Файл: Камшилов, М. М. Эволюция биосферы.pdf

несколько. Во-первых, фенол разрушает аэробные бакте­ рии, а растения обогащают среду кислородом. Во-вто­ рых, моллюски п рыбы выделяют со своими экскремен­ тами соединения, содержащие биогенные элементы — фосфор, азот, серу и др., также крайне необходимые для успешной работы бактерий. Наконец, в-третьих, вместе с растениями и животными в экосистему были внесены простейшие, питающиеся бактериями. Этим самым мине­ ральные элементы, содержащиеся в телах бактерий, по­ лучают возможность вновь вступать в оборот, что опятьтаки способствует активности бактерий как деструкторов фенола. Ведь если бы существовали только одни бакте­ рии, они быстро поглотили бы все биогенные соли, что привело бы к прекращению или во всяком случае замед­ лению процесса деструкции фенола. Простейшие (инфу­ зории, жгутиконосцы, амебы и т. и .), поедая бактерий, убыстряют оборот минеральных элементов. Поэтому бак­ терии могут разрушать фенол при малом их запасе. Под­ счет численности различных видов микроскопических про­ стейших, водорослей, микроскопических многоклеточных показал, что, чем выше видовое разнообразие, тем энер­ гичнее идет процесс разрушения токсического вещества.

Оказалось, что для успешного разрушения фенола требуется, чтобы биоценоз в течение какого-то времени приспособился к новому фактору. Если вносить фенол сразу большими порциями, биоценоз быстро разрушается и скорость его распада падает. При постепенном вне­ сении такой же биоценоз оказывается способным разру­ шать значительно большее количество яда.

Естественные биогеоценозы отличаются большой само- } стоятельиостыо. Одни из нпх сохраняются в течение дли­ тельного времени, другие, наоборот, закономерно изме­ няются. Так, например, озера нередко превращаются в

личивается разнообразие входящих в состав биогеоценоза : видов организмов, в итоге чего повышается его устой­ чивость. Экологи говорят: биогеоценоз перешел в состоя­ ние климакса. Е. Одум 14 приводит пример сукцессии,

м Е. Одум. Экологии.

прошедшей на месте покинутого фермерского участка в юго-восточной части США. Первые 10 лет здесь господ­ ствовала травянистая растительность, затем стал разви­ ваться кустарник; к 25 годам кустарник сменился сосно­ вым лесом, который в свою очередь через 100 лет с на­ чала сукцессии уступил место породам деревьев с твердой

в этом случае продолжался около 100 лет. Для заверше­ ния его па участках с полным отсутствием почвы (пес­ чаные, дюны, вновь образовавшиеся потоки лавы) тре­ буется по менее 1000 лет.

Повышение видового разнообразия в ходе сукцессии обусловлено тем, что каждый новый компонент биогео­ ценоза открывает новые возможности для вселения. На­ пример, появление деревьев позволяет проникнуть в эко­ систему видам, живущим в подстилке, на коре, под корой, строящим гнезда на ветвях, в дуплах и т. п.

В период размножения у всех видов организмов по­ является большое количество молоди. С каждым циклом размножения эта молодь «пытается перешагнуть» грани­ цы своего биогеоценоза. В подавляющем большинстве случаев подобные попытки оказываются безуспешными. Биоценоз, особенно на стадии климакса, в силу своей буферностн препятствует выживанию вселенцев. Обыкно­ венный одуванчик, желтые головки которого весной по обочинам дорог радуют наш глаз, не способен проникнуть в биоценоз сомкнутого дерна диких злаков, его туда «не пускают».

Как уже говорилось, каждый биогеоценоз представля­ ет собой своеобразную целостность. В ходе естественного отбора в его составе неизбежно сохраняются лишь те виды организмов, которые могут наиболее успешно раз­ множаться-именно в данном сообществе.

Исторический процесс формирования биогеоценозов — процесс длительный. Его существенная сторона — сорев­ нование между разными биогеоценозами за место под Солнцем. Степь стремится занять место леса, лес — место степи и т. и. В этом соревновании, естественно, в конце концов сохраняются лишь наиболее интегрированные био­ геоценозы, т. е. биогеоценозы, характеризующиеся наибо­ лее полным разделением труда между своими членами,

ДО

а следовательно, ii более богатые внутренними биотинескнмн связями.

Так как каждый биогеоценоз включает все основные экологические группы организмов, он по своим потенциям равен биосфере. Это своего рода первичная ячейка эволю­ ции. Биотический круговорот в пределах биогеоценоза — основа длительного его существования — своеобразная модель биотического круговорота Земли. В силу этих осо­ бенностей каждый биогеоценоз в ходе эволюции способен в принципе распространяться, по всей Земле. Этого не происходит лишь потому, что аналогичные потенции в большей или меньшей степени свойственны всем биогео­ ценозам. Соревнуясь между собой за вещество, энергию и пространство, они ограничивают экспансионистские тен­ денции друг друга.

Устойчивость, биосферы в целом, ее способность эволюировать, в значительной мере определяется тем, что она представляет собой систему относительно независимых биогеоценозов. Ведь взаимосвязи между биогеоценозами в основном ограничиваются связями посредством нежи­ вых компонентов биосферы: газов атмосферы, минераль­

геоценозах. Они в свою очередь состоят из популяций раз­ нообразных видов, т. е. из качественно своеобразных форм организации живой материи, каждая из которых ведет свое начало от общего предка. В биогеоценозе, та­ ким образом, существуют популяции видов с разной исто­ рией; основа биогеоценоза нолифилетпчна.

Следовательно, биосфера представляет собой иерархи­

ляции отдельных видов.

91

Глава А

СУБСТРАТ ЖИЗНИ

Чтобы открыть подлинную специфич­ ность жизненных явлении, необходимо глубже анализировать три основные осо­ бенности жизни: обмен веществ, смену энергии н форму системы.

Я. К. Кольцов

ный путь развития от архея до наших дней п предстает как совокупность грандиозных процессов синтеза и де­ струкции органического вещества, рождения, развития и смерти особей. Что же, однако, представляет собой эволюнрующий субстрат жизни, те системы сложных химиче­ ских соедниеиищ которые называются живыми организ­ мами?

Ф. Энгельс характеризовал живое как постоянное самообновление, непрерывное превращение частей, смену питания и выделения *.

Известный советский биолог Э. С. Бауэр основное от­ личие живого от неживого видел в устойчивом нерав­ новесии живых систем: «... все п только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равно­ весия, требуемого законами физики и химии при суще­ ствующих внешних условиях... Мы обозначим этот прин­ цип как «принцип устойчивого неравновесия» живых си­ стем... мы не знаем ни одной неживой системы, у кото­

93