая продолжительность жизни

Экологическая продолжительность жизни отдельных животных или групп одного вида связана с экологическими условиями в популяциях. В настоящее время популяция определена как «элементарная форма существования вида, обладающая сложной структурой и способностью адекватно реагировать на изменения внешних условий, т. е. как саморегулирующаяся система надорганизменного уровня интеграции жизни» (Наумов, 1977, с. 4).

Существование вида обеспечивается не отдельными индивидуумами, а группами совместно обитающих особей, объединенных в единую функциональную систему. Возрастная структура является одним из важных признаков состояния популяции.

В первую очередь ее характеризуют по числу возрастных групп и их количественному соотношению. Более глубокий анализ учитывает сезонные различия в возрастном составе и скорость его обновления в разные периоды жизни популяции и в разных условиях среды.

Важное значение для характеристики возрастной структуры имеют особенности развития приспособительных реакций у животных разных возрастных групп, различия в резистентности их к изменяющимся факторам среды, физиологические особенности животных.

Сложность возрастной структуры популяции во многом определяется продолжительностью жизни и плодовитостью вида. Теоретически доказано, что в любой популяции при изменении возрастного соотношения в результате действия какого-либо фактора на одну или несколько возрастных групп всегда имеется тенденция к восстановлению типичной для нее стабильности. Принято структуру популяции представлять в виде пирамиды возрастов. В ней величина каждой ступени соответствует числу или проценту одной возрастной группы.



Основание такой пирамиды составляют младшие возрастные группы. Сокращение животных старших возрастов к вершине закономерно отражает уменьшение шансов их на сохранение в популяции и интенсивность пополнения ее молодыми животными.

В природных условиях возрастная структура у большинства видов довольно широко изменяется. Заметная перестройка соотношения возрастных групп отмечена в разные сезоны года, на разных фазах популяционного цикла, разной промысловой нагрузке и пр. Так, подробно изучены изменения возрастной структуры по годам в популяции песца Ямала.

В отдельные годы отмечены сдвиги структуры в направлении «омоложения» популяции (60—80% молодых зверьков) либо ее «старения» (от 1.5 до 20% молодых, по данным Смирнова, цит. по: Шварц, 1969). Существенны и изменения возрастного состава европейского бобра, менее промышленного и дольше живущего вида. В естественных условиях бобры живут до 25 лет. Изменения возрастной структуры популяции связаны с интенсивностью размножения и смертности.

Превышение количества взрослых животных свыше 50%, по данным Дьякова (1975), указывает на старение популяции, а резко увеличенный процент молодняка — ее омоложение. Даже в оптимальных условиях или близких к ним отбор отсекает животных до появления у них возрастного падения воспроизводительной способности и старости.



Между тем именно в оптимальных условиях и при оптимальной структуре популяции у животных с длительным циклом жизни отмечаются самая высокая ПЖ, повышенная жизнеспособность и меньший размер помета.

У лисицы обыкновенной в этих условиях преобладают 5—7-летние животные. У медведей, выдры и росомахи чаще встречаются старшие возраста (Вшивцев, 1976). К сожалению, степень развития процессов старения у диких животных, как правило, не определяется. Поэтому связывать снижение их плодовитости в это время с возрастом не имеет законных оснований.

Выживаемость и смертность долгоживущих видов

Выживаемость и смертность долгоживущих видов в природе часто определяются в критические периоды, связанные с холодным сезоном года, обеспеченностью кормом и пр. Способность пережить эти периоды зависит от физиологических возможностей к адаптивным изменениям: сезонной перестройке обменных процессов, развитию теплозащитных реакций, накоплению энергетических резервов.

У короткоживущих видов-эфемеров продолжительность жизни в естественных условиях обычно ограничивается несколькими месяцами — годом. Возрастной состав популяций видов-эфемеров претерпевает существенные изменения в течение года. Ранней весной популяция представлена перезимовавшими зверьками, которые приступают к размножению и дают несколько пометов в течение лета и начала осени.

Сроки начала размножения, его затухания и полного прекращения определяются состоянием популяции (численностью, структурой и пр.), метеорологическими, кормовыми и защитными условиями. В обычные годы перезимовавшие зверьки дают 3—5 пометов и к концу лета—началу осени прекращают размножение. К появлению снежного покрова они полностью исчезают из популяции.

Первые пометы от перезимовавших животных — весенние и раннелетние — в возрасте 1.5—2 мес, а при ювенильном размножении и раньше, дают потомство, способное в оптимальных условиях приступить к размножению в этом же году. Осенью вымирают и животные первых весенне-летних пометов. Состав осенней и зимующей популяций представлен животными, родившимися во второй половине лета и начала осени.

Размножение в популяции прекращается до следующего весеннего сезона. Таким образом, зимой возрастной состав популяции относительно однороден. Усложнение структуры начинается с появлением половой зрелости у сеголеток первого помета и особенно выраженно — к концу репродуктивного цикла популяции.

Особый интерес представляют биологические различия между отдельными генерациями — животными, родившимися в разные сроки репродуктивного цикла. Они формируются под влиянием характерных условий для роста и развития.

Первые генерации, появившиеся весной и начале лета, и последние — в конце лета и осенью, обладают рядом специфических биологических особенностей. Их принято рассматривать как сезонные генерации (Шварц и др., 1957). ПЖ осенних генераций в 1.5—2 раза превышает сроки выживания весенних. У разных видов конкретное выражение пределов жизни сезонных генераций может варьировать в общем в относительно небольших пределах (табл. 3).


В большой степени на ПЖ грызунов оказывают популяционные механизмы и биотопические условия. На хорошо защищенных территориях при обилии кормов и отсутствии резких погодных колебаний, например в широколиственных лесах Эстонии, рыжие полевки переживают вторую зиму (Паавер, 1954).

С  другой стороны, неблагоприятные погодные условия, например исключительно высокие температуры в середине лета, могут приостанавливать размножение, и пережившие засуху животные завершают жизненный цикл в конце следующего лета или осенью. Подобная ситуация была отмечена у рыжих полевок на Южном Урале. Перезимовавшие животные (необычных генераций — начала лета) интенсивно размножались до октября и прожили 14—15 мес, при обычной средней продолжительности жизни — 8—9 мес (Оленев, Гуляева, 1977а, 1977б).

ПЖ у грызунов изменяется и в зависимости от фазы популяционного цикла. В годы нарастания численности популяции и повышения плотности поселений средняя продолжительность жизни рыжих полевок и лесных мышей выше, чем в годы пика численности (Bobek, 1969, 1971).