Популяция сама инициирует колебания

У социологов давно описан «эффект группы», при котором тесно повседневно общающиеся люди, например, в экспедиционном отряде или на острове, начинают раздражаться, ссориться между собой. Здесь срабатывает эффект переуплотнения популяции и как следствие – стресс. Исследования действия внутрипопуляционного регулятора численности у животных помогли объяснить этот феномен в жизни людей.

Чтобы не изобретать теоретическую популяцию теоретических организмов, возьмем опять очень хорошо нам всем известный пример. Мы помним знакомую с детства домовую мышь, этого живущего с нами Микки Мауса. Коротко представим себе условия ее жизни в нашем доме, чтобы иметь основания утверждать, что среда обитания этого зверька на удивление постоянна и всегда для него оптимальна.

Мышка эта расселилась по всему свету вероятно из Северной Африки благодаря тому, что стала синантропным животным, то есть приживальщиком, спутником человека. Как же она живет в нашей квартире? Вот схематичный набросок ее жизненных условий.

Колебания температуры в нашей квартире практически отсутствуют. Мы делаем все, чтобы их по возможности не было. Паровое отопление зимой и искусственное охлаждение, при необходимости, летом позволяют поддерживать наш температурный оптимум – 20-24°С. По счастливому для мыши стечению обстоятельств это и для нее наиболее подходящая температура. Влажность в своем доме человек также поддерживает удобную для мыши, ориентируясь на 60-80%. У людей голая кожа и поэтому очень низкая влажность может вызвать ее подсыхание и растрескивание, а постоянно высокая приведет к грибковым заболеваниям. Важную для мыши проблему корма хозяева решают в самом лучшем для нее режиме. Они постоянно несут домой продукты в изобилии и очень широком ассортименте. Да и в доме обычно обитает достаточно насекомых, чтобы обеспечить мышке хорошую белковую подкормку. Получается, что колебаний в обеспеченности пищевыми ресурсами у этого домового грызуна нет. Корм всегда в избытке. Кроме всего прочего, мы беспокоимся о здоровье нашей мышки-норушки: моем квартиру, содержим ее в хорошем санитарном состоянии. И, наконец, создаем в квартире специальное удобное маленьким мышкам пространство. Множество разнообразной мебели, которой заставлена наша квартира, создает большое количество мелких ниш, удобных узких щелей и безопасных переходов. Здесь никакая кошка не страшна, можно и опасность переждать, и гнездышко устроить, и припасы, если понадобятся, хранить. Вот и описали мы приблизительные условия, в которых живут домовые мыши. Среда здесь оказалась весьма стабильной и удобной для проживания. Кроме колебаний освещения и суточного изменения активности хозяев квартиры, никаких ритмов не заметно. Поэтому, когда профессор Б.С. Виноградов решил выяснить состояние численности этих грызунов в квартирах Ленинграда, то надеялся увидеть из года в год постоянную или близкую к таковой численность. Мыши же показали многолетнюю динамику численности, несмотря на статику условий. Их городская популяция, изменяя свою численность из года в год, колебалась, вычерчивая во времени сложную зубчатую кривую с обычными для мышей 3-, 5- и 7-летними периодами. Такие же данные, но уже на насекомых, получил профессор Г.А. Викторов, причем постоянные условия обитания он специально поддерживал в их вольерных популяциях. И эти, созданные лабораторные популяции, показывали динамику численности на фоне постоянного оптимума внешних условий. Это убедительно показывает, что любая популяция имеет свои внутренние механизмы колебаний, и эти колебания для нее почему-то очень важны. Иначе, зачем бы ей их создавать в постоянно хорошей среде?

Начнем знакомство с некоторыми внутренними регуляторами численности с теоретического опыта. Хотя его наблюдали неоднократно все владельцы вивариев со дня их изобретения. Все, кто содержал в вольерах большие группы мышей, не обязательно диких, можно и белых, отмечали, что когда мышей слишком много, они вдруг все начинают драться между собой. Наблюдали-то давно, а объяснение механизму дал в середине 20 века Ганс Селье. Он назвал эти особенности состояния мышей адаптационным синдромом и описал физиологические механизмы его работы. Наиболее укоренившееся и привычное название этого синдрома – стресс-реакция. Итак, начнем наш опыт.

