Екологічний криз – прецедент у мезозої

Экологический криза — прецедент в мезозое

В.В.Жерихин Еще 20−25 років тому я слова «екологія », «екосистеми », «біоценози «траплялися тільки зі сторінок наукової і науково-популярної літератури. З того часу вони встигли перекочувати до газет, на телевізійні і кіноекрани, на економічні розрахунки, в технічні проекти, передвиборні програми політичних партій, і законодавства. Вони поруч із поняттями «еволюція «і «генетика «обіцяли чи не найбільш широковідомими біологічними термінами. Усе це масовий інтерес звернений однією і хоча б аспект екології - питанням про опірності природної системи руйнівного впливу людської цивілізації. У потоці пристрасних закликів врятувати природу, похмурих пророцтв, оптимістичних обіцянок, сухих економічних оцінок, образотворчих математичних моделей непросто розібратися навіть фахівцю. Проблеми природного довкілля різноманітні і різноманітні як саме природа. Питання розвитку людського суспільства складні, і многосторонни як саме людство. Коли ж починають говорити про взаємодії людини і природним середовища, складнощі й багатоманітності перемножуються. І потрібно, необхідно, проводячи детальні, ретельні скрупулёзные дослідження, зберегти заодно й можливість кинути погляд здалеку, а то й весь цей волнующийся океан проблем, так хоча на його за можливості більшу частину.

Палеонтология, мабуть, єдину зі біології, який у принципі не вміє розглядати події поблизу, страждає, як кажуть принципової далекозорістю. Через «гори часу «нерозрізнимі подробиці що діялося. Позаду вгадуються лише загальні контури подій, загальні обриси що канули до небуття світів. Але значні зміни, великі перевороти не розгублюються і у імлі часів. Зараз, за доби масової екологічної тривоги, вивчення найбільших кризових змін у органічному світі минулого набуло несподівану актуальність.

Один з цих «криз «стався у середині крейдяного періоду — останнього періоду мезозойської ери, близько 100 млн. років тому я. І він, хоча єдиною, але, як з’ясувалося, однієї з найбільш важливих змін у історії біосфери. Саме тоді природні співтовариства (біоценози) змінилися надзвичайно різко, і нас дуже швидко (зрозуміло, по палеонтологічним мірками) — особливо у суші й у прісних водоймах, хоч і морські співтовариства залишилися осторонь що діялося. Крейдова біологічна «революція «- дуже вдячний об'єкт вивчення. Які Слідували з ним зміни — навіть велика зміна межі мезозойської і кайнозойской ер, проведена через 35 млн. років, — поступалися їй за масштабом, інші порівнянні за значенням події як і відбувалися, то набагато раніше, і тому їх можна вивчити так само докладно. Час неквапливо, але невблаганно стирає свідоцтва минулого року, і південь від більш древніх подій нас дійшло менше фактичного матеріалу.

Переворот в царстві

Провозвестники насування змін з’явилися задовго, за 20−30 млн. років до їх наступу, ще початку крейди (так зазвичай називають крейдової період для стислості). Матеріали, документирующие це поява, виглядають навдивовижу непоказно. Це не кістки велетенських ящурів, не рогаті черепа, не раковини фантастичних обрисів — це лише відбитки невеликих, нічим не примітних на вигляд листя, так помітна тільки під мікроскопом пилок древніх рослин. І листя, і пилок належить покрытосеменным (цветковым) рослинам. Нині покрытосеменные найважливіша та різноманітна група, до якої належить більшість рослинного світу. До крейдяного періоду немає. У тодішньому світі панували інші групи рослин, з нині помітне місце у природі зберегли лише хвойні і папороті. Що ж до інших рослин мезофита т. е. «середньої ери «історії рослинного світу, названої як за аналогії з мезозоем («середньої ерою «історії тварин), всі вони зовсім» або зовсім зникли з землі. Вцілів до відома наших днів лише один-єдиний вид — дивне дерево гінкго з веерообразными листям. Перші покрытосеменные цілком губляться і натомість мезофитной рослинності, — як і, як губляться і натомість великих травоїдних і хижих ссавців кайнозоя перші антропоидные мавпи.

Палеонтологические матеріали надійно документують наступні події. Спочатку непоказні мелколистные покрытосеменные поширюються все ширші й полягають ширше, хоч і залишаються всюди на третього і четвёртых ролях. На початку крейди вони проглядають й у Азії. Через десяток мільйонів років вони вже виявляються інших частинах Азії, у Африці. Потім — і в Америці, у Європі. Ще пізніше — в Австралії. Потім їм, як б набридає приховуватися затінена.

Происходящее виглядає тим паче драматично, що учасники подій — безсловесні, нерухомі рослини. Протягом кількох мільйонів років — наприкінці першої половини крейди — покрытосеменные заміщають в палеонтологічних похованнях більшу частину характерних мезофитных рослин. У цей час вцілілі від вимирання мезофитные групи — папороті і хвойні - змінюються, стають схожими на сучасні. Цим «перебіжчикам з стану «покрытосеменные погоджуються приділити місце у своєму новому світі. Залишки інших мезофитных рослин, хоча ще й продовжують зустрічатися у другій половині крейди, але стають дедалі більше і більше рідкісними. І, нарешті, цілком зникають.

Как впала екологічна піраміда

Одновременно з рослинами змінюються, й тварини. Наприкінці раннього крейди виявляються найдавніші відомі плацентарные ссавці, схожі на сучасних мадагаскарських тенреков (щетинистих їжаків). Стають численними птахи. У крейди з’являються перші змії. Різко змінюється склад комах. У тому числі, наприклад, з’являються мурахи, стають великими і різноманітними терміти і метелики. У море з’являється безліч груп костистих риб. З того часу і до нашого часу всі ці групи тварин разом із покрытосеменными рослинами ставляться до найважливіших, визначальних вся суть природи. Переживають крейдову катастрофу динозаври. Їх годину не пробив. Вони мають вимерти через 30 млн. років, при наступній, менш різкій зміні органічного світу — наприкінці крейди. Але й динозаври пережили середину крейди не спокійно — вони дуже змінилися, особливо травоїдні.

Однако список з’являються у середині крейди груп тварин непогані великий. Ще менше такі групи тварин, чия доля виявилася так само сумної, як доля мезофитной флори. Їх залишилися лише відбитки в осадових пародах чи кісткові залишки.

Легко зрозуміти, що зміни рослинності зміна тваринного світу цілком неминуча. Все живе вибудувано у велику екологічну піраміду, під аркушами якою стоять рослини. У цьому фундаменті наступний шар — травоїдні тварини. Там — наступний шар — хижаки…

Покачнётся підставу — і весь піраміда захитається, загрозливо нахилиться повалиться, погребя під своїми уламками і растительноядных, і хижаків, і тих, хто харчується отмершими частинами рослин чи трупами тварин. Та й ні тільки в «кормових «(чи, як у біології, трофічних) залежностях справа. Тисячі як трофічних, а й інших міцних «ланцюжків «пов'язують тварин із рослинами (як, втім, й рослини з тваринами).

Вот зникли мезофитные рослини. Звісно, ті, хто ними харчувався, мали теж зникнути чи змінитися. А далі все відбувається як у популярному вірші «Будинок, який побудував Джек ». І всі тварини, які ховалися серед заростей рослин ворогів, теж повинні були зникнути чи змінитися. І всі, хто був пристосована до створеного мезофитными рослинами мікроклімату, мали зникнути чи змінитися. І всі, хто був пристосований фізичних і хімічним особливостям грунту, створеної мезофитными рослинами, мали зникнути чи змінитися. Довго ще можна було б продовжувати цей перелік — і після кожного пункту дзвоновим ударом звучала цей альтернатива: «зникнути чи змінитися » .

Поскольку вимагалося непросто змінитися, а змінитися відповідно до вимог нової довкілля, більшість які під загрозою тварин за результаті зникли. Меншість ж навчилося жити у цьому змінився.

Возникает питання: чому все-таки замінилися рослини, чому захиталося підставу піраміди? Зазвичай вважають, що причиною зміни були зміни клімату. Але здається, що це лише деякі з відповіді, до того ж навіть основна. Кліматичні зміни і по, і після крейдової зміни органічного світу. Деякі були значно більше різкими, ніж збігаються з цієї зміною. Проте порівнянних за масштабом біологічних подій у своїй було. Швидше напевно, що клімату підштовхнули вже готові повалитися співтовариства мезофита — як варвари Рим часів занепаду. Якби тим часом напоготові покрытосеменных, готових кинутися в пробиту пролом, біоценози мезофита оговталися від кліматичного удару ціною порівняно невеликих змін, як не раз раніше. Але покрытосеменные вже були, і це вирішило справу.

Как не було, хоч би якою була першопричина перемоги квіткових, навряд чи можна сумніватися, саме ця перемога спричинила у себе інші зміни у органічному світі.

Природа заліковує рани

Итак, екологічна піраміда мезофита впала. Мезофіт відійшов у минуле. Від найскладніших, найдосконаліших, тонко збалансованих біоценозів залишилися хаотичні уламки, що й сообществами-то можна назвати із достатньою підставою. Усі зв’язку у яких були зліплені незграбно, нашвидку, хоч якось. Вигострювати і удосконалювати їх не було коли, та й чого — адже особливістю цього зруйнованого світу було те, що це вцілілі на початковому етапі пристосовані щодо нього однаково погано. Нові жертви дуже майстерно ховалися від нових хижаків в заростях рослин, але допомагало те, що нові хижаки дуже успішно розшукували і мали в цих заростях. Травоїдні тварини ніяк не засвоювали незвичні тканини незвичних рослин, але не погрожували конкуренти, оскільки всі травоїдні перебувають у такому самому положенні. І було з всьому. Не занадто довго.

Те ж палеонтологічні матеріали, які у ранньому крейди відкривають нам картину поступового впровадження покрытосеменных в мезофитный світ образу і краху цього дивного світу, в пізньому крейди показують, як у руїнах мезофита складаються нові співтовариства, що характеризують нову, поки останню історія біоценозів суші - кайнозойскую.

Появляются нові і призначає нові групи замість зниклих, компенсуються втрати. Структура біоценозів, спочатку дуже проста і примітивна, робиться все складніший і досконаліший від. Все різноманітніший і складніше стають нові взаємозв'язку між новими організмами; частини нової екологічної машини притираються друг до друга. Наслідки катастрофи ліквідовано, рани заліковані.

Этот чудовий процес «самоскладання «нових біоценозів замість загиблих заслуговує на те, аби хоч трохи докладніше зупинитися на її механізмі. Вражає передусім хід процесів відновлення. Адже протягом більшої частини історії. Землі органічна еволюція відбувалася повільно й плавно. Розглянемо за приклад комах. У цьому гурті тварин середній вік сучасних видів становить приблизно 5−7 млн. років, а максимальний — по меншою мірою 40−45 млн років. У цьому комахи — не сама повільно эволюционировавшая група тварин. Але еволюція зовсім на тому пленталася таким черепашачим кроком, що організми у принципі неспроможні змінюватися швидше. Ні, їхнє змін може дуже високої. Людина шляхом селекції створив нові види рослин i окремі (наприклад, кукурудза) дуже різняться від своїх диких предків. У лабораторних експериментах зміни комах на видовій рівні вдавалося досягти за 12−20 поколінь. Інакше кажучи, їх природний еволюція йшла на сотні тисяч, або навіть один мільйон раз повільніше, ніж міг би йти.

Очень схоже, що з головних гальм, стримуючих еволюційні перетворення, є саме біоценози. У добре збалансованому, усталеному біоценозі еволюціонувати практично нема чого — умови звичні, пристосування до них відточено і виважені й тому більшість змін нещадно відкидається природним відбором. З іншого боку, в усталеному співтоваристві свобода змін вкрай обмеженою. Кожен вид у ньому від усіх сторін «затиснутий «сусідами. Перейти інше кормове рослина? Але вони вже харчуються інші травоїдні види, встигли добре пристосуватися для її особливостям — набагато краще, чому це доступно новачку. Перемінити середовище проживання, піти, наприклад, з суходолу на воду? Але й там місця зайняті, і обмаль шансів, що чужаку вдасться втиснутися у цей «переповнений ковчег » .

Иное залежить від зруйнованих, незаповнених співтовариствах. Лише невелику частину ресурсів у них використовується, та й та дуже ефективно. Тому змін відкритий зелене світло: твори, видумуй, ласуй! Звісно, й тут безліч проб буде безуспішно і приведе лише у вимиранню, але є реальні шанси на великий виграш. Понад те, у світі чи виграє той, хто ризикує: через якийсь час її обженуть, випередять конкуренти, перехоплять що використовувалися їм ресурси, і витиснуть його. Отже, в незаповнених біоценозах природний відбір сприяє змін і заохочує консерватизму. І ніж менш досконалий структура співтовариства, то швидше у ньому йде еволюція. Чим стабільніше і равновеснее співтовариство, тим більше ця еволюція гальмується. Тепер зрозуміло, який прекрасний механізм вибудовує нові біоценози замість загиблих. Щойно виявляється, що руйнація співтовариства зайшло досить далеко, у ньому автоматично підвищується швидкість еволюційних змін видів — і тим сильніше, чим сильніший зруйновано співтовариство. Ось ця відповідна, компенсаторна еволюція і заліковує рани природи.

Семь висновків із минулої катастрофи

Попробуем підсумувати деякі уроки крейдяного екологічної кризи. Саме тоді, як ми бачили, виявилося знищеній значної частини існуючих раніше видів тварин і звинувачують рослин. Сталися безповоротні зміни характеру органічного круговороту. Сталося хімічне забруднення води і грунту (оскільки покрытосеменные відрізнялися биохимически від мезофитных рослин, вони виділяли в довкілля інші, до цього часу ній які речовини)… Не так, це дивно нагадує найстрашніші прогнози тих, хто стурбований сьогоднішньої і завтрашньої екологічною обстановкою?

