Беседы об экологии

Миллионы лет землю населяли одни автотрофные, «самопитающиеся», организмы, которые, если имелся источник энергии, формировали свою массу из воды, углекислоты и неорганических солей. В наше время эту группу организмов представляют все зеленые растения, пурпурные и хемосинтезирующие бактерии. Гетеротрофы, неспособные синтезировать питательные вещества из неорганических соединений, появились значительно позже. Они питаются либо автотрофами и другими гетеротрофами, либо разлагающимися остатками организмов. Это животные, грибы, большинство бактерий.

Экология интересуется питанием давно и пристально. Дело в том, что оно не только средство поддержания жизнедеятельности всех организмов, без которого невозможно их существование и воспроизводство. Огромна биосферная роль питания. Фотосинтез, осуществляемый в растениях, дает начало органическому веществу планеты. Животные и бактерии, потребляя различные организмы и продукты их распада, поддерживают биогенный круговорот веществ в природе. Без него также не было бы жизни.

Но и с более узких позиций роль питания колоссальна. От потребностей организмов в тех или иных кормах и их наличия зависит размещение растений и животных по поверхности земли, выбор ими подходящих местообитаний, численность, взаимоотношения с другими организмами. У животных имеется множество различных приспособлений к тем или иным типам поиска и потребления корма — вспомним хотя бы «хоботок» шмеля или клюв елового клеста. Питание оказывает большое и постоянное влияние на поведение животных. В этом отношении известное изречение «любовь и голод правят миром» вовсе не лишено оснований.

Определить потребность растений в питательных веществах относительно просто. Они за исключением свободноплавающих микроскопических растений, фитопланктона неподвижны, удобны для опытов, четко отзываются на внесение в почву различных добавок. Кому не памятна картинка из школьного учебника? Рядом в банках два растения одного и того же вида. Одно вдоволь обеспечено всем необходимым, второе же искусственно лишено калия (или марганца, или фосфора). Результат налицо: первое процветает, второе угнетено, недоразвито. Конечно, мы еще не скоро познаем все потребности растений. Особенно ясно это показали опыты с внесением в почву микроэлементов, например кобальта. Растения отзываются на них очень сильно, хотя вносятся они в ничтожных количествах. Имеет значение состав почв, соотношение основных питательных веществ в них, абиотические факторы и многое другое. Экологам и физиологам растений есть еще над чем потрудиться. О «простоте» здесь сказано для того, чтобы подчеркнуть большие трудности, возникающие при изучении питания животных.

Начинают обычно с первого вопроса: что животное ест? Следующий вопрос — сколько корма ему требуется? Затем происходит бесконечная детализация — выяснение потребностей вида в минеральных веществах и витаминах, влияния пола и возраста животных на его кормовые потребности и т. д. и т. п.

Джеральд Дарелл, популярность которого делает ненужным его представление читателю, немало мучился с животными, пойманными им, пока ему удавалось (да и то не всегда) решить, чем и как их кормить.

«Надо не только хорошо знать, чем питается данный вид, — пишет он в книге „Зоопарк в моем багаже“, — но если нельзя достать естественного корма, суметь подобрать заменители и приучать к ним вашего подопечного. При этом еще нужно угождать вкусам каждого в отдельности, а они чрезвычайно разнообразны. Помню грызуна, который упорно отвергал обычную для грызунов пищу — фрукты, Хлеб, овощи — и три дня подряд ел только спагетти. У меня было также пять обезьян одного вида и возраста с самыми неожиданными идиосинкразиями. Две безумно любили крутые яйца, три остальные боялись незнакомых белых предметов и отказывались к ним прикоснуться, даже визжали от страха, если им клали в клетку страшное крутое яйцо. Все пять обезьянок обожали апельсины, но если четыре из них, осторожно очистив их, выбрасывали кожуру, то пятая выбрасывала апельсин, а кожуру поедала».

Особенно много хлопот А. Дареллу доставляло выкармливание детенышей, у которых, как известно, чрезвычайно нежные желудки. В книге «Перегруженный ковчег» он рассказал о неудаче, постигшей его с выкармливанием малышей крохотной антилопы дукера. Они отказывались пить молоко («горячее, теплое, холодное, сладкое, кислое, горькое»), слабели и гибли.

Эколог, начинающий изучение питания какого-либо животного в естественных условиях, прежде всего интересуется перечнем его кормов. При этом обнаруживаются любопытные крайности. У некоторых животных этот перечень очень краток. Например, симпатичнейший сумчатый медведь коала, обитающий в Австралии, во взрослом состоянии питается лишь свежими молодыми побегами эвкалиптов, и не всех, а только определенных видов. Никаких других кормов он и знать не желает. Сомнительно, чтобы самому Д. Дареллу удалось найти для эвкалипта подходящий заменитель. Нет в данной местности этого дерева — нет и коала.

