Наименьший размер биологической популяции, при котором она может существовать без угрозы вымирания
Минимальная жизнеспособная популяция ( MVP ) — это нижняя граница популяции вида, при которой он может выжить в дикой природе. Этот термин обычно используется в областях биологии , экологии и биологии сохранения . MVP относится к наименьшему возможному размеру, при котором биологическая популяция может существовать, не подвергаясь вымиранию из-за стихийных бедствий или демографической, экологической или генетической стохастичности . [1] Термин « популяция » определяется как группа скрещивающихся особей в схожей географической области, которые подвергаются незначительному потоку генов с другими группами вида. [2] Обычно MVP используется для обозначения дикой популяции, но может также использоваться для сохранения ex situ (популяции зоопарков).
Графическое представление прироста населения по отношению к общей численности населения. K — это пропускная способность, а MVP — минимальная жизнеспособная популяция.
Оценка
Не существует единого определения того, что составляет достаточную популяцию для продолжения вида, поскольку выживание вида будет в некоторой степени зависеть от случайных событий. Таким образом, любой расчет минимальной жизнеспособной популяции (MVP) будет зависеть от используемой модели прогнозирования популяции. [3] Набор случайных (стохастических) прогнозов может использоваться для оценки начального размера популяции, необходимого (на основе предположений в модели), чтобы была, (например) 95% или 99% вероятность выживания через 1000 лет в будущем. [4] Некоторые модели используют поколения в качестве единицы времени, а не годы, чтобы поддерживать согласованность между таксонами . [5] Эти прогнозы ( анализы жизнеспособности популяции , или PVA) используют компьютерное моделирование для моделирования популяций с использованием демографической и экологической информации для прогнозирования будущей динамики популяции . Вероятность, назначенная PVA, достигается после повторения моделирования окружающей среды тысячи раз .
Малые популяции подвержены большему риску вымирания, чем большие популяции, поскольку малые популяции имеют меньшую способность восстанавливаться после неблагоприятных стохастических (т.е. случайных) событий. Такие события можно разделить на четыре источника: [3]
Демографическая стохастичность
Демографическая стохастичность часто является движущей силой вымирания только в популяциях с численностью менее 50 особей. Случайные события влияют на плодовитость и выживаемость особей в популяции, а в более крупных популяциях эти события имеют тенденцию стабилизироваться в сторону устойчивого темпа роста. Однако в небольших популяциях существует гораздо больше относительной дисперсии, что в свою очередь может привести к вымиранию. [3]
Экологическая стохастичность
Небольшие случайные изменения в абиотических и биотических компонентах экосистемы, в которой обитает популяция, подпадают под экологическую стохастичность. Примерами являются изменения климата с течением времени и появление другого вида, который конкурирует за ресурсы. В отличие от демографической и генетической стохастичности, экологическая стохастичность имеет тенденцию влиять на популяции всех размеров. [3]
Природные катастрофы
Стихийные бедствия, являющиеся продолжением стохастичности окружающей среды, являются случайными, крупномасштабными событиями, такими как метели, засухи, штормы или пожары, которые напрямую сокращают население в течение короткого периода времени. Стихийные бедствия являются самыми сложными для прогнозирования событиями, и модели MVP часто испытывают трудности с их учетом. [3]
Генетическая стохастичность
Небольшие популяции уязвимы к генетической стохастичности, случайному изменению частот аллелей с течением времени, также известному как генетический дрейф . Генетический дрейф может привести к исчезновению аллелей из популяции, и это снижает генетическое разнообразие. В небольших популяциях низкое генетическое разнообразие может увеличить темпы инбридинга, что может привести к инбридинговой депрессии , при которой популяция, состоящая из генетически схожих особей, теряет приспособленность . Инбридинг в популяции снижает приспособленность, заставляя вредные рецессивные аллели становиться более распространенными в популяции, а также за счет снижения адаптивного потенциала . Так называемое «правило 50/500», когда популяции требуется 50 особей для предотвращения инбридинговой депрессии и 500 особей для защиты от генетического дрейфа в целом, является часто используемым ориентиром для MVP, но недавнее исследование показывает, что это руководство неприменимо к широкому разнообразию таксонов. [4] [3]
Приложение
MVP не учитывает внешнее вмешательство. Таким образом, это полезно для менеджеров по охране природы и экологов; популяция может быть увеличена выше MVP с помощью программы разведения в неволе или путем завоза других особей вида из других заповедников.
