Rolevye_igry_po_ekologii

Экологические беседы

79

ческом равновесии продавец (тот кого едят) и покупатель (тот, кто ест) торгуются до тех пор, пока сделка не станет выгодна обоим.

Однако рынок из одного покупателя и одного продавца не* надежен. Как мы убедились, покупатель (олень), пытаясь «на* дуть» продавца (растение), сам остается в дураках. А вот когда в такой операции участвуют трое: растение, тот, кто его ест (фи* тофаг), и хищник (зоофаг), интересы всех участников торга удовлетворяются наилучшим образом.

Чтобы получше разобраться в отношениях между организ* мами одной экосистемы, нужно усвоить два термина — «пище* вая цепь» и «трофический уровень».

Пищевая цепь — это очередь из организмов, в которой пре* дыдущий является пищей для последующего. По пищевой цепи, как по эстафете, передается солнечная энергия, накопленная растениями.

Трофический уровень — этап этой солнечной эстафеты. Ра* стения — первый этап эстафеты, животные*фитофаги — вто* рой, плотоядные хищники, которые едят фитофагов, — третий, те, кто ест этих хищников, — четвертый и т. д.

Эта природная эстафета, впрочем, не очень похожа на со* ревнование по бегу, когда каждый бегун передает палочку сле* дующему бегуну из своей команды. Каждое растение может быть съедено не одним, а несколькими видами травоядных. Тра* воядное также может попасть в зубы разным хищникам (заяц может стать добычей волка, лисы или сокола). Одним словом, пища травоядного или плотоядного хищника достаточно раз* нообразна. Они едят не самое вкусное, а то, что удается скорее добыть.

Даже среди насекомых преобладают виды, которые отлича* ются неразборчивостью в выборе меню. Самая прожорливая из них саранча, полчища которой перелетают с одного места на другое и съедают все растения. И родственники саранчи, наши кузнечики, размножившись, могут съесть всю траву на лугу и оставить коров на зиму без сена.

Конечно, некоторые фитофаги*специалисты питаются только одним видом растений (или двумя*тремя видами, но обыч* но из одного семейства). Но таких специалистов немного и они есть только среди насекомых. Колорадский жук, к примеру, пи* тается листьями либо картофеля, либо помидора, либо бакла* жана (это растения одного семейства пасленовых).

Сегодня, кстати, «налоговая полиция» широко использует* ся в практике защиты растений. Если не злоупотреблять пести* цидами, то в любом посеве будет много не только фитофагов —

Естественные экосистемы

80

вредителей культурных растений, но и хищных насекомых и птиц. Эти «враги наших врагов» не дадут расплодиться насеко* мым*листоедам и защитят посевы без помощи ядовитых препа* ратов. Впрочем, мы уже говорили, что всех фитофагов уничто* жать не нужно, потому, что когда их немного, то они не враги, а друзья, которые аккуратно прореживают листву и помогают получать высокий урожай.

Игры жестокие, но справедливые

Итак, растения умеют заботиться о себе, чтобы их быстро не съели. А есть ли у природы способы регулирования отноше* ний между хищниками и их жертвами? Оказывается тоже есть. Хищники и жертвы как бы играют в две игры, которые мы хоро* шо знаем, — в догонялки и прятки.

Жертвы, пока они молоды и здоровы, убегают от хищников. Если убежать не удается, то они прячутся. И при этом пользу* ются разнообразными маскировочными средствами. Вспомни* те зайцев, которые серые летом, но белые зимой; насекомых, прикидывающихся сучками и засохшими листочками; ящерок, которые при опасности замирают и сливаются с каменистой пустыней. Правда, и охотники не прочь натянуть маскировоч* ные халаты: у щук пятнистая кожа, которая позволяет им спря* таться в зарослях водных растений, где они устраивают засаду на карасей и плотву. Окуни по той же причине полосаты. Кошки с утра до вечера вычищают свою шкурку (и этим занимаются не только Васьки и Мурки, но и тигры и гепарды), чтобы не было запаха, который чувствуют жертвы.

Торги на рынке «хищники — жертвы» самые жестокие и при* водят к смертельному исходу. Если не повезет жертве, ее съе* дят, если не повезет хищнику, он умрет с голода. (Особенно ча* сто это случается с хищниками почтенного возраста, потому*то тигры и львы в зоопарках живут гораздо дольше, чем в джунглях или саваннах). Но, опять*таки, в естественной экосистеме все устроено так, что проиграть может отдельная особь, но не вся популяция. Те виды, которые не сумели сторговаться (убежать или спрятаться от хищников, догнать жертву) в естественных экосистемах не приживаются.

Все, что мы рассказали об отношениях хищников и их жертв, касается только естественных экосистем. Те же волки ведут себя совсем по*иному в нарушенных экосистемах. Если вместо диких оленей, которые живут небольшими стадами, по тундре идут тысячи их домашних родственников, вместо сайгаков сте* пи вытаптывают полчища овец и коз, а вместо лосей по лесу

Экологические беседы

81

бродят голодные коровы, волки не соблюдают правил игры. Они нападают на беззащитных животных и в этом случае могут учи* нить самую кровавую расправу, поскольку все домашние жи* вотные беззащитны. Не выбирая больных или старых, волки хватают любых животных.

Если нарушено экологическое равновесие, то человеку са* мому приходится регулировать численность и жертв, и хищни* ков. В Англии, где овцеводством занимаются уже тысячи лет, волки уничтожены, и потому количество овец определяют фер* меры в зависимости от количества травы на пастбищах.

В районах оленеводства и овцеводства в нашей стране ве* дется отстрел волков, так как количество домашних животных определяет сам человек.

Контролировать равновесие «хищник — жертва», если хищ* ник крупный, помогает хищник следующего трофического уров* ня. Ну, а если он самый большой, такой как медведь, лев, слон или бизон (фитофаги — это тоже хищники, жертвами которых являются растения), в контроль рыночных механизмов включа* ется еще одна важная группа организмов — паразиты. И следу* ющая беседа будет о них.

Квартиранты из налоговой инспекции

Нередко слова, которые обозначают явления природы, мы используем для выражения своего отношения к поведению лю* дей. Так, если человек жаден, берет себе очень много и при этом не считается с интересами других людей, про него говорят: «хищник». Если бы хищники, волки или львы, знали об этом (и могли думать и разговаривать), то, наверняка, возмутились бы. Ведь человек*хищник вреден для общества, а они*то полезны для экосистемы. Они сотрудники «налоговой полиции», без ко* торой нарушается экологическое равновесие.

Также происходит и со словом «паразит». Это обидное про* звище для человека, который не работает и живет за счет других. У паразитов из естественных экосистем есть все поводы обидеться за такое использование слова, которым обозначается их образ жизни. Они не менее полезны экосистеме, чем другие ее участни* ки. Вредных организмов в природе просто не может быть, она их выбраковывает: «налоговая полиция» природы тут же пресечет деятельность всякого, кто будет жить во вред остальным.

Паразиты — это организмы, которые, подобно хищникам, питаются другими организмами. Только если обед хищников называется жертвой, то обед паразитов — хозяином. И живут они в теле (или на теле) хозяина как квартиранты.

Естественные экосистемы

82

Паразиты удивительно разнообразны: это вирусы и бакте* рии, крохотные одноклеточные животные и длиннющие черви* солитеры, тело которых может достигать 1 м. Паразиты есть у любого организма, причем существуют и паразиты паразитов, которые живут друг в друге, наподобие матрешки. Вместе с орга* низмом*хозяином такая «матрешка» может состоять из четы* рех элементов.

Паразиты не убивают своего кормильца сразу, как это де* лают настоящие хищники. Они пользуются кормильцем дол* гое время, проживая в нем как квартиранты с полным пансио* ном. Хозяин*кормилец при этом болеет, теряет в весе, детенышей у него рождается меньше и умирает он раньше вре* мени. Некоторые паразиты живут не внутри организма хозяи* на, а на его покровах. Например, вши. Однако, если пастбищ* ник*овод «пасется» на разных особях животных и человека (один и тот же овод, пока его не прихлопнут, может искусать многих), то паразиты обычно живут на одной особи опреде* ленного вида.

Паразиты есть даже среди растений. Это виды заразихи, повилики, тропическая раффлезия с гигантским цветком. Они не имеют хлорофилла и получают готовые органические веще* ства от растений*хозяев. Существуют и растения*полупарази* ты: они сами фотосинтезируют, но дополнительно подкармли* ваются соками хозяина. Полупаразитов много в семействе норичниковых — это марьянник, погремки, мытники.

Одни паразиты постоянно живут в тканях хозяина, выбра* сывая наружу только яйца. Другие паразиты меняют квартиры,

ив юности, зрелом возрасте и старости живут за счет разных хозяев. Например широкий лентец, который паразитирует в кишечнике рыб, часть жизни проводит в рачках*циклопах и улитках.

Вулитках и рыбах проводят часть жизни и многие опасные паразиты человека. Есть паразиты, которыми он может зара* зиться, если съест недостаточно проваренное мясо зараженных коров или свиней. Круглыми глистами, аскаридами, можно за* разиться от собак. Вот почему после игры с собакой нужно хо* рошо вымыть руки.

Есть квартиранты и с более сложной биографией: часть жиз* ни они живут сами по себе и питаются растительной пищей. Эти организмы называются паразитоидами. Среди паразитоидов —

имухи, снижающие урожай пшеницы или ржи, личинки кото* рых паразитируют в их стеблях, и «враги наших врагов» — на* ездники и яйцееды, которые откладывают свои яйца в яйца на* секомых*вредителей и защищают от них посевы.

Экологические беседы

83

Между хозяевами и паразитами, как и между хищниками и жертвами, также возникает рынок, и устанавливается экологи* ческое равновесие. Понятно, что отдельному хозяину пользы от паразитов нет, но они полезны для всей его популяции. Эти квартиранты снижают скорость размножения хозяев и помо* гают им избежать перенаселения, которое случилось с оленями после неудачной их защиты от волков в Америке.

Чтобы уменьшить вред от паразитов, у хозяев вырабатыва* ются различные приспособления. Это и образование специаль* ных «невкусных» веществ, которые сдерживают развитие па* разитов, и их изоляция от всего организма. Пример такой изоляции — галлы — зеленые орешки или длинные «пипочки» на листьях многих деревьев. Каждый такой орешек или пипоч* ка — дом, где изолированно от всего листа растения (но все* таки за его счет!) живет личинка мухи.

К своим квартирантам привыкли как растения и животные, так и целые экосистемы. Но все меняется, если в естественную экосистему человек занесет новый для нее вид паразита. В этом случае в экосистеме могут произойти большие изменения. Очень опасным может быть влияние паразита на виды культурных ра* стений и домашних животных в сельскохозяйственной экосис* теме, которую создает сам человек.

Однако «свои» квартиранты*паразиты не менее нужны для экосистемы, чем все другие ее обитатели. Особенно необходи* мы ей квартиранты крупных животных, таких как слон, лев или медведь, у которых нет врагов (кроме, конечно, человека). В пи* щевой цепи «растение — лев — паразит» или «растение — ан* тилопа — лев — паразит» именно паразиты играют роль «нало* говой полиции».

Безотходное производство

В последнем разделе мы будем говорить о том, как важно для человечества научиться экономно расходовать ресурсы. Чтобы нашим потомкам хватило железной руды и других полез* ных ископаемых, нужно перевести хозяйство с использования этих ископаемых ресурсов (их называют первичными) на вто* ричные — утильсырье. Вторично можно использовать практи* чески все: стекло, алюминиевые банки из*под напитков, старую бумагу, пластиковые упаковки и т. д.

Однако, если человечество еще только учится использовать вторичные ресурсы, то природа умела делать это всегда, ее про* изводство безотходное. Любая естественная экосистема — это комбинат, работающий на вторичном сырье. В экосистеме по*

Естественные экосистемы

84

вторно и многократно используются вещества, из которых со* стоят живущие в ней организмы. И для того, чтобы комбинаты бесперебойно работали, в каждом из них есть прекрасно орга* низованный цех по переработке этого вторсырья. В цехе рабо* тают животные, грибы и бактерии, причем различаются две ос* новных специальности этих переработчиков.

Работники первой специальности — это в основном живот* ные. Они поедают детрит (детритом называется любое мертвое органическое вещество экосистемы) и возвращают его в пище* вые цепи, так как самих трупоедов (их называют детритофага* ми) потом поедают хищники. В итоге питательные элементы и солнечная энергия, заключенная в органических веществах, по* вторно попадают в «зеленую карусель», минуя растения.

Среди детритофагов — вороны и галки (санитары городс* ких свалок), сомы и раки, дождевые черви и жуки*навозники. По этой специальности работает и множество животных, ко* пошащихся на дне озер и рек. Они подбирают падающие на дно трупы животных, живущих в водной толще.

Трупоедами могут быть и некоторые «квартиранты» — па* разитные черви, которые начинают питаться на живом живот* ном, а потом доедают его мертвое тело.

Самые прожорливые детритофаги — это личинки мух, кото* рым ничего не стоит за несколько дней съесть тушу мертвого лося.

Работники второй специальности — это бактерии и грибы. Питаясь мертвым органическим веществом, они разлагают его до минеральных соединений или до более простых молекул орга* нических веществ, которые возвращаются в почвенный раствор. Затем эти вещества усваиваются корнями растений и грибами, сотрудничающими с ними. Таким образом, если пищевая цепь в первом случае была: «мертвое органическое вещество — детри* тофаг — хищник», то во втором — «мертвое органическое веще* ство — микроорганизм — растение — фитофаг — хищник».

В цехе по переработке вторсырья потребляется основная часть органического вещества, которое создается в экосистеме. В наземной экосистеме растительноядные организмы съедают в среднем не более 10% продукции растений, примерно такую же часть живой биомассы животных съедается хищниками и пара* зитами. А остальные организмы умирают естественной (или ус* коряемой паразитами) смертью и перерабатываются в этом цехе.

Детритофаги и редуценты — очень важные организмы эко* системы. Если цех, в котором они работают, не выполняет план, то это тут же скажется на работе всего «предприятия». Напри* мер, при использовании пестицидов нередко гибнут редуценты и детритофаги, которые живут в почве. На таком поле корни

Экологические беседы

85

растений плохо перегнивают, содержащиеся в них элементы питания медленно поступают в почву и как итог — снижаются урожаи пшеницы или картофеля.

Среди детритофагов не последнюю роль играют виды, кото* рые питаются экскрементами животных. Это многочисленные жуки, личинки мух, грибы, бактерии. Если эти санитары не бу* дут своевременно очищать экосистему от экскрементов, то ее продуктивность также снизится.

Любопытная история случилась в Австралии, куда англича* не, заселившие этот материк, завезли много представителей флоры и фауны с других континентов. Среди австралийских новоселов были и коровы.

Вкус австралийских трав коровам понравился, они быстро набирали вес на тучных пастбищах и давали высокие удои. Зато их «лепешки» оказались не по вкусу насекомым*детритофагам, которые привыкли перерабатывать экскременты кенгуру — ос* новного травоядного животного прерий этого материка.

Накапливающиеся на пастбищах экскременты коров зани* мали все большую площадь, и, кроме того, содержащиеся в них элементы питания не возвращались в почву. Постепенно про* дуктивность пастбищ, которые почти наполовину покрылись экскрементами, стала падать, а соответственно снизилась и про* дуктивность коров. Пришлось... завозить в Австралию жуков из Африки. Для этих жуков коровий навоз был привычной пи* щей, и они быстро очистили пастбища от «лепешек».

