Конкуренция в природе - чем она полезна и как работает?
Одно дерево за год поглощает такой же объём углерода, какой выделяет автомобильный
двигатель на протяжении нескольких тысяч километров
Изображение: wizan, 2007 год
В дикой природе выживают те виды, которые изменяют окружающую среду под себя, а спокойное состояние и «ничегонеделание» ведёт к гибели. feurig-zinnober рассказывает о пользе конкуренции и законах развития природных сообществ, очень похожих на человеческие. В экологии, точнее, в биоэкологи, той самой, что соответствует первоначальному определению Геккеля*, меня всегда завораживало такое явление, как экологическая сукцессия. Суть явления довольно проста. Заселение прежде безжизненных или претерпевших те или иные катастрофы (пожары, наводнения, оползни) мест происходит не сразу, а постепенно. При этом сперва на скудной или потрёпанной почве начинают расти лишайнички или однолетние травки, эти лишайнички или травки живут-растут и тем самым меняют, благоустраивают свою собственную среду. Однако, благоустроив свою среду, они сталкиваются с конкуренцией, т. к. в новом благоустроенном жилище более конкурентоспособными оказываются уже другие травки или даже уже кустарнички. Пришедшие конкуренты вытесняют или просто немного притесняют прежних жителей - и тоже начинают менять свою среду. К новым изменениям, к этому новому комфорту, оказываются лучше приспособлены те виды, что потребовательнее и посложнее. Какие-нибудь, например, светолюбивые лиственные деревья. Деревья растут и создают тень, а прежние травки уже в этой тени жить не могут. Зато в тени деревьев хорошо приживаются, допустим, тенелюбивые ели. Тенелюбивые ели подрастают, и под их пологом для всяких светолюбивых березок уже нет места. Новые березки не растут, прежние, постарев, погибают... ну и так далее, только при этом изменяется и усложняется не только растительный, но и животный состав.
На заключительных этапах этого неумолимого процесса оказывается так, что виды, преобразующие среду, оказываются сами к ней наилучшим образом приспособленными. Формируется так называемое «климаксное» сообщество. И само состояние такой экосистемы называется климаксом.
Просто ради шутки: метафорическое изображение экологической сукцессии можно разглядеть в детской сказке «Теремок». В пустой теремок приходят и живут вместе мышка, затем лягушка, затем зайчик, лиса, волк, а в итоге - и медведь. Последовательно появляющиеся в теремке животные всё более требовательные, специализированные к условиям среды и всё более крупные. В итоге, когