§4. Описание основных ресурсов

  У зеленых растений единственный источник энергии, которую они используют в обменных процессах, — солнечное излучение. Интенсивность излучения, падающего на зеленый лист, зависит от запыленности воздуха и от толщины светорассеивающего воздушного слоя. В природе листья находятся обычно в условиях постоянно меняющегося светового режима. Это происходит в зависимости от времени суток, от сезона. Изменяется количество света и при нарастании других листьев. Таким образом, обилие ресурсов может как систематически, так и случайно меняться во времени. Ежесуточно растения переносят то острую нехватку лучистой энергии (ночью), то ее избыток (днем). Кроме того, имеются и целые сезоны нехватки и избытка этой энергии. Так, сезонное сбрасывание листьев листопадными деревьями умеренных широт частично отражает годовой ритм изменения освещенности. Суточные движения листьев у растений также вызваны изменением освещенности. Растения приспосабливаются к низкой освещенности, особенно это характерно для растений нижних ярусов леса или для листьев самых нижних слоев травостоя. Такие листья эффективнее используют падающий на их пластинки свет, чем листья светолюбивых растений. (Вообще-то тенелюбивых растений, по-видимому, не существует, есть теневыносливые.) В зависимости от того, в каком световом режиме развивается лист или его почка, на одном и том же растении могут появляться «световые» и «теневые» листья. Первые обычно меньше по размерам и толще. Теневые же оказываются гораздо больше по площади и много прозрачнее световых.

Это следующий по значимости ресурс для живых ор­ганизмов. Ее количество, используемое при фотосин­тезе, ничтожно в сравнении с тем, сколько ее проходит через организм растения. Нет таких мембран, которые бы, пропуская углекислый газ, задерживали бы воду (молекула воды меньше молекулы двуокиси угле­рода). Поэтому всякий организм, получающий или отдающий в атмо­сферу углекислый газ, неизбежно те­ряет и воду. Ни одно живое существо не застраховано от потерь воды, и поэтому запас ее в организмах нужда­ется в постоянном пополнении. Животные пьют воду или получают ее с пищей. Некоторое количество воды образуется в их организмах при тран­сформации жиров. В условиях засушливого климата метаболическая вода, полученная при расщеплении жиров, образуется даже в некоторых семенах.

Доступность и близость водоемов часто налагает ограничения на распространение и численность сухопутных животных. Наземные растения получают воду непосредственно из дождя или росы через листья. Но это небольшая доля их воды. Основную же растения получают из почвы. Высасывать воду из почвы довольно трудно, для этого нужно преодолевать капиллярные силы. Кроме того, вода в почве находится в виде раствора. Поэтому растение преодолевает еще и осмотические силы (именно они осуществляют движение жидкости в сторону наибольшей концентрации раствора). Стало быть, сок растения должен содержать больше солей, чем почвенная вода, только в этом случае вода из почвы перейдет в корни. В засоленных почвах засушливых областей осмотические силы приобретают особенное значение. В таких местах поток почвенной влаги направлен вверх — из почвы в атмосферу. При этом на поверхность поднимается все больше соли, что приводит к возникновению здесь «осмотически летальных» солончаков. Из них никакие корни ничего не высосут!

Этот газ является ресурсом как для растений, так и для животных. Без него обходятся лишь немногие анаэробные (способные жить в бескислородной среде) живые существа. Растворимость и способность кислорода к диффузии в воде очень низка, поэтому он становится ограничивающим фактором в водной среде. Растворимость его в воде быстро снижается с повышением температуры. Корни многих растений не прорастают в подтопленную почву, а если уровень воды поднимается и затапливает корни, то они отмирают по этому уровню. Как правило, это прямая реакция на недостаток кислорода. Потребности корней в кислороде не полностью удовлетворяются за счет почвы. Часть кислорода к корням проникает через побег.

Это разнообразный и неоднородный ресурс. Пища для организма — и строительный материал, и источник энергии. Принципиально различны способы получения питательных веществ у растений с одной стороны и всех остальных организмов — с другой. Растения, создавая органическую массу, дают возможность потреблять ее всем остальным. Это можно делать двумя различными путями: питаясь умершими организмами, их отмершими частями или отходами жизнедеятельности, либо — живыми организмами, их частями или соками тела.

Первый путь используют деструкторы, разлагая мертвую органику до минеральных веществ. К деструкторам относят бактерии, грибы, животных-детритофагов (например, поедающих ил в реке). Итак, деструкторы — это группа живых существ, которые не в состоянии использовать как ресурс другие живые организмы, пока те еще живы.

