Экологические аксиомы в факторной экологии
Общие воздействия среды

- Приспособления, связанные с понижением температуры среды:

– съеживание (уменьшение поверхности тела),

– подъем волос «дыбом» («гусиная» кожа у человека),

– перераспределение крови (покраснение или посинение кожи),

– нерегулируемое сокращение мышц (дрожание),

– отрастание длинных волос (шуба),

– постройка теплого убежища (в снегу, почве).

– Приспособления, связанные с повышением температуры среды:

– увеличение поверхности тела (разбрасывание в стороны конечностей),

– потоотделение,

– учащение дыхания,

– уменьшение поверхности обогрева (лист поворачивается ребром к солнцу),

– создание термоизоляционных поверхностей (шерсть, мозоль).

Приспособления, связанные с возрастанием сухости воздуха:

– умение запасать воду (множество способов),

– сокращение расхода воды (различные варианты),

– создание запасов жира (горб верблюда, курдюк овцы).

Возможные приспособления, облегчающие передвижение по снегу и внутри него:

– увеличение поверхности опоры (лыжи (заяц), снегоступы (тетерев), санки (белка)),

– удлинение конечностей (ходули - лось),

– изменение формы тела (клин - кабан).

Приспособления, связанные с маскировкой и защитой от врагов:

Для маскировки зимой: зимняя, совершенно белая окраска (заяц, горностай);

общее осветление покровов на зиму (белка).

Общая защитная окраска:

маскировочная под цвет окружающей среды;

расчленяющая (контрастные полосы и пятна), скрывающая контуры тела;

предупреждающая (о яде – божья коровка, об ужаливании – оса);

мимикрирующая (под опасное животное).

Защитная форма тела:

маскирующая под неживой предмет (камушек, сучок и пр.);

маскирующая под опасное животное (мимикрия).

Пассивная защита: замри и не шевелись; активная: убегай или отбивайся.

Приспособления к водной среде

Форма тела должна быть всегда обтекаемой при самых разных ее вариантах:

• сплюснутой с боков (карась),

• сплюснутой в спино-брюшном направлении (пиявка),

• круглой в поперечном сечении (угорь),

• каплевидной (жук-плавунец),

• торпедообразной (кальмар).

Тело должно минимизировать трение о воду. Это достигается особенностями его покровов:

• покров слизи (рыба);

• очень гладкая («полированная») твердая поверхность (морская черепаха),

• мягкий слой на поверхности твердого корпуса (кит).

Конечности:

• имеют плавательную перепонку (лягушка),

• преобразованы в плавники (дельфин),

• преобразованы в ласты (тюлень).

Специальные выросты и приспособления к движению в воде могут включать:

• плавательную перепонку вокруг тела или специальную типа «зонтик» (каракатица, медуза),

• водоструйный («реактивный») двигатель (кальмар, личинка стрекозы),

• хвост с плавником (рыба).

В воде тоже приходится дышать, и такое дыхание организовано по определенным правилам. Органы дыхания различны:

• жабры (рыба),

• дыхательная трубка (ранатра),

• воздухозаборники (водяные жуки, клопы),

• запасание воздуха под водой в виде пузыря (паук серебрянка),

• формирование пузыря, заменяющего легкое (жуки-плавунцы).

Основное правило окраски: большинство водных жителей резко двуцветные: темный верх и светлая нижняя (брюшная) сторона.

Приспособления к почве

Некоторые правила для покровов:

• слизистые выделения, позволяющие скользить в почве (червь),

• если имеется шерсть, то она обычно короткая (крот),

• шерсть заглаживается вперед и назад (крот),

• шерсть устойчива к стиранию (крот).

Форма тела и конечностей:

• короткие конечности,

• копательные конечности (крот) или копательные зубы (слепушонка),

• тело тонкое и длинное (геофил),

• обтекаемое тело без выступающих частей (крот).

Органы чувств землероя:

• уменьшены или отсутствуют ушные раковины (крот),

• уменьшены или отсутствуют глаза (крот),

• повышена тактильная чувствительность (вибриссы по всему телу).

Физиологические и анатомические адаптации:

• устойчивость к недостатку кислорода (асфиксии) система лакун;

• мощные мышцы и кости, противостоящие сдавливанию (крот).

Приспособления к воздушной среде

Форма тела:

• обтекаемость тела (птица),

• наличие плоскостей для опоры на воздух (крылья, парашют),

• облегченная конструкция (полые кости),

• наличие крыльев и иных приспособлений для полета (летательные перепонки, например),

• облегчение конечностей (укорочение, уменьшение массы мышц).

У бегающих животных:

• мощные, но легкие конечности (лошадь),

• уменьшение пальцев на ногах (лошадь, антилопа),

• очень мощные задние конечности и укороченные передние (заяц, кенгуру),

• защитные роговые копыта на пальцах (копытные, мозоленогие).

