Лекция 8.
Структура биосферы. Экосистемы. Биомы.
1). Введение.
В прошлой лекции мы говорили о том, что в природе множество классов, отрядов, видов различных живых организмов. Их расселение по лику земли устроено закономерно. Есть пространства, удобные для проживания. В языке персов фарси есть для таких мест имеется общее название ”обод”. В таких местах сосредоточена жизнь. В русском и европейских языках нет подобного слова, так как вся земля наша удобна для проживания. Пустыня наша зеленая заселена растениями и животными, среди которых начинали свой подвиг исихазма преп. Сергий, и за ним и его ученики и сподвижники. В зеленом пространстве с растениями, животными, грибами должен гармонично соседствовать человек. Он должен возделывать и украшать землю. Об этом сказано в кн. Бытия:
« 1.27. И сотворил Бог человека по образу Своему, по образу Божию сотворил его; мужчину и женщину сотворил их.
1.28. И благословил их Бог, и сказал им Бог: плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю, и обладайте ею, и владычествуйте над рыбами морскими, над птицами небесными, и над всяким животным, пресмыкающимся по земле.
1.29. И сказал Бог: вот Я дал вам всякую траву сеющую семя, какая есть на земле, и всякое древо, у которого плод древесный, сеющий семя: вам сие будет в пищу;
1.30. А всем зверям земным, и всем птицам небесным, и всякому пресмыкающемуся по по земле, в котором душа живая, дал Я всю зелень травную в пищу.
1.31. И увидел Бог всё, что он создал, и вот, хорошо весьма. И был вечер и было утро: день шестый.»
Господь дал человеку завет возделывать землю (Быт. 2.15; 3.17-3.19) и питаться хлебом. Авель пас овец и принес в жертву ”от тука” их. Надо полагать, что уже тогда в пищу пошло мясо. Позже в Новозаветный период Господь расширил стол человеку (Деяния 11.5-11.10 и 15.28, 15.29) через апостола Петра, которому были явлены трижды на полотнище птицы, пресмыкающиеся, четвероногие и приказано заколоть и употреблять в пищу и распространить это повеление Божие на всех язычников.
Таким образом, человек на земле получил от Бога природу в управление. Хозяйство он должен вести рачительно, так как Бог передал ему землю в управление, но остался владельцем ее, как сказано в евангельской притче о виноградарях, которые убили наследника ( Мф. 21.33-41)и в притче о талантах, данных рабам на время (25.13 – 25.30), и в Пс. 88.12:”Твоя суть небеса, и Твоя есть земля”, - обращается псалмопевец к Богу.
Нам следует знать, как устроен мiр, данный людям в управление. Мiр устроен системно.
2). Экосистема.
Биосфера состоит из областей, районов, участков, населенными различными животными. Даже в зелёном и однородном по климату и почвенным условиям Подмосковью есть особые районы и участки: есть поля, другое леса, третье реки (особо ручьи), четвертое пруды. Если обратиться к другой части суши, то там иные климатические условия, иные сообщества растений и животных.
В каждом участке земной поверхности, а также водной толщи океана находится соответствующая условиям этого участка группа живых организмов – растений, животных, грибов, бактерий.
Совокупность живых организмов какого-либо однородного в физико-географическом отношении участка вместе с неживой средой, в которой они обитают, называется экосистемой.
Системой эта совокупность называется потому, что для каждого живого тела в ней имеется свое место (экологическая ниша) как в пространственном смысле, так и в системном, в смысле связей между видами, входящими в экосистему. Второе означает, что все организмы между собой и с косным веществом связаны постоянно протекающими процессами обмена веществ, энергии и информации. Экосистема не просто сумма организмов и почвы, воды, воздуха на определенной территории. Это устойчивая саморегулируемая совокупность взаимосвязанных живых и неживых компонентов. Различаются естественные и искусственные, созданные человеком экосистемы. Природные системы примыкают одна к другой и создают непрерывную мозаичную картину на поверхности суши и моря. Через границы экосистемы активно взаимодействуют между собой, обмениваясь веществом, энергией и информацией Искусственные экосистемы вкраплены в эту мозаику и существуют в ней, оказывая влияние на соседние природные экосистемы. В качестве искусственных можно назвать сад, город, аквариум, космический корабль.
Экосистема устойчивая система, которая в стабильных почвенно-климатических условиях саморегулируется под Богом, как описано в Пс. 103. Но только лишь Бог отвернется от неё (103.29) они утратят покой, нормальное течение событий прекратится. Если же Господь отымет душу, например, в лесном пожаре или паводковом водном потоке, которые уничтожают наземные экосистемы, тогда все живое, по слову Псалма, исчезает и обращается в первоначальный прах – исходное состояние, из которого Господь волен возродить стройную систему.