Естественно, существуют некоторые споры о точности PVA, поскольку для прогнозирования обычно требуется широкий спектр предположений; однако важным соображением является не абсолютная точность, а распространение концепции, что каждый вид действительно имеет MVP, который, по крайней мере, может быть приблизительно определен в интересах биологии сохранения и планов действий по сохранению биоразнообразия . [3]
Существует выраженная тенденция к изолированности , выживанию в генетических бутылочных горлышках и r-стратегии, позволяющей гораздо более низкие MVP, чем в среднем. Наоборот, таксоны, легко подверженные инбридинговой депрессии – имеющие высокие MVP – часто являются решительно K-стратегами , с низкой плотностью популяции , встречающейся в широком диапазоне. MVP от 500 до 1000 часто давался как среднее значение для наземных позвоночных, когда инбридинг или генетическая изменчивость игнорируются. [6] [7] Когда включаются эффекты инбридинга, оценки MVP для многих видов составляют тысячи. Основываясь на метаанализе сообщенных значений в литературе для многих видов, Трейлл и др. сообщили о позвоночных «межвидовом распределении частот MVP с медианой 4169 особей (95% ДИ = 3577–5129)». [8]
^ Холсингер, Кент (2007-09-04). "Типы стохастических угроз". EEB310: Conservation Biology . University of Connecticut. Архивировано из оригинала 20-11-2008 . Получено 04-11-2007 .
^ "население | Определение населения на английском языке по Оксфордским словарям". Оксфордские словари | Английский язык . Архивировано из оригинала 1 февраля 2017 года . Получено 2019-06-08 .
^ abcdefg Шаффер, Марк Л. (февраль 1981 г.). «Минимальные размеры популяции для сохранения видов». BioScience . 31 (2): 131–134. doi :10.2307/1308256. ISSN 0006-3568. JSTOR 1308256.
^ ab Frankham, Richard; Bradshaw, Corey JA; Brook, Barry W. (2014-02-01). «Генетика в управлении сохранением: пересмотренные рекомендации для правил 50/500, критериев Красной книги и анализа жизнеспособности популяции». Biological Conservation . 170 : 56–63. doi :10.1016/j.biocon.2013.12.036. ISSN 0006-3207.
^ O'Grady, Julian J.; Brook, Barry W.; Reed, David H.; Ballou, Jonathan D.; Tonkyn, David W.; Frankham, Richard (2006-11-01). «Реалистичные уровни инбридинговой депрессии сильно влияют на риск вымирания в диких популяциях». Biological Conservation . 133 (1): 42–51. doi :10.1016/j.biocon.2006.05.016. ISSN 0006-3207.
^ J, Lehmkuhl (1984). «Определение размера и дисперсии минимально жизнеспособных популяций для планирования управления земельными ресурсами и сохранения видов». Environmental Management . 8 (2): 167–176. Bibcode : 1984EnMan...8..167L. doi : 10.1007/BF01866938.
^ CD, Thomas (1990). «Что реальная динамика популяции говорит нам о минимально жизнеспособных размерах популяции?». Conservation Biology . 4 (3): 324–327. doi :10.1111/j.1523-1739.1990.tb00295.x.
^ Трейлл, Локран В.; Брэдшоу, Кори Дж. А.; Брук, Барри В. (2007). «Минимальный жизнеспособный размер популяции: метаанализ опубликованных оценок за 30 лет». Biological Conservation . 139 (1–2): 159–166. doi :10.1016/j.biocon.2007.06.011.
