Высокое разнообразие организмов в биосфере

Биосфера рассматривается как огромная, чрезвычайно сложная эко­система, функционирующая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех составляющих ее частей и процессов:

• так, климат определяет общий характер выветривания земной коры, формирования рельефа и почвообразования, типы растительного и жи­вотного населения;

• геологические условия (включая и гидрогеологические) конкретизируют характер всех перечисленных выше явлений;

• почвы непосредственно и сильно воздействуют на растительность и поч­венную фауну, косвенно (через растительность) на других животных;

• растения, в свою очередь, участвуют в почвообразовании, изменяют микроклимат, но также существенно влияют друг на друга и на усло­вия существования животных;

• животные незначительно воздействуют на микрорельеф, но влияют на некоторые стороны почвообразования (кроты, дождевые черви), определяют возможность существования тех растений, у которых они опыляют цветы или разносят плоды, одновременно сильно влияют друг на друга.

Иными словами, в биосфере все связано со всем и все нужно всем. В ней действуют сложные системы обратных связей и зависимостей.

Стабильность биосферы в значительной степени основывается на:

• высоком видовом разнообразии живых организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в поддержании общего по­тока вещества и распределения энергии;

• тесном переплетении и взаимосвязи биогенных и абиогенных процессов;

• согласованности циклов отдельных элементов и уравновешивании емкости отдельных резервуаров.

Редуцентное звено биосферы

Существуют малозаметные или даже невидимые хранители жизни, кото­рые создают условия для ее поддержания. Это — организмы-редуценты, ко­торые, действуя специфическим образом, подвергают деструкции (т. е. рас­паду) органы отмерших животных и растений. Вещества, которые входили в их состав, вновь становятся доступными для повторного усвоения жи­вой материей.

Существует 3 основных пути возращения питательных веществ в новые циклы поглощения:

• первый соответствует пищевой цепи пастбищного типа;

• второй путь характерен для степей, лесов умеренной зоны и других сообществ, в которых основной поток энергии идет через детритную пищевую цепь;

• третий путь - прямая передача питательных веществ от организма к ор­ганизму (используется симбиотическими системами).

Подчеркнем: важнейшими свойствами любой экосистемы, а, следова­тельно, и экосистемы высшего уровня, т. е. биосферы, является участие ее живых компонентов в разложении остатков растительной биомассы. Это разложение и последующая минерализация (превращение в относитель­но простые неорганические вещества) — необходимые условия нормаль­ного хода биопродукционного процесса. В результате высвобождаются химические элементы, которые были связаны в растительной органике, благодаря чему они вновь вовлекаются в круговорот веществ, предотвра­щая истощение ресурсов питания растений, а подчас и способствуя их восстановлению.

В процессе разложения участвуют (одновременно или поочередно) многочисленные животные, грибы, бактерии, которые вместе составляют редуцентное звено глобальной экосистемы, в частности:

• грибы осуществляют деструкцию клеточных оболочек растений;

• мелкие животные измельчают и при этом частично разрушают расти­тельные и живые остатки;

• окончательное разложение до исходных веществ (воды, диоксида уг­лерода) преимущественно осуществляют редуценты-бактерии.

При этом жизнедеятельность всех организмов, которые входят в редуцентное звено, осуществляется благодаря использованию энергии тех ве­ществ, которые ранее не смогли усвоить консументы, фитофаги и зоофаги.

Рассмотрим подробнее процессы, протекающие при попадании мертвого органического вещества в почву. Все разновидности последнего подвергаются в ней биологическому разложению и окислению — гумификации, и в конце концов, превращаются в довольно стабильную субстанцию почвы — гумус.

Таким образом, образование гумуса, обеспечивающего плодородие почв, есть следствие биохимических ферментативных процессов, которые осу­ществляются обитателями почвы.

Наибольшей биомассой среди животных организмов биосферы обладают обитатели почвы. Если предположить (К.М. Сытник и др., 1987), что в среднем биомасса почвенной фауны составляет 0,3 т/га, то на площади 80 млн км³ почвенного покрова планеты (без пустынь) суммарная биомасса почвенных животных 1 всего земного шара составит 2,4 млрд т.

Численность и масса деструкторов может достигать и более значи­тельных величин (табл. 2).

Группа организмов	Количество в 1 г почвы, млн	Масса, т/га
Бактерии	600	10
Микроскопические водоросли	0,4	10
Водоросли	0,1	0,1
Простейшие(в 1 мл воды)	1,5	0,37

Во многих почвах распространены дождевые черви, количество которых может достигать под пашнями 250 тыс., а под сенокосами 2-5,6 млн штук на 1 га при массе соответственно 50-140 и 2 тыс. кг. Черви ежегодно пропускают через свой пищевари- тельный тракт до 85 т/га органического вещества, которое в переработанном виде служит исходным продуктом для и образования гумуса.

Вышеуказанные примеры говорят о той громадной, хотя и незаметной для человека, деятельности, которую осуществляют живые организмы-деструкторы. Ученые подсчитали: при потере биосферой только микроорганизмов-деструкторов всего за 10 лет на Земле скопилось бы такое количество отбросов, при котором жизнь стала бы невозможной

Однако стабильность биосферы имеет пределы, и нарушение ее регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями. На это, в част­ности, указывает правило одного процента: изменение энергетики природ­ной системы в среднем на 1% выводит последнюю из состояния гемостаза (равновесия). Данное правило подтверждается исследованиями в области глобальной климатологии и других геофизических, а также биофизиче­ских процессов. Так, все крупные природные явления на поверхности Земли (извержения вулканов, мощные циклоны, процесс глобального фотосинтеза), как правило, имеют суммарную энергию, не превышаю­щую 1% энергии солнечного излучения, попадающего на поверхность Земли. Переход энергетики процесса за это значение обычно приводит к резким аномалиям — климатическим отклонениям, переменам в характере растительности, крупным лесным пожарам.

Все это следует учитывать при планировании отдельных видов хозяй­ственной деятельности глобального масштаба. То же самое, очевидно, относится и к военным конфликтам с использованием оружия массового поражения.