Экологическое значение пищевых ресурсов

Пищевые ресурсы ¾ это сами организмы. Автотрофные (фото- и хемосинтезирующие) организмы становятся ресурсами для гетеротрофов, принимая участие в пищевой цепи, где каждый предшествующий потребитель превращается в пищевой ресурс для следующего потребителя.

Питательная ценность растений и животных различна. Важнейшее отличие растительной пищи в том, что растительные клетки окружены стенками, состоящими из целлюлозы, лигнина и других веществ, представляющих собой волокна, неусвояемые многими животными ¾ консументами. Но наличие этих стенок ¾ основная причина высокого содержания углерода в растениях ¾ потенциального источника больших количеств энергии. Эта энергия доступна лишь животным, обладающими целлюлазами, способными расщеплять целлюлозу и лигнин: некоторые бактерии, многие грибы, улитки и др.

Травоядным животным, для того чтобы переварить растительную пищу, необходимо ее тщательно пережевывать (жвачные животные), а птицы перетирают ее в своем мускулистом желудке. Плотоядным же вообще жевать ничего не нужно, так как в мясе жертвы все компоненты, необходимые им для жизни, содержатся в готовом к усвоению виде, поэтому этот корм можно и целиком заглотнуть.

В пищеварительном тракте травоядных животных, рубце, поселяются микроорганизмы, обладающие способностью расщеплять целлюлозу и помогать им переварить растительный корм. Кроме того, при разложении растений многие микробы извлекают из них питательные вещества (азот и др.), а уже микробную клетку животному легче усвоить. По этой же причине, животные-детритофаги поедают растительный детрит, обильно заселенный микроорганизмами.

Различные ткани и органы растений отличаются по своей питательной ценности. Поэтому мелкие фитофаги (насекомые и др.) специализируются на поедании мелких частей растения, обычно это семена, вегетативные почки и листья.

В отличие от растений состав тела различных фитофагов достаточно однообразен и ничем не отличается от такового плотоядных, т. е. мясо гусеницы, трески, земляных червей, креветок и оленя, по содержанию белков, углеводов, жиров, воды и минеральных солей в одном грамме ничем не отличается. Особой сложности в усвоении готовой пищи у плотоядных нет, но их больше заботит, как добывать пищу.

Ограждение пищевых ресурсов

Потребителю (хищнику) необходимо отыскать, изловить, умертвить и съесть добычу. Но это сделать нелегко, так как пищевые ресурсы нередко ограждены от потребителя.

Любой организм стремится оградить себя от своего потребителя. Эти «средства защиты» есть и у растений и у животных. Они подразделяются на физические, химические, морфологические и поведенческие. С другой стороны, эти средства оказывают воздействие и на организмы-потребители ¾ наиболее приспособленные «пожиратели» выживают в большем количестве, разрабатывая все более изощренные средства нападения, а «пожираемые» разрабатывают все более новые и новые средства защиты. В результате возникает эволюционное давление одного организма на другой, и эволюция каждого частично зависит от эволюции другого. Такие явления называют сопряженной эволюцией, или коэволюцией.

Сопряженной эволюции между растениями не бывает, так как они «питаются» одинаковыми атомами, не может ее быть и между деструктурами и мертвой органикой, а вот от внешних врагов у растений хорошо развита механическая защита ¾ колючки, шипы, скорлупа ореха и др.

Наиболее уязвимы семена растений, когда они находятся на материнском растении, но если они рассыплются ¾ сохранность резко увеличивается. Этот способ сохранности семян широко используется в дикой природе. Однако это противоречит требованиям человека к сельхозкультурам, поэтому человек путем селекции отобрал те злаки, которые способны удерживать семена, поэтому культурные злаки для семеноядных птиц просто находка.

Распространена механическая защита и среди животных: иглы у ежа, гребни и шипы у мелких беспозвоночных ¾ коловраток, дафний, раковина у моллюска.

Кроме физической защиты организмы способны создавать и химическую защиту в виде ядовитых веществ, которые предохраняют их от поедания. Эти вещества у растений являются побочным продуктом метаболизма и могут действовать как токсиканты (синильная кислота и др.), или просто препятствовать пищеварению, или только отпугивать животных, особенно ¾ насекомых.

Прибегают к химической защите и некоторые животные. Хорошо известно отпугивающее действие «чернильного облака», выбрасываемого в водную среду некоторыми головоногими моллюсками ¾ каракатицами, осьминогами.

Химические средства в ряде случаев могут не только защитить растения, а даже сделать его более привлекательным для фитофагов. Многие насекомые-фитофаги специализируются на растениях одного или нескольких видов ¾ тех, чью химическую защиту они преодолели. Это очень важный шаг в коэволюции растений и фитофагов ¾ возникновение устойчивости к химическим средствам защиты растений. Такие процессы наблюдаются и при искусственной химической защите растений от «вредных» насекомых, которая достаточно быстро теряет свою эффективность (известна адаптированность их к ДДТ и т. п.).

Для животных наиболее характерны различного рода морфологические виды защиты. Они базируются на различного рода «обманах» (криптицизм, мимикрия и т. п. ). Достаточно разнообразна у них поведенческая защита: прячутся в норы, «прикидываются» мертвыми, прячутся в раковины, панцири, сворачиваются в клубок, «угрожающе» себя ведут и т. д. Но самая обычная поведенческая реакция животного ¾ это бегство от хищника, которое приносит и наибольший успех жертве.

Пространство как ресурс

Растения и животные конкурируют в занимаемом ими пространстве прежде всего за ресурсы, а не за некую площадь, где они могут размножаться. Пространство может стать и лимитирующим ресурсом, если при избытке пищи оно не сможет вместить в свои геометрические размеры все организмы, которые могли бы успешно жить в этом пространстве за счет избытка его ресурсов. Например, скальная поверхность может быть настолько плотно заселена мидиями, что другим моллюскам, потенциально способным еще прокормиться на этой площади, места уже не осталось. Ряд животных стремится к «захвату» определенной территории, где они смогут обеспечить себя пищей, и таким образом она становится ресурсом.

Кроме того, потенциальными ресурсами для животных являются гнездовые участки и убежища.

Таким образом, пищевой ресурс ¾ «любой потребленный компонент среды, который может быть «отнят» одним организмом у другого» (Гиляров, 1990). Это способно вызвать внутривидовую конкуренцию. Регулируются данные явления уже на популяционном уровне и изучаются в популяционной экологии.

 

Контрольные вопросы

1. Как влияет температура на жизнь животных и растений?

2. Какое значение имеет свет для жизни на Земле?

3. Как отражаются погодные условия на растениях и животных? Биоклиматический закон Гопкинса.

4. Какие важнейшие экологические группы растений и животных выделяют в зависимости от способа адаптации их к влаге?

5. Какие вы знаете основные экологические факторы водной среды? Дайте им характеристику.

6. В чем заключается влияние на организмы физических и химических факторов воздушной среды?

7. Биологические макро- и микроэлементы как экологические факторы.

8. Что понимают под эдафическими факторами? Дайте характеристику экологическим факторам почв.

9. Какое экологическое воздействие на организмы оказывают геофизические поля?

10. Что такое ресурсы живых существ и как они классифицируются?

11. В чем экологическое значение различных видов ресурсов живых существ?

Глава 3. Популяционная экология

ВСТУПЛЕНИЕ

«Популяция ¾ любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и времени от других аналогичных совокупностей одного и того же вида» (Гиляров, 1990).

Популяция ¾ именно та «ячейка» биоты, которая является основой ее существования: в ней происходит самовоспроизводство живого вещества, она обеспечивает выживание вида, благодаря наследственности адаптационных качеств, она дает начало новым популяциям и процессам видообразования, т. е. является элементарной единицей эволюционного процесса, тогда как вид есть его качественный этап.

Известно, что важнейшими являются количественные характеристики, которые позволяют решить большинство проблем качественного характера. Выделяют две группы количественных показателей ¾ статические и динамические.