Далее по 103 псалму словами псалмопевца царя и пророка Давида мы призываемся славить премудрость Божию. Восхвалим совершенство созданных Богом живых систем и тем поведем проповедь о Великом Творце: “Воспою Господеви в животе моем, пою Богу моему, дондеже есмь, да усладится Ему беседа моя, аз же возвеселюся о Господе. ” (Пс. 103.33-103.34).
Экосистема может иметь объём от объёма капли воды до объёма озера.
В составе экосистемы выделяются уровни: особь - семья – популяция -- сообщество – биоценоз. Это множества постепенно возрастающие по сложности и объёму. Так популяция состоит из особей разного пола, но одного вида, сообщества из популяций одного царства, а биоценоз есть совокупность всех сообществ, которые сосуществуют в данном ландшафте.
Между организмами в экосистеме существуют различные связи. Они зримы в информационной сфере. Между животными одной популяции голосом подаются сигналы об опасности, успокоительные сигналы в пении птиц у гнезда, оперением и другими знаками подаются сигналы о брачном периоде. Животные от неживой природы воспринимают сигналы бедствия. Например они реагируют на запах дыма, воспринимая его как сообщение о приближающемся пожаре. Дымом отпугивают пчеловоды пчёл, когда открывают улей. Неизвестные сигналы принимают животные перед землетрясением. Известно, что змеи выползают на поверхность перед ударом подземной стихии. Мне пришлось быть свидетелем, как табун лошадей, диковатых, монгольских, которых лассо ловили, чтобы оседлать, табун таких лошадей перед землетрясением галопом мчался к людям, к лагерю геологов. Стало страшно, что они снесут палатки со спящими людьми. Это происходило на рассвете. Лошади испугались предстоящего землетрясения. Ощутили его за 2-3 минуты до толчка. Когда же случилось землетрясение, а оно продолжалось не более 1 минуты, табун развернулся и ушел в горы на свободу. Задолго до землетрясения его предчувствуют домашние куры. Китайские сейсмологи совместно с канадцами разработали программу предсказания землетрясения, основанную на наблюдениях за 25 признаками-предвестниками, среди которых наряду с явлениями неживой природы (повышение уровней воды в колодцах и скважинах, увеличение радиационного фона и др.) фиксировалось поведение различных животных. Плотная сеть по всей стране и мгновенный обмен информацией в сети позволили предсказать землетрясения.
Однако вязи между организмами в экосистеме и их с косной средой наиболее ярко проступают в способе питания. Эти связи хорошо изучены. Питание устроено так, что в идеале первичного сотворения мира (Быт. 1.29) для высших организмов питанием служат плоды. Животное съедает ягоду, принимает в себя её семя и сеет его вместе с удобрением, необходимым для роста следующего поколения растений. Для мертвых растительных и животных организмов есть могильщики – грибы, бактерии, черви, насекомые которые переводят животные и растительные ткани в косное исходное вещество, точнее в биокосное вещество гумус. Гумус в почве является основным питанием для растений.
В экологии по способу питания объекты классифицированы на следующие таксоны:
Косное и биокосное вещество, которое служит исходным источником питания для всех организмов. Косным называем всякое неживое вещество неорганического происхождения. Биокосным называем то же неживое вещество, минеральное или органическое(гумус) по составу, но созданное живыми организмами. Так СО2 – углекислый газ может быть минерального происхождения, выброшенный вулканом из недр, либо органического происхождения, выделенный при дыхании организмом.
Продуценты – зелёные растения, создающие на свету из косных компонентов органическое вещество.
Консументы 1-ог рода – растительноядные животные.
Консументы 2-го рода – хищные и всеядные животные.
Люди.
В экологии не принято выделять людей из консументов 2-го рода. Однако в православном изложении экологии это, на наш взгляд, необходимо сделать, так как человек в своём питании потребляет недоступные животным антидор, агиасму, елей соборования и другие подобные вещи. О людях ветхозаветной эпохи сказано в псалмах «хлеб ангельский яде человек».
Законы взаимоотношения между видами и особями в экосистеме.
Наиболее распространённый способ сосуществования популяций называется нейтрализм. Виды живут в одном месте, но непосредственно друг на друга не влияют, как добропорядочные соседи. Они связаны общей судьбой через состояние косной среды и через другие виды, с которыми они имеют трофические (пищевые) или иные связи. Так синицы большая и московка, и поползень, населяющие парки Москвы, находят пищу в разных частях деревьев. Одна из синиц ближе к земле, другая у вершины. Поползень же клюёт на стволе, двигаясь по нему вниз головой, что делает легко узнаваемой эту маленькую птичку. Они не конкурируют, но судьба их зависит от состояния древостоя. А здоровье дерева тесно связано с чистотой атмосферы. Потому оба вида синиц зависят от выбросов из дымовых труб ТЭЦ и от автомобилей.
Другой способ связи – симбиоз. Пример симбиоза лишайник – сосуществование гриба и водоросли. Гриб в этой паре удерживает воду для водоросли, а она на свету продуцирует органику и питает гриб. Другой пример симбиоза птица и дерево. Птица вьет гнезда в кроне дерева, очищает дерево от вредителей. Дерево даёт ей удобное жизненное пространство в виде дупла или развилки сучьев, где можно свить гнездо. Шляпочные грибы, подосиновики, подберезовики и другие вступают в симбиоз с деревьями, прорастая своим мицелием корневую систему. В результате у дерева увеличивается площадь водосбора и питание почвенной влагой с растворёнными в ней минеральными веществами, а гриб получает надёжный долгоживущий источник растворённых в древесном соке органических веществ.
Комменсализм (от латинского слова «сотрапезничать») или нахлебничество, как это называется в экологических учебниках, есть такое сосуществование особей разных видов, когда один из организмов полностью питается за счёт другого. Например, к акулам пристраивается рыба-прилипало. У неё спинной плавник заменён присоской, которой она прочно прикрепляется к гладкому покрову акулы. Прилипалы питаются остатками со «стола» акулы, они надёжно защищены около неё от хищников и транспортируются ею, не имея собственных сил со скоростью акулы перемещаться на большие расстояния. Для акулы малое число прилипал не обременительно, они не лишают её пищи. Но с увеличением числа прилипал они уже затрудняют ей движение и тогда комменсализм перерастает в паразитизм, о котором речь ниже. Последнее, что хотелось бы сказать о термине: в христианской экологии термин нахлебничество следует заменить симметричным термином благотворительность. Акула терпит и носит рыбу прилипало и проявляет к ней добрую волю. Не следует видеть в мире животных стяжательство и конкурентную борьбу, если можно видеть сработничество Богу и сотрудничество.
Паразитизм – такое сожительство организмов, когда один использует мизненно важные вещества, извлекая их из тела другого и не даёт эксплуатируемой особи ничего в замен.
Хищничество – особое взаимоотношение между животными, когда животные (и некоторые растения) питаются, убивая животных – насекомых, червей, рыб и млекопитающих. Экология знает целесообразность этой формы сосуществования видов в экосистеме. Хищник уничтожает слабые особи, больные особи. Этим он улучшает наследственность в популяции, на которую охотится. Хищники, по воле Божией, нападает на людей и тем осуществляет наказание за грехи. В противовес этому известны случаи, когда хищники не прикасаются к жертвам по запрету от Бога и по любви хищника к человеку. Примеры из Священной истории многочисленны: пророк Даниил во львином рву, преп. Герасим Иорданский со львом, преп. Сергий и преп. Серафим с медведями, священномученик митрополит Петр Полянский согретый медведем. Надо сказать, что хищные звери: змеи, медведи не трогают человека, если он не угрожает им. Когда же он объявляет им войну, то они нападают, обороняясь. Сибирякам известно, что медведь, не попробовавший человеческой плоти, избегает встречи с человеком, уходит, если столкнётся с человеком. Напротив, опасен медведь, который подвергся нападению человека. Он, защищаясь, убивает человека, потом становится опасен для людей.
Конкурентные отношения в экосистемах возникают в борьбе за пищу, воду и другие средства существования. Западная экология преувеличивает распространённость этой формы сосуществования. Дарвинисты видят в ней путь к возникновению новых видов. Православный эколог (М. Солуха, 2011) пишет, что конкуренция имеется только при сукцессиях, то есть при формировании экосистем. В сформированных экосистемах существует равновесие между численностью популяций различных звеньев лепидной (трофической) цепи. Конкурентные отношения возникают между хищниками одной популяции в дикой природе. В связи с этим они делят территорию и «ограждают» свои участки. (Так кобели помечают свои «владения» мочой). После разделения конкуренция прекращается. Межвидовая конкуренция чаще всего миф, принятие желаемого за действительное. У каждого вида имеется своё специфическое излюбленное питание. В какой-то части рациона имеется пересечение. Конкурентная борьба за эту общую часть наступает в условиях дефицита питания, при гибели источников питания в пожаре, или от другого стихийного бедствия, или от освоения экосистемы человеком. Так при плотном заселении Европы произошла борьба между популяцией серой крысы и популяцией крысы черной. Серая крыса крупнее, лучше плавает и агрессивнее. Она совершенно вытеснила чёрную крысу из городов и селений. Чёрная крыса теперь встречается только в лесных и степных массивах. На стадии перестройки, сукцессии, прошла конкурентная борьба и прекратилась. Она не привела к каким-либо изменениям видовых признаков ни у того, ни у другого вида крыс, к сожалению для дарвинистов.
Мутализм и антибиоз объединяющие термины. Под мутализмом понимается мирное сосуществование сходных популяций животных и растений в названных выше формах: нейтрализм, симбиоз, комменсализм. Антибиоз – враждебные отношения между особями или популяциями, при которых проявляется конкуреция.