Динамика численности определяется абиотическими и биотическими факторами, среди которых следует отметить:
- пресс хищников и паразитов,
- внутривидовую и межвидовую конкуренцию, которые изменяют силу своего воздействия в зависимости от плотности популяции,
- миграционные особенности.
Большинство видов характеризуется относительно постоянной численностью, но некоторые подвержены значительным колебаниям, что может быть связано, например, с миграциями, а также физиологическими и поведенческими механизмами. Колебания численности могут быть:
- сезонными, генетически обусловленными,
- несезонными, обусловленными воздействием на популяцию различных факторов среды.
Рождаемость представляет собой частоту пополнения популяции новыми особями. Это пополнение выражается в относительных и абсолютных показателях. Так, выделяют рождаемость за определенный срок (месяц, год, пятилетие) и уровень рождаемости.
Уровень рождаемости — величина пополнения популяции в единицу времени, отнесенная к числу особей в исходной популяции.
Необходимый уровень рождаемости в популяции обеспечивается маневренным использованием разных форм и ритмов размножения, а также регулированием плодовитости особей.
Формы размножения. Форма размножения индивидуальна для каждой популяции и зависит от внешних факторов (освещенности, температурного режима). Это может проявляться:
- в смене полового и бесполого размножения,
- гермафродитизме,
- гетерогонии и т. д.
Смена полового и бесполого размножения в их типичной форме (цитогония) наблюдается в популяциях многих простейших и водорослей. С ухудшением условий существования отмечаются переход к половому размножению, снижение рождаемости. Одновременно повышается жизнестойкость поколения.
Метагенез характерен для кишечнополостных. Он представляет собой одну из форм чередования поколений, при которой поколения особей, размножающиеся половым путем, сменяются поколениями, размножающимися бесполым путем.
Вегетативное размножение у губок, мшанок, асцидий и других животных повышает эффективность пополнения популяций в неблагоприятных условиях, когда образующиеся стойкие стадии обеспечивают воспроизводство популяции, прерванное на тот или иной период.
У низших ракообразных распространена гетерогония, при которой половое поколение сменяется половым, но отличающимся строением особей или особенностями их размножения.
Пищевые и температурные факторы часто определяют соотношение между числом партеногенетических (у особей происходит развитие яйцеклеток без оплодотворения) и двуполых поколений. Выделяются:
- моноциклические виды, имеющие одно поколение самцов в году,
- дициклические — с двумя,
- полициклические — со многими,
- ациклические — размножающиеся почти исключительно партеногенетически.
Ритмы размножения. Размножение в различных популяциях происходит с определенной интенсивностью и приурочено к тем или иным периодам, в результате чего возникает определенный ритм размножения. Периодичность связана в основном с сезонными и суточными изменениями в поступлении солнечной энергии. Через реакцию на этот фактор у гидробионтов в процессе эволюции выработались наиболее рациональные сроки размножения применительно к геофизическим циклам Земли. Особенно ярко ритмы размножения проявляются в высоких и умеренных широтах, где четко выражены температурные колебания.
Сезонность размножения с образованием планктоноядных личинок свойственна многим бентосным организмам. Появление таких личинок, совпадающее с максимальным развитием фитопланктона у поверхности, свидетельствует о довольно быстром переносе органических частиц в глубину, где они с ассоциированными с ними бактериями используются личинками глубоководных животных. Эта закономерность — одна из самых универсальных, поскольку пища представляет собой ведущий фактор в обеспечении выживаемости личинок. Серый морской еж нерестится с июня по сентябрь при температуре воды +14—22 °С. Иногда стимулом для начала нереста служит прохождение тайфунов и штормов, когда происходит резкое изменение условий среды обитания.
Для тепловодных форм, обитающих в холодных морях, оптимальные условия складываются в самое теплое время, к которому приурочено их размножение. Для холодолюбивых форм, адаптированных к низким температурам, но обитающих в теплых водах, среда становится оптимальной во время наибольшего похолодания, и в эти сроки появляются молодые особи.
У некоторых гидробионтов отмечается периодичность, связанная с чередованием фаз Луны. При этом размножение возможно несколько раз в течение лунного месяца (с наибольшей интенсивностью в новолуние или в полнолуние) и один раз в течение лунного месяца (приурочено к какой-то определенной фазе Луны). В наибольшей степени природа лунной периодичности связана с чередованием периодов различной освещенности и сменой приливов и отливов.
Ритмы размножения могут быть связаны с чередованием дня и ночи, что обычно для водорослей. У некоторых быстроделящихся форм наблюдаются два пика делений: один в утренние часы, другой во второй половине дня.
Плодовитость популяции определяется числом особей, участвующих в размножении, частотой этого процесса и индивидуальной плодовитостью — количеством зачатков, образуемых отдельными организмами.
Как правило, с увеличением размеров гидробионтов их абсолютная плодовитость обычно возрастает, а относительная падает. Организмы с длительным циклом развития более плодовиты, чем формы с коротким циклом.
По числу образуемых поколений различают формы, размножающиеся в течение жизни один или несколько раз. При этом число образуемых в течение жизни генераций представляет собой не только видовое свойство, но и зависит от внешних условий. Чем менее благоприятны условия для роста и развития организмов, тем позже наступает у них репродуктивная зрелость и тем реже они образуют новые генерации. Самой плодовитой среди рыб считается луна-рыба. За один нерест самки выметывают до 300 млн. икринок. В течение следующего года из этого количества выживает менее 1 % молоди.
В определенной степени проявляется зависимость между степенью плодовитости и размером образуемых зародышей. Чем они мельче, тем большее их число может отрождать организм, но зато перспектива достижения каждым зародышем репродуктивной зрелости сильно сокращается. Также имеется корреляция плодовитости и заботы о потомстве. Для многих гидробионтов характерно возрастание плодовитости до определенного возраста, а затем ее снижение. Популяционная плодовитость увеличивается также в результате более раннего созревания особей, причем в популяциях одного и того же вида, и близких видов формы высоких широт обычно менее плодовиты. В первую очередь это связано с большим прессом хищников в низких широтах.