8. Саморегуляция и устойчивость экосистем

Благодаря невероятному разнообразию жизни на Земле, в природе практически нет абсолютно сходных особей, популяций, видов и экосистем [14, с. 104]. Природные сообщества могут включать сотни и тысячи видов: от микроскопических бактерий до огромных деревьев и многотонных животных. Казалось бы, усложнение экосистемы, в частности ее видового состава, должно было негативно отражаться на устойчивости сообщества. Тем не менее практические наблюдения полностью опровергают это предположение.

Существует ряд правил и принципов, которые помогают более глубокому пониманию причин устойчивости природных систем различной сложности.

Правило внутренней непротиворечивости. Согласно этому правилу, виды в естественной природе не могут разрушать среду своего обитания, так как это привело бы к самоуничтожению. Напротив, деятельность растений и животных направлена на создание (поддержание) среды, пригодной не только для их жизни, но и для жизни потомства.

Принцип системной дополнительности: подсистемы одной природной системы в своем развитии обеспечивают предпосылку для успешного развития и саморегуляции других подсистем, входящих в ту же систему.

Закон экологической корреляции. Выпадение одной части системы (например, уничтожение какого-либо вида) неминуемо ведет к исключению всех тесно связанных с этой частью системы других ее частей. Понимание закона экологической корреляции особенно важно в аспекте сохранения видов живого: они никогда не исчезают изолированно, т. е. в одиночку, но всегда исчезают взаимосвязанной группой.

Высокое видовое разнообразие живых существ в природе обусловливает, в свою очередь, свойства сложных систем, которыми являются биоценозы.

Взаимная дополнительность частей биоценоза. Уже отмечалось, что в сообществах (биоценозах) уживаются только те виды, которые дополняют друг друга в использовании ресурсов среды обитания, т. е. делят между собой экологические ниши. Так, в лиственном лесу растения 1-го яруса, т. е. самые высокие, перехватывают 70-80 % светового потока. II-му ярусу достаются уже 10-20 % от полного освещения. Наземные травянистые растения и мхи в таких лесах способны осуществлять фотосинтез, используя всего лишь 1 -2 % светового потока.

Таким образом, дополняя друг друга, растения способствуют более полному использованию энергии Солнца.

Взаимная дополнительность весьма характерна и для многих микроорганизмов – редуцентов: одни из них «специализируются» на разрушении клетчатки мертвых растений, другие – белков; третьи – сахаров и т.д. Можно сделать вывод, что взаимная дополнительность видов, одни из которых созидают, а другие разрушают органическое вещество, - основа биологических круговоротов.

Взаимозаменяемость видов. Хотя полностью похожих друг на друга видов не существует, многие из них, имеющие сходные экологические требования и функции, способны перекрываться. Такие виды обычно заменяют друг друга в близких сообществах, например разные виды пихты и елей в темнохвойных таежных лесах или разные виды насекомых-опылителей на лугах. Как следствие, в случае частичного перекрывания экологических ниш многих видов выпадение или снижение активности одного из них неопасно для экосистемы в целом, так как его функцию готовы взять на себя оставшиеся. Таким образом, происходит так называемое «конкурентное высвобождение», а разные звенья круговорота веществ продолжают действовать.

Регуляторные свойства. Одним из основных условий существования сложных систем служит их способность к саморегуляции, которая возникает на основе обратных связей. Принцип отрицательной обратной связи состоит в том, что отклонение системы от нормального состояния приводит в действие такие присущие ей механизмы, которые «пытаются» возвратить ее в норму. Так, возрастание численности жертв приводит к увеличению численности хищников и паразитов. Саморегуляция происходит тем успешнее, чем выше разнообразие видов в биоценозах и чем сложнее структура популяций.

Надежность обеспечения функций. Главные функции биоценоза в экосистеме: создание органического вещества, его последующее разрушение и регуляция численности видов - обеспечиваются множеством видов организмов, которые в своей деятельности «подстраховывают» друг друга.

Например, разложение целлюлозы – компонента растительных тканей- могут осуществлять самые различные организмы: специализированные бактерии, различные виды грибов, личинки насекомых, дождевые черви и т. д. По той же причине численность насекомых могут сдерживать многоядные хищники, при более высокой численности – специализированные паразиты, при еще более высокой – возбудители инфекционных заболеваний или же ужесточение конкурентной борьбы и внутрипопуляционные взаимоотношения. Важный вывод: главное условие устойчивости всей жизни на земле состоит в наличии биологического разнообразия.

Укажите, в чем сущность правила внутренней непротиворечивости…

[1] эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды, выражающееся в изменении их высших и внутренних особенностей;

[2] в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание экосистем, как среды собственного обитания;

[3] комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях;

[4] до тех пор, пока среда, окружающая определенный вид организмов, соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям, этот вид будет существовать.