В вольер площадью 2х2 метра помешаем 15 – 20 мышиных домиков для гнезда, ставим во множестве поилки и кормушки, создаем комфортные климатические условия с постоянной температурой, влажностью и на протяжении всего опыта поддерживаем чистоту в вольере, то есть следим за санитарно-эпидемиологическим состоянием обиталища наших питомцев. Вот теперь можно поселять и их самих. В вольер помещаем 6 мышей: 3 самца и 3 самки. Избыток гнездовых камер, пищи и воды сразу сказывается на грызунах. Они разделяются на пары, занимают полюбившиеся домики и начинают жить счастливой мышиной жизнью. Проходит совсем немного времени, и появляются мышата. Вот они уже выглядывают из домиков, а вскоре и выбегают из них. Растут дети быстро, вскоре догоняют родителей по размерам, численность нашей популяции возросла в 7 – 8 раз, и подросшие мышата тоже образовали пары.

Мы бдительно следим, чтобы всегда было в достатке воды и пищи, чтобы корм был полноценным, с витаминами, правильным соотношением белков и жиров, чтобы в пищевых добавках были учтены микроэлементы. Конечно же, мы при всем этом неустанно чистим вольер. А мыши множатся на глазах, все такие упитанные с блестящим мехом. Давно заняты все домики и уже некоторые семьи обзавелись самостоятельно круглыми травяными гнездышками собственной постройки. Там тоже запищали мышата. Численность возросла еще в 15 раз. Смотришь на бесчисленных копошащихся мышей, снующих по вольеру, и душа радуется. Но вдруг, как по мановению волшебной палочки, мышиный мир круто изменился. Мышки уже пищат грозно и возмущенно, почти все в вольере стоят на задних лапах, чудовищными прыжками как мячики прыгают друг на друга, кусают, прямо задирают друг дружку. Нескончаемые драки и писк, льется мышиная кровь, даже корм есть некогда. Мамаши, побросав детей, участвуют в баталии. Дети дохнут от голода, слепые мышата ползут из гнезд. Их затаптывают дерущиеся взрослые. Вон самец в пылу сражения мимоходом прокусил головку то ли своего, то ли чужого малыша.

Корм в вольер досыпать не нужно, воды почти не добавляем,– никто почти ни ест и не пьет. Зато неустанно чистим помещение, убираем все новые трупы, отмываем слой натоптанной грязи на полу. Количество мышек уменьшается прямо на глазах. Они гибнут в драках, молодежь мрет от голода, да, кроме того, и пары как-то не образуются. Некогда стало заводить семью, воспитывать детей. Размножение остановилось. Война продолжалась несколько дней, да еще примерно неделю подыхали раненные и истощенные. Затем все стихло, бои кончились. Мы привели вольер в порядок и пересчитали население. Оказалось, что у нас всего 26 мышек разного пола и возраста. У них через некоторое время зарубцевались ранки, восстановился аппетит и появился интерес к жизни и друг к другу, но уже не такой воинственный. В домиках обосновалось несколько семей, запищали мышата, жизнь продолжается. Мы же, умудренные опытом, теперь знаем, сколько примерно времени пройдет до новой войны и очередного спада численности.

Теперь, не вдаваясь в особенные физиологические подробности, выясним, как происходят такие колебания численности. Все мы предусмотрели у наших мышей питомцев кроме одного. Мы не изменяли им площадь вольера, дабы поддерживать одну и ту же плотность их популяции. Тем самым, мы предложили регулировать ее самим грызунам. Они и стали это делать, используя универсальный экологический механизм – стресс-реакцию. Зверьки размножались, и плотность их возрастала. Определенный ее уровень (в нашем случае, когда количество мышей возросло более чем в 50 раз) послужил им сигнальным фактором. От слишком частых контактов между особями начало нарастать нервное напряжение и как следствие – агрессивность. Это первая фаза стресс-реакции. Животные дрались между собой, прекратили размножение, то есть их численность перестала расти. У самок в это время наступил блок беременности, а у беременных даже рассасывались эмбрионы. В результате массовых драк и общего истощения организмов численность быстро снизилась и поэтому уменьшилась плотность популяции. Так что сигнальный фактор к снижению численности (избыточная плотность) перестал действовать. Ситуация нормализовалась, и численность снова начала расти. Как только вновь будет превышена пороговая плотность – опять наступит стресс.

