Том 2 (1109824), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Ббльшая часть этих отложений была вскоре размыта, и сюда попали распространяемые ветром семена и плоды. Такой занос был особенно важен для территорий, покрытых лавинным материалом и застывшей вулканической лавой с пеплом настолько сильно, что растения, погребенные под ними, погибли. Выжили многие мелкие животные как под землей, так и в озерах и ручьях; позвоночные вскоре также вернулись на эти земли. Периоды между изверэкениями этого вулкана составляли за последние 35 веков 100 — 150 лет, поэтому сам характер повреждений и восстановительные процессы, наблюдавшиеся учеными после 1980 г., типичны для природных явлений, периодически влияющих на живые системы в вулканических районах.
События, последовавшие за извержением Сент-Хеленс, — яркий пример сукцессни, однако не следует забывать, что она типична для всех сообществ и происходит во всем мире. Это один из факторов, поддерживающих разнообразие >киного на нашей планете. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Экосистема — высший уровень биологической сложности и единства. Это приводимый в действие энергией солнца само- Рис 31-!с). Пскледнее иэвержение вулкани Сент-Хелене в иэт. Вашингтон произошло 1 8 моя 1980 г. А.
Продукгпивные леса иэ дуглас ни !Рзеидосгиха тепел егн), тсуги западной !Ггияа Ьемгорйу))а) и пихт Амт атаЬг1й и А. Ргосега, вываленные боковой ударной волной. Б. На гие другие растения с семеними, распро- страняемыми ветрои, реколонизиро- пали учаппки, покрытые таким глубо- эсим слоем в> лкпническиг огпложсний, что растения, гшгребенные под ними, погибли.
Эта фотография сделина в !08) г. 1гь Зк Дяялчя~ я сээяяигтя я эяткясзеч поддерживающийся комплекс, в котором происходит регулируемый круговорот необходимых биогенов. В пределах экосистем сообщества организмов взаимодействуют с физической средой. Некоторые из взаимосвязей существ внутри сообществ могут быть объединены в три основные группы: мутуализм, конкуренция и отношения растение — фитофаг. Мутуализм полезен обеим взаимодействующим популяциям.
Примеры его — образование лишайников, развитие азотфиксирующих бактерий в клубеньках на корнях бобовых, микоризныс ассоциации грибов и корней сосудистых растений, тесная взаимоприспособлениость некоторых цветковых и их опылнтелей. Конкурентные отношения установлены для большинства обитающих вместе растений. Одной из важнейших форм является конкуренция за свет. Растения также вырабатывают защитные химические вещества„подавляющие рост по соседству других видов. Такие аллелопатнческие отношения играют большую роль в определении будущей структуры сообществ. Фитофаги регулируют размножение растений, уничтожая их фотосннтезирующие, запасные или репродуктивные органы. Растения противодействуют этим повреждениям, приобретая в процессе эволюции шипы, жесткие листья или, что наиболее вюкно, химические средства защиты.
Когда насекомое вырабатывает устойчивость против растительных токсинов, оно получает не только новый и часто почти нетронутый источник пищи, но может также использовать этн производимые растением вещества для защиты от собственных врагов. Взаимосвязи в процессе опыления — особый случай отношений растение — фитофаг, при котором привлечение последнего важнее его отпупшания. Некоторые отношения растений с фитофагамн в значительной степени мутуалистичны, например облигатныс связи между шиповатымн акациями и обитающими на них муравьями на востоке Мексики.
