Группа организмов, относящаяся к одному виду, длительно занимающая определённое пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений, называется популяцией. Популяции входят в состав биоценозов – совокупности растительных и животных организмов, населяющих какой-либо участок среды обитания. Например, биоценоз озера, леса и т.д.
Одна из важнейших задач изучения живой природы – выяснить, почему те или иные растения и животные образуют биоценоз, каково их влияние друг на друга и каким образом человек может регулировать их взаимоотношения в собственных интересах. И хотя на первый взгляд жизнь в сообществах кажется недоступной пониманию, многие её закономерности удалось выяснить. Оказалось, что все поразительное разнообразие живых существ в сообществах, утонченность их адаптации и удивительно сложное поведение, в конце концов, сводятся к получению каждым организмом своей доли энергии из пищи, поток которых направлен от одного члена сообщества к другому. Каналы, по которым через сообщества постоянно поступает пища и протекает энергия, называются пищевыми цепями. Каждое звено цепи – это некоторый своеобразный посредник, потребляющий некоторую часть пищи и энергии, первоначально накопленной растениями для своего существования и размножения, и передающий её следующему звену.
В природе взаимоотношения различных видов животных, растений многообразны. Бывает так, что одни виды помогают другим. Например, на панцирях многих крабов обитают кораллы или актинии, обеспечивающие им маскирование. Простейшие жгутиковые, поселяющиеся в кишечнике термитов, выделяют фермент, без которого термиты не смогли бы переваривать древесину. Некоторые виды птиц, например колибри, добывая нектар, опыляют цветки растений. Колибри – самая маленькая птица (масса её 1,6–20 г) с красивым, ярким оперением – обладает редкой способностью зависать в воздухе в неподвижном положении, в котором она с помощью необычно длинного клюва проникает глубоко внутрь цветка и извлекает нектар.
Удивителен по-своему цветок саррацения. Он относится к довольно редкому виду насекомоядных многолетних трав. На дне кувшинообразных длинных листьев этого цветка скапливается секреторная жидкость, в которой погибают насекомые, превращающиеся после разложения в органическое питательное вещество.
Многие виды растений опыляются чаще всего пчёлами, шмелями и другими насекомыми. Пчелы способны хорошо различать цвета в фиолетовой области спектра. Поэтому даже на большом расстоянии они могут увидеть весьма скромные цветки с фиолетовыми лепестками и приблизиться к ним, чтобы полакомиться нектаром.
Однако далеко не все взаимоотношения между различными видами живого мира добрососедские. Очень часто они становятся враждебными, например, когда хищник уничтожает жертву, паразит губит хозяина, а плесневые грибы подавляют рост бактерий. Но и такие взаимоотношения не всегда вредны для какого-то вида в целом: под влиянием естественного отбора в живой природе устанавливается необходимое биологическое равновесие, а егонарушение приводит к непредсказуемым последствиям.
Очень часто некоторые виды животных или растений считаются вредными или, наоборот, полезными: например, сорняк на поле, где растет пшеница, вредный, а кошка, уничтожающая мышей, полезная. «Сорняк – это растение, достоинства которого пока ещё не открыты», – правильно подметил американский философ и писатель Р.У. Эмерсон (1803–1882). Наблюдения всех видов живого мира все больше и больше убеждают: для нормальных условий существования сообществ нужны различные их звенья, независимо от того, вредны они или полезны для человека. Можно привести не один пример, когда нарушение человеком таких условий приводило к печальным последствиям. Так, в прошлом столетии в Колорадо (США) на северном склоне Большого Каньона уничтожили волков, чтобы увеличить поголовье оленей. Олени стали быстро, беспрепятственно размножаться, и скоро их стадо возросло до 100 тыс. голов. Корма для такого огромного стада оказалось недостаточно, и олени стали стремительно вымирать от голода. В конце концов, их поголовье уменьшилось в 10 раз. Причина массовой гибели животных – нарушение поддерживаемого волками устойчивого равновесия, при котором поголовье оленей соответствовало запасам корма. Что-то подобное произошло в Китае после массового истребления воробьёв.
