Беседы об экологии

Биогеоценоз

Продолжим немного предыдущий эпизод, расширив теперь рамки повествования.

Уже первые бобры-переселенцы начали приспосабливать реку для своих нужд, удовлетворять свои потребности в пище и других житейских благах. А это не могло не влиять на их биотопы и природную среду в целом. Вырыли поры — значит, переместили какое-то количество грунта. Подгрызли деревья и травы, растущие по берегам, — изменился состав прибрежной растительности. Запасы древесного корма, заложенные животными под лед в преддверии зимы, пусть очень слабо, но повлияли на химизм водоема. От этих перемен, как круги по воде, пошли все новые и новые изменения. Например, с растениями, которыми питаются бобры, тесно связаны судьбы сотен видов животных, от микроскопических до таких, как заяц или лось. Непреднамеренно, конечно, по, сгрызая эти растения, бобры косвенно влияют на видовой состав, численность и распределение очень многих бактерий, грибов, простейших, птиц и млекопитающих.

К тому времени, когда популяция достигла расцвета, бобры превратились в полноправных хозяев реки. Последствия их жизнедеятельности достигли новой качественной ступени, они стали мощным средопреобразующим фактором. Появились обширные запруды с особым миром животных и растений, целые делянки подгрызенных осин и ив, сотни домиков-хаток, тысячи метров подземных ходов.

Один из наших старейших териологов, специалистов по млекопитающим, профессор И. Барабаш-Никифоров, изучал в бассейне реки Воронеж взаимоотношения бобров с обитателями заселенных ими водоемов. Они оказались чрезвычайно сложными. Ученый посвятил им специальную, насыщенную интереснейшими фактами монографию. Вот только один пример многообразия этих связей: в бобровых катках обнаружено более десяти видов пресмыкающихся, около 25 родов и видов насекомых и клещей.

Сожители превращали иногда хатки в настоящие крепости. Помню, как приходилось несколько раз спасаться от огромных шершней, устроивших свои гнезда в домиках бобров. А бригада ловцов так и махнула однажды рукой на шесть бобров, обитающих в хатке, буквально нашпигованной гадюками. При попытках поймать зверей — а для этого требовалось проникнуть внутрь жилищ — большие иссиня-черные змеи возникали в проломах, шевеля «жалами».

Словом, появление бобров и результаты их жизнедеятельности вызывают целые «революции» в укромном мире речных пойм и болот. Хорошо это или плохо? Как оценить в целом последствия пребывания бобров или других животных в том или ином уголке природы?

Любая общность животных и растений одного вида — мы знаем теперь, что это популяция, — неразрывно связана со множеством других общностей, других популяций. Более того, она является составной частью этой природной совокупности, членом большого и разнородного семейства, в котором все зависят друг от друга. Мы рассуждали о популяциях так, как будто бы природа рассадила их по отдельным полочкам и снабдила этикетками. На самом же деле, где и когда можно встретить популяции животных и сообщества растений в «чистом виде»?

Стая птиц одного вида, совершая сезонный перелет, на некоторое время как будто бы освобождается от контактов с другими организмами. Но ведь когда она опускается на сушу или на воду, «изоляция» прекращается. Сельди, собравшиеся в огромный косяк, ищут себе корм — на них нападают хищники. Все это взаимодействие с другими организмами, с биотическими факторами среды.

Не надо также забывать, что и перелетные птицы, и плывущие рыбы непрерывно подвергаются воздействию «неживой среды» — температуры, влажности, давления, ветра, течения и т. д. — и сами оказывают влияние на нее. Но если даже мы вынесем за скобки абиотические факторы, то нам не удастся избавить наших путешественников от их постоянных сожителей.

Известный английский писатель-сатирик Д. Свифт писал:

«До бесконечности…» В оперении любой птицы мы встретим около полудюжины видов наружных паразитов — клопов, блох, пухоедов, мух-кровососок, клещей. А уж внутри — ботанический и зоологический сад вместо. Здесь и вирусы, бактерии, микроскопические простейшие, грибы, различные паразитические черви. И у сельдей «внутренняя начинка» не менее разнообразна и обильна. Какая уж тут «изоляция»!

Даже на полях, где человек стремится искусственным путем создать чистые посевы культурных растений, ему удается достичь этого не в полной мере. На каждом растении сохраняется положенный ему по штату набор сожителей, квартирантов и паразитов. На полях поселяются или регулярно наведываются на них различные насекомые, птицы, мышевидные грызуны, суслики, хомяки. Нет отбоя от сорняков, которые так и лезут из земли. Наконец, весь культурный растительный покров (в сельском хозяйстве это агрофитоценоз) очень сильно зависит от почвы с ее богатой флорой и фауной.

