Страница 7 из 15
Получается, что для любой стабильной экосистемы, биоценоза или биосферы биомасса организмов, выполняющих определенную трофическую функцию, всегда ограничена сверху некоторой критической величиной. Взаимоотношения организмов, выполняющих в данной экосистеме одну и ту же трофическую функцию, могут повлиять на их видовое разнообразие, на замену одних видов другими (за счет эволюционного процесса или миграции извне), но не в состоянии привести к увеличению их суммарной биомассы сверх некоторого предела без разрушения этой экосистемы, биоценоза или биосферы в целом.
Иначе говоря, для любой экосистемы всегда существуют два предельно допустимых максимальных уровня численности любой популяции: нижний, соответствующий максимальному видовому разнообразию организмов, выполняющих данную трофическую функцию, и верхний, соответствующий монополизации этой функции каким-либо видом. Однако, в силу того, что не существует двух разных видов, которые были бы идентичными во всех эколого-трофических отношениях, для всех биоценозов и биосферы в целом справедливо следующее правило. Первому случаю будет соответствовать максимальная стабильность, или надежность экосистемы. Второй случай, когда данная функция монополизируется представителями какого-либо одного вида, будет неизбежно сопровождаться уменьшением надежности экосистемы — уменьшением пространства режимов, где данная экосистема может стабильно функционировать.
Тогда выходит, что в достаточно развитой и достаточно обширной (то есть характеризующейся большим числом степеней свободы) биосистеме (биоценозе или биосфере) можно выделить два наиболее общих направления эволюции составляющих ее популяций и видов живого.
Первое направление: все большая специализация внутри данной экологической ниши, точнее — внутри данной экосистемы, что обогащает ее трофическими аналогами и делает тем самым более стабильной, более надежно обеспечивающей условия, необходимые для процветания данной экосистемы. Этот путь эволюции чаще всего имеет адаптивный или даже регрессивный характер, так как может быть связан с упрощением организации. В любой эволюционирующей экосистеме такое обогащение трофическими аналогами может идти до определенного предела.
Второе направление — это расширение среды обитания, вовлечение в свою экосистему все больше соподчиненных экосистем. Благодаря этому увеличивается количество потенциальных источников жизнеобеспечения и возможность более эффективной нейтрализации побочных продуктов жизнедеятельности представителей таких видов. Это направление эволюции обычно связано с повышением уровня организации живых организмов. Это — путь биологического прогресса.
В условиях реальной жизни на Земле биологическая эволюция использовала обе возможности: и формирование узкоспециализированных видов, и путь биологического прогресса, связанный со все большим расширением ареала обитания. Наиболее крупным достижением биологической эволюции, шедшей по второму пути, было… догадайтесь с одного раза. Конечно, это было возникновение человека!
В 1958 году по инициативе Мао Цзэдуна в рамках «Большого скачка» была организована кампания по борьбе с вредителями полей. В течение 3 мес. были истреблены 2 млрд воробьев и одновременно резко увеличена плотность посевов. В результате уже через год урожаи резко уменьшились. В стране начался Великий китайский голод, от которого погибло, по разным подсчетам, от 15 до 30 млн человек. Популяцию воробьев пришлось срочно восстанавливать, в том числе за счет импорта этих птиц из СССР и Канады.
Жизнь — в многообразии
Биомасса
Жизнь на планете Земля — это мощный бушующий ураган. Жизнь кипит, отвоевывает территории у неживого. Жизнь настаивает, упорствует в жажде жить.
Сколько видов животных на Земле? Точно этого не знает никто. Ученые насчитывают до 3500 видов млекопитающих и более 850 000 видов насекомых. Несмотря на то, что в течение многих веков исследуется растительный и животный мир, ежегодно публикуются сообщения об открытии новых видов (особенно это касается насекомых), которые обнаруживают даже в давно обжитых и исследованных районах. Наименее изучена жизнь в мировом океане, где сейчас нередко делаются сенсационные открытия.