Второй путь породил паразитов и хищников. Паразит — это такой потребитель, который, как правило, не убивает организм, служащий ему пищей. В течение всей своей жизни он кормится только на одном или на очень немногих организмах-хозяевах. Примеров паразитов очень много. Это некоторые ленточные и круглые черви, живущие в кишечниках высших животных; тли, сосущие сок из листьев и побегов растений; грибы, не умерщвляю­щие клеток организма хозяина, в котором они проживают.

Хищник поедает пищевой организм или его часть, предварительно убивая свою жертву. Примеры хищничества очень разнообразны. Это и поедание рачком дафнией клеток фитопланктона; поедание желудя жуком или белкой (семеноядные животные прекращают жизнь содержащихся в семенах зародышей); пожирание кролика удавом; поглощение китом массы рачков. Сюда же можно отнести и поимку комара ловчим листиком насекомоядного растения. Еще одним способом хищничества является меротрофия. При ней пищевой организм (добыча) не умерщвляется целиком. Просто отторгается часть жертвы, а то, что остается, может восстанавливаться (регенерировать). Многие гусеницы и травоядные млекопитающие часто поедают листья, но редко трогают почки, из которых могут вырасти новые листья. В отличие от паразитов меротрофы, их иначе называют еще пастбищниками, или хищниками с пастбищным типом питания, чаще всего питаются органами многих видов растений.

Потребитель ресурса называется консументом. Среди потребителей органического ресурса встречаются универсалы, их называют полифагами (многоядными). Они потребляют добычу, состоящую из самых различных видов организмов. Правда, случается, что консумент специализируется на определенных частях тела своих жертв, но сами жертвы могут принадлежать к множеству видов. Такое потребление жертв случается чаще всего у травоядных животных. Так, среди грызунов есть специалисты по семенам (у растений они поедают только семена), их называют зерноядными (семеноядными). Таковы и многие птицы. Большинство пастбищников питается исключительно листьями большого числа растений. А есть такие, что предпочитают веточный корм, а листья практически не едят. Потребители листьев, как правило, не едят корней растений. В то же время на любом лугу существует множество специалистов по поеданию именно корней. Есть жуки-ризофаги (прикорневое пространство называется ризосферой), есть грызуны — потребители корней. К ним относятся многочисленные землерои: цокоры, слепыши, слепушонки. Они питаются почти исключительно корнями и корневищами. Среди паразитов есть такие, которые могут жить на хозяевах различных видов. Однако у всех поражают один и тот же орган, скажем печень (печеночная двуустка), кишечник (цепни, аскариды).

Наличие и доступность пищевых ресурсов зависит от времени года. Так, ягодный кустарник в течение зимы представляет собой скопление мелких сучьев. Весной на этих сучьях распускаются во множестве молодые почки и листья. Все они очень богаты белками и углеводами. Далее растение зацветает и начинает выделять новые ресурсы — нектар и пыльцу. Со временем на кустарнике завязываются плоды. Созревающие и созревшие, они представляют собой еще один новый ресурс. Все эти сезонные образования могут являться надежными пищевыми ресурсами для многих различных животных: потребителей зелени, нектаро- и пыльцеедов, потребителей ягод. Могут оказаться и узкие специалисты, именно по этой ягоде. В ее отсутствие такие консументы могут находиться в спячке (позвоночные) или диапаузе (членистоногие). Таким образом, одно растение может быть использовано множеством разнообразно специализированных потребителей, которые питаются различными его частями. На первый взгляд, они не связаны между собой, тем не менее взаимодействуют через общий ресурс (кормовое растение).

Тела растений и животных по своей питательной ценности очень отличаются друг от друга. Различия эти сказываются на потенциальной пищевой ценности этих ресурсов. Важнейшее отличие растений от животных в том, что растительная клетка окружена клеточными стенками, построенными из целлюлозы, лигнина и других материалов. Именно из-за этих клеточных стенок в растительной массе очень высоко содержание волокон. (Содержание волокон во множестве очень благоприятно воздействует на стенки кишечников человека и животных. Во многих национальных медицинах рекомендовано потребление пищи, содержащей волокна, считается, что это одна из причин долголетия.) Наличие клеточных стенок является также основной причиной высокого содержания в растительных клетках и тканях связанного углерода. Ткани животных, в отли­чие от растительных, не содержат ни структурных углеводов, ни волокнистых материалов. Зато они богаты жиром и особенно белком.

