Среда обитания
любого живого существа, с одной стороны, медленно и неуклонно
изменяется на протяжении жизни многих поколений
соответствующего биологического вида, а с другой стороны,
она предъявляет организму разнообразные требования, меняющиеся
в короткие отрезки индивидуальной жизни. Поэтому
различают три уровня процесса адаптации.
Генетический уровень. Данный уровень обеспечивает
адаптацию и сохранение жизнеспособности вида в поколениях
на основе свойства генетической изменчивости.
Глубокие изменения обмена веществ. Приспособление к сезонным
и годичным природным циклам осуществляется с помощью
глубоких изменений обмена веществ. У животных
центральную роль в этих процессах играют нейрогуморальные
механизмы (см. разд. 8.1.5), например, подготовка к сезону
размножения или к зимней спячке «включается» нервными
стимулами, а осуществляется благодаря изменениям в гормональном
статусе организма. У растений сезонные и иные долговременные
изменения обеспечиваются работой фитогормо-
нов, ростовых факторов.
Быстрые изменения в ответ на кратковременные отклонения
факторов среды. У животных они осуществляются разнообразными
нервными механизмами, ведущими к перемене
поведения и быстрой обратимой трансформации обмена
веществ. У растений примером быстрых изменений являются
реакции на смену освещенности.
Адаптивное значение имеют практически все закономерности,
характерные для живого. В ходе естественного отбора
виды преображаются и все лучше адаптируются к своим местообитаниям.
Например, жирафы постепенно приспособились
к поеданию листьев с вершин деревьев. С увеличением приспособленности
организмов к местообитанию скорость их изменения
понижается.
В случае отношений «хищник—жертва» естественный
отбор влияет прежде всего на гены, позволяющие наиболее
эффективно избегать врага, а у хищников — на гены, повышающие
его охотничьи способности. Это справедливо для всех
биотических взаимодействий. Организмы, почему-либо утратившие
способность к адаптации, обречены на вымирание.
Итак, при перемене условий существования (отклонении
значения одного или нескольких экологических факторов
за пределы обычных колебаний) одни виды адаптируются и пре-
3.3. Реакция организмов на изменения уровня экологических факторов 85
образуются, а другие виды вымирают. Это зависит от ряда обстоятельств.
Основное условие адаптации — выживание и
размножение хотя бы нескольких особей в новых условиях,
которое связано с генетическим разнообразием генофонда и
степенью изменения среды. При более разнообразном генофонде
даже в случае сильных изменений среды некоторые особи
сумеют выжить, тогда как при малом разнообразии генофонда
даже незначительные колебания экологических факторов могут
привести к вымиранию вида.
Если изменения условий малозаметны или происходят постепенно,
то большинство видов может приспособиться и выжить.
Чем резче изменение, тем большее разнообразие генофонда
необходимо для выживания. В случае катастрофических изменений
(например, ядерной войны), возможно, не выживет ни
один вид. Важнейший экологический принцип гласит:
выживание вида обеспечивается его генетическим разнообразием
и слабыми колебаниями экологических факторов.
К генетическому разнообразию и изменению среды можно
добавить еще один фактор — географическое распространение.
Чем шире распространен вид (чем больше ареал вида), тем он
генетически более разнообразен и наоборот. Кроме того, при
обширном географическом распространении некоторые участки
ареала могут быть удалены или изолированы от районов,
где нарушались условия существования. На этих участках вид
сохраняется, даже если он исчезнет из других мест.
Если часть особей выжила в новых условиях, то дальнейшая
адаптация и восстановление численности зависят от скорости
воспроизведения, так как изменение признаков происходит
только путем отбора в каждом поколении. Например,
пара насекомых имеет сотни потомков, проходящих жизненный
цикл развития за несколько недель. Следовательно, скорость
воспроизведения у них в тысячу раз выше, чем у птиц,
выкармливающих только 2—6 птенцов в год, а значит, одинаковый
уровень приспособленности к новым условиям разовьется
во столько же раз быстрее. Именно поэтому насекомые
быстро адаптируются и приобретают устойчивость к всевозможным
«средствам защиты растений», тогда как другие
дикие виды от этих обработок погибают.
