Читать книгу - "Биосфероведение - Валерий Степанович Миловатский"

трофические пирамиды. Пирамиды имеют несколько уровней – они как бы состоят из уступов: внизу самый большой, потом меньше, далее ещё меньше – и так до вершины пирамиды. Это, конечно, схема – природа живёт не по схемам, а гораздо сложнее. Но так нагляднее.

Рассмотрим схематическое строение трофической пирамиды. Её нижний уровень, он же и самый мощный – это базовый уровень, который сам питается и других кормит. Он представлен продуцентами. Продуцентами называются организмы, получающие свою энергию и своё питание не от других организмов, а из неорганической природы. К ним относятся цианобактерии, хемобактерии, растения.

Далее в трофической пирамиде следует уровень организмов, живущих за счёт организмов первого уровня. Это консументы – они не могут сами усваивать небиогенную энергию. Масса консументов всегда меньше, чем масса продуцентов, так как продуценты не могут прокормить биомассу больше собственной. Кроме того, часть энергии продуценты расходуют на себя. Поэтому поток энергии в трофической пирамиде уменьшается снизу вверх.

Различаются консументы I и II рода. Консументы I рода – это те, которые получают питание непосредственно от продуцентов. Например, травоядные животные. Консументы II рода – это те, которые живут за счёт консуметов I рода. Это в основном хищники и паразиты. Консументы II рода иногда разделяют ещё на ряд уровней: III, IV, V и так далее. Но обычно трофические пирамиды не поднимаются выше V или VI уровня (рода), так как энергия пирамиды иссякает.

Есть ещё третье «подразделение» организмов, которое «кушает» и продуценты, и консументы, – это редуценты. Они получают энергию за счёт разложения органической массы растений и животных. К ним относятся грибы, бактерии, лишайники. В трофической пирамиде они могут быть на всех уровнях – и на каждом берут свою долю.

Трофические пирамиды, уровни, сети и цепи представляют собой трофическую структуру того или иного биоценоза или экосистемы[15]. Но это лишь одна сторона, характеризующая биоценоз.

Иные связи в биоценозе

Биоценоз – это не только трофические цепи и потоки биохимической энергии, но и тесное взаимодействие, часто сотрудничество разных видов. Некоторые виды настолько тесно сотрудничают, что порой представляют собой как бы один организм: актиния и рак-отшельник, погонофора и архебактерии, лишайник. Это примеры симбиозов.

Но есть и другие виды «сотрудничества», в которых сопряжены жизненные циклы организмов разных видов. Эту сопряжённость мы видим, например, у цветковых растений с насекомыми. Так определённым видам растений соответствуют «свои» виды насекомых, которые только их и опыляют. Муравьи выращивают и ухаживают за тлёй, которая «поставляет» им продукт богатый азотом. Птицы и животные разносят семена растений и таким образом рассевают их.

Существуют так называемые опорные связи, когда одни организмы служат для других опорой, убежищем, домом. Таковы, например, деревья для птиц, мелких млекопитающих, насекомых, грибов, водорослей, лишайников.

В паразитических связях подчас совмещается иждивенчество трофическое и жилищное. К ним относятся болезнетворные бактерии, гельминты, паразитические насекомые и другие.

Видовая структура биоценоза

Всякий биоценоз отличается своим видовым составом. Например, клюквенное болото по виду, по составу растений и животных, не спутаешь с тростниковыми (камышовыми) зарослями или с черничником. Это три различных биоценоза. Иными словами, всякий биоценоз имеет свою видовую структуру, присущую только ему. Наряду с трофической структурой видовая структура является важнейшей характеристикой биоценоза. Её можно назвать константой, основной конструкцией биоценоза. Биоценоз «стремится» сохранять её неизменной.

Устойчивым биоценозам свойственно отторгать «пришельцев» (чужие виды)[16]. В этом гарантия их безопасности и жизнеспособности. Слабые биоценозы не всегда могут отторгнуть «пришельцев» – и в результате теряют устойчивость, а то и погибают, так как «пришельцы» нарушают экологическое равновесие в биоценозе. Так случилось в семидесятых годах ХХ-го столетия на Кубани, когда там появилась гусеница, так называемой «американской бабочки». Этому «пришельцу» ослабленные, рыхлые биоценозы (агроценозы) кубанских полей ничего не могли противопоставить, не могли его отторгнуть. Ни местные птицы, ни другие «притеснители» насекомых не знали как справиться с этой гусеницей: вот и стояли летом без листьев целые сады, парки и лесополосы.

Нарушают равновесие биоценозов не только непрошеные «добавки», но и непредусмотренные потери своих видов – обеднение видовой структуры. Бывает, что утрата только одного вида разрушает существующий биоценоз. Может ли дубрава обойтись без оленей? Вот что поведал по этому вопросу Отто Леопольд.

В Германии, на горе Шпесарт издавна были дубравы, и на северных склонах, и на южных. На южном склоне они продолжают расти и поныне, а на северном, как ни старались их возобновить, вместо них растут чахлые сосенки. Что произошло? Южный склон был под надзором монахов, которые дубравный биоценоз сохраняли в первоначальной целостности. В том числе оставались в неприкосновенности и олени, жившие в дубраве. Дубрава же северного склона была вырублена крестьянами, а олени уничтожены. И теперь, когда люди взялись за ум и вновь насадили дубы, дубы без оленей не хотят расти. Оказывается, в оленьем помёте размножаются микроорганизмы, необходимые для почвы дубравы. Цепочка: олень – навоз – микроорганизмы – почва – дуб соединяет дуб с оленем и делает его незаменимым в дубраве.

Таким образом, биоценоз отторгает лишнее, но и не любит терять своё. Он привержен постоянству живого союза.

Об экологическом равновесии

Но в этом процессе есть одно «но»: биоценоз не стоит на месте, он совершенствуется, развивается, усложняется, стремится ко всё большей устойчивости (гомеостазу). Это закон биоценоза. Как, впрочем, всего живого, и биосферы в целом. В ходе увеличения гомеостаза, возрастает биомасса и сложность видовой структуры биоценоза. Биомасса, как и продуктивность биоценоза, – тоже важнейший его параметр.

И в момент, когда биоценоз набирает достаточно сил и зрелости, он делает пополнение: включает (по «своему усмотрению»!) в свои структуры, в свою жизнь новые виды – увеличивает свой видовой состав. В связи с этим вся система биоценоза несколько перестраивается, приспосабливается к тому, чтобы принять новых жильцов. С своевременным и естественным увеличением видового состава биоценоза возрастает его устойчивость (гомеостаз) к внешним воздействиям.

По сути, единство и организация биоценоза осуществляется благодаря своеобразному биологическому разделению труда: каждый вид делает своё дело. Трофические связи меньше напоминают объединяющее дело, но и там не всё сводится к взаимопожиранию. Можно ведь потреблять продукты или уже ненужные части организмов, а не самих производителей.

Так, дождевые черви, различные личинки, грибы, микроорганизмы питаются опавшими листьями. Съесть можно всё и всех, a вот сделать работу за производителей-продуцентов: за цианобактерий, образующих почву, или за сосну, «производящую кислород», – это не всем по-плечу.

Отдельные биоценозы имеют свою «специализацию». Различают растительные биоценозы – фитоценозы; биоценозы животных – зооцинозы; микроорганизменные ценозы и другие.

Пространственная структура биоценоза

Кроме трофической