Скачать (522 Кб)

Животные - механизм биосферы

Кандидат биологических наук Д. В. Панфилов
Химия и Жизнь №9, 1971 г, с. 60-65

НЕМНОГО СТАТИСТИКИ

На земном шаре великое множество животных - 1300000 видов, гораздо больше, чем растений, грибов, бактерий и вирусов вместе взятых. Но всего три процента видов животного мира - позвоночные. Это рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие. Все остальные 97% - беспозвоночные, среди них почти половина приходится на жуков. Поистине наша планета - планета жуков, планета насекомых.

Подумать только, на каждом гектаре широколиственного леса проживает 200-300 килограммов бабочек (в виде гусениц). Здесь биомасса птиц, лосей, волков и зайцев сравнительно с весом насекомых выглядит скромно. То же и в саваннах: вес жирафов, зебр, антилоп и других копытных в пересчете на гектар не превысит 15 кг; вес термитов, живущих с ними бок о бок, гораздо внушительнее - 400-800 кг/га.

Конечно, животные как гетеротрофные существа, то есть поедающие органику, могут жить лишь среди других организмов, прежде всего автотрофных, самопитающихся растений, синтезирующих высокомолекулярные органические вещества из неорганических. Но из этого отнюдь не следует, что животные - нечто второстепенное в природе.

К принижению роли животных обычно приводит их малая зоомасса, по сравнению с весом растений - фитомассой. Даже в пустынях вес всех животных в 150-300 раз меньше веса растений, в тундрах - почти в тысячу раз, а в лесах - в 2000-5000 раз.

Но в морях и океанах вес животных обычно больше веса растений. Это возможно лишь при огромной скорости размножения одноклеточных водорослей. Их необычайно высокая продуктивность позволяет прокормиться солидной, но медленно растущей когорте кишечнополостных, мшанок, ракообразных, моллюсков, рыб и китов.

ТРИ СРАВНЕНИЯ

Если сравнить способность животных и растений избирательно накапливать химические элементы, то пальма первенства безоговорочно достанется животным. Они делают это гораздо лучше своих кормильцев - растений. Например, концентрация фосфора в веслоногих рачках и кольчатых червях в десятки раз больше, чем в любом растении. Магния полным-полно в губках и иглокожих. Моллюски усиленно аккумулируют никель, а мидии и омары - кобальт. "Позвольте, - возразит читатель, - растения непревзойденные накопители углерода, они оставили нам месторождения угля!" Да, угля действительно много. Но еще больше углерода захоронили в земной коре животные: биогенный известняк - повсюду самое обычное ископаемое. Более того, животные из известняка создали сооружения, которые не под силу создать не только растениям, но и нынешней технике. Лишь один Большой Барьерный риф, протянувшийся вдоль австралийского побережья, по объему превосходит все стадионы, заводские корпуса и жилые дома мира. И построили этот риф коралловые полипы.

Накопление веществ морскими животными - немаловажный винтик в механизме, определяющем химический состав океанских вод. Из углекислых соединений, преобладающих в речном стоке, морские животные создают свои раковины и скелеты. Карбонаты все время выпадают на дно - треть поверхности нашей планеты покрыта ими. Не потому ли в морской воде хлориды преобладают над карбонатами?

Если сравнить, сколько продуктов жизнедеятельности выделяют растения и животные, то окажется, что и тут растения уступят им дорогу: выделения животных гораздо значительнее. Да и состав выделений совсем иной. Так, животные выбрасывают во внешнюю среду миллионы тонн азотсодержащих веществ. Вспомните хотя бы о гуано с птичьих базаров, которые не один год снабжали поля многих стран селитрой. А выделения дождевых червей, пронизывающих почвы? Перечень этот можно продолжить.

Растения, как известно, создают органику, а вот транспортировать ее они не в состоянии. И здесь первенство будет у животных. Они, питаясь растениями или их отмершими частями, переносят органику в почвы и илы. Насекомые и черви перетаскивают ее на десятки метров в сторону от растения, создавшего эту органику. Птицы, рыбы и млекопитающие своими телами транспортируют потребленную органику на тысячи километров. Можно сказать, что сезонные перелеты миллиардов птиц - это одна из ветвей обмена веществ между континентами.