Важно отметить, что сами по себе ядохимикаты не вызывают
полезных мутаций. Изменения возникают случайно. Адап-
86 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
тивные признаки развиваются благодаря наследственному
разнообразию, уже существующему в генофонде вида. Имеют
значение и размеры организма. Мухи могут существовать даже
в мусорном ведре, а крупным животным необходимы для
выживания обширные территории.
Адаптация имеет следующие особенности:
Приспособленность к одному фактору среды, например
повышенной влажности, не дает организму такой же приспособленности
к другим условиям среды (температуре и т. п.).
Эта закономерность называется законом относительной независимости
адаптации:
I высокая адаптированность к одному из экологических
факторов не дает такой же степени приспособления
к другим условиям жизни.
Каждый вид организмов в вечно меняющейся среде жизни
по-своему адаптирован. Это выражается сформулированным
Л. Г. Раменским в 1924 г. правилом экологической индивидуальности:
II каждый вид специфичен по экологическим возможнос-
| тям адаптации; двух идентичных видов не существует.
Правило соответствия условий среды, обитания генетической
предопределенности организма гласит:
вид организмов может существовать до тех пор и постольку,
поскольку окружающая его среда соответствует
генетическим возможностям приспособления к ее колебаниям
и изменениям.
Отбор — это процесс изменения генофонда уже существующего
вида. Ни человек, ни современная природа не могут
создать новый генофонд или новый вид из ничего, на пустом
месте. Меняется лишь то, что уже есть.
3.4. Экологическая ниша организма
3.4.1. Понятия и определения
Любой живой организм приспособлен (адаптирован)
к определенным условиям окружающей среды. Изменение ее параметров,
их выход за некоторые границы подавляет жизнеде-
3.4. Экологическая ниша организма 87
ятельность организмов и может вызвать их гибель. Требования
того или иного организма к экологическим факторам среды
обуславливают ареал (границы распространения) того вида,
к которому организм принадлежит, а в пределах ареала —
конкретные места обитания.
Местообитание — пространственно ограниченная совокупность
условий среды (абиотической и биотической), обеспечивающая
весь цикл развития и размножения особей (или группы особей)
одного вида. Это, например, живая изгородь, пруд, роща,
каменистый берег и т. д. При этом в пределах местообитания
могут выделяться места с особыми условиями (например, под
корой гниющего ствола дерева в роще), в ряде случаев называемые
микроместообитаниями.
Для совокупной характеристики физического пространства,
занимаемого организмами вида, их функциональной роли
в биотической среде обитания, включая способ питания (трофический
статус), образ жизни и взаимоотношения с другими
видами, американским ученым Дж. Гриннеллом в 1928 г. введен
термин «экологическая ниша». Его современное определение
таково.
Экологическая ниша — это совокупность
• всех требований организма к условиям среды обитания
(составу и режимам экологических факторов) и место,
где эти требования удовлетворяются;
• всего множества биологических характеристик и физических
параметров среды, определяющих условия
существования того или иного вида, преобразование
им энергии, обмен информацией со средой и себе подобными.
Таким образом, экологическая ниша характеризует степень
биологической специализации вида. Можно утверждать,
что местообитание организма — это его «адрес», тогда как экологическая
ниша — его «род занятий», или «стиль жизни»,
или «профессия».
Экологическая специфичность видов подчеркивается
аксиомой экологической адаптированности:
I каждый вид адаптирован к строго определенной, специфичной
для него совокупности условий существования —
экологической нише.
Поскольку виды организмов экологически индивидуальны,
то они имеют и специфические экологические ниши.
88 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Таким образом, сколько на Земле видов живых организмов —
столько же и экологических ниш.
Организмы, ведущие сходный образ жизни, как правило,
не живут в одних и тех же местах из-за межвидовой конкуренции.