Функции биосферы

     – в питательной среде сохранять  информацию о структуре жи-

     вых элементов, об их наследственности за счет использования сво-

     бодной  энергии окружающей среды.

     Рассмотренные положения позволяют по-новому оценить  ме-

     ханизмы устойчивости биосферы. Очевидно, что  при существую-

     щих космических и земных предпосылках живое вещество биосфе-

     рыспособно  продолжать свое “давление” на внешние  оболочки Земли

     и потенциал этого давления отнюдь не ослабевает. Антропогенный

     фактор, вызывающий деструкцию биосферы, следует  рассматривать

     как  флуктуацию, вызванную популяционным  взрывом, который по

     законам регулирования неизбежно будет  элиминирован. Система

     общество  – природа,  следуя теории Пригожина,  достигнув точки

     бифуркации,  должна будет перестроиться. Однако распад старой

     системы отнюдь не будет означать ее хаотического состояния. Би-

     фуркация  – это импульс к развитию биосферы по новому, неведомо-

     му  пути. Какое место займет в нем человеческое общество – это

     предмет специальных исследований. О судьбе биосферы можно не

     беспокоиться, она продолжит свое развитие.

     Рассмотрим  движущие силы, которые поддерживают биосфе-

     ру  в устойчивом состоянии, – это  биоразнообразие, динамика попу-

     ляций, реализация разных жизненных стратегий  организмов и зани-

     маемых  ими экологических ниш, сукцессии  сообществ, соблюдение

     принципа  экологической эквивалентности.268

     14.2. БИОРАЗНООБРАЗИЕ

     Внешние оболочки Земли – литосфера, гидросфера и атмосфе-

     ра  обозначают наиболее существенные черты  лика нашей планеты.

     Но  там, – по словам А. Гумбольдта, – где миросозерцание стремится подняться до более возвышенной точки зрения, эта картина была

     бы  лишена своей наиболее очаровательной прелести, если бы она не

     представила нам и сферу органической жизни  в разных степенях ее

     типичного развития. Жизнь на Земле отличается огромным разно-

     образием  как систематического состава флоры  и фауны, т ак и сооб-

     ществ живых организмов.

     Конвенция ООН  (Рио-де-Жанейро, 1992 г.) провозгласила не-

     преходящую  ценность биологического разнообразия,  отметив его

     большое значение для функционирования систем, поддерживающих

     как жизнь в биосфере, так и устойчивое развитие общества.

     В процессе разработки концепции биологического разнообра-

     зия сложилось представление о базовых  единицах: альфа-разнооб-

     разии – разнообразии видов;  бета-разнообразии  –  разнообразии

     сообществ; гамма-разнообразии  – разнообразии видов и сообществ

     в пределах ландшафтов.

     Расхождение признаков (дивергенция) в ходе микро- и макро-

     эволюционных  процессов определило своеобразие  биот биогеогра-

     фических  регионов разного ранга. В ходе естественноисторического

     развития  под влиянием физико-географических факторов складыва-

     лись  биомы природных зон на суше и  в Мировом океане.

     Общее представление о количестве видов  и их распределении

     по  основным систематическим группам  дает таблица 14.1.

     Обратим внимание на особенности соотношения  числа видов

     растений  и животных в современном органическом мире. Числен-

     ность видов животных примерно в четыре раза больше числа видов

     растений; насекомые составляют 75% от числа  видов животных. На

     суше  растет 92% всех видов растений, и  живет 93% всех видов жи-

     вотных.

     На  суше биомасса растений составляет 2400

     .

     10

     9

     т (99,2%);

     животных 20

     .

     10

     9

     т (0,8 %). Это соотношение отражает фундамен-

     тальный экологический закон  (закон пирамиды биомасс.  См.  гл.

     15) и показывает ведущую роль  растительности в организации  и рас-

     пределении  биоценозов. Гумбольдт пишет: “Хотя  характер различ-269

     ных местностей земного шара определяется одновременно всеми

     внешними  явлениями, хотя очертания гор, физиономия флоры и фау-

     ны, синева неба, строение облаков и  прозрачность воздуха влияют

     на  общее впечатление, тем не менее, нельзя отрицать, что главное,

     определяющее это впечатление, обусловливается растительным по-

     кровом”.

     На  формирование биот большое влияние  оказали четвертич-

     ные оледенения Северного полушария. Похолодание  климата в мень-

     шей степени затронуло тропические  широты. Поэтому здесь распо-

     лагаются наиболее древние и богатые по составу биоты материков.