Ученые в лабораториях создают изолированные популяции животных, и опыты с ними дают интереснейшие результаты. Они ухитрились даже вывести стерильных лабораторных животных, свободных от различного рода спутников, и разводить их. Но нас сейчас интересует жизнь во всем многообразии ее естественных связей.

…В конце семидесятых годов прошлого века немецкий биолог К. Мёбиус изучал устриц на банках в Северном море. Он был одним из немногих в то время ученых, кто применял комплексный метод исследований. Его интересовали не только сами устрицы, но и условия их жизни. К. Мёбиус измерял температуру, соленость моря, обращал внимание на грунт, В результате он смог составить количественную характеристику условий, требующихся для обитания устриц. Они оказались строго определенными. Главное же, К. Мёбиус подметил, что вместе с устрицами постоянно встречается целая компания других животных — простейших, губок, кишечнополостных, иглокожих, мшанок, червей, асцидий, ракообразных, моллюсков, рыб. Следовательно, решил он, им требуются примерно те же самые условия, что и устрицам. Группировки эти не случайны, а появляются благодаря сходным требованиям к факторам среды у различных организмов.

«Таким образом, каждая устричная банка является сообществом живых существ, собранием видов и скоплением особей, которые находят здесь все необходимое для их роста и существования, то есть соответствующий грунт, достаточное количество пищи, надлежащую соленость и благоприятную для их жизни температуру…»

Это не просто сообщество, отмечает далее К. Мёбиус, в нем постоянно действует отбор под влиянием внешних условий жизни, оно непрерывно владеет определенной территорией. А наука еще не предложила подходящего слова для его обозначения.

«Я предлагаю слово „biocenosis“», — заявил ученый.

Так и появился термин «биоценоз», столь широко распространенный ныне в науке. Он состоит из двух греческих слов, причем значение «био» известно всем, а «цеиозис» понимается обычно в несколько фигуральном смысле как «сообщество». Итак, «совокупность жизни», «живое сообщество…».

В состав биоценозов входят фитоценозы и зооценозы, растительные и животные сообщества. Конечно, в этом расчленении много условного, оно возникло под влиянием геоботаников, которым проще находить и изучать свои фитоценозы. Зоологи с самого начала были убеждены в том, что зооценоз — абстракция, имеющая скорее всего методическое значение, ведь животные не могут существовать без растений. Более или менее самостоятельные зооценозы или биоценозы с решающим преобладанием животных мы находим лишь в водной среде и на границе между сушей и морем. Таковы сообщества морских зверей — котиков, сивучей, моржей, настоящих тюленей — с их спутниками, плотоядными зверями и птицами; таковы известные всем поселения кораллов — коралловые рифы.

Один из первых крупных советских экологов, профессор Д. Кашкаров, считал разделение животных и растительных сообществ экологическим абсурдом. Его «протест» не был принят, фитоценозы и зооценозы получили «права гражданства», однако при каждом удобном случае подчеркивается их взаимосвязь и взаимозависимость.

…Давно уже было известно, что от почвы во многом зависит состав сообществ растений и животных. Тот же К. Мёбиус в работе об устричных банках упоминал о ней, правда, в основном как о субстрате, месте прикрепления и пребывания устриц и других животных. Но только В. Докучаев, основатель современного почвоведения, в самом конце прошлого века правильно раскрыл значение почвы как особого тела природы.

«Почвы… есть зеркало, яркое и вполне правдивое отражение, так сказать, непосредственный результат совокупного, весьма тесного векового взаимодействия между водой, воздухом, землёй… с одной стороны, растительными и животными организмами и возрастом страны — с другой».

Именно благодаря докучаевскому учению стало возможным введение в термин «биоценоз» скромной частички «гео» — земля. Сделал это наш крупный ученый академик В. Сукачев, основатель учения о биогеоценозах — биогеоценологии. Он показал, что нельзя рассматривать сообщества растений и животных в отрыве от важнейших факторов среды и прежде всего от почвы.

Смысл биогеоценологии В. Сукачев, пожалуй, точнее всего выразил в следующих словах: «Живое само создает для себя среду обитания. Вся верхняя пленка нашей планеты создана жизнью». А определение, данное им биогеоценозу, выглядит так: «Совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и мира микроорганизмов, почвы и гидрологических условий)». Можно сказать, что биогеоценоз — это биоценоз во взаимодействии со всей его природной обстановкой.