Число кормов других видов животных, напротив, очень внушительно. Так, у коршунов их около ста, у лугового мотылька — 160, речного бобра — почти 400, обыкновенной полевки и того больше — свыше 500. Виды, питающиеся немногими кормами, относятся к стенофагам («стено» — узкий, «фаг» — пожиратель), виды с разнообразным рационом — к еврифагам («еври» — всякий, каждый). Кстати, эти эпитеты очень употребительны в экологии. В предыдущем разделе мы говорили о температуре. Так вот стенотермный — вид, живущий при незначительных амплитудах температуры среды, евритермный — выдерживающий значительные колебания температуры…

Несомненно, особенно сложно изучать питание животных — еврифатов. В этом случае легко можно впасть в заблуждение. Лось поедает около 300 видов растений. Значит, он всегда обеспечен кормами? Или ему всегда необходимы все эти растения? Ничего подобного! Во-первых, 300 — это растения, которые когда-либо и где-либо поедались животными — ив северной тайге и в лесостепи, на болотистой равнине и в предгорьях и т. д.; в данной местности число кормов лося всегда гораздо меньше, да столько ему и не нужно. Во-вторых, и это главное, для зверя сотни растений совершенно неравноценны. От одного он на ходу отщипнет только листок или побег (тоже «кормовое»). Без другого он не может жить. Значит, надо выявлять предпочитаемые, основные корма.

У лося — раз мы уж упомянули о нем — летом приволье, как у крыловской стрекозы; везде «и стол, и дом». Питается он преимущественно травами, биомассы которых достаточно для любого лосиного поголовья. Правда, имеются у этого зверя самые лакомые травы, ради которых он иногда готов даже рисковать.

Несколько лет назад мне пришлось ехать из Липецка по шоссе в сторону Ельца. Вдруг автомашина остановилась — впереди образовалась пробка. Пошли выяснить, в чем дело. Виновником затора оказался трех-четырех-летний лось-самец. Он стоял в глубокой придорожной канаве и с удовольствием уплетал корневища произраставшего в ней тростника. На остановившиеся автомашины и сбежавшихся со всех сторон людей зверь не обращал ни малейшего внимания. Уж очень сладким был корм…

Если самые нужные травы отсутствуют, лось, быть может, и с неохотой, но насытится другими. А вот зимой, особенно во время глубокоснежья, его благополучие основывается всего на нескольких видах корма: ивах, молодых осинах и сосенках. Когда кормовые ресурсы этих растений исчерпаны или недоступны из-за глубоких снегов, лоси бедствуют и даже гибнут от голода. Плохим утешением служит им в этот момент перечень из трехсот кормовых растений, составленный экологами.

Ученые должны знать общую потребность того или иного животного в конкретных кормах, в минеральных веществах или иных компонентах (например, куриным птицам необходимы небольшие твердые камешки, которые они заглатывают с осени, без них нормальное пищеварение нарушается). Следует выяснить особенности питания животных различного пола и возраста, сезонные особенности рациона, отличия в питании животных из различных местообитаний и природных зон и еще многое-многое другое. Но имеется заветная цель, к которой в содружестве с учеными других специальностей стремится эколог, изучающий питание животных: определить общую потребность данного вида в энергии корма. А так как вес животного одного и того же вида различен, усредняют показатель, деля общую потребность на средний вес животных. Конечный итог — число калорий корма на килограмм живого веса. Это очень важный показатель. Он позволяет рассматривать— вопросы питания на энергетической основе, что необходимо и для теоретических и для практических целей.

Ну и, разумеется, экология всегда интересуется кормовой базой животных, запасами доступных им кормов, их воспроизводством, влиянием на корма жизнедеятельности животных. Это чисто экологическая тематика, значение которой трудно переоценить.

Обеспеченность кормами животных, особенно с узкоспециализированным питанием, может сильно меняться по годам. Белка, клест, кедровка и некоторые другие звери и птицы питаются в основном семенами хвойных деревьев. Между тем ель хорошо плодоносит в среднем раз в четыре года, сибирский кедр — раз в четыре-шесть лет и т. д. Во время урожая семян хвойных в лесу веселье, все сыты и довольны. Заканчивается пиршество, и вплоть до нового урожая трудно приходится этим животным…

Пьют ли воду лягушки? Нуждаются ли в питьевой воде насекомые? А звери и птицы — все ли они посещают водопои? Эти вопросы здесь совсем не случайны, так как обеспечение животных водой — часть общей проблемы питания. Правда, слово «пить» здесь не совсем точно. Важно, чтобы была удовлетворена потребность организма в воде. А как она поступит в него, это уже второстепенный вопрос.

Вода и растворенные в ней соли проникают в тела животных различными путями. Животные, обитающие в водной среде, получают ее через наружные покровы. Насекомые, моллюски, черви, амфибии адсорбируют влагу из воздуха. Поэтому лягушке пить совершенно не обязательно. Для многих животных основной источник воды — пища. Бабочки, например, питаются главным образом жидким кормом. Имеющийся у них хоботок позволяет им сосать сок цветов, пораненных деревьев и поврежденных спелых плодов. Наконец, вода образуется в процессе метаболизма — окисления вещества в организме. Особенно много метаболической воды получается при окислении жира. Наш добрый старый знакомый верблюд наделен природой счастливой способностью: а своих жировых горбах он несет запасы корма и воды.

Представим себе сухую степь или полупустыню в начале лета. Пересохли временные весенние водоемы, отбушевала краткая, но буйная жизнь растительного царства. Эфимеры отмерли, остались растения с жесткими, сухими стеблями и листьями. Нещадно палит солнце, по дороге проносятся маленькие вихри, вздымая пыль и песок. Но животные не унывают. Даже в мирке млекопитающих жизнь бьет ключом, Повсюду видны бутаны сурков, норы сусликов, песчанок, хомячков, тушканчиков. И сами зверьки перебегают с места на место в поисках корма или столбиками возвышаются около своих жилищ. Все эти млекопитающие ведут оседлый образ жизни, от ближайших водопоев их отделяют многие километры. Следовательно, они не пьют? Да. Главный источник воды для этих зверьков — влага, содержащаяся в поедаемых ими кормах. Некоторые из степных и пустынных зверьков не только не пьют воду, но и не умеют ее пить. Многие из них рождаются и умирают, даже не увидав воды в обычной ее форме в течение всей жизни.

Когда солнце слишком уж припечет и выжжет почти всю растительность, некоторые млекопитающие впадают в летнюю спячку. Это тоже выход из положения: продремлешь 3–4 месяца, а там, глядишь, и осень начнется.

Природа не может всегда и вдоволь обеспечить кормом всех своих питомцев

— Наверняка между различными организмами возникают конфликты из-за корма. Природе трудно обеспечить вдоволь всех своих питомцев.

— Да. Конкуренция, борьба за корм встречаются в природе нередко. Но отношения между организмами отнюдь не сводятся только к «ссорам» из-за хлеба насущного…

Организм. Мельчайший вирус, микроскопическая бактерия, одноклеточная водоросль, зеленое растение, насекомое, млекопитающее… Система, созданная силами природы. А жизнь — это, помимо чрезвычайно сложных внутренних процессов, еще и непрерывное взаимодействие с внешним миром, сильнейшим образом сказывающееся на состоянии и функциях организма. Не только абиотические факторы, не только потребность в постоянном притоке энергии с пищей важны для всех живущих на этой земле. Мириады взаимосвязей с другими организмами — растений с растениями, животных с животными, растений и животных друг с другом. Они совершенно неизбежны и необходимы. Иногда второстепенных, почти незаметных, а иногда — играющих решающую роль в благополучии и самом существовании организма.

«…Наевшись рыбки, с пастью, наполненной остатками пищи, он предается сну на самом берегу реки; тут небольшая птичка, называемая в Египте трохилусом, чтобы поживиться пищей, предлагает ему раскрыть пасть и очищает ее сперва снаружи, а затем зубы и даже глотку, которую крокодил растягивает не без удовольствия, насколько только возможно».

Так в первом веке нашей эры писал о взаимоотношениях крокодила и маленькой египетской птички римский натуралист Плиний Старший.

Люди древности были очень наблюдательными. Они почти полностью зависели от сил природы, жили среди нее или рядом с ней. Ритм жизни был неторопливым, размеренным. Стоит ли удивляться тому, что, не обладая ни общими глубокими познаниями в биологии, ни совершенной методикой и техникой исследований, они еще в допромышленную эру накопили так много естественнонаучных наблюдений, в том числе и о взаимоотношениях в мире животных и растений. Но только эволюционное учение, сформулированное Ч. Дарвином, выявило истинную роль меж— и внутривидовых отношений в живой природе, только экология тщательно разобралась во взаимоотношениях между организмами и классифицировала эти взаимоотношения…

Крапива двудомная, столь нелюбимая многими людьми, — могучее, своеобразное и по-своему красивое растение. Ее чаще всего можно встретить в поймах рек и ручьев, вокруг озер, по окраинам топей, на пустырях и мусорных свалках. Крапиве нужны влажные места с плодородными почвами. Затенение ей не страшно, она довольствуется даже тем скудным светом, который проникает под густой ольховый полог.

Полевой василек — симпатичный сорняк, поселяющийся в посевах хлебных злаков, на различных, в том числе и легких, почвах, в условиях хорошей освещенности. Связаны ли как-нибудь эти два вида растений? По-видимому, нет. Между ними нет ни пространственных, ни пищевых контактов, их поедают разные виды животных, они входят в различные растительные сообщества. Отношения между крапивой и васильком нейтральные. Мы имеем здесь дело с нейтрализмом, весьма нередким в природе. Таковы же, например, отношения городского воробья и орла-беркута, окуня и ежа, какого-нибудь комара и жука-носорога. Им ничего не нужно друг от друга, они нигде прямо не сталкиваются.

…Удачный выдался год в тайге, в изобилии уродились кедровые орешки — семена сосны сибирской, кедра. Такое веселье началось среди таежных жителей! Кедровки с громкими криками перелетают с дерева на дерево, клюют орешки, а насытившись, утаскивают их куда-либо в сторону и прячут в пышной лесной подстилке. Бесчисленные бурундуки снуют повсюду, набивая вкусный питательный корм в свои кладовки. В каждой из них может быть до трех-четырех килограммов орешков. В хлопотах мышевидные грызуны. Размером они невелики, но ведь их очень много. Вот и получается, что эта «мелочь» в иные годы использует до 76–80 процентов всех семян кедра. А белка? А соболь? Медведь? Десятки других видов птиц и млекопитающих? Им тоже нужны кедровые орешки. Но всем им не хватает. Весной следующего за урожаем года животные выбирают последние орехи из падалицы — упавшей и перезимовавшей под снегом шишки — и пир заканчивается.

