5. Значение экологии.

Каждому уровню экологической организации присущи свои особые структурные и функциональные характеристики. Каждая секция на каждом уровне в «слоёном пироге» характеризуется единственным в своём роде сочетанием наблюдаемых явлений, выявляемых закономерностей и создаваемых на их основе концепций, и вместе с тем все они, очевидно, управляются неким основным набором законов природы. Поиски этих законов и составляют предмет изучения экологии.

Можно спросить, как подобные представления об экологии как науке вписываются в гораздо более обширное здание, которое мы называем человеческой цивилизацией? Каким образом абстрактные концепции, выведенные из наблюдений над девственной природой, можно затем применить для решения таких реальных задач, как борьба с болезнями зерновых или с эвтрофикацией?

Экология, безусловно, имеет два разных аспекта. Один её аспект – это стремление к познанию ради самого познания – особенность, присущая исключительно представителям человеческого рода; в любом определении цивилизации всякую науку, активно занятую поисками закономерностей и объяснений, следует ставить рядом с искусством и литературой. Другой аспект экологии – применение собранных знаний и объяснений для решения проблем, связанных с окружающей средой.

Эти два аспекта экологии развиваются рука об руку, поэтому это основные принципы, обнаруживаемые при изучении природных сообществ, должны относится также к нарушенным сообществам. Физические и химические законы, лежащие в основе таких явлений, как растворимость неорганических соединений, химические реакции, поверхностное натяжение и переход из одного фазового состояния в другое, имеют самое прямое непосредственное отношение к землепользованию. Например, при орошении пустынных земель с целью превращения их в посевные площади, соли, содержащиеся в частицах почвы, растворяются в воде. При этом они не вымываются из верхних слоёв почвы, а отлагаются на её поверхности, по мере того как вода поднимается вверх в результате сильного испарения, происходящего под действием горячего солнца пустыни.

То, что ирригация, в конечном счете, может превратить тысячи гектаров пустыни в засоленную равнину, непригодную для возделывания, можно было предсказать на основании общеизвестных законов химии и физики.

Математическое изучение экологии популяций показывает, что спады численности наступают тогда, когда уничтожение особей хищниками превышает прирост за счёт размножения.

Пример. Применение демографических законов к охотничьим видам убеждает нас в том, что наивысший урожай дичи можно получить в тех случаях, когда интенсивность охоты способствует поддержанию популяций охотничьих видов на уровне достаточно низком, чтобы наличного количества пищи хватало для интенсивного размножения, но вместе с тем достаточно высоким, чтобы обеспечить высокий устойчивый выход живой продукции.

К экологии очень редко обращаются за советом, а между тем решение многих проблем упирается именно в неё.

Пример. Озеро Клир-Лейк в Калифорнии – живописный водоём длиной более 30 км; когда-то оно было идиллическим местом отдыха, хорошо известным любителям рыбной ловли и водных лыж. Единственным недостатком этого земного рая были тучи мелких двукрылых, появляющихся летом вокруг озера. Эти насекомые, личиночное развитие которых проходило в донных отложениях на мелководьях, не представляли никакой угрозы для здоровья человека и не кусались. Но по вечерам, когда в домах зажигали свет, они скапливались вокруг ламп, вызывая раздражение и недовольство обитателей этих домов. Все усилия, прилагаемые для того, чтобы разработать подходящие меры борьбы с этими двукрылыми, оставались безуспешными вплоть до конца второй мировой войны, когда получили широкое распространение такие пестициды, как ДДД и ДДТ. В 1949 г. всё озеро было обработано ДДД, который ввели в воду, в количестве менее 0,02 %. Это мероприятие оказалось очень эффективным, и на протяжении следующих 2-3 лет у берегов озера можно было встретить лишь единичных насекомых. Однако после 1951 г. их численность стала возрастать.

В 1954 г. была проведена повторная обработка ДДД, вновь позволившая истребить значительное количество этих назойливых насекомых. Спустя некоторое время жители стали находить мёртвых водоплавающих птиц, выброшенных на берег, но никому не пришло в голову связать это с программой борьбы с насекомыми.

После второй обработки ДДД популяция насекомых отравилась быстрее, чем после первой. Ещё менее эффективной оказалась третья обработка, предпринятая в 1957 г., и тогда у биологов зародилось подозрение, что насекомые стали устойчивы к ДДД. В 1957 г. по всему побережью озера можно было видеть мёртвых водоплавающих птиц. На этот раз двух умирающих птиц отправили в Химическое бюро Департамента с/х штата Калифорния. Анализы показали, что программа борьбы с насекомыми оказалась смертным приговором озеру Клир-Лейк. Содержание остатков ДДД в жировой ткани мёртвых птиц почти в 100 раз превышало его первоначальную концентрацию в воде, создаваемую при обработке озера. Позднее обнаружилось, что рыбы также ассимилировали и накапливали это ядовитое вещество в очень больших количествах, в результате чего многие виды стало небезопасно употреблять в пищу.

Таким образом, программа борьбы с назойливыми двукрылыми привела:

1. к созданию устойчивой к ДДД линии этих насекомых, которые по-прежнему отравляют жизнь местным жителям;

2. к уничтожению поганок (вид птиц Qachophorus occidentalis);

3. к сокращению популяций других водоплавающих птиц;

4. создала угрозу для наиболее привлекательной особенности этого озера – рыбной ловли.

Парадокс в данном случае состоит в том, что все эти проблемы порождены самим человеком: питательные вещества, стекающие в озеро с удобряемых полей и просто с нечистотами, обогащают придонный ил и благоприятствуют развитию личинок насекомых.

Итак, программа борьбы с двукрылыми привела, в конечном счете, к совершенно неожиданным результатам. Её создатели пренебрегли основными принципами экологии. Во-первых, они не учли способность популяции насекомых вырабатывать устойчивость к ядовитому инсектициду, и, во-вторых, не предусмотрели возможности накопления остатков ДДД в организме животных, их передачи по пищевой цепи от жертвы к хищнику и повышения их концентраций вплоть до летального уровня в каждом звене этой цепи.

Вывод. Непредвиденные последствия почти неизменно сводят на нет все усилия человека подчинить себе сложную систему сдерживающих и уравновешивающих механизмов, обеспечивающих стабильность в природе. Поскольку деятельность человека продолжает оказывать всё более ощутимое воздействие на окружающую среду, вмешательство в природу будет становиться всё более сложным и трудным, а выявление и применение основных экологических принципов – всё более важным для сохранения жизни, в том числе и жизни самих людей.

Лекция 2. МЕЖДУНАРОДНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ

План лекции

1. Международная биологическая программа (1964-1974) (МБП).

2. Программа «Человек и биосфера» (МАБ).