Представления средневековых естествопытателей о животном мире были порой весьма фантастическими. Эту статью иллюстрируют рисунки из книги швейцарского ученого XVI века Конрада Геснера "Fischbuch" (издание 1598 года). На этом рисунке - "Выбрасывающий воду кит и горбатый кит, или морская свинья"

РЕГУЛИРОВАНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ВИДОВ

Переработка и перемещение органики - вещь весьма важная. Но животные взяли на себя еще одну нагрузку - регулирование численности растений, других видов животных, грибов и даже бактерий. Пресс животных отнюдь не маломощен. Вот общеизвестные примеры: пара мелких лесных птиц за день уничтожает от 10 до 50 граммов насекомых. Или: одна-единственная сова за лето съест тысячу мышей.

Особо выдающаяся роль у мелких морских рачков; от них зависит наша жизнь. И не мудрено: рачки регулируют биомассу одноклеточных водорослей, тем самым поддерживая постоянный газовый состав атмосферы. Три четверти атмосферного кислорода воссоздается морскими водорослями, а не тайгой и джунглями, и, следовательно, водоросли утилизируют основную часть углекислоты. Но все хорошо в меру. Если бы мелкие планктонные рачки не пожирали водоросли, то микроскопические растеньица в немногие недели заполонили бы водоемы Земли, исчерпали бы растворенные в воде минеральные соли и выделили бы многие миллионы тонн ненужных продуктов жизнедеятельности. Водоемы были бы отравлены гниющими веществами, жизнь в них стала бы невозможной.

Например, в знаменитом каспийском заливе Кара-Богаз-Гол из-за очень высокой солености воды животный мир почти отсутствует. Именно поэтому солевыносливые водоросли время от времени дают в заливе мощные вспышки "цветения". Вода становится слизистой, даже студенистой. Прибой выбрасывает на берег комья студня.

Чрезмерное размножение водорослей нередко вызывало биологическую катастрофу в искусственных водохранилищах в первые годы их заполнения, когда нормальный состав водной фауны еще не сформировался. Размножившись, водоросли начинали отмирать, вода становилась "гнилой", гибли рыбы, моллюски...

Однако животные не только угнетают, но и стимулируют распространение многих видов.

"Кит-носорог пожирает рака длиною в 12 футов"

ЖИВОТНЫЕ В РОЛИ СЕЯТЕЛЕЙ

Как вы думаете: для чего природа создала орехи, ягоды и другие плоды? Полагают, что самые вкусные, самые богатые питательными веществами, минеральными солями и витаминами, самые яркие и потому видные издалека плоды эволюция создала для привлечения животных. Съедая их, животные волей-неволей проглатывают семена, которые вместе с экскрементами "высеваются" на громадных участках. Дело дошло до того, что многие растения без помощи животных вообще не могли бы дать жизнь следующим поколениям. Особенно могучие деревья, под пологом которых деревцам того же вида расти и развиваться очень трудно - там темно, да и из почвы уже взяты вещества, необходимые для нормальной жизни дерева.

Наша обычная сосна в животных не нуждается: у ее семян есть миниатюрные крылышки, и ветер разносит их далеко-далеко. А вот сибирский кедр без птиц-кедровок и бурундуков размножаться не может. Бурундуки и кедровки, запасая на зиму орешки, растаскивают их по лесу, теряют часть своих кладовых и тем самым сеют кедровые леса. А сойки и кабаны специализируются на распространении дубов.

Приспособления неподвижных растений для захвата пространства с помощью животных зашли очень далеко и тщательно дифференцировались. Это и оболочка семени, на которую не действуют соки в пищеварительном тракте животных, и крючочки лопуха, который вцепляется в шкуру и отпадает где-то совсем в другом месте. Более того, семена некоторых видов растений вообще не прорастают, не побывав в желудке у зверей и птиц. Какие биохимические процессы идут в семени внутри тела животного - пока не знает никто.

"Кит-змея, или морская змея, по описанию Олауса Магнуса"

СИМБИОТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Еще со школьной скамьи нам известны обоюдополезные симбиозы актинии и ракаотшельника или копытных и обитающих в их кишечнике микробов, способствующих перевариванию клетчатки. Тут один организм помогает другому. Подобных симбиозов много, но не им принадлежит самая важная роль. Для механизма биосферы гораздо существеннее симбиотические отношения, при которых те или иные группы животных поддерживают существование целых ландшафтов, например лесного.