У лазающих организмов:

• тонкое длинное тело, петли которого могут служить опорой при лазании (змея, лиана),

• длинные гибкие хватательные или цепляющиеся конечности, а возможно, и такой же хвост (обезьяны);

• выросты тела – усики, крючки, корешки (горох, ежевика, плющ);

• острые коготки на конечностях или длинные когти, загнутые крючком или сильные хватательные пальцы (белка, ленивец, обезьяна);

• мощные мышцы конечностей, позволяющие подтягивать тело и перебрасывать его с ветки на ветку (оранг-утан, гиббон).

 

Экологические аксиомы в функционировании популяций

Размножение популяции:

• все организмы умирают,

• все организмы размножаются,

• процесс размножения – это увеличение числа особей,

• многим организмам для размножения нужно наличие самца и самки (половое размножение),

• многим для размножения достаточно собственного тела (вегетативное размножение),

• мелкие организмы размножаются быстрее крупных (мыши и слоны),

• крупные организмы дольше развиваются для достижения возраста размножения,

• чем короче жизнь, тем выше темпы размножения (больше потомков в выводке),

• избыток ресурса (избыток пищи, избыток пространства, благоприятное сочетание климатических факторов) – необходимое условие начала размножения.

Периодические явления в популяциях:

• организмы делятся на дневных и ночных (сокол, сова);

• если организмы размножаются быстрее, чем умирают, то их число растет;

• если организмы размножаются медленнее, чем умирают, то их становится меньше;

• избыточная плотность резко уменьшает количество ресурсов и приводит к уменьшению числа организмов;

• разные сезоны года по-разному благоприятны для размножения, роста и развития организмов;

• разные годы тоже по-разному благоприятны для жизни организмов;

• организмов в природе бывает то больше, то меньше, их число все время изменяется по разным причинам;

• колебания числа особей обязательны для всех популяций организмов в природе.

Стратегии жизни хищников и жертв:

• популяция хищников не страдает от болезней своих жертв;

• хищники поедают слабых, больных, уродливых животных;

• хищники поедают старых особей;

• хищники убивают тем больше жертв, чем больше плотность популяции последних;

• при очень высокой плотности жертв хищник вынужден убивать больше, чем может съесть.

• у хищников имеются четкие правила поедания своей добычи (см. выше: можно есть только определенных животных, нужно увеличивать количество еды с ростом плотности добычи, нельзя болеть болезнями добычи и пр.);

• у животных, составляющих добычу хищников, также есть правила, для выживания (бегают быстрее хищника, хорошо развиты органы чувств, интенсивнее, чем хищники размножаются и пр.).

Стратегия жизни паразитов:

• хозяина можно есть, но нельзя убивать;

• для того чтобы выжить, нужно иметь огромную плодовитость;

• чтобы сосуществовать с хозяином (питаться им) нужно быть для него в чем-то полезным;

• хозяину нужно приносить минимум беспокойства.

Простые правила конкуренции

выигрывает тот, кто лучше делает свою работу (ест, размножается, сохраняет себя, осваивает территорию и пр.);

• если кто-то быстрее и лучше использует твой ресурс, найди себе новый (расширь ассортимент);

• если кто-то быстрее и лучше использует твой ресурс, научись лучше использовать его часть (специализация);

• не стремись сохранить свой ресурс, убивая или изгоняя конкурентов (победить в соревновании можно только мастерством);

• невозможно выиграть, победить в соперничестве, создавая запасы ресурса (их съест более способный);

• потеря ресурса означает ухудшение приспособленности, это потеря соответствия популяции своему сообществу.

Экологические аксиомы на биоценологическом уровне

Перенос вещества и энергии:

• растения – это источник пищи для большинства организмов на планете, так как они производят органическое вещество из неорганического;

• растения, как правило, не умеют питаться органическими веществами;

• растения создают органического вещества больше, чем его могут потребить животные;

• животные потребляют вещество, созданное растениями и строят из него собственное тело;

• вещество, созданное животными, тоже должно кем-то использоваться, поэтому нужны хищники;

• хищников нельзя переориентировать на питание растениями;

• хищники, поедая животных, постепенно уменьшают массу вещества, созданного растениями;

• хищников должны есть другие хищники, постепенно уменьшая запасы общего органического вещества;

• остатки органического вещества (трупы и экскременты) разлагаются организмами-разрушителями (бактерии, грибы) до неорганических веществ, которые могут потреблять растения;

• по так устроенным в природе пищевым цепям, постепенно перемещается вещество и перераспределяется энергия в природе;