Это конкуренция. Никто не стремится прямо уничтожить друг друга. Но идет жестокая косвенная борьба за жизненно важный ресурс, которая может завершиться гибелью и снижением численности «обиженных» животных.

Кажется, что белка, а тем более соболь ничуть не слабее бурундука. Встреться они в «честном» бою, не видать бурундучку победы. Но в конкуренции за кедровые орехи он одерживает верх благодаря способности, которой его снабдила природа, — запасать их впрок. Это немаловажное преимущество в суровой таежной жизни. У белки эта повадка тоже есть, однако развита она намного слабее. Весь ее зимний запас на сучках да под снегом.

Растения и животные конкурируют друг с другом не только за корм, но и за влагу, жизненное пространство, за гнездовья, убежища и укрытия — словом, за все, от чего может зависеть благополучие вида.

…И даже улыбающейся Флоры Златая колесница — и она Свой светлый путь свершает чрез раздоры: И меж растений царствует война Деревья, травы вверх растут задорно, За свет и воздух борются упорно, А корни их, в земле неся свой труд, За почву и за влажность спор ведут.

А иногда без всяких видимых причин какие-нибудь растения или животные просто не могут «терпеть» друг друга. Известный пример — несовместимость двух-трех видов цветов, поставленных в одну вазу. Это антагонизм. Правда, беспричинность тут мнимая. Несовместимость вызывается различными химическими веществами, которые выделяют растения.

Есть общий термин, объединяющий конкуренцию и антагонизм: антибиоз. Но, пожалуй, самый интересный, сложный и многообразный тип взаимосвязей между организмами — симбиоз. Расшифровывается это понятие просто, в широком смысле слова оно означает пространственное сожительство двух и более видов, при котором хотя бы один получает от этого пользу. И все же иногда кажется, что экологи, вводя термин «симбиоз», стремились объять необъятное.

…Невзрачная и безобидная на первый взгляд росянка смыкает лепестки и берет в полон какую-то прилипшую к ним небольшую мушку. Изящная, сверкающая на солнце стрекоза, парившая до сих пор в воздухе на одном месте, сделала резкий рывок и схватила комара. Окунь, притаившийся в тени у старой сваи, ринулся за неосторожно приблизившейся к нему стайкой уклеек, и они, спасаясь от врага, серебряными брызгами веером выплеснулись из воды. Стремительный сокол бьет на лету чирка и, перехватив в воздухе уже бездыханную жертву, опускается с ней на землю. Тигр с ревом бросается на изюбра, парализованного страхом. Это хищничество — одна из крайних форм враждебных отношений между всем живущим на земле. Крайних, но неизбежных. Причем с полным правом относимая к симбиотическим, так как хищник получает очевидную выгоду от такого «сотрудничества» с жертвой.

…Комарик, бывший в предыдущем эпизоде невинной жертвой стрекозы, обнаружил свой скверный нрав. Он впился в перепонку задней лапы бобра и пьет из нее кровь, раздуваясь на глазах от переполняющей его красной жидкости. Другое происходит внутри организма — небольшие круглые черви, стихорхисы, поселившиеся в пищеварительном тракте бобра, заставляют его «делиться» поступающими с кормом питательными веществами. Они ассимилируют их всей поверхностью тела. Дележ отнюдь не братский, стихорхисов несколько сотен, и их доля в рационе зверя может быть львиной. Паразитизм — явление, чрезвычайно широко распространенное в природе, оно встречается и среди растений.

Паразит явно доволен своей жертвой. А она? Некоторые ученые считают, что большой беды нет. Исчезновение растений и животных, хозяев паразита, грозит гибелью и его племени. Не стоит, как говорится, сук рубить. Но ведь это правильно для вида в целом, судьба же отдельных особей, гибнущих от паразитов, весьма печальна.

Больше симпатий вызывает форма симбиоза, называемая довольно мудрено «мутуализмом». В этом случае симбионты получают обоюдную пользу. Иногда возникают живые системы с общим обменом веществ.

…Наш век, ядерный, космический, химический, называют еще, правда гораздо реже, и веком антибиотиков. В последние годы ореол вокруг них несколько потускнел, уменьшилась вера в их безотказно чудодейственные свойства. Отчасти виновато в этом и коварство возбудителей болезней, они стали приобретать устойчивость к антибиотикам, равно как и вредные насекомые к ядохимикатам.

В сельском хозяйстве лет пятнадцать назад антибиотики применялись очень широко. Сначала ими только лечили животных, а затем стали добавлять их в корм. Первые результаты обнадеживали — яйценоскость кур росла, привес свиней увеличивался. Постепенно выяснилось, что некоторые домашние животные, получавшие антибиотики в корм, не только не прибавляли в весе, но худели, заболевали. Зоотехники перестали считать антибиотики волшебным эликсиром. Экологи же доказали, что подкормка ими растительноядных животных часто входит в противоречие с физиологией пищеварения и экологическими законами. Они не придавали должного внимания мутуализму.

