Согласно установленному в 1934 г. советским биологом
Г. Ф. Гаузе (1910—1986) принципу конкурентного взаимоисключения:
II два вида не занимают одну и ту же экологическую
| нишу.
В природе также действует правило обязательности заполнения
экологических ниш:
|
| пустующая экологическая ниша всегда и обязательно
| будет заполнена.
Народная мудрость сформулировала эти два постулата
так: «В одной берлоге не могут ужиться два медведя» и «Природа
не терпит пустоты».
Эти системные наблюдения реализуются в формировании
биотических сообществ и биоценозов. Экологические ниши
всегда бывают заполнены, хотя на это порой требуется значительное
время. Встречающееся выражение «свободная экологическая
ниша» означает, что в определенном месте слаба конкуренция
за какой-либо вид корма и есть недостаточно используемая
сумма других условий для некоего вида, входящего
в аналогичные природные системы, но отсутствующего в рассматриваемой.
Особенно важно учитывать природные закономерности
при попытках вмешаться в существующую (или сложившуюся
в определенном месте) ситуацию с целью создания более благоприятных
условий для человека. Так, биологами доказано
следующее: в городах при повышении загрязненности территории
пищевыми отходами возрастает численность ворон. При
попытке улучшить ситуацию, например, путем их физического
уничтожения население может столкнуться с тем, что экологическая
ниша в городской среде, освобожденная воронами,
будет быстро занята видом, имеющим близкую экологическую
нишу, а именно — крысами. Такой результат вряд ли можно
будет признать победой.
Подробнее закономерности биоценотического дублирования
изложены далее в разд. 5.5.
3.4. Экологическая ниша организма 89
3.4.2. Специализированные
и общие ниши
Экологические ниши всех живых организмов делят
на специализированные и общие. Это деление зависит от основных
источников питания соответствующих видов, размеров
местообитания, чувствительности к абиотическим факторам
среды.
Специализированные ниши. Большинство видов растений
и животных приспособлены к существованию лишь в узком
диапазоне климатических условий и иных характеристик
окружающей среды, питаются ограниченным набором растений
или животных. Такие виды имеют специализированную
нишу, определяющую их местообитание в природной среде.
Так, гигантская панда имеет узко специализированную
нишу, ибо на 99% питается листьями и побегами бамбука.
Массовое уничтожение некоторых видов бамбука в районах
Китая, где обитала панда, привело это животное к вымиранию.
Разнообразие видов и форм растительного и животного мира,
существующее во влажных тропических лесах, связано
с наличием там ряда специализированных экологических ниш
в каждом из четко выраженных ярусов лесной растительности.
Поэтому интенсивная вырубка этих лесов стала причиной
вымирания миллионов специализированных видов растений
и животных.
Общие ниши. Видам с общими нишами характерна легкая
приспосабливаемость к изменениям экологических факторов
среды обитания. Они могут успешно существовать в разнообразных
местах, питаться различной пищей и выдерживают
резкие колебания природных условий. Общие экологические
ниши имеются у мух, тараканов, мышей, крыс, людей и т. д.
Для видов, имеющих общие экологические ниши, существует
значительно меньшая угроза вымирания, чем для имеющих
специализированные ниши.
3.4.3. Экологические формы
Окружающая природная среда формирует фенотип организмов
— совокупность морфологических, физиологических
и поведенческих признаков. Виды, обитающие в сходных условиях
(при сходной совокупности экологических факторов),
90 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
обладают похожей приспособленностью к этим условиям, даже
если они относятся к разным категориям в классификации
животного и растительного мира. Экология учитывает это,
классифицируя организмы на различные экологические (жизненные)
формы. При этом жизненной формой вида называют
сложившийся комплекс его биологических, физиологических
и морфологических свойств, обусловливающих определенную
реакцию на воздействие окружающей среды. Классификаций
организмов по жизненным формам существует много. Так, например,
выделяют г е о б и о н т о в — обитателей почвы, ден-
д р о б и о н т о в — связанных с древесными растениями,
х о р т о б и о н т о в — обитателей травяного покрова и многое
другое. Г и д р о б и о н т о в — обитателей водной среды принято
делить на такие экологические формы, как бентос, пери-
фитон, планктон, нектон, нейстон.