Особенно велико богатство жизни в субтропической и тропической зонах. Тропики — настоящий рай для земной жизни! Круглогодичное обилие тепла способствует бурному развитию живой природы. Так, в районе реки Амазонки насчитывают около 15 тыс. видов различных животных.
12 % всей поверхности Земли имеет статус заповедников.
Как установили ученые, на участке тропического леса площадью 3–5 км2 может произрастать до 400 видов только древесных пород и еще до 30 видов растений-эпифитов (лиан и др.). Во влажном тропическом лесу на площади 1 га растет 400–700 экземпляров деревьев, относящихся к 100 различным видам. В тропических районах Америки насчитывают до 50 тыс. видов различных растений, а в лесах Африки насчитывают до 130 тыс. видов только цветковых растений. На острове Ява растет около 1,1 тыс. различных видов деревьев, на острове Цейлон — около 1,5 тыс. видов, на Филиппинах — до 10 тыс. видов растений, а в бассейне р. Амазонки — до 2,5 тыс. древесных пород.
В Бразилии описано 500 видов птиц, при этом только мельчайших представителей мира птиц — колибри — обнаружено в этих краях около 120 видов. В окрестностях города Белена, в бассейне р. Амазонки, ученые обнаружили 700 видов бабочек. Велико и разнообразие рыб в водоемах тропиков. Только в Амазонке их обитает около 2 тыс. видов, что вдвое больше, чем в бассейне Средиземного моря.
И естественно, поскольку разнообразие жизни в тропиках очень велико, там много и видов, представляющих опасность для здоровья и жизни человека: ядовитых растений и животных, ядовитых насекомых, насекомых-переносчиков болезней, опасных и ядовитых рыб и рептилий.
Огромные и микроскопические, хорошо известные, только что открытые или вовсе неведомые, подземные и небесные, красивые и не очень, безобидные и смертельно опасные. Простые и очень сложные, зеленые, пернатые, пресмыкающиеся, насекомые, млекопитающие. Их неисчислимо много, они разные. И все это — порождение и богатство Земли, вечно земное дыхание всеохватного неба.
Самый большой синий кит в истории был выловлен норвежскими китобоями в 1926 году. При длине в 34 м кит весил 177 тонн.
Если представить, что синий кит встал на хвост, то его голову мы увидим на уровне десятого этажа многоэтажного дома. Длина синего кита составляет 33 м, вес — 150 т. Чтобы уравновесить такого исполина, на другую чашу весов нужно было бы поставить 2 тыс. человек или 40 автобусов. В теле кита 10 т крови, а одно только сердце весит около тонны. Синие киты имеют самую совершенную и хорошо развитую дыхательную систему. За пару секунд животные могут выбрасывать до 2 тыс. л воздуха. Благодаря высокоразвитой системе дыхания синие киты способны находиться под водой и не дышать в течение 40 минут.
Некоторые зоологи считают, что предками китов были копытные животные, потому что и у тех, и у других имеется многокамерный желудок, многодольчатые почки и двурогая матка.
Китообразные являются самыми «быстроходными» обитателями океана и превосходят в скорости рыб, которыми питаются. В результате исследований ученые получили данные о скоростях, которые могут развивать киты в погоне за добычей. Опыты над особями, обученными гоняться за плавучей приманкой, показали, что киты могут двигаться со скоростью 40,6 км/ч. Вероятно, еще быстрее двигаются касатки, которые иногда атакуют даже дельфинов. А ведь дельфины очень быстро плавают, их еще надо догнать! По наблюдениям с судна, замерявшего быстроту хода, максимальная скорость, которую удавалось развить касаткам в течение 20 мин, колебалась от 38 до 55 км/ч. Обтекаемая форма тела с относительно гладкой поверхностью, очень гибкий хвостовой отдел позвоночника. Имеющийся у некоторых видов спинной плавник играет роль стабилизатора, который придает телу большую устойчивость в воде. Все плавники хорошо обтекаемы и в поперечном сечении имеют форму вытянутой капли. Идеальный снаряд.