64Концентрация токсичных веществ в трофических цепях.

Концентрация токсичных соединений при их продвижении по пищевым цепям. Как показано выше, в пищевых цепях происходит рассеяние энергии. Однако некоторые вещества при продвижении по пищевым цепям не рассеиваются, а, наоборот, концентрируются. Этот процесс называется концентрированием в пищевой цепи, или биологическим накоплением. Его наиболее наглядными примерами являются накопления некоторых устойчивых пестицидов и радионуклидов.

В целях снижения численности комаров на острове Лонг-Айленд местные болота много лет опылялись ДДТ. При этом не использовались такие концентрации ДДТ, которые представляли бы непосредственную опасность для рыб и других позвоночных, однако не была учтена длительность сохранения токсичных остатков ДДТ.

Коэффициенты накопления ДДТ (КН, отношение содержания вещества в организме по отношению к его содержанию в воде, донных отложениях или в почве) у организмов разных трофических уровней представлены в табл. 2.

Концентрация загрязнителей при продвижении по трофическим цепям обусловлена в первую очередь их накоплением в метаболически неактивных тканях. Например, радиоктивный изотоп ⁹⁰8г, являющийся биологическим аналогом кальция, накапливается в раковинах моллюсков и костных тканях позвоночных, откуда уже практически не выводится. Поэтому значения КН для этого изотопа очень высокие. Напротив, значительно более активный изотоп 137Cs, являющийся биологическим аналогом натрия и калия, концентрируется в метаболически активных тканях и поэтому достаточно быстро выводится из организма. Накопление биологических загрязнителей особенно негативно сказывается на ранних стадиях развития. Так, накопление ДДТ в организмах взрослых птиц не наносит им видимого вреда. Однако это приводит к утончению скорлупы откладываемых ими яиц, в результате чего они часто оказываются раздавленными при насиживании. Накопление радиоактивных изотопов в организмах часто используют для определения трофических связей между отдельными видами в сообществах.

65Концепция r/k-стратегии жизненных циклов.

Теория r/K-отбора. Экологи давно подметили (на качественном уровне)диаметрально противоположные различия в стратегии размножения у разных видов: производство большого количества мелкого, но мало приспособленного потомства или небольшого числа крупного, но хорошо приспособленного потомства. Однако только в 1960-х годах американские экологиР.Мак-Артур иЕ.Уилсон в книге «Основы островной зоогеографии» сформулировали достаточно четкую концепцию стратегии жизненных циклов, которая получила название теории r/K-отбораили r/K-стратегии жизненных циклов.(MacArthur, Wilson, 1967). Символы r иК в названии заимствованы изразобранного выше (раздел 8.3) уравнения зависимости удельной скоростироста популяции (r_N) от ее плотности (N) при логистическом росте: r_N = r – (r/K)N. Из (2) следует, что при низких плотностях популяции удельная скорость роста ее численности (r_N) близка к максимальной (r), а при плотностях, близкихк предельным (К),–стремится к нулю. Предполагается, что r-отбор благоприятствует организмам (популяциям,видам) с быстрым размножением, которые существуют в непредсказуемых иизменчивых местообитаниях. У этих популяций благоприятные периоды быстрого роста (при изменении условий среды в благоприятную сторону, проникновении в новый незаселенный биотоп) перемежаются с периодами массовой гибели при ухудшении условий среды, истощении пищевых и иныхресурсов, исчезновении эфемерного биотопа. При этом смертность молоди ивзрослых особей сильно и непредсказуемо колеблется и часто не зависит от плотности популяции. Популяции, подверженные К-отбору, существуют в местообитаниях с неизменными или предсказуемыми условиями среды. Как следствие ,плотность их популяций достаточно высока и изменяется в сравнительно узких пределах под влиянием преимущественно случайных факторов. Среди взрослых особей наблюдается интенсивная конкуренция, результаты которой в значительной степени определяют их выживаемость и плодовитость. Молодь втаких условиях также должна конкурировать за выживание и у нее мало шансов достичь половой зрелости. В этой связи, К-отбор благо приятствует увеличению размеров молоди и взрослых особей.Мак-Артур и Уилсон предположили, что r-виды способны быстро иуспешно заселять относительно свободные острова, а К-виды процветать нагусто населенных островах. Другие характеристики r- и K-отбора приведены втабл. 2.Конечно, в реальности ни один вид не подвержен только r- или К-отбору.Оба типа отбора представляют лишь крайние варианты, которые связаны между собой множеством переходов. В таком случае все живых организмов распределяются в так называемомr/K-континууме.