• если такое перемещение остановится (на каком-то участке не хватит продукции), то все сообщество живых организмов начнет погибать;

• самая важная работа у растений – создание органического вещества;

• самая важная работа у животных – еда;

Правила устройства любой экологической системы

- больше всего должно быть растений, ибо они дают питание всем остальным организмам;

• среди животных самыми многочисленными должны быть растительноядные;

• огромную армию должны составлять организмы, разлагающие органические вещества (редуценты);

• значительно меньше растительноядных и редуцентов по массе должны иметь хищники;

• особенно мало должно быть хищников, замыкающих цепи питания (хищники высшего порядка), то есть тех, которых никто не может есть;

• в каждой экосистеме должно быть именно такое соотношение организмов, оно гарантирует устойчивость всей системы;

• одинаковую пищу могут поедать животные различных видов, поэтому они должны как-то разделить свою еду. Разделение добычи может быть

а) по размеру;

б) по видам этой добычи;

в) по местоположению ее (в подстилке, в кроне и пр.);

г) по составу (стебли, листья, плоды);

д) по видовой принадлежности.

• в любом сообществе ресурсы очень разнообразны, поэтому разнообразны и их потребители.

Что нужно виду, чтобы войти в состав сообщества?

• необходимо достигнуть этого сообщества (долететь, добежать);

• условия в этой местности (климатические, ландшафтные) были для него подходящими;

• должны иметься необходимые свободные ресурсы для жизни вселенца (еда, место для размножения, убежища от хищников);

• если ресурсы здесь уже использует кто-то другой, то пришелец должен их или отобрать все, или – хотя бы часть из них;

Направленное изменение сообществ:

• если появился какой-то свободный ресурс, то он обязательно привлечет потребителя (в сообществе появится новый член, либо один из имеющихся освоит новый ресурс);

• с продвижением к полюсам разнообразие ресурсов снижается, зато возрастает количество каждого из них (огромные косяки сайки, сайды, криля в полярных морях);

• с продвижением к полюсам количество видов в сообществах уменьшается, зато растет численность каждого из них (бореальные леса из небольшого числа видов деревьев, птичьи базары всего из нескольких видов птиц).

• С продвижением к экватору растет разнообразие ресурсов и уменьшается масса каждого из них;

• С продвижением к экватору растет число узких специалистов (стенобионтов).
   

Этические постулаты во взаимодействии человека с другими организмами

Они не менее важны в обучении экологии, чем экологические аксиомы. В школе ребенку объясняют моральные нормы взаимодействия со сверстниками и взрослыми. Но ему нужно с раннего детства постигать и этические правила общения с окружающими его представителями других видов организмов. Это должны быть именно этические правила, не содержащие никакой корысти, никакого экономического подтекста. Первая и главная этическая аксиома может быть сформулирована так:

• ничто не может сравниться с ценностью жизни, поэтому организмы нельзя повреждать и тем более убивать.

Вторую аксиому можно сформулировать следующим образом:

• недопустимо причинять страдания, создавать помехи для жизни и действий любого их окружающих тебя организмов

Для подкрепления создаваемой этической конструкции необходимо объяснить ребенку, что чужие замыслы, устремления нужно уважать, поэтому формируем третью этическую аксиому:

• при общении с любым организмом поведение человека должно быть очень тактичным, подчас наиболее тактичным оказывается не попадаться животному на глаза, не пугать его своим присутствием.

• Должна существовать ответственность человека перед любой особью, видом, экосистемой или даже ландшафтом, то есть люди – единственные на планете организмы, способные на неправильные действия, способные нанести вред окружающему миру, поэтому всю свою жизнь они должны сознательно ограничивать свою деятельность.

 

Учителю подчас необходима какая-то дополнительная основа, для укрепления перечисленных этических постулатов. Тогда он может воспользоваться более традиционной схемой:

• Работа растений очень важна в природе. Они увеличивают количество органического вещества (пищи) для всех других организмов, поэтому любое растение в силу важности своей миссии требует к себе уважительного отношения.

• Работа животных очень важна в природе – они уменьшают количество органического вещества, созданного растениями, способствуя кругообороту веществ, то есть продолжению жизни на планете.

• Организмы на планете имеют свои права, которые каждый человек должен уважать*:

1. Право на жизнь.

2. Право на свободу от человеческого вмешательства.

3. Право на защиту от ненужного страдания.

4. Право на возобновление (продолжение жизни, воспроизводство).

5. Право на обеспечение жизнедеятельности.

6. Право на здоровую среду обитания.

7. Право на процветание (стремление к счастью, самореализацию).

8. Право на реализацию эволюционного потенциала и осуществление своей эволюционной судьбы.

___________________________________

*Из статьи В.Е. Борейко (2001) «Родерик Неш и моральные права природы».