Итак, по-перше, екологічна криза справді може бути. Опірність природних співтовариств руйнівним впливам велика, але з безмежна. Катастрофічне руйнація їх структури — не вигадка паникёров, а реальна небезпека.

Во-вторых, хоча зруйновані біоценози замінюються новими, досить стабільними співтовариствами, той процес виявляється дивовижно повільним — за нашими, людським мірками. Він займає мільйони роківпевний час повністю нереалістичне з погляду людини. Тому якщо руйнація існуючих співтовариств зайдёт досить далеко, нові стабільні співтовариства не виникнуть ні при наших онуках, ні за наших пра-пра-пра-правнуках. Майбутнім поколіннями доведеться жити на світі з нестабільної органічної природою — хиткою, невизначеної, завтра такою, як нині. У цьому світі буде надзвичайно важко планувати своєї діяльності; навіть звичні, ще вчора рутинні дії призводитимуть сьогодні до наслідків. Можливо наші нащадки і діти зможуть звикнути до такого світу, та все ж нема охоти залишати їм подібне спадщину.

В-третьих, руйнація биоценотических структур призводить до різкого збільшення швидкості еволюційних процесів. Через війну виникають цілком нові організми з незвичними, несподіваними властивостями. Важливо підкреслити, що це властивості принципово непередбачувані: за відсутності ефективного биоценотического контролю еволюції вона стає хаотичною, як броунівський рух. Якби кінці мезофита жили біологи, навряд чи змогли б вгадати, що, пройшовши крізь горнило майбутнього екологічної кризи, деякі плазуни втратять ноги. Що деякі комахи почнуть утворювати колонії з десятків і сотень тисяч особин, трудящих навдивовижу целеустремлённо та економічно доцільний. Що кілька днів великі травоїдні динозаври, пересуваються двома ногах, опустяться на четвереньки. Що кілька днів дрібні покриті вовною тварини дадуть початок найрізноманітнішим групам кайнозойских ссавців.

Несомненно: настала Землі нова екологічна криза, він породить нові групи тварин і звинувачують рослин з такою ж несподіваними властивостями. Не припадати очікувати, що це ці еволюційні новини влаштовуватимуть людини. Швидше треба боятися, що серед цих нових організмів виявляться небезпечні конкуренти людей, використовують самі ресурси, що людина (наприклад, сільськогосподарські рослини). Може статися, що із нею доведеться вести непрекращающуюся тяжёлую боротьбу. З цього погляду — звісно, кілька утрируючи ситуацію, — негаразд страшно те, що то вона може залити всю землю асфальтом, а саме, що у цьому асфальті й під ним неодмінно хтось навчиться жити. Отже, одне з головних небезпек екологічної кризи — випустити з надёжной пляшки стійких біоценозів джина неупорядкованою еволюції.

В-четвертых, особливо небезпечні порушення у рослинному світу і взагалі нижніх поверхах екологічної піраміди. Мабуть, досі екологічні наслідки діяльності тому й були порівняно безневинними, що знищувалися переважно великі ссавці й почасти птахи, — т. е. тварини, що займають досить місця у будинку екологічних взаємозалежностей.

В-пятых, серед рослин є більш уразливі екологічні ланки. Це від місця, займаного ними на биоценотической системі. Є підстави вважати, перші покрытосеменные займали переважно початківці заростати місця проживання — голі піщані насоси, обнажившиеся при зсувах схили тощо. Захоплюючи ці ділянки, вони не допускали туди мезофитные рослини. Іншими словами, там, де мезофитная рослинність із певної причини одного разу зникла вже будь-коли відновлювалася. Тому рослини, із яким починається заростання нових ділянок, — це те частина співтовариства, зміни якої особливо небезпечні, і із нею слід звернутися особливо обережно.

В-шестых, до найбільш важко залечиваемых ран природи належить хімічне забруднення. Опадаючі листя покрытосеменных легко гниють, різко збагачуючи довкілля органічним речовиною. Очевидно, саме таке забруднення здійняла середині крейди зникнення майже всієї фауни стоячих прісних водоёмов. 50−60 млн. років тому вони на суші благополучно подолали всі труднощі й успішно стабілізувалися, тоді як більшість сучасної фауни озер з’явилася на 20−30 млн. після того.

Седьмой, і дуже важливий висновок: покрытосеменные діяли цілком несвідомо. Не могли вгадати, що доведеться знищити що породив їх світ. Чи можна сумніватися, що з його технічної оснащённостью цілком у змозі зробити з живою природою те, що з нею свій час зробили покрытосеменные рослини. Але треба сподіватися, що їй буде у змозі більше: ухилитися цього, недопущення наступу кінця історії кайнофитных співтовариств — історії, що має вже 100 млн. лет.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.