Самые полноценные в питательном отношении части тела растений — это семена. Они представляют собой богатейший источник углеводов, жиров, белков и минеральных веществ. Одно-единственное семя может составить пожизненное пропитание для какого-нибудь жука-зерновки. В это семя жук откладывает яйцо, и внутри его (семени) личинка начинает и завершает свое развитие, вплоть до окукливания. По ресурсам, которые растение предлагает своим потребителям, различаются не только сами растения, но и их части. А вот состав животных тканей очень однообразен. Если сравнивать по количеству белка, жиров и углеводов, воды и минеральных солей на грамм массы тела, например, гусеницу, треску, земляного червя, креветок и оленину, то различия окажутся невелики. Хотя, конечно, все эти блюда могут быть по-разному оформлены и отличаться по вкусу.

Еще одним ресурсом для организмов может быть пространство. Все живые организмы занимают места в пространстве, и часто можно утверждать, что они конкурируют за эти места. Так одно растение конкурирует с другим за место в пологе леса. Травы конкурируют за место в дернине на лугу. Иногда правильнее говорить, что эти растения конкурируют из-за света или какого-нибудь другого ресурса, которым в этом месте можно завладеть. Нуждаются растения в пространстве и для размещения своих корней. Но и здесь им нужны, кроме пространства, вода и минеральные соли. Видимо, не всегда стоит считать, что пространство само по себе является ресурсом. Правда, бывают случаи, когда ресурсов всем растениям достаточно и спор у них идет именно за пространство. Например, луковицы крокусов могут, разрастаясь, располагаться столь тесно, что буквально выталкивают друг друга из земли. Существуют и такие экологические ситуации, когда ресурсом оказывается только само пространство. Рассмотрим некоторые из них.

Пространство превращается в потенциально ограничивающий ресурс лишь тогда, когда при избытке пищи организмы все-таки оказываются физически ограничены в своих возможностях. Например, в прибойной полосе моря случается, что моллюски хитоны, а также усоногие раки, морские желуди покрывают пространство камней так плотно, что мест для новых животных уже не остается. Или другой пример — гнездование каменки (есть такая птичка) возможно только при наличии гнездового участка. Если вся территория уже распределена между птицами, то вновь прилетевшие не смогут свить себе здесь гнездо. Им недостает гнездовой территории, а на имеющейся — не дают загнездиться хозяева. Можно заметить, что пространство содержит ресурсы, но путь к ним лежит через обладание этим пространством. Само поведение территориального животного (такого, которое захватывает себе участок и охраняет его, не допуская туда особей того же вида) превращает пространство в ресурс.

Случается и так, что ресурсом выступает само пространство, а не те ресурсы, которые в нем содержатся. Так бывает на прибрежных камнях, где живут морские желуди. Или, например, две ящерицы конкурируют на скале за местечко, где можно полежать и погреться на солнышке. Нет на этой скале ни корма, ни убежища, а солнца кругом хватает, тем не менее,  ящерицы борются  за  пространство  (удобное пространство).

Борьба за пространство луковиц крокусов

Иными словами, ящерицы не потребляют температуру (температура не ресурс, и от потребления ее не становится меньше). Потребляют эти ящерицы благоприятное место, заняв его, они тем самым делают его недо­ступным для других ящериц. Естественно, что потенциальными ресурсами самых разнообразных животных можно считать и расположенные в пространстве убежища и гнездовые участки.

На этом мы заканчиваем обсуждение экологических факторов и ресурсов. Напоминаем, что экологическими факторами называют все, что воздействует на организм, а ресурсами — все, что он потребляет. Отличия состоят в том, что в результате жизнедеятельности организмов количество ресурса обязательно уменьшается. Фактор же остается неизменным.

1. Каковы особенности потребления растениями солнечного излучения?

2. Как растения пьют? Чем затруднена для них добыча воды?

3. Каким организмам нужен кислород? Когда наблюдается его недостаток?

4. Что такое деструкция и как она происходит в природе?

5. Какие специфические приспособления имеют паразиты?

6. Варианты хищничества и как отличить истинного хищника от паразита или меротрофа?

7. Кто такие продуценты?

8. Разнообразие приспособлений у консументов. Какие из них вам известны?

9. Какие адаптации у зеленоядов? А кто такие семенояды?

10. Чем растения по питательной ценности отличаются от животных?

11. Какие ресурсы несет в себе плодовый кустарник? Перечислить.

12. Почему пространство тоже можно считать ресурсом?