Вот на лугу пасется самая обыкновенная буренка. В ее желудочно-кишечном тракте целая компания микроорганизмов. Роль их очень важна. В поедаемых коровой кормах много клетчатки. Пищеварительные ферменты на нее почти не действуют. Но как можно допустить, чтобы это богатое энергией вещество прошло через кишечник безо всякой пользы для животного! Ведь помимо того, что клетчатка сама источник энергии, из нее состоят стенки растительных клеток; пока стенки целы, нет доступа к содержимому клеток. Эволюция позаботилась, чтобы у коров, оленей, бобров, мышевидных грызунов и других растительноядных животных имелись сожители — бактерии и простейшие. Они находятся в их кишечном тракте и выделяют различные ферменты, способствующие более полной переваримости кормов. В том числе и тот, который расщепляет целлюлозу, — клетчатку. Питаются сами и даже синтезируют в кишечнике некоторые очень сложные и незаменимые вещества, такие, например, как витамин Б-12.

Решившись применить для подкормки сельскохозяйственных животных антибиотики, зоотехники не учли, что они опасны для полезной микрофлоры и микрофауны пищеварительного тракта. Введение их вызывало неприметные с первого взгляда внутренние экологические катастрофы.

…Мутуализм может быть и менее тесным, он не обязательно связан с общим обменом веществ. О таком случае писал Плиний Старший в приведенном выше отрывке. Сотрудничество рака-отшельника и актинии — другой общеизвестный пример. Пчелы, шмели и другие насекомые, собирая нектар, получают пищу и в то же время опыляют растение. Воробей, съевший вишню, как будто бы выступает в роли расточителя. Но это с точки зрения человека, готовившегося «присвоить» эту вишню. Птица воспользовалась только съедобной мякотью, косточка же дала начало новому растению. Активный разнос сосны сибирской кедровкой — мы уже упоминали об этой птице — способствует восстановлению кедровых лесов. Все это проявление мутуализма.

…Нахлебничество. Прикрепится усоногий рачок к коже огромного кита и путешествует вместе с ним, облегчая себе добывание корма. Киту от этого ни жарко ни холодно. Впрочем, если слово «нахлебничество» режет слух или просто несправедливо по отношению к тому же рачку или лишайнику, поселившемуся на дереве, можно выразиться более благозвучно: комменсализм.

Современный ученый и популяризатор. Питер Фарб описывает случай удивительного сотрудничества между двумя видами животных, объяснить который не так-то просто. В Южной Америке термиты одного вида сооружают жилища среди ветвей деревьев. Небольшой попугайчик, которому пришла пора обзаводиться потомством, и не помышляет о строительстве собственного гнезда. Он наполовину разрушает термитник, и самка откладывает в нем яйца. Хозяева вначале атакуют пришельцев, но постепенно привыкают к ним и не трогают ни взрослую пару, ни птенцов. Но через пролом в жилище термитов вторгаются их враги — муравьи и постепенно вытесняют хозяев. Попугайчики же на следующий год используют другие термитники, также обрекая их на гибель. Самое непонятное в этой истории — поведение термитов. Они могли бы легко уничтожить птиц, но почему-то не делают этого…

Французский поэт Э. Ростан, автор известного «Сирано де Бержерака», был большим поклонником крупнейшего ученого-энтомолога Ж. Фабра (современный эколог П. Фарб и покойный энтомолог Ж. Фабр оказались здесь рядом совершенно случайно). Он сочинил в его честь поэму «Фабр — поэт насекомых». В ней есть такие строки (имейте в виду, что кито — это вид пауков):

Тут места хватит всем — бойцам и паразитам Тот подлостью живет, тот воровским визитом Гончар, кузнец, портной — кого здесь только нет! Тки, кито! Слоник, ешь, орех твоя отрада! Катай, навозник, шар! От сердца пой, цикада! А ты, ты жди! Твой час настанет, трупоед!

Шесть строк — и почти столько же форм взаимоотношений между насекомыми или характеристик их амплуа в природе. Но не все. Слишком уж их много.

У первобытных людей — племя, у животных — популяции

— Война всех со всеми… Мрачноватая картина. И еще эти трупоеды, «дожидающиеся своего часа»!

— Да нет, не так уж все безнадежно! Существуют же и нейтральные отношение, и взаимопомощь — мы уже говорили об этом. Кроме того, мы пока что не выходили за пределы индивидуальных отношений организмов. На жизненной же арене взаимодействуют обычно их сообщества.

Один очень энергичный и плодовитый ученый, с успехом работающий над внедрением теоретических рекомендаций в природопользование, терпеть не может слово «популяция». «Ах, опять эти пиппиляции! — восклицает он, намеренно коверкая слово. — Докажите мне их существование! Хоть кому-нибудь удавалась удовлетворительно объяснить, что это такое, и выделить популяции в натуре?»

Надо сказать, что это не только профессорская бравада. Объясняется понятие «популяция» просто — совокупность особей одного вида растений и животных, приуроченная к определенной территории. Но вот выделить в естественных условиях конкретные популяции — это действительно иногда очень трудная задача. Однако и без популяций не обойтись. То, о чем мы с вами говорили до этого, можно считать чем-то вроде введения в экологию. Знания о влиянии факторов среды на отдельные особи растений и животных, конечно, необходимы. Но для проявления экологических закономерностей требуется целая совокупность организмов. Она-то и предстает перед нами в виде популяций, сообществ растений или животных одного вида. И не простого сообщества, а обладающего главными свойствами кибернетических систем — способностью к самоорганизации и саморегуляции, к самовоспроизведению. Это элементарная форма существования вида. С общебиологической и философской точек зрения популяция представляет собой самостоятельный уровень организации материи, такой же, как и клетка и организм. Так что, «пиппиляция», быть может, и пикантно звучит, но не очень основательно.

Вспомним вновь об ондатре, которая помогла нам ознакомиться с влиянием на животных некоторых факторов среды. Местообитания, или биотопы, этого грызуна — различные водоемы. Разумеется, ондатра должна найти в них все необходимое для нормальной жизни: корма, достаточную глубину, условия для устройства жилищ и т. д. Тем не менее арена жизни этого зверька, как говорят экологи, ограничена определенным типом ландшафта, водно-болотным. Длительный выход за его пределы означает для грызуна гибель.

Так вот, представим себе пространственное размещение той же балхашской ондатры. Она населяет поймы рек, впадающих в Балхаш, само озеро и межбарханные водоемы, возникающие вследствие фильтрации и выхода подземных вод среди песков. Все население ондатры в бассейне Балхаша представляет собой взаимосвязанную совокупность и является географической популяцией. К такого же рода популяциям, но низшего ранга, относится население отдельных рек, несущих свои воды в озеро: Или, Каратал, Аксу, Лепса.

Даже не очень искушенному в экологии человеку нетрудно представить себе разницу в условиях обитания ондатры в проточных рукавах дельты Или и в межбарханных озерах. В первом случае — быстрый бет прохладной воды, резкие колебания уровня по сезонам, бордюрный, окраинный, тип размещения водной растительности; во втором — неподвижная, прогреваемая солнцем вода, постоянство ее уровня, иной, куртинный тип зарастания водоемов. Неодинаковы состав растений и животных, деятельность человека. В условиях жизни грызунов, обитающих на побережье Балхаша, свои особенности. Во всех этих случаях мы видим экологические популяции. В них может быть свой суточный и сезонный график, они могут отличаться питанием, паразито-фауной, темпами роста — словом, они не во всем сходны экологически, откуда и их название.

Иногда в научной литературе встречаются термины «местная, или локальная, популяция», «микропопуляция»; обычно под ними имеют в виду какие-то более или менее обособленные части популяций более высокого ранга.

Из-за чего же споры, спросите вы? Кажется, все ясно и понятно. Географические, экологические, локальные популяции… Если бы это было так! Для первого знакомства с популяциями выбрана ондатра — вид, очень удобный для этой цели. Она привязана к своим место-обитаниям — территориально консервативна, не бродит где попало и когда попало; редко покидает свой родной ландшафт. А как быть с видами, селящимися в ландшафтах более обширных и однородных? Или с животными-непоседами, совершающими «незапланированные» перемещения в пространстве?

Можно проехать всю нашу страну с запада на восток и с юга на север и повсюду встретить лисицу. И в полях, и в лесах, и в поймах рек, в горных, степных, пустынных, тундровых районах, вокруг населенных пунктов. Эта популярная героиня народных сказок обладает удивительной приспособляемостью к различным условиям, высокой экологической пластичностью. И вот, несмотря на обширнейший арсенал вида и отсутствие резких разрывов в пространственном распределении хищника, нужно выделить отдельные лисьи совокупности. Поневоле вспомнишь о «пиппиляциях».

Однако задача все-таки не безнадежна. Главное то, что лисица не бродяга. Она все-таки привязана к определенной территории. Географические популяции ее приурочены к участкам, ограниченным какими-то естественными преградами, чаще всего — крупными реками. А присмотревшись, изучив положение на месте, можно выделить и экологические популяции, свойственные отдельным лесным или, напротив, открытым участкам внутри этих районов. Конечно, их изоляция гораздо меньше, а обмен особями намного больше, чем в популяциях ондатры. Но все-таки это достаточно убедительная реальность, функциональная система.

Крупный советский энтомолог, член-корреспондент АН СССР Г. Викторов считает, что учение о популяциях, разработанное преимущественно на позвоночных животных, далеко не во всем применимо для животных беспозвоночных. Вот клоп-черепашка, печально известное и вредное животное. Зерновые поля во время развития злаков — место его активной жизни и размножения. На зиму взрослые животные улетают в естественные и искусственные лесные насаждения, в том числе — на Северном Кавказе — в лиственные леса предгорий. Расстояние мест зимовок от пунктов размножения зависит от упитанности клопов; чем она выше, тем расстояние больше, вплоть до нескольких сотен километров. Поэтому в одних и тех же местах могут зимовать черепашки, которые вывелись в разных районах. Животные еще больше перемешиваются весной, когда они отправляются на летовку. Направление и расстояние перелетов во многом зависят от ветров, господствующих в эту пору. А некоторые черепашки зимуют совсем рядом с родными полями.