Организмы, разрушающие органическое вещество, человек широко использует для своих нужд:

—На фермах по разведению дождевых червей навоз, пере* мешанный с опилками, перерабатывается в биомассу червей, которыми кормят птицу. Остатки органического вещества при этом оказываются ценным удобрением — биогумусом.

—Для переработки навоза используются и личинки мух (их называют опарышем). Склевывая опарыш, на глазах полнеют куры, их мясо становится особенно вкусным, они хорошо несут яйца.

—В биологических очистных сооружениях детритофаги и редуценты очищают воду от органических веществ.

—Большинство садоводов собирают органические остатки от своего хозяйства в ямы и, периодически поливая их водой, превращают в компост. Компостная яма — это также «цех по переработке вторсырья», где главные работники — бактерии, грибы и низшие животные.

Естественные экосистемы

86

Экологическая ниша — профессия вида

С каждой беседой мы все больше узнаем о том, как работает «рынок» естественной экосистемы, как складываются отноше* ния между растениями и организмами из «бюро добрых ус* луг» — грибами, бактериями, насекомыми*опылителями, жи* вотными, распространяющими плоды, растительноядными животными; какие взаимоотношения бывают у хищников и их жертв, у хозяев и паразитов.

Все население экосистемы сотрудничает, чтобы поддержи* вать экологическое равновесие и выжить. Выжить всем вместе и каждому по отдельности.

Теперь настало время поговорить о том, как удается ужи* ваться на рынке экосистем столь большому числу участников торгов — десяткам видов растений, сотням видов грибов и ты* сячам видов разных животных и микроорганизмов.

Экосистема чем*то напоминает город мастеров из сказки Т. Габбе. Помните, в городе жили пекари, сапожники, порт* ные, повара, метельщики, музыканты, врачи... И на рынке они обменивались продуктами друг с другом. Ведь спетая на ули* це песня или консультация врача — это тоже продукт, за ко* торый причитается плата, как и за сшитые рубашки или партию лепешек. И потому «город мастеров» жил безбедно.

А теперь представьте себе, что было бы в городе, в котором живут одни сапожники. Как трудно было бы им продать свой товар, как дорого стоила бы поездка в соседний город пекарей за хлебом или в город портных за новой рубашкой или для ре* монта поношенной куртки...

Экосистема, как и город мастеров, поддерживает равновесие и сохраняет весь состав обитателей до тех пор, пока в ней сотруд* ничают организмы с разными экологическими «профессиями».

Эти профессии называются экологическими нишами. Представить себе экологические ниши разных животных

сравнительно нетрудно.

Кроты живут в норах и питаются корнями растений. Белки скачут по деревьям и едят разные орехи и семена из

шишек.

Зайцы обгладывают кору в нижней части стволов деревьев и едят молодые побеги.

Лоси едят то же самое, что и зайцы, но уже могут съесть деревце покрупнее.

Птицы разных видов живут в разных частях полога дерева и питаются по*разному: дятлы добывают червяков из*под коры,

Экологические беседы

87

свиристели едят сочные плоды рябины и калины, овсянки лета* ют кормиться на поле и т. д.

Имеют свое меню и свой распорядок дня волки, лисы, совы, филины.

Вводоемах разные виды рыб соскабливают водоросли с по* верхности камней, копаются в дне и едят разную живность из числа его обитателей, ловят мелкую или более крупную рыбу, собирают упавших на поверхность воды кузнечиков или стре* коз и т. д.

Разнообразие обедов, участков для охоты, отдыха, выведения потомства у животных поистине неисчерпаемо. Кроме того, мно* гие из них в поисках пищи и тепла могут путешествовать на боль* шие расстояния (вспомним перелеты птиц, миграции стад копыт* ных при засухе в районы, где выпали дожди и больше травы и т. д.).