Экосистема состоит из неживых элементов и двух типов живых существ — автотрофов и гетеротрофов. Среди гетеротрофов различаются первичные консументы (расгительноядные), вторичные консументы (плотоядные и паразиты) и, наконец, деструкторы. Организмы этих трофических уровней объединены в пищевые цепи или сети. Проходя через экосистемы, примерно 0,1 — 1% падающей солнечной энергии превращается зелеными растениями в энергию химических связей. Когда растения поедаются животными, около 2 — 10% их энергии накапливается на следующем трофическом уровне; со сходной эффективностью идет и дальнейшая передача энергии по пищевой цепи. Количество ее, остающееся после нескольких таких переходов, настолько мало, что пищевые цепи редко включают более трех илн четырех звеньев. Сукцессии происходят на опустошаемых искусственным или естественным путем территориях нли при появлении новых субстратов, например застывшей вулканической лавы, скальных обнажений, песчаных или гравийных островов на рекс.
В ходе сукцессии виды растений и животных постепенно сменяют друг друга; некоторые нз них характерны только для ранних ее стадий, другие — только для более поздних. Количество органического вещества, накопленного организмами впроцессе сукцессин, возрастает, разнообразие видов в экосистеме значителыю увеличивается, а отношения мезкду ними становятся все более сложными. Пик продукции наблюдается довольно рано, а на более поздних стадиях быстро усиливается процесс дыхания. В конечном итоге сукцессия приводит к климаксовому сообществу, вос- производящему себя неопределенно долго, если не происхо- дит каких-то глубоких изменений среды.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПЕСТИЦИДЫ И ЭКОСИСТЕМЫ Только в США для обработки посевов ежегодно производится приблизительно 0,5 млрд. т пестицидов. Подсчитано, что из этого огромного количества только около 1% фактически воздействует на вредные организмы, а остальное либо проникает в почву, воду и другие организмы той же экосистемы, либо переносится в соседние экосистемы, что может крайне отрицательно сказываться на их функционировании. Например, не исключена гибель определенных видов, что иногда ведет к нарушению функционирования экосистемы в целом нли косвенно к исчезновению других видов.
Популяции важнейших деструкторов, например дождевых червей или других почвенных организмов, могут под действием пестицидов настолько сократиться, что экосистема как таковая прекратит свое существование. Интенсивность такого воздействия зависит от токсичности химических веществ и от их устойчивости в окружающей среде.
Одна из проблем, связанных с некоторыми химическими загрязнителями, состоит в том, что они имеют тенденцию концентрироваться по мере прохождения по пищевым цепям, достигая максимального содержания в их конечных звеньях — в теле хищных животных. Например, хлорорганичсскне пестициды, в частности ДДТ (в США и других развитых странах он в настоящее время запрещен законом), накапливаясь в тканях хищных птиц, служили причиной ненормального истончения скорлупы откладываемых нми яиц. Такис яйца часто раскалывались задолго до вылупления птенцов, что заметно сокращало плодовитость видов.
Кроме того, многие популяции насекомых, бактерий и грибов выработалн устойчивость к пестицидам, предназначенным для борьбы с ними. По приблизительной оценке, из 2000 видов основных насекомых-вредителей около четверти уже включают популяции, нечувствительные к одному илн нескольким инссктицидам. Точно так же у ряда сорных растений появилась устойчивость к гербицидам (см. гл. 30).
Другие воздействия не столь прямолинейны. Например, полезные хищники, поддерживающие в естественных условиях низкий уровень популяций вредителей, могут погибнуть в результате отравления пестицидами, что приведет к вспьшже численности тех видов, против которых применялись эти химикаты. Как и в большинстве случаев антропогенного вмешательства, общий результат применения пестицидов заключается в снижении разнообразия экосистем, которые ими затронуты. Несмотря на эти осложнения, вьюокоурожайное сельское хозяйство сейчас существенно зависит от применения таких химикатов. Однако в связи с тем что их воздействие зачастую приводит к драматическим последствиям, ученые активно ищут альтернативные способы защиты растений. К ним относятся селекция культур, устойчивых к вредителям (при этом будут полезны методы генной инженерии, описанные в предыдущей главе), разработка менее токсичных и менее стойких пестицидов, чем используемые в настоящее время, комплексные системы борьбы с вредителями, включающие использование хищников и болезней вредителей, а также рациональные пестицидные обработки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