По мнению ученого, выделить у черепашки какие-либо структурные единицы трудно. И не только у них, но и у многих видов полужесткокрылых, жуков, тлей и других животных.

А где же выход? Ведь не может же вид существовать как хаотичная, беспорядочно перемешивающаяся масса особей? Г. Викторов предлагает несколько снизить требования, необходимые для выделения популяций, по крайней мере среди беспозвоночных. В его понимании популяция — это группа особей одного вида, встречающаяся в определенном биотопе и объединенная экологическим и генетическим взаимодействием.

…Американский эколог Д. Шаллер в конце 50-х годов решил детально изучить образ жизни горных горилл. Не просто провести экспедицию и собрать научные материалы, а поселиться в лесу бок о бок с обезьянами, приучить их не бояться себя и изо дня в день наблюдать за всеми их привычками и повадками. Эта задача казалась многим нереальной не только из-за чисто бытовых трудностей, но и потому, что горных горилл считали опасными животными. Местные жители, например, явно предпочитали держаться подальше от этих громадин. Д. Шаллера не испугали опасности, оказавшиеся отчасти надуманными (гориллы при встрече с ним не обнаруживали агрессивных намерений). Он пробыл в горных лесах национального парка Альберта около 12 месяцев и собрал массу интереснейших, неизвестных до того сведений об образе жизни горилл. Лишь Д. Голден впоследствии удалось намного перекрыть его рекорд: она провела в лесах, изучая шимпанзе, несколько лет. Научно-популярная книга Шаллера «Год среди горилл» читается как увлекательный роман.

Нас пока интересует одно место из нее, относящееся к популяционным делам. Ученый обнаружил в парке 169 горилл, составлявших отдельную популяцию. В нее входили 11 групп животных, численностью от 5 до 27 особей каждая. Состав этих групп оставался почти постоянным, и Д. Шаллер составил их характеристику по возрасту и полу. Вот группа I — в ней 8 зверей, в том числе 1 взрослый самец, 3 взрослые самки, 2 подростка и 2 детеныша. Группа IX самая большая — в ней 27 зверей; взрослых самцов 4, молодых 3, взрослых самок 9, 5 подростков и 6 детенышей.

Простая цифирь, статистика? Нет. Чрезвычайно важные показатели, которые позволяют судить о свойствах сообщества животных. Оставим пока в покое группы.

Во всем сообществе горилл, которое изучал Д. Шаллгр, было 10 процентов взрослых и 8,9 процента молодых самцов, 36,7 процента самок, 17,2 процента подростков и 27,2 процента детенышей.

Для эколога подобные цифры — своеобразный код к расшифровке важнейших свойств популяций. Из тех, что мы видели, можно сделать два несомненных вывода. Горные гориллы полигамны, на одного взрослого самца — молодые в размножении не участвуют — приходится в среднем около четырех самок. Смертность молодняка довольно высока — подростков на десять процентов меньше, чем детенышей. Значит, если популяция стабильна, не находится в состоянии роста, они погибли.

Но это только первый, самый поверхностный анализ. Наибольший простор для выводов эколог получает, сравнивая половозрастную структуру различных популяций одного и того же вида. Предположим, в другой популяции горилл процент детенышей составлял бы только 15–20. Значит, темпы размножения в ней ниже, популяция ослабленная или «застарелая». Надо выяснить причины этого. Но как?

«Одной из моих задач, — пишет Д. Шаллер, — было определение приблизительного возраста каждой гориллы, чтобы составить представление о том, как долго детеныши остаются со своими матерями и в каком возрасте обезьяны начинают размножаться. К счастью, перед поездкой в Африку я осмотрел горилл в нескольких зоопарках США и Европы. Сравнивая вес и размер горилл, чей возраст был приблизительно известен, я вывел примерную шкалу возрастов. Годовалый детеныш весит от 15 до 20 фунтов, в два года — около 35 фунтов, в три года — около 60 фунтов, в четыре — около 80 фунтов. Животные старшего возраста весьма разнообразны по весу в зависимости от пола и индивидуальных особенностей».

Вес для установления возраста животных используют довольно часто, но этот способ не очень точен и пригоден, как и в случае, описанном Д. Шаллером, преимущественно для особей младших возрастных групп. В экологии возрастным методикам уделяется большое внимание. Да иначе и нельзя: не будешь уметь распознавать возраст животных — не расшифруешь структуру их популяций.

Некоторые млекопитающие не доставляют ученым больших хлопот. У самцов лосей и оленей, например, число отростков на рогах примерно соответствует числу прожитых лет. Но только до определенного рубежа. У стареющего зверя корона постепенно разрушается, отростков становится меньше. В общем же возможности установления точного возраста животных в естественных условиях сильно ограничены. Это можно сделать только после их добычи.

