Что такое экология?

Sturnus vulgaris, скворец обыкновенный, справедливо считается одной из самых полезных птиц. Скворец уничтожает улиток, майских жуков и их личинок, долгоносиков и других вредных насекомых.

Это хорошо знали поселенцы Новой Зеландии. С далекой родины, с туманных берегов Англии, привозили они с собой скворцов. В 1862 г. было привезено 17 скворцов, в 1865 г. — 12, в 1868 г.— 163, в 1882 г.— 100. Всего за двадцать лет было завезено несколько сот скворцов, никогда раньше не водившихся в Новой Зеландии.

Прошло несколько лет, и в животном мире огромного острова произошли большие перемены.

Скворцы размножились. Огромные стаи, из сотен тысяч птиц, кружились по вечерам над землей, напоминая, по словам очевидцев, быстро движущиеся облака. При виде их фермеры в бессильном гневе сжимали кулаки: виноградники и фруктовые сады начисто опустошались скворцами.

Но, с другой стороны, скворцы уничтожали саранчу, истребляли клещей на овцах и коровах и массу других насекомых. А так как насекомые служили пищей фазанам, диким индейкам, куропаткам, то вслед за резким уменьшением числа насекомых началось вымирание и этих ценных птиц.

Примерно в эти же годы сходные события разыгрались на австралийском материке, в 2—3 тыс. километров от Новой Зеландии. Но здесь виновником всего был не скворец, а растение кактус-опунция.

Родина кактуса-опунции — Северная и Южная Америка. Оттуда его лет пятьдесят назад привезли в Австралию для украшения парков. Совершенно безобидное на родине, это растение в Австралии стало причиной неисчислимых бедствий. Сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее кактус-опунция стал наступать на пастбища и леса. Десятки, а потом и сотни тысяч гектаров ценнейших земель превращались ежегодно в непроходимые колючие заросли. Кактус жгли, его вырубали, рыли канавы, чтобы преградить ему путь, перепахивали землю, зараженную его семенами, но ничто не могло задержать его наступления, и к 1925 г. для земледелия и скотоводства из-за кактуса было потеряно уже около 24 млн. гектаров.

С 1925 г. кактус начал быстро отступать, и в наши дни история его переселения на австралийский материк представляет уже только теоретический интерес. Она изучается биологами как нагляднейший пример того, сколько бедствий могут наделать растения, неосторожно перенесенные из одной страны в другую.


Случай со скворцами и история кактуса-опунции показывают, что иногда в жизни природы происходят резкие сдвиги, когда как бы нарушается равновесие, и одни виды животных и растений, необыкновенно размножившись, вытесняют другие. Почему это происходит и как избежать грозных последствий от вторжения новых животных и растений? Ответить на эти вопросы, предвидеть, что произойдет, когда какое-либо растение или животное переносится из одной страны в другую, можно только в том случае, если нам понятны законы, управляющие размножением и распространением живых существ.

Чтобы разобраться в этих законах, мы рассмотрим, как растет и развивается еловый лес. Пусть вас не смущает то, что еловый лес растет под Москвой, а кактус-опунция уничтожал пастбища в далекой Австралии. Присмотревшись к жизни всем нам знакомого елового леса, мы поймем, какая тесная связь существует между растениями и животными каждой страны, каждого леса и лужайки. И тогда нам станет понятно, почему появление новых животных и растений может привести к катастрофическим результатам.



Кто не видел на лесной поляне молодые березки и елочки, тесно прижавшиеся друг к другу? Можно подумать, что оба дерева свела вместе трогательная, нежная дружба. А на самом деле перед нашими глазами смертельная схватка. Это эпизод из жестокой битвы елового и лиственного лесов. 

Когда-то на этом месте рос сплошной еловый лес, густой и тенистый. Потом деревья вырубили или их уничтожило пожаром, но так или иначе — в самой гуще елового леса образовалась пустошь.

Казалось бы, что пустошь через несколько лет должна была покрыться густою порослью елей. Ведь ветром с соседних деревьев приносится несчетное количество еловых семян. Казалось бы, что сюда же, на простор, к солнцу — источнику жизни, должны были выйти из сумрачной лесной тени также ландыш и черника, майник и брусника — жители елового леса.