Свои ниши имеют и разные трупоеды. Мы уже говорили о том, что экскременты — любимый обед для целой группы насе* комых, грибов и бактерий. Причем «блюда», которые готовят разные виды животных, поедаются разными детритофагами. Часть из них питается отмирающими корнями растений, часть — мертвыми собратьями*животными.

Разные экологические ниши у разных видов грибов. Грибы из «бюро добрых услуг» поселяются на корнях разных видов растений (народ это подметил, ведь подберезовик, подосино* вик, дубовик, еловый масленок — все это названия видов гри* бов, которые сотрудничают с определенными видами деревь* ев). А вот шампиньоны, опята, трутовики, зонтики это грибы совсем других профессий. Они поселяются либо на больной и отмирающей древесине, либо на уже мертвых стволах.

Вобщем, когда любопытный Слоненок из очень хорошей сказки Р. Киплинга хотел получить ответ на вопрос, что ест на обед крокодил, то он и не предполагал, что его интерес был эко* логическим. Ведь он выяснял, какова экологическая ниша у страшного зубастого хищника. Правда, за это экологическое исследование Слоненок чуть не поплатился жизнью, но, если верить сказке, был вознагражден удобным хоботом!

А как же могут различаться ниши у растений? Ведь они не бегают, не плавают и не летают, а прикованы корнями к посто* янному месту. Все они «едят» один и тот же обед — солнечный свет и углекислый газ, который «запивают» бульоном из ра* створенных в воде элементов питания. Быть может все расте* ния имеют одну и ту же нишу, одну и ту же специальность? Ока* зывается нет. Профессии различаются и у растений.

Во*первых, по времени, когда они работают и производят сахар в процессе фотосинтеза. Самая ответственная работа ра*

Естественные экосистемы

88

стений — это цветение и плодоношение. В это время им нужно особенно много элементов питания, воды и света. Есть расте* ния, которые цветут весной, есть те, что зацветают в начале лета, в июне, июле, августе и даже в сентябре и октябре. В апре* ле цветут подснежники — анемона и медуница, в мае — чина весенняя, в июне — лютики, в июле — таволга и герань, в авгус* те — ястребинки.

Такое цветение по принципу «не все сразу, а по очереди» — это и есть один из вариантов проявления разных ниш у расте* ний. В результате «экологической очереди» снижается остро* та конкуренции за пищу и свет, и эти ресурсы используются полнее: солнечные ловушки разных видов активно работают с ранней весны и до поздней осени.

Во*вторых, по глубине распределения корней в почве, т. е. по тому ее объему, в котором черпают воду и соли корни расте* ний. На лугу корни конского щавеля идут на глубину нескольких метров, корни герани или таволги — на глубину 20 см, а корни злаков собрались в верхнем слое в 10–15 см, который называют дерниной. Опять*таки, «работа» корней разных растений на разной глубине помогает им не тратить силы на соревнование между собой.

В*третьих, по требовательности к солнечному свету. В лесу деревьям достается яркий солнечный свет. Под их пологом жи* вут теневыносливые кустарники, такие как бересклет бородав* чатый. Под кустарниками — еще более теневыносливые травы (копытень, вороний глаз, купена лекарственная). А растениям* малюткам — зеленым мхам, которые теснятся на поверхности почвы, достается еще меньше света. Умение работать при раз* ной освещенности — это тоже проявление различий экологи* ческих ниш разных растений.

В разные по климату годы активность работы разных видов растений разная. На лугу в сухой год много сухолюбивых зла* ков, а во влажный — преобладает сочное разнотравье. Таких возможностей поработать по разным специальностям и за счет этого уменьшить остроту поединка во время «рыцарского тур* нира» много.

Именно за счет того, что у разных видов растений, живот* ных, грибов и микроорганизмов разные специальности, в од* ной экосистеме их может собраться очень много. И при этом состав экосистемы будет устойчивым, так как между всем насе* лением естественной экосистемы устанавливается экологичес* кое равновесие. А если это равновесие нарушается, то экосис* тема способна сама себя восстановить. Прямо как кукла*неваляшка. Но об этом в следующих беседах.