101 ключевая идея: Экология - Пол Митчелл

В пожароопасной среде некоторые растения выработали особые приспособления; к ним, например, принадлежат, огнестойкая кора и подземные хранилища семян. У некоторых растений выработалась даже зависимость от пожаров, и при отсутствии пожаров они не дают семян или не прорастают. Некоторые растения стали легковоспламеняющимися. Что касается животных, большинство из них спасаются от пожара бегством либо зарываются в землю.

Австралийские аборигены знали, что делали. В наши дни в некоторых местообитаниях, подверженных пожарам, специально разводят искусственные пожары или не гасят некоторые естественные; таким образом уничтожается избыток топлива. Однако вопросы, касающиеся использования пожаров в измененных человеком ландшафтах, сложны и неоднозначны.

См. также статьи «Луга», «Нарушения», «Саванны», «Средиземноморские кустарники», «Хвойные леса (тайга)».

ПОПУЛЯЦИЯ

Исследование популяций — центральная часть экологии. Популяция — это группа организмов одного вида, обитающих в определенной местности в определенный промежуток времени. Поскольку большинство популяций не имеет строго очерченных границ, то экологам приходится обозначать их исходя из практических задач.

Главным показателем, на основании которого проводятся сравнения различных местностей, является объем (плотность популяции). Но данный показатель не сообщает много важной информации. Распределение особей на местности (скоплениями или разбросанно) тоже может оказаться весьма важным, так как от этого зависит вероятность взаимодействий между ними.

Размер популяций определяется следующими основными факторами: рождаемостью, смертностью и миграциями. Экологи обычно сосредоточивают внимание на первых двух показателях, так как их довольно легко измерить, но приток и отток особей также немаловажен (особенно в метапопуляциях), поэтому к процессам миграции сейчас относятся более серьезно.

Для получения полной информации о сообществе недостаточно просто подсчитать количество особей. Например, все популяции характеризуются некоторой возрастной структурой (молодые особи; взрослые зрелые особи, достигшие стадии размножения; старые особи, миновавшие стадию размножения) и состоят из генетически неоднородных индивидов. Для иллюстрации возьмем крайний пример: будущее популяции, состоящей из особей, миновавших стадию размножения, весьма отличается от будущего популяции, состоящей из зрелых особей. Важно также и соотношение полов, особенно у популяций видов, находящихся под угрозой вымирания. Последние 18 особей какало (единственный в мире нелетающий попугай, ведущий ночной образ жизни), обитающие в Новой Зеландии, вполне могли бы иметь некоторый шанс на возрождение, если бы все они ни оказались самцами.

Изучение популяций может оказаться очень полезным для решения многих практических задач: например, для контроля численности вредителей, восстановления численности диких животных, рационального использования природных ресурсов, животных и растений (например, отлова рыбы), сохранения редких видов.

См. также статьи «Метапопуляция», «Регулирование численности популяции», «Рост популяции».

ПРИРОДООХРАННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

В 1979 году в Англии окончательно исчезла большая голубая бабочка (Large Blue butterfly), количество особей которой в течение предшествующих десятилетий неуклонно сокращалось. Детальные исследования выявили причину сокращения численности этого вида, но было уже поздно. Оказалось, что ее гусеница зависит от одного вида рыжих муравьев, на которых она паразитирует. В Англии эти рыжие муравьи выжили только на теплых, обращенных к югу склонах холмов с нетолстым слоем дерна. Сочетание факторов, в число которых входили и изменения в сельском хозяйстве, привели к уменьшению травяного покрова. Как следствие уменьшилась численность муравьев, а за ними и численность бабочек. Поняв эти закономерности, экологи завезли новых особей, и теперь все восстановилось.