Биогеоценологию некоторые ученые сейчас рассматривают как важный синтетический раздел экологии, другие же предоставляют ей самостоятельность, признавая, правда, очень близкое родство с экологией.

Говоря откровенно, с биегеоценозами происходят иногда такие же истории, что и с «пипиляциями». Некоторые из них как на ладони. Какой-нибудь небольшой пруд со всеми имеющимися в нем растениями, животными, бактериями — в сообществах, разумеется. Или биоценоз островка с однородными условиями обитания. Смешанный лес в целом — большой биогеоценоз. Его границы проходят по опушкам, за ними — биогеоценозы полей, лугов, болот. Обошли — выделили. А внутри леса, как в матрешке, еще много биогеоценозов более низких рангов. Границы их часто очень расплывчаты. Если еще и можно как-то провести грань между растительными сообществами, отдельными типами леса, то в отношении зооценозов это намного труднее. Ведь животные не привязаны к растениям, они перебегают, переползают, перелетают из одного фитоценоза в другой.

Глубокий анализ помогает разобраться в этом, казалось бы, безнадежном хаосе. Выделяются биотопы. Профессор Г. Новиков характеризует их как довольно обширные участки местности с относительно однородными условиями. Они должны обладать примерно сходными условиями обитания для приуроченных к ним комплексов животных.

Определяют доминирующие виды и прочие, выстраивая их «по ранжиру», в зависимости от значения в сообществе. Не столь существенно, что в состав некоторых биоценозов входят сотни и тысячи животных и растений. Важнее — какие, ведь тон задают только некоторые из них. В дубравах, например, властвует дуб. Он и поглощает львиную долю солнечных лучей, и создает наибольшую биомассу, и дает корм множеству животных. Под его кронами почти всегда тень, необходимая организмам, не любящим света. Ствол, ветви, листья, дупла — убежища и жилища множества насекомых, клещей, птиц и зверей.

Есть в биогеоценологии одно интересное понятие. Экологическая ниша. Вспомним еще раз об ондатре. Ведь это только благодаря свободной экологической нише она очутилась в наших водоемах. Ученые сравнили животный мир водно-болотных ландшафтов Северной Америки и Евразии. Очень много сходного, но чего-то недостает. Конечно же, ондатры! Квартира для нее явно подходящая, а хозяин отсутствует. Не было у нас зверя, способного потреблять в корм огромную биомассу водных растений, селиться на берегах и мелководьях рек, озер и болот. Ни выхухоль, ни водяная крыса не могли восполнить этого пробела.

«Пригласили» ондатру. Экологическую нишу зверек занял, она действительно была свободной. Ондатровые шапки и воротники многие из нас с вами носят — значит, какой-то практический итог есть. Однако и прегрешений за этим грызуном числят немало. Особенно скверно повел он себя в северных водно-болотных биогеоценозах. Они малочленны, сравнительно просты, а поэтому в целом очень уязвимы и нестабильны. Ондатра — на положении доминирующего вида — сразу нашла и слабое место. Она уничтожила или сильно подсократила запасы водно-болотных трав, первичная продукция которых питала все эти зыбкие сообщества. Стало меньше рыбы, водной птицы и… ондатры!

Следует, пожалуй, обязательно добавить еще и вот что. Мы говорили о популяции как о третьем уровне организации живой материи. Биогеоценоз, его живое вещество — четвертый уровень. В принципе это такая же кибернетическая система, что и популяция, но более сложная. Каждый биогеоценоз существует прежде всего благодаря непрерывному обмену веществ и энергии как между отдельными составными его компонентами, так и с другими биогеоценозами. Для того, чтобы подмечать связи между различными сообществами, надо немножечко изменить специфику мышления. Неэколог, увидев, как кайра, сорвавшись с отвесной скалы, на выступе которой находится ее гнездо, спикировала в море, нырнула, поймала рыбу и принесла ее птенцу, опишет это событие примерно в тех же словах, в которых мы это только что сделали. Эколог констатирует: некоторое количество вещества и энергии попало из морского в прибрежный биогеоценоз. Впрочем, не будем особенно увлекаться таким «переиначиванием», в обыденной жизни нам достаточно воспринимать явления в их первоначальном смысле, не мудрствуя лукаво.