27 октября 2018 г. | Автор: Даурен Омаров
Пищевой круговорот

Привычный обед для гусеницы — это зелёный лист дерева, а гусеницей с удовольствием может полакомиться мышь, которую запросто съест змея. В свою очередь змея может стать едой для ястреба или беркута. Согласись, в нашей жизни добро и зло всегда рядом. Так уж устроен мир, что без этой череды «убийств» мы не смогли бы увидеть разнообразие жизни на Земле. Попробуй убрать одно из этих звеньев и может случиться экологическая катастрофа.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №5(21). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.


​Полезный воробей

Однажды это уже было, в Китае. В 1958 году в этой стране объявили войну воробьям. В прямом смысле. Дело в том, что эти птицы поедали посевы и наносили огромные убытки. Людей призывали истреблять воробьёв всеми возможными способами, основной — не давать птицам отдыхать. Ведь воробьи не способны находиться в воздухе дольше 15 минут: им непременно нужен отдых. Задачей населения было не допустить этого, и люди кричали, били в тазы, размахивали шестами и тряпками, то есть, делали всё, чтобы напугать несчастных птиц, не давая им присесть на крышу или ветку дерева. В результате воробьи падали замертво. Только за первый год «антиворобьиной» войны было уничтожено почти 2 млрд птиц, а борьба с ними велась целых четыре года. В те годы в Китае было даже принято фотографироваться с многометровой кучей мёртвых птиц: вот, мол, сколько мы убили вредителей.

Через год такой борьбы урожаи действительно стали ощутимо выше. Впрочем, ненадолго. Очень быстро на полях расплодились гусеницы и саранча, которые стали поедать рис и пшеницу в таком количестве, что ущерб от воробьёв оказался «цветочками». «Ягодки» были впереди. Гигантская популяция вредителей дала новое, более многочисленное потомство, съевшее едва ли не весь урожай! В стране наступил голод, унёсший жизни от 10 до 30 млн человек. Воробьёв пришлось завозить в страну из соседних государств.

Чего же не учли китайцы? Основного правила всех пищевых цепочек — не вмешиваться в природу. Если истребить большое количество какого-то многочисленного вида, скажем, воробьёв, то может расплодиться тот вид, которым питался первый — гусеницы и саранча. Что и произошло.

​Сети и цепи

Что такое пищевая цепь?

Пищевая цепь – это взаимо­связь живых существ, последовательно извлекающих материалы и энергию из исходного пищевого вещества.

Это научная формулировка. А по-простому — то, что мы описали выше: гусеница поедает лист, мышь — гусеницу, саму мышь — змея, змею — ястреб. Как правило, в пищевую цепь входит не более шести звеньев (обычно — четыре-пять). Если исчезнет хотя бы одно из них, то туго придётся и всем остальным. Но обо всём по порядку.

На самом деле природа намного сложнее понятных схем, ведь ястреб может питаться не только змеями, но и мышами, а сами мыши — не только гусеницами, но и зёрнами и семенами травы. Поэтому в реальных условиях пищевые цепи представляют собой вовсе не цепи, а сложные разветвлённые и переплетённые между собой системы — и называют их трофическими сетями, а каждое звено — трофическим уровнем. Общее число видов животных, входящих в трофическую сеть, часто измеряется сотнями и даже тысячами.

Выделяют два типа пищевых цепей — пастбищные и детритные. Пример с мышами, червями и ястребом — это пастбищная пищевая цепь. Первый трофический уровень в ней представляют автотрофы или первичные продуценты — организмы, получающие органические вещества из неорганических. Как правило, это зелёные растения. В нашем случае — лист дерева, получивший энергию для своего роста из солнечного света и минеральных веществ в почве.

Второй трофический уровень занимают организмы, объединённые под названием первичные консументы: те, что питаются автотрофами — травоядные насекомые, птицы, рептилии и млекопитающие. В нашем случае — гусеница.

Третий уровень — вторичные консументы: плотоядные животные, ­питающиеся травоядными. В нашем случае — мышь. Четвёртый, пятый и прочие трофические уровни (третичные, четвертичные консументы) также составляют хищники, которые охотятся на плотоядных животных — змея, ястреб.

Точно также устроены пастбищные пищевые цепи организмов, обитающих в воде. Только вместо зелёных растений здесь фитопланктон — бактерии, простейшие, одноклеточные водоросли, вместо травоядных животных — моллюски и мелкие ракообразные, вместо хищников — рыбы и другие животные, поедающие травоядных.

Детритные трофические цепи устроены иначе. Представь себе, что наш лист, упавший с дерева, успел сгнить. И его съела не гусеница, а земляной червь, который питается перегноем. Червя съел дрозд, а дрозда всё тот же ястреб. Не смотря на то, что в цепи могут участвовать те же «герои» — она всё равно будет называться детритной, потому что в её основе детрит — организм, питающийся органическими остатками (перегноем, фекалиями): бактерии, грибы, членистоногие или наш земляной червь.

​Экологическая пирамида

В типичной пищевой цепи животное каждого последующего трофического уровня по размерам превосходит предыдущее: мышь больше гусеницы, змея больше мыши, ястреб больше змеи. Но бывает и по-другому: паразит, живущий внутри мыши и питающийся за её счёт, во много раз меньше её самой, тем не менее, его можно назвать четвертичным консументом — хищником, поедающим мышь. Но, в целом, количество исходной пищи, первичного продуцента, например, листьев или травы в лесу, всегда в несколько раз больше, чем всех травоядных животных вместе взятых. Также, как и общая масса последних (гусениц) больше, чем плотоядных (мышей). Это важный закон пищевых цепей называется правилом экологической пирамиды.

Обычно трофическая сеть не «рвётся», если по какой-то причине гибнет один из её участников, потому что у каждого из них обычно есть длинное «меню», и он может выбирать разные виды пищи (не будет гусениц — мыши будут питаться червями или зернами). Поэтому пищевые цепи вполне устойчивы. Правда, если речь не идёт об очень распространённых видах, которые вносят значительный вклад в устойчивость пищевой цепочки. Исчезновение лосей, оленей и косуль из наших лесов едва ли отразится на общей экосис­теме леса. Их всегда было не так много, поэтому хищники, которые питались ими, не исчезнут.

​Плюсы и минусы

А если какого-то вида животных много, то результаты могут быть непредсказуемыми. От голода в Китае до… появления человека разумного. Не веришь? Зря. Учёные считают, что похолодание и осушение климата на Земле около 3 млн лет назад привело к массовому вымиранию крупных копытных в Африке, вслед за которыми исчезли огромные хищники — саблезубые кошки, гигантские гиены. Тогда их место частично и заняли наши далёкие предки — австралопитеки, добавившие в свой растительный рацион ещё и мясо.

Питание мясом позволило им не только нарастить большой мозг (чтобы добыть животное — нужно уметь охотиться, а значит, быть умнее), но и сократить размер челюстей. В те времена у наших предков были большие челюсти и сильные жевательные мышцы, ведь, чтобы насытиться растительной пищей, есть нужно постоянно, то есть ­много жевать. Мясом и наесться проще, и жевать его нужно меньше. Поэтому стали выживать в том числе и те, кто обладал небольшими челюстями, при питании только злаками, листьями, корешками и фруктами они бы выжить не смогли. Получился «замкнутый круг»: австралопитеки стали есть мясо — научились охотиться (стали умнее) — из-за этого у них уменьшились челюсти — и в черепе в буквальном смысле освободилось место для большего по объёму мозга (опять же, стали умнее). Вот так исчезновение нескольких уровней трофической сети — крупных африканских копытных, а с ними и крупных хищников — дало шанс нашим далёким предкам. И они его использовали, поэтому ты сейчас читаешь эти строки.

Вроде бы хорошо. Но дело в том, что мы никогда не сможем угадать, чем обернётся исчезновение того или иного звена пищевой цепи — появлением человека как вида или же его гибелью. Поэтому экосистему стоит беречь и охранять.