Этот пример иллюстрирует одно важное правило: при проведении природоохранных мероприятий ничто не может заменить подробного анализа и понимания всех экологических закономерностей при условии, что имеется достаточно времени, для того чтобы выявить эти закономерности. Природоохранная биология была названа кризисной наукой, в которой важные решения приходится принимать на основании неполных знаний. Кроме того, нельзя недооценивать и другие аспекты природоохранной деятельности. Цель природоохранных мероприятий — «обеспечить непрерывное существование видов, местообитаний и биологических сообществ, а также взаимодействие видов и экосистем» (Спеллерберг, 1996). При этом можно задействовать различные механизмы. В прошлом основное внимание уделялось конкретным (часто «ключевым» видам), а в последнее время больше внимания уделяется сохранению местообитаний и функционированию экосистем в целом. Основная задача при этом — охрана и поддержание местообитаний.

Последнее средство, применяемое в самых крайних случаях, — сохранение и приумножение видов в зоопарках с последующим внедрением их в дикие места обитания. И опять же успех здесь зависит от подробных экологических знаний; прежде чем выпускать животных на волю, нужно удостовериться в том, что причина, по которой их численность сократилась, больше не действует в этой местности.

См. также статьи «Биологическое разнообразие», «Контроль над местообитаниями», «Местообитания: их воссоздание», «Минимальные размер популяции», «Редкие виды».

ПУСТЫНИ

Пустыни, как правило, располагаются в тропических и субтропических регионах. Они занимают третью часть суши. К образованию пустынь в этих регионах приводят многие факторы, например, наличие на пути дождей горных цепей (таких, как Скалистые горы или Анды) или удаленность от океанов (основного источника влаги).

Когда мы говорим о пустынях, то обычно представляем себе горячее и сухое место, но в некоторых пустынях может быть довольно холодно, а ночью случаются даже заморозки, как, например, в пустыне Гоби. Даже жаркие пустыни из-за отсутствия облачного покрова ночью охлаждаются (хотя до заморозков дело не доходит). Основными характеристиками пустынь являются малый уровень осадков (менее 25 см в год) и высокая интенсивность испарения.

Растения приспосабливаются к выживанию в условиях редких и непродолжительных дождей двумя основными способами: избегают сухости или привыкают к ней. Когда начинается дождь, кажется, что некоторые растения возникают буквально ниоткуда (на самом деле из спящих семян или подземных луковиц); за несколько недель они завершают свой жизненный цикл или пополняют свои подземные запасы воды. Другие растения разработали эффективные способы получения и удерживания воды. Многие из них обладают обширной горизонтальной корневой системой, предназначенной для того, чтобы во время дождя поглотить максимум воды; такие растения всегда произрастают на большом расстоянии друг от друга. Суккуленты, такие, как кактусы, хранят в себе воду, полученную во время дождя. Все, что способно сохранить воду в сухой местности, привлекает к себе животных, поэтому многие растения пустынь обзавелись колючками и средствами химической защиты.

Поскольку растительность пустыни немногочисленна и преимущественно несъедобна, разнообразие травоядных невелико. В отличие от них довольно велико количество животных, питающихся семенами, и хищников. К жизни в теплых и сухих условиях пустыни прекрасно приспособлены ящерицы.

В то время как все другие биомы вследствие человеческой деятельности сокращаются в размерах, пустыни увеличиваются, особенно в Африке. Рост населения, экстенсивное использование пастбищ и вырубка того, что осталось от немногочисленных лесов, приводят к опустыниванию местности.

См. также статью «Средиземноморские кустарники».

РАВНОВЕСИЕ

Равновесие в экологии — это состояние системы, сохраняющееся неизменным. Так, если смертность в популяции равна рождаемости, ее численность будет оставаться постоянной (при условии, что постоянной остается среда и нет миграций). Но что произойдет, если случится нарушение вроде засухи или большого притока особей из другой популяции? Если популяция вновь возвращается в состояние равновесия, то мы наблюдаем стабильное равновесие. Равновесие может быть стабильным локально или глобально. Если, например, равновесие восстанавливается только после малого нарушения, но не после большого, то такая популяция стабильна локально, но нестабильна глобально. Существует несколько аспектов стабильности: стабильность может означать либо сопротивляемость изменениям, либо быстрое восстановление после нарушений.