Немногим известно, что некоторые кости млекопитающих слоисты и что число слоев, как и число колец у дерева, почти равно количеству прожитых лет. Особенно хорошо слоистость заметна на зубах. Эта особенность морфологии позволила создать одну из самых достоверных методик определения возраста млекопитающих. Ученые в лабораториях изготавливают специальные шлифы зубов, рассматривают их под бинокулярной лупой и подсчитывают слои.

Можно устанавливать возраст млекопитающих также по степени стертости зубов, относительной ширине каналов клыков, по размерам черепа и его частей а т. д. Интересно, что у некоторых зверей, например у зайцев, с возрастом тесно связан и вес хрусталика глаза. Его извлекают, сушат, взвешивают и сопоставляют полученные показатели с эталонами.

Определение пола животных в лаборатории не доставляет затруднений. В природе все сложнее. Хорошо, если самцы и самки внешне как-то отличаются друг от друга. Темных самцов тетерева с лирообразными хвостами, косачей, невозможно спутать с пестрой рыжеватой тетеркой. Самцы копытных зверей большую часть года украшены рогами, но когда они их сбрасывают, то до появления новых быки становятся почти неотличимыми от самок. А с мишками дело обстоит совсем сложно, без близкого знакомства не различишь, где «он», а где «она».

Роль половозрастной структуры популяций животных в изменении их численности очень велика, но необходимо знать ее и по иным причинам. Организмы разного пола и возраста неодинаково реагируют на внешние факторы среды, предъявляют к ним несхожие требования, играют различную роль в природных сообществах. Превосходный пример — комары. Когда мы со злостью прихлопываем ладонью впивающегося в нас кровопийцу, мы убиваем самку, ибо только они питаются кровью.

Самцы мирно порхают в стороне в поисках нектара и сока растений.

Сколько в лесу зайцев?

— Все это хорошо в теории, но вряд ли достижимо на практике. Надо не только подсчитать число диких животных, что само по себе трудно, а сделать еще и «зоографический разрез». Не будете же вы спрашивать у животных, когда они родились, сколько их погодков в популяции и т. д.

— Почему? И подсчитаем, и «паспорта» посмотрим. Все это вполне возможно, хотя иногда действительно нелегко.

Кто-нибудь из знакомых спрашивает охотоведа, желая подтрунить над ним: послушай, не знаешь ли ты, сколько зайцев в наших лесах? Он же не моргнув глазом решительно изрекает: 8 миллионов 317 тысяч 93. Не больше и не меньше. Вопрошающий, конечно, иронически улыбается. Заливай, мол, заливай. Но не надо спешить с выводами.

Многим телезрителям запомнились, наверно, не совсем обычные кадры из фильма «Серенгети не должно умереть», который представлял в телевизионном «Клубе кинопутешествий» профессор А. Банников. Фильм снят известным западногерманским натуралистом и популяризатором Б. Гржимеком.

Небольшой, легкий моноплан, полосатый, окрашенный под зебру, летит над саванной, а под ним текут, расходясь в разные стороны, огромные стада антилоп, табунки зебр, африканских буйволов, жираф. Наблюдатели в кабине самолета усердно записывают что-то в лежащие у них на коленях блокноты. Оказывается, они подсчитывают численность млекопитающих, которые населяют национальный парк Серенгети. И еще одна цель: выявить маршруты сезонных перекочевок диких копытных зверей. Они справились с обеими задачами. Воздушное обследование помогло природоохранителям правильно оценить ресурсы копытных в парке и исправить его границы. Это понадобилось для того, чтобы кочующие животные не выходили за его пределы и не лишались покровительства человека (кстати, насущно необходимо по этим же соображениям исправить границы некоторых наших заповедников — Кавказского, Сихотэ-Алинского, Бадхызского и других).

Очень печально, что один из полетов закончился трагически. Самолет столкнулся с грифом и упал. Погиб сын Б. Гржимека, Михаэль, — энергичный, много-обещавший ученый.

«Ну, с самолета, да еще в открытой саванне как не сосчитать животных! — слышится нам голос скептика. — Вы вот заберитесь в густой лес и определите численность… тех же зайцев».

Что ж, придется тогда по порядку. И не о зайцах, а о количественных учетах диких животных вообще. Ими интересуется не только охотоведение, но и наука о млекопитающих — териология, гидробиология, ихтиология, энтомология — словом, очень многие зоологические и прикладные науки. И у каждой из них свои методы и приемы. Мы смеемся, видя в «Детях капитана Гранта» долговязого и нескладного Жака Паганеля, бегающего с детским сачком за бабочками. Но и в наше время где-либо на лугу или лесной поляне также можно встретить взрослого человека с сачком. Правда, он не гоняется за бабочками, а занимается… косьбой. Идет по лугу и через определенные промежутки, как косой, проводит сачком по траве, сгребая в него всю мелкую живность с растений. Это энтомолог, занимающийся количественным учетом насекомых. В наши дни энтомологи широко используют и другие, более современные методики, например световые или запаховые ловушки. Они основаны на привлекательности для насекомых источников, света в ночное время и некоторых запахов. И все-таки паганелевский способ учета не забыт.

А гидробиологи? Каких только приспособлений для учета водных организмов нет в их арсенале! И, оказывается, совершенствование этих приспособлений может приводить к настоящим экологическим открытиям.