Исследования Г. Селье дали возможность объяснить не только действие внутрипопуляционного регулятора численности у животных, но наконец-то объяснили до этого загадочный феномен в жизни людей. При повышении плотности населения: перенаселенная квартира, большая, долго не расходящаяся толпа людей, у живущих или собравшихся повышается раздражительность, растет агрессивность. У социологов давно описан «эффект группы» при котором тесно повседневно общающиеся люди, например, в экспедиционном отряде или на острове, начинают раздражаться, ссориться между собой. Дело может дойти и до драки. Все это происходит при условии, что им невозможно расстаться, уехать. Здесь тоже срабатывает эффект переуплотнения популяции и, как следствие – стресс. Действие этого регулятора легко обнаружить, сравнив уровень агрессивности у жителей деревни с жителями городка и с жителями мегаполиса. Такие сравнения неоднократно проводили психологи всегда с одинаковым результатом – чем крупнее населенный пункт, тем выше средняя агрессивность (раздражительность) жителей. Теперь мы знаем, что этот регулятор численности, как и у грызунов, прекрасно работает у человека.

Это был один из возможных внутрипопуляционных колебателей численности. Давайте познакомимся еще с одним. Он связан уже не с плотностью, а с демографическим составом популяции. Демографический – это половой и возрастной состав. Вернемся к нашим мышам. У млекопитающих выделяют обычно два пола и четыре возраста. Мыши имеют самцов и самок. Что касается возрастных групп, то они следующие. Первая такая группа представлена младенцами, зоологи называют их ювенисами. Эти особи ничего кроме молока мамы, есть не умеют. Вторая группа – подростки, или субадультусы. Эти уже могут есть все, как и взрослые, но еще не умеют размножаться. Третья группа – взрослые, или адультусы. Вот эти мыши все едят и хорошо умеют размножаться. И, наконец, последняя группа представлена старыми, или сенексами. Они все еще умеют поедать любую пищу, но уже перестали участвовать в размножении. Все эти разнокачественные группы по-своему влияют на изменение численности одним лишь изменением своего соотношения.

Судите сами, в популяции есть самцы и самки. Их соотношение влияет на реализацию репродуктивного потенциала этой популяции, то есть на интенсивность ее размножения. Конечно, рождают детенышей только самки, но если их будет излишне много, то часть из них не найдет себе самца и не родит детенышей. Репродуктивный потенциал, таким образом, популяцией будет реализован не полностью и интенсивность размножения окажется замедленной. Иное дело – преобладание по численности самцов. В этом случае ни одна самка не останется прохолоставшей. Интенсивность размножения, а стало быть, и роста популяции будет максимально возможной. В этой связи можно вспомнить некогда популярную песенку где «...на 10 девчонок по статистике 9 ребят». Она явно имеет экологический подтекст.

Соотношение возрастных групп еще более очевидным способом воздействует на численность популяции. Ведь среди этих групп только одна способна размножаться. Так что изменение ее доли в общей численности сразу отражается на росте или уменьшении популяции.