Но этого не случилось. Издалека принес ветер легкие семена берез и осин, и пустошь заросла не еловым, а лиственным лесом. Под кровом берез появились кусты орешника. Яркие цветы, бабочки, земляника, выросшая вокруг старых пней,— все это кажется странным среди хмурого елового леса, кольцом обступившего березовую рощу.

Почему же березовая роща заняла место елового леса?

Потому что ели растут очень медленно, и их ростки, пробивавшиеся на пустоши, заглушались быстро растущими березами и осинами. Потому что ели — тенелюбивые растения, и под кровом елей растут тоже только тенелюбивые растения, которым обилие света на пустошах мешало расти...

Но лиственный лес недолго пожинает плоды своей победы.

Вот где-то в густой тени орешника — там, где не могут расти светолюбивые травы и цветы,— пробился первый росток ели, подрос и стал молодой елочкой. Ветви елочки образовали густую тень, и в этой тени уже не могут вырасти светолюбивые березы и осины. Кусочек земли отвоеван еловым лесом обратно.

Используя каждый подходящий уголок, молодые ели поднимаются одна за другой среди берез и осин. Постепенно их ветви смежаются, и тут уже победа елового леса обеспечена.

Пусть высоко над землей еще шумят листья берез —это уцелел только верхний ярус, верхний «этаж» березового леса. Все нижние ярусы — молодая поросль берез, кустарники, травы — уже погибли в густой тени елей. На смену им поселились верные спутники елей: черника, брусника, кислица, ландыш и грушанка. Неслучайно именно они стали спутниками елей. Все эти растения размножаются не только семенами, но и вегетативно — отростками от корневища. В еловом лесу, где мало света, цветы часто не распускаются, и тогда способность к вегетативному размножению спасает эти растения от гибели.

Каждый любитель ландышей знает, что из сотен ландышевых побегов цветут только очень немногие. Но если в еловом лесу мало цветов, то мало в нем и насекомых, питающихся соком цветов. А насекомые служат пищей птицам, которых, следовательно, тоже должно быть мало в еловом лесу. Так оказывается, что между расположением ветвей на елях, дающих густую тень, и распространением насекомых и птиц существует тесная связь.

Но не только птицы зависят от елового леса: растения в свою очередь зависят от птиц и животных. На елях живут многочисленные насекомые-вредители: короеды и древоточцы, которыми питается дятел — единственная из насекомоядных птиц, распространенная в еловых лесах. Жизнедеятельность этих насекомых сильно отражается на елях.

Белки, питающиеся еловыми шишками, играют большую роль в распространении елового леса: они растаскивают семена на большие расстояния.

Итак, еловый лес — это не случайный набор растений, выросших на одном месте, а определенная группа растений и животных, в которой все тесно связаны друг с другом. Биологи называют такую тесно связанную между собою группу живых существ биоценозом. Каждое растение и животное в биоценозе зависят от своего соседа, а все вместе от климата и почвы. Для произрастания елового леса требуется много влаги, и в сухих местах, на песчаной почве, его вытесняют сосновые боры. В условиях нашего климата еловые леса вытесняют, как мы видели, березу, но если климат изменится, если он, например, станет суше, то другой биоценоз — другая группа растений и животных может вытеснить еловые леса.


Взаимоотношения растений и животных с окружающей средой изучаются особым разделом биологии, специальной наукой — экологией (слово «экология» заимствовано из греческого языка; оно означает — наука о местообитании).



Еловый лес, сосновый бор, заливной луг, тундра — все это примеры биоценозов. Путем длительного отбора, в жестоких битвах за жизнь сложились они и теперь веками сохраняют свои характерные черты.

Каждое растение стремится размножиться и захватить как можно больше места, пищи, света, влаги.

Каждое животное ведет борьбу со, всеми своими врагами. Почему же белки в еловом лесу не размножаются так же, как скворцы в Новой Зеландии? Почему ромашки на заливном лугу не вытесняют все другие растения, как кактус в Австралии? Потому что в каждом биоценозе существует равновесие между животными и растениями, между хищниками и их жертвами, между всеми живыми существами, входящими в биоценоз.