Все знают, что листву деревьев пожирают насекомые - листоеды, особенно гусеницы бабочек. Так было миллионы лет назад, так происходит и сейчас. Можно ли считать листоедов вредителями широколиственных лесов? Вряд ли, прирост древесины у сильно поврежденных и неповрежденных деревьев почти одинаковый. А это говорит о многом, прежде всего о том, что объедание листвы гусеницами не так уж опасно для деревьев. Более того, это необходимо! И вот почему. В лесах, систематически обрабатываемых ядохимикатами (например, вокруг модных курортов), листва остается целехонькой, осенью она покрывает почву пухлым слоем. Слой этот столь обилен, что его не успевают перерабатывать дождевые черви и другие почвенные беспозвоночные. Из года в год лесная подстилка становится мощнее, изменяется газо- и водообмен между почвой и воздухом. Семенам становится трудно добраться до земли. Возобновление леса почти прекращается, а корни взрослых деревьев мало-помалу отмирают. Деревья "суховершинят" и почти не плодоносят. Лес умирает стоя...

"Плывущий наутилус с поднятым парусом"

Если гусениц не травят ядохимикатами, то они весной и в начале лета съедают часть листвы, и растения сразу же получают солидную порцию удобрений - до 200 килограммов экскрементов гусениц на гектар. Новая, появившаяся в середине лета не очень густая листва осенью дает умеренную массу опада, с ее переработкой успешно справляются беспозвоночные почвенные животные. Это естественный процесс, выработанный тысячелетиями. Человек же, увидев обглоданные гусеницами кроны, пугается и травит листоедов ядохимикатами, в конечном счете способствуя медленной гибели леса.

ВМЕСТО ПОСЛЕСЛОВИЯ

Биологический круговорот вещества, благополучие биосферы зависят от всех видов - животных и растительных. Но можно выделить особо важные, особо необходимые виды животных, без которых механизм живой природы быстро придет в негодность.

Мне кажется, что планктонные рачки - самые важные животные Земли. Они не только "держат в узде", прирост микроскопических водорослей, но и служат источником пищи для следующих групп морских организмов. Слава богу, загрязнение океана пока слабо отражается на жизни рачков. Но вот проекты добычи планктона на громадных акваториях океана чреваты опасностью. Изъятие части биомассы водорослей вряд ли нарушит их стремительное размножение, а вот когда рачков станет меньше, смогут ли они сдержать напор?

Самыми важными животными суши, вероятно, следует признать термитов, червей и мокриц. Ведь от них зависит плодородие почв. Мокрицы в лесах и пустынях перерабатывают растительный спад с таким же рвением, как и кольчатые черви. Подумать только, в пустынях (!) трудится по две тонны мокриц на гектаре! Очень хорошо, что червяки оказались устойчивыми к ДДТ, но жизнь им все больше отравляют ядовитые отходы производства. В тропиках же и саваннах термиты - самый важный винтик в колеснице биологического круговорота веществ. Бактерий там мало, и минерализация отмершей органики без термитов пойдет очень медленно.

Конечно, нельзя забывать об опылителях - пчелах, бабочках. Без них не обойдутся ни тундра, ни тропики. Опылителям сейчас приходится особенно тяжело от неумеренного применения ядохимикатов. На орошаемых землях гнезда диких пчел заливает вода, а на богарных землях их разрезает плуг трактора. Смогут ли ульи компенсировать это?

В наиглавнейшие для биосферы виды должны попасть и комары и жабы, которые выносят микроэлементы и органическое вещество против стока - из водоемов на сушу, и жуки-древогрызы, выполняющие в наших лесах роль термитов, и многие, многие другие виды.

Они необходимы биосфере и нам. Ведь от них зависит биологический круговорот химических элементов.

"Кит, выбрасывающий воду"

Здесь, на вклейке к статье "Животные - механизм биосферы", художники Р. Варшамов и В. Логинов показали, как многолика роль животных в круговороте вещества, в жизни природы