Представим себе демографическую ситуацию в двух странах. В развитой стране, скажем во Франции, на протяжении многих десятилетий, а то и столетий число жителей остается приблизительно постоянным, то есть доля французов неумолимо снижается в общем населении планеты. Правительство как умеет, борется с этой несправедливостью. Что же оно предприняло? В стране прекрасная служба родовспоможения и все эмбрионы успешно формируются и даже немного недоразвитые рождаются и благополучно выживают. Там прекрасно работают медицинские учреждения, сохраняющие здоровье матери и младенца и поэтому младенческая смертность сведена к минимуму, мать на вскармливание и выращивание получает большую помощь от государства, хорошо оплачиваемые и длительные отпуска. Далее младенец стал подростком. Это очень опасный возраст, сочетающий большую подвижность с любопытством, наивностью и бесстрашием. Кроме того, особенности характеров тинэйджеров известны во всех странах. Франция заботится о своих подростках. Здесь множество учреждений лечит, воспитывает и занимает их досуг. Так что и в этой группе смертность сводится к минимальной. Что касается группы стариков, то, как и во всякой развитой и гуманной стране, здесь предусмотрены хорошие пенсии, прекрасная геронтологическая служба, множество пансионатов и санаториев для пожилых людей. Кроме того, целая армия священнослужителей и благотворителей берет на себя хлопоты ухаживания за престарелыми. Это дает свои результаты, и продолжительность жизни в этой стране очень большая. Следовательно, во французском обществе велика доля стариков.

Подведем промежуточный итог, стратегия правительства по росту численности населения неверна. Его усилиями повышается доля нерепродуктивных демографических групп населения, а доля размножающихся из-за этого сокращается. Она едва ли составляет треть от общей численности. В такой популяции рост численности невозможен.

Для противоположного примера возьмем слаборазвитую африканскую страну. Детская смертность там высока, потому что медицинская служба не развита, а поддерживать кормящих матерей нет средств. По этой же причине отсутствуют пенсии и геронтологическая служба. Продолжительность жизни весьма невелика. В итоге группа взрослых составляет почти 90% от численности населения, соответственно очень интенсивное размножение и популяция непрерывно растет.

К слову сказать, последняя перепись населения в России показала, что в Новосибирске очень велика доля пожилых людей, то есть популяция «стареет». Отсюда и снижение численности населения в этом городе. И нет нужды бить тревогу и говорить в этой связи о низком уровне жизни, ухудшении среды и следствие этого – падение рождаемости. Экологические закономерности едины и для мыши и для человека. Разница состоит в том, что человек, в отличие от мыши, может познать экологические законы и использовать их в тактике и стратегии своей жизни. Конечно, это не означает решение задачи «в лоб», то есть уничтожение стариков и младенцев. Ведь для решения задачи о преодолении силы тяжести вовсе не делали самолеты легче воздуха, а просто нашли другой принцип – преодоление силы тяжести опорой плоскости о воздух. Демографические задачи тоже решаемы для человека, остается найти годный для него по этическим соображениям способ.

В нашу задачу не входит давать рецепт использования демографических и любых других рычагов регуляции численности населения. Если читатель хочет пофантазировать на эту тему, то добавим еще один пример. Прошла вторая мировая война, убито масса народу и, как и после первой мировой войны, демографы наблюдают два феномена. Первый из них – «эффект мальчиков», то есть в общей массе новорожденных, где обычен паритет полов, после войны преобладают и часто существенно, самцы. Вспомним, что избыток самцов, это гарантия полной реализации потенциала размножения в популяции. Второй феномен демографы называют «эхо войны». Он связан с колебаниями рождаемости, причиной которых являются рожденные во время войны дети. Их родилось мало, значительно меньше, чем в предвоенные и послевоенные годы, а выжило еще меньше. И пришла пора им вступать в размножение. Конечно, эта генерация даст относительно мало потомков и воспроизводство в этот период замедлится. Через какой-то срок оно опять замедлится, но уже менее существенно, когда станут взрослыми их дети. Затем, еле заметно, но уловимо – на их внуках.

Пожалуй, варьируя долями возрастных групп в общей массе населения вполне возможно произвольно замедлять или убыстрять изменения его численности. Однако нужно твердо помнить, что, улучшая благосостояние населения, рост его доходов и продолжительность жизни, мы встаем на путь сглаживания колебаний его численности и ее стабилизации. Это ли не лучший способ регулирования населения для человека?
 

Лев Ердаков