     14.3. ДИНАМИКАПОПУЛЯЦИЙ

     Сохранность того или иного вида в сообществе основана на

     постоянной  борьбе жизни и смерти. Популяция  вида жизнестойка,

     если  существует равномерный поток особей, протекающий через все

     возрастные  классы данной популяции от рождения до биологической

     старости. Если смертность будет превышать  численность приходя-

     щих на смену старым молодых видов, популяция  деградирует; если количество молодых  видов будет превышать смертность – популя-

     ция будет распространяться и вытеснять  другие виды.

     Во  всех организмах заложена потенция размножения, выража-

     ющаяся  геометрической прогрессией,  графическим  изображением

     которой является показательная кривая  (экспонента).

     Устойчивость  биосферы основана на постоянной экспансии

     живого  вещества, борьбе за существование  и вытекающем из нее

     естественном    отборе,  охватывающем не только отдельные  орга-

     низмы, но и целые популяции, сообщества, а в конечном счете био-

     геоценотический покров всей Земли. При ухудшении биотических и

     абиотических  условий среды в популяции  могут сохраниться только

     те  особи,  которые генетически лучше  приспособлены к суровому

     природному  окружению. Иными словами, начинает действовать клас-

     сический  механизм естественного отбора по Дарвину.

     Неограниченный  экспоненциальный рост популяции подобен

     взрыву, он приводит к истощению и полному  разрушению ресурсов

     среды. В основе существования любой  популяции лежит конфликт

     между свойственной организму тенденцией увеличивать свою чис-

     ленность и разнообразными ограничениями, которые препятствуют

     такому  увеличению. Если система не получает постоянной подпит-

     ки  необходимыми ресурсами извне,  устойчивое состояние может

     быть  достигнуто только при условии равных значений рождаемости

     и смертности особей.

     Рассмотрим  несколько кривых, отображающих разные типы ди-

     намики  популяций (рис. 14.1). Типа – S-образная кривая характерна

     для популяций,

     в которых вы-

     сокая рождае-

     мость,  быстро

     обеспечив оп-

     тимальную для

     данных  ус ло-

     в и й ч и с л е н-

     ность, снижает

     е е до уровня,

     когда рождае-

     м о с т ь р а в н а

     смертности, –

     Рис. 14.1.  Характерные  типы  динамики популяций,

             по N. D. Levine. Объяснения в тексте271

     кривая  выходит на  “плато”, что говорит  об   устойчивом существо-

     вании во времени. Тип б – куполообразная кривая характерна для

     популяции, быстро размножившейся, а затем так  же быстро погиб-

     шей в результате того, что все жизненные  ресурсы оказались исчер-

     панными. Тип в – волнообразная кривая характерна для популяций,

     которые быстро восстанавливают свою численность после спада,

     вызванного  неблагоприятными факторами. Тип г  – кривая, демон-

     стрирующая, как после спада численность  популяции выходит на

     “плато”, т. е. существование становится устойчивым.

     Существуют  приспособления, благодаря   которым потери по-

     пуляции сокращаются, когда ее численность  и ресурсы среды вхо-

     дят в конфликт. Например, как только вид становится редким, хищ-

     ничество  по отношению к нему может уменьшиться. Хищники мо-

     гут просто забыть способ поиска подобных жертв и не считать их

     пищей. Многие организмы (растения, членистоногие  и др.) перено-

     сят неблагоприятный период в форме  покоящихся диаспор. После-

     дние  могут оставаться в почве до тех  пор, пока условия среды не

     станут  благоприятными, тогда из них вновь появляются и размножа-

     ются  активные особи. Так пустынные эфемеры  в виде семян пере-

     живают  неблагоприятные сезоны или, если это  потребуется, даже

     периоды неблагоприятных лет.

     14.4. ЖИЗНЕННЫЕСТРАТЕГИИ

     К механизмам устойчивости сообществ  относится также и то,

     что популяции представлены видами с  различной жизненной страте-

     гией, т. е. с особыми приспособлениями, обеспечивающими им воз-

     можность  обитать совместно с другими  организмами и занимать

     определенную  экологическую нишу в соответствующем  биоценозе.

     Л.Г. Раменский первым предложил различать  среди видов, об-

     разующих  растительные сообщества три фитоценотипа: 1) виолен-

     ты  –“львы” – сильные конкуренты,  способные захватывать место

     и удерживать его за собой благодаря  энергии жизнедеятельности и