Стабильность экосистем

Поскольку стабильные экосистемы (дождевой лес, коралловые рифы) обладают вы­соким видовым разнообразием, возникло искушение сделать вывод, что разнообразие по­вышает стабильность. Однако многочисленные виды, вступая друг с другом в конкурент­ную борьбу, могут дестабилизировать экосистему. Поэтому в природе нигде и никогда не достигается максимальное теоретическое разнообразие. В тех случаях, когда разнообразие высоко, в среднем, по-видимому, достигается 80 % максимального биоразнообразия.

Для того чтобы разнообразие внутри одного местообитания или типа сообщества не путать с разнообразием ландшафта или региона, который содержит смесь местооби­таний, Уиттэкер (Whittaker) предложил следующие термины: 1) а-разнообразие для разнообразия внутри местообитания или внутри сообщества; 2) Р-разнообразие для разнообразия между местообитаниями и 3) у-разнообразие для разнообразия в обшир­ных регионах биома, континента, острова и т. д.

К элементам структурного разнообразия в экосистемах относят:

1. Стратификационные принципы (вертикальная слоистость, ярусность расти­тельного покрова и структура почвенных профилей); 2. Зональность (горизонтальная разобщенность, вертикальная поясность в горах или в литоральной зоне); 3. Характер активности (периодичность); 4. Структура пищевой сети (сетевая организация пище­вых цепей); 5. Репродуктивные системы (ассоциации родителей и потомства, клоны растений и т. д.); 6. Социальные структуры (стада и табуны); 7. Системы взаимодей­ствия (возникают в результате конкуренции, антибиоза, мутуализма и т. д.); 8. Сто­хастические структуры (возникают в результате действия случайных сил).

Увеличение разнообразия обусловлено также «краевыми эффектами» — контак­тами между пятнами контрастирующих типов растительности или физическими место­обитаниями.

Стабильность более тесно связана с функциональным разнообразием: гусеница и бабочка или лягушка и головастик играют значительно более разнообразные роли в со­обществе, чем два вида гусениц или взрослых лягушек.

Генотипическое разнообразие остается скрытым, если характеризовать сообщество только на уровне видов. Классическая теория основывалась на том, что особи в популяции должны быть гомозиготными по аллелям, дающим наибольшую приспособленность:

. Альтернативная теория «сбалансированного полиморфизма» утверждает, что

особи гетерозиготны по большинству локусов:. Справедливость этой теории

подтверждается современными биохимическими методами, которые могут выявить скры­тую генетическую изменчивость. В отсутствие такой генотипической изменчивости виды оказались бы неспособными адаптироваться к новым ситуациям и, следовательно, должны были бы вымереть в изменяющейся среде.

Биологическое разнообразие животных, растений и микроорганизмов представ­ляет собой фактор фундаментальной важности для выживания человечества. На протя­жении истории уменьшение видового и генетического разнообразия приносило кратко­временную выгоду человеку при ведении лесного и сельского хозяйства.

Сейчас утверждается, что биота управляет окружающей средой, обеспечивая оп­тимальные условия для своего существования. Чтобы не допустить глобальной эколо­гической катастрофы, необходимо обеспечить разнообразие в биосфере. Подсчитано, что при исчезновении 1/5 части видов растений и животных в биосфере начнутся цеп­ные реакции, которые невозможно будет остановить. В этой связи необходимы финан­совые затраты на сохранение видов растений и животных. Даже определена щена ви­да», которая рассчитана по следующей формуле:

В денежном выражении (по данным 1994 г.) это составило 13 трлн. $ / 0,4-0,5 млн. видов = 32,5 млн. $; причем числитель этой дроби постоянно увеличивается, а знаменатель уменьшается, т.е. стоимость вида растет чрезвычайно быстро.

? Вопросы к семинару ?

1) Кибернетическая природа экосистем и социальных систем. Типы устойчиво­сти экосистем.

2) Биологическая регуляция геохимической среды, гипотеза Геомериды, гипоте­за Геи, гипотеза биотической регуляции Горшкова.

3) Стабильность экосистем: структурная, функциональная, генетическая.

4) Озабоченность исчезновением видов и утратой биоразнообразия.