Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологическо - Лапо Андрей Витальевич

Будучи некротрофами, многоклеточные животные играют в биосфере роль регулятора и стабилизатора. В наземных экосистемах, уничтожая часть продукции, они предохраняют экосистемы от перепроизводства неразложившейся отмершей органики, которая препятствует возобновлению растительности. В морских экосистемах, выедая фитопланктон и дополнительно воздействуя на него продуктами метаболизма, многоклеточные животные также выполняют функцию регулятора массы первичной продукции. Зоологи считают, что в экосистемах, не затронутых влиянием человека, в принципе невозможно чрезмерное выедание первичной продукции многоклеточными животными: вступает в действие сложный механизм регуляции численности различных членов трофической цепи. В этом механизме важная роль принадлежит многоклеточным животным-хищникам.

Пресс хищников сдерживает чрезмерное размножение представителей нижележащих трофических уровней и оздоровляет их популяции, элиминируя больные особи. Говорят, что мы ценим только то, что теряем. В полной мере это подтверждается в отношении хищников.

Лет 30 назад человечество, не желая отдавать никакой дани хищникам, объявило им беспощадную войну. Только в 1962 г. в нашей стране было уничтожено 1 154 700 хищных птиц. А дичи, против ожидания, стало меньше: начались эпизоотии.

Еще в конце 30‑х годов А. Л. Берлин назвал хищных птиц «индикаторами чумы». Работники противочумных станций в Забайкалье в 40‑е годы широко использовали хищных птиц для получения информации о возможных очагах заболевания. Культуру чумы они выделяли, отбирая у птенцов степного орла пищу, принесенную родителями — тогда как поиски ее возбудителя обычными способами (обследование огромного числа грызунов) сказывались безрезультатными.

Полное уничтожение хищников чревато печальными последствиями. Бернгард Гржимек пишет: «После того как леопарды были уничтожены почти во всей Восточной Африке, павианы так размножились, что на плантациях и огородах местных жителей с ними не стало никакого сладу. Павианы стали нападать на молодых антилоп и домашних коз и пожирать их». Сейчас человечество, осознав свою ошибку, взяло хищников под свою охрану.

Есть у многоклеточных животных и другая функция — средообразующая. Поглощая те или иные элементы и выделяя продукты метаболизма, многоклеточные животные активно воздействуют на среду своего обитания. Наиболее активными в этом отношении являются фильтраторы (в водных экосистемах) и детритоядные животные (в почвах и донных осадках водоемов).

Итак, транспорт биосферы, ее пульт управления, кондиционер и ассенизационное устройство — вот что такое многоклеточные животные в биосфере. Не зря их, видно, миллион триста тысяч видов…

Мы закончили обзор органического мира Земли, и на этом можно было бы поставить точку, — если бы в биосфере не существовало явления симбиоза.

Термин «симбиоз» впервые был предложен в 1879 г. немецким биологом Антоном де Бари (1831—1888) для обозначения различных форм тесного сожительства двух организмов разных видов. Со школьной скамьи нам известно о лишайниках — организмах, представляющих собой неразрывное целое водорослей и грибов. Однако лишайники долго считались странной прихотью природы, непонятными уродцами. Лишь в последнее время начинает выясняться, что симбиоз — характерная форма сосуществования организмов в биосфере, распространенная главным образом в условиях неблагоприятных для жизнедеятельности. Лучше всего это видно на примере тех же лишайников. Если для Земли в целом отношение числа видов лишайников (16 тыс.) к числу видов семенных растений (160 тыс.) составляет 0,1, то для острова Явы оно равно 0,06, для Исландии — 1, а для Антарктиды — 175! Чем суровее условия, тем более эффективным для освоения жизненного пространства оказывается симбиоз.

Симбиотические отношения обеспечивают функционирование автотрофов и гетеротрофов в пределах единого симбиотрофного организма. Этот вопрос на основе анализа всей мировой литературы недавно рассмотрел выдающийся советский биолог, академик Меркурий Сергеевич Гиляров (1912—1985).

Автотрофные организмы в таком симбиотическом организме могут быть представлены как фотоавтотрофами, так и хемоавтотрофами. Физиология такой системы с участием фотоавтотрофов хорошо изучена на примере морских ресничных червей Convoluta roscoffensis, встречающихся огромными массами у берегов западной Франции и у островов Джерсей и Гернси (Великобритания). Вылупившись из яйца, эти черви заглатывают микроскопические зеленые водоросли, которые, оставаясь живыми, проникают через стенки их кишечника в полость тела. Из-за множества поглощенных водорослей черви приобретают ярко-зеленую окраску. Водоросли внутри червей, как им и полагается, занимаются фотосинтезом и снабжают своих хозяев пищей. В результате ротовое отверстие и пищеварительный аппарат становятся для червей ненужными и постепенно атрофируются. Учитывая интересы своих «кормильцев» (без фотосинтеза теперь не проживешь!), черви в дневное время ведут активный образ жизни в толще воды, а на ночь зарываются в песок. Встроенные фотоавтотрофы имеют и некоторые другие многоклеточные животные — зеленые гидры, двустворчатые моллюски тридакны и коралловые полипы. Именно сосуществование с микроскопическими водорослями зооксантеллами обеспечивает коралловым рифам колоссальную биологическую продуктивность, более нигде в океанах не достижимую.

Но и это не все. Самые поразительные открытия были сделаны недавно — когда было установлено, что некоторые животные, не имея собственной пищеварительной системы, питаются исключительно за счет хемоавтотрофов, которыми они инкрустированы. Здесь самым ярким примером являются вестиментиферы, принадлежащие к типу погонофор и обитающие на значительных глубинах океана в местах выхода богатых сероводородом термальных вод. Они буквально напичканы хемоавтотрофными тионовыми бактериями. Живут за счет хемоавтотрофных бактерий и некоторые морские олигохеты (Phallodrilus), обитающие у Бермудских островов и у Барьерного рифа Австралии, а также двустворчатый моллюск Solenomyia.

«Организм симбиотрофного животного при детальном морфологическом исследовании представляет собой комплекс организмов, — делает вывод М. С. Гиляров. — Физиологически каждое симбиотрофное животное, в сущности, не животное, а система, в которой обеспечивается относительно замкнутый круговорот биогенных элементов… На их примере видно, насколько условны представления об организме, насколько сложно дать определение этого понятия и его границ» [40].

По существу, все высшие животные представляют собой не организмы, а надорганизмы, поскольку включают в себя целый комплекс микроорганизмов, способствующих пищеварению. Специально проведенные эксперименты показали, что стерильные особи (свободные от микроорганизмов) резко отличаются от обычных и должны быть охарактеризованы как неполноценные.

В масштабе биосферы можно говорить о чудесном симбиозе всего живого вещества Земли, идеально сбалансированном со средой обитания.

Вы помните бабочку из рассказа Рея Бредбери «И грянул гром» — бабочку, изменившую ход истории? Американский фантаст ничего не преувеличил. Биосфера — тонко сбалансированная система. И «маленькое изящное создание, способное нарушить равновесие», рожденное фантазией Бредбери, и «толстое тело коровы» из стихов Заболоцкого находят свое место «на карте живущих всего мира». Живи, живое…

Глава третья. Сгущения и пленки жизни

Из жизненного опыта нам хорошо известно, что жизнь размещена в биосфере очень неравномерно, и площади, густо населенные живыми организмами, чередуются с пустынными пространствами. Такая неравномерность распределения живого вещества наблюдается в биосфере повсеместно — на суше и на море, на земле и под землей.