Большинство сообществ непрерывно меняется – и от сезона к сезону, и изо дня в день, и даже каждую минуту. Сообщество может состоять в основном из животных или, наоборот, из растений. Общий фон жизни сообщества создают несколько наиболее крупных, многочисленных или наиболее активных видов. Изменения какого-то сообщества на любой стадии его развития распространяется на все виды живых организмов. Появления новых растений или животных, сопровождаемые изменением внешней среды, оказываются благоприятными для одних видов и неблагоприятными для других. Перестройка в биоценозе может замедлиться на определённое время, пока не будет достигнуто устойчивое равновесие.
Даже коралловый риф, который принято считать наиболее стабильным и устойчивым, может подвергаться значительным изменениям. При каждом продолжительном поднятии или понижении уровня моря и при каждой медленной деформации земной коры сам коралл может полностью погибнуть. Поэтому было бы точнее говорить не об общем устойчивом равновесии в природе, а о великом множестве равновесий в мире живых существ. И образно его можно было бы представить в виде множества весов, стрелки которых не стоят на месте , а отклонятся то вправо, то влево, но отклонение их происходит в строго определённых пределах. Изменчивость, а не неизменность – вот ключ к пониманию мира живых существ и вот что делает нашу небольшую планету под Солнцем столь привлекательной для жизни.
Всестороннее исследование любых живых систем станет плодотворным только при активной работе учёных-естествоиспытателей различных специальностей.
Даже самый обычный пруд настолько сложен как экосистема, что для изучения всех происходящих в нем процессов необходимо участие биологов, ботаников, ихтиологов, гидрологов, физиков, химиков, энтомологов и др. Чтобы взглянуть на исследуемый пруд как на единое целое, необходимо обобщать результаты исследований всех названных учёных.
Окружающий нас мир поддается тому или иному количественному описанию. По мнению выдающегося российского учёного И.М. Сеченова (1829–1905), все – от блеска дальних звёзд, шума океанского прибоя и полёта пчелы до первого крика ребёнка, вдохновенного танца балерины и творческой мечты учёного – можно описать количественно. Конечно, от этого «можно» до реального описания путь долгий и трудный, но вполне преодолимый современной научной и технической мыслью.
Особенно сложны для математического описания живые организмы и их системы, ибо они ни на секунду не остаются в покое, а все время меняют своё состояние. Однажды группа учёных решала вопрос о наиболее рациональном использовании одного из озёр. Предлагались разные варианты: для разведения рыбы, для водоснабжения близлежащего посёлка или для отдыхающих и туристов. Все варианты были запрограммированы, и компьютер, проанализировав все аргументы специалистов и взвесив все «за» и «против», дал единственно правильную рекомендацию: озеро не трогать, оставить его таким, как оно есть.
Человек, являясь частью природы, не должен пренебрегать законами живой природы – он должен направить все свои усилия на решение проблем охраны природы и защиты окружающей среды, основываясь на естественно-научных знаниях. Можно вырубить лес или перекрыть реку, но нельзя отменить законы, управляющие жизнью на Земле и поддерживающие в равновесии многообразные жизненные формы. Поэтому сегодня, как никогда ранее, перед всем человечеством стоит важнейшая задача не только расширять знания законов природы, беспощадно её эксплуатируя, но и сохранить уникальный растительный и животный мир Земли для будущих поколений.
Библиографические ссылки
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов, 13-е изд. М.: Директ-Медиа, 2018.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум, 6-е изд. М.: Директ-Медиа, 2016.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник в 2-х кн. М.: Директ-Медиа, 2017.
Карпенков С.Х. Экология. Практикум. М.: Директ-Медиа, 2014.
Карпенков С.Х. Экология. Учебник для бакалавров. М.: Логос, 2014.
Карпенков С.Х. Технические средства информационных технологий. 4-е изд. М.: Директ-Медиа, 2019.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник. М.: Высшая школа, 2004.
Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015.
Карпенков С.Х. Русский богатырь на троне. М.: ООО «Традиция», 2019.
Карпенков С.Х. Стратегия спасения. Из бездны большевизма к великой
России. М.: ООО «Традиция», 2018.
Карпенков Степан Харланович