Бентос (от греч. benthos — глубина) — донные организмы,
ведущие прикрепленный или свободный образ жизни, в том
числе обитающие в слое донного осадка. Преимущественно это
моллюски, некоторые низшие растения, ползающие личинки
насекомых.
Перифитон — животные и растения, прикрепленные
к стеблям высших растений и поднимающиеся над дном.
Планктон (от греч. plagktos — парящий) — плавающие организмы,
способные совершать вертикальные и горизонтальные
перемещения в основном в соответствии с движением масс
водной среды. Принято выделять ф и т о п л а н к т о н , относящийся
к продуцентам, и з о о п л а н к т о н , относящийся
к консументам и питающийся фитопланктоном.
Нектон (от греч. nektos — плавающий) — свободно и самостоятельно
плавающие организмы — преимущественно рыбы,
амфибии, крупные водные насекомые, ракообразные.
Нейстон — совокупность морских и пресноводных организмов,
обитающих у поверхности воды; например, личинки
комаров, водомерки, из растений — ряска и пр.
Экологическая форма — отражение приспособленности самых
разнообразных организмов к отдельным экологическим
факторам, являющимся в процессе эволюции лимитирующими.
Так, деление растений на г и г р о ф и т ы (влаголюбивые),
м е з о ф и т ы (средней требовательности к влаге)
и к с е р о ф и т ы (сухолюбивые) отражает их реакцию на конкретный
экологический фактор — влагу. Вместе с тем р а с т е-
н и я-к с е р о ф и т ы представляют с ж и в о т н ы м и-к с е-
р о б и о н т а м и единую экологическую форму, так как и те
3.5. Организмы — индикаторы качества среды 9 1
и другие обитают в пустынях и имеют специфическую адаптацию,
препятствующую потерям влаги (например, получение
воды из жиров).
3.5. Организмы —
индикаторы качества среды
Чувствительность организмов к изменениям условий
среды и особенно к наличию конкретных химических примесей
положена в основу биологической индикации и биотестирования,
которые используют наряду с методами оценки загрязнения
природной среды с помощью приборов. Редкие, как
правило, с т е н о б и о н т н ы е (требующие строго определенных
условий существования) виды часто являются лучшими
индикаторами (показателями) состояния среды. Их исчезновение
служит доказательством неблагоприятных воздействий
на среду обитания в конкретных местах.
Наибольшее распространение получил метод л и х е н о -
и н д и к а ц и и (от лат. lichen — лишайник), основанный на
учете количества лишайников в городских насаждениях,
районах крупных предприятий. Наличие лишайников на стволах
деревьев взаимосвязано с химическим составом (загрязненностью)
воздуха. В Англии для определения средней концентрации
S02 (мг/м3) в атмосферном воздухе используют
эмпирическое уравнение:
CS 0 2 = 18,72 - 3,94Q - 0Д5Л - 2,38j3,
где Q — освещенность на высоте 1,5 м, лк; h — средняя высота
мха на стволе, м; р — степень покрытия древесной растительности
лишайниками, %.
В лесных массивах удобными индикаторами качества служат
жуки-короеды. Сильно ослабленные и отмирающие деревья
заселяются короедами. Однако, если причиной их гибели послужили
химические вещества, не характерные нормальному составу
воздуха, короеды не получают широкого распространения.
Отмирание насаждений при отсутствии заселения деревьев
короедами — надежное доказательство антропогенного
загрязнения воздуха.
Поскольку в настоящее время установлены допустимые
нормативы присутствия в воде не на все возможные вещества
и далеко не каждое из них можно определить непосредственно
химическим экспериментом, то биотестирование можно счи-
92 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
тать обязательным для получения интегральных оценок загрязненности
водоемов к с е н о б и о т и к а м и (любое чужеродное
для данного организма или группы организмов разного
вида вещество, вызывающее нарушение биотических процессов,
включая гибель организмов). В ряде случаев, и особенно
в условиях аварийной ситуации, бывает необходим экспресс-
анализ самого факта загрязнения воды. Хотя биотестирование
и не позволяет установить спектр чужеродных веществ в воде
(если они неизвестны из других источников), но общий вывод
можно получить быстро и надежно.