Лет сто назад в североамериканских степях — прериях — паслись бесчисленные стада диких быков — бизонов. Когда бизоны чрезмерно размножались, они сильно истощали пастбища; но затем из-за нехватки корма многие из них погибали голодной смертью, численность стад уменьшалась — и прерии вновь зеленели. Так в течение веков поддерживалось равновесие в этом биоценозе. Но вот американские фермеры стали на девственных пастбищах прерий разводить домашний скот.

Не думая о будущем, они в короткий срок так сильно увеличили поголовье скота, что в некоторых местах богатейший травяной покров прерий был совершенно уничтожен. За несколько лет коровы буквально «съели прерию»: на месте зеленых степей образовалась пустыня. Биоценоз прерии, в который входили и бизоны, и травы, и грызуны, и тысячи насекомых, перестал существовать, потому что равновесие в нем было нарушено неосторожным вмешательством человека.


В начале статьи я писал о том, как безобидный кактус-опунция причинил множество бедствий в Австралии. Теперь нам легко понять, почему это произошло.

У себя на родине, в Америке, кактус входил в биоценоз пустыни. Там у него было свое место, своя «ниша», по выражению биологов, в которой он жил. Кактус кормил сто сорок семь видов насекомых. Когда эти насекомые чересчур сильно размножались, они уничтожали кактусы, которые для них же были источником существования. Как только кактусы начинали вымирать, вредители, жившие на них, гибли от голода. И уцелевшие кактусы затем уже беспрепятственно размножались. Таким образом и сохранялось «подвижное» равновесие между этим растением и его сожителями. Когда же кактус попал в Австралию, он оказался в чужом биоценозе. Здесь кактусу повезло: климат Австралии был благоприятен для него, и ни одного из врагов, сдерживающих его распространение в Америке, в Австралии не было. Ни одного из ста сорока семи! И ни одно австралийское насекомое не поселилось на кактусе.

Среди австралийских биоценозов, среди растений и животных местных лугов и лесов, где все виды живых существ взаимно ограничивали друг друга, оказалось растение, не имеющее врагов. Равновесие в природе Австралии нарушилось: кактус стал наступать на леса и луга, уничтожая их.

Чтобы ограничить размножение кактуса, надо было поставить его в такие же условия, в каких находились все другие растения Австралии: надо было вслед за кактусом перевезти из Америки и его врагов.

И действительно, кактус был побежден тогда, когда из Америки была привезена в Австралию бабочка Cactoblatis Cactorum, гусеницы которой питаются побегами кактуса. Обилие пищи вызвало быстрое размножение бабочек, и в несколько лет кактусовые заросли в Австралии были почти полностью уничтожены.


Но прежде чем выбрать для завоза в Австралию именно эту бабочку, были изучены все сто сорок семь вредителей кактуса. Оказалось, что большинство из них питалось не только кактусом, но и другими растениями. Поэтому возникло опасение, что, уничтожив кактус, они станут уничтожать и другие, в том числе и полезные австралийские растения. Только гусеница бабочки Cactoblatis Cactorum даже при полном отсутствии кактусов не способна питаться ничем иным, и поэтому ее можно было смело привезти в Австралию.

Для борьбы с сорными растениями, с вредными насекомыми, с нашествием животных сейчас часто применяют подобные биологические методы борьбы: одних животных или растения убивают при помощи других. С тлями борются при помощи божьих коровок, с червецами — при помощи жука-криптолемуса и т. д. Но при этом всегда нужно заботиться о том, чтобы, вмешавшись в жизнь природы, не нарушить в ней равновесия чересчур сильно: не вызвать гибели полезных животных и растений.



В нашей социалистической стране вмешательство человека в жизнь природы происходит в невиданных ранее размерах. Мы продвигаем пшеницу на север, вводим новые сельскохозяйственные культуры — каучуконосы, субтропические плодовые растения и другие растения, которые никогда не росли в нашей стране. Мы создаем новые рыбные хозяйства: перевозим рыб из Черного моря в Каспийское, из Каспийского моря в Аральское. В заволжских степях мы насаждаем леса. Среди тайги осушаем болота и на их месте сеем пшеницу.

Заранее предвидеть результаты такого активного вмешательства в жизнь природы можно только благодаря экологическому изучению биоценозов тайги и морей, пашен и степей. Мы уже знаем, что неосторожное нарушение равновесия природы может привести к гибели биоценозов. Подобно тому как коровы «съели прерию», точно так же и новые породы рыб, завезенные из одного бассейна в другой, могут истощить запасы пищи, которой пользуются коренные обитатели того или иного водоема.

Несколько лет назад в Аральском море наблюдалась массовая гибель ценнейшей рыбы — щипа. Оказалось, что щипа губит один из многочисленных паразитических червей, живущих в жаберной полости рыб. До 1936 г. этот вид червей в Аральском море не встречался. Он попал сюда случайно, вместе с севрюгой, переброшенной из Каспийского моря в 1933—1934 гг. В Аральском море этот паразит встретил близкого родственника севрюги — щипа — и поселился на новом хозяине. Но в то время как у севрюги в течение веков выработался частичный иммунитет, т. е. частичная невосприимчивость к заражению яйцами этого паразита, у щипа иммунитета не было. Поэтому паразитический червь, занимавший скромное место в биоценозе Каспийского моря, в Аральском море чрезвычайно размножился.

Сейчас у нас в СССР специалисты по рыбоводству тщательно изучают так называемые «цепи питания» рыб, т. е. то, чем питаются сами рыбы, и то, чем питаются их жертвы. Заранее определяется биологическая емкость бассейна, и только тогда, когда устанавливается, что новые породы рыб не истощат водоема, не вытеснят другие ценные породы рыб, производится переброска мальков рыбы из моря в море, из озера в озеро.

Большую работу советские экологи проделали при изучении, каучуконосного растения тау-сагыза. Семена тау-сагыза поедаются многочисленными насекомыми; вредят тау-сагызу также суслики и тушканчики, поэтому при организации тау-сагызных плантаций надо было подыскать такие места, где имеются насекомые, опыляющие цветы этого растения, но нет его врагов.

Много интересных задач приходится решать экологам при выборе новых мест для разведения той или иной породы коров или овец. Вот характерный пример.

В Таджикистане и Казахстане очень распространены курдючные овцы, т. е. овцы, имеющие у хвоста весьма толстые жировые отложения— курдюк. У некоторых пород, у так называемых гиссарских овец, вес курдюка доходит до 15 килограммов. Эти овцы хорошо переносят жаркий сухой климат полупустынь: жир курдюка служит им пищей во время засухи, так же как жир, заключенный в горбе верблюда, питает его при переходах от оазиса к оазису. Если бы этот жир был распределен более или менее равномерным слоем по всему телу, как у свиньи, то овцы сильно страдали бы от жары: ведь слой жира греет, и в жарких степях Средней Азии жировая шуба была бы тяжелой обузой. Курдючной же овце жир не мешает, потому что он собран в одном месте, у хвоста; в этом сказывается ее замечательная приспособленность к условиям жаркой полупустыни.

Так экологи объясняют тот факт, что гиссарские овцы лучше других пород переносят среднеазиатский климат. И при планировании дальнейшего развития овцеводства теперь можно, опираясь на данные экологии, решать, стоит или не стоит разводить в том или ином районе породы курдючных овец.

В самых различных областях социалистического строительства работают экологи, помогая агрономам и зоотехникам, плодоводам и ветеринарам. Работа эколога очень разнообразна: он изучает жизнь и поведение животных и растений в поле, в лесу, в реке и в море; он ставит эксперименты в лаборатории и в природе; создавая искусственный климат в лаборатории, он определяет поведение животных при различных температурах; предлагая им различную пищу, он выясняет, для каких пород животных и растений может оказаться губительным тот или иной вредитель или хищник.

Экология — наука молодая; она существует всего около семидесяти лет. Возникла она после того, как Дарвин объяснил происхождение и развитие видов животных, указав на их приспособленность к внешней среде и на значение естественного отбора в борьбе за существование

Теперь экология занимает уже почетное место среди других наук о живой природе, и с каждым годом все возрастает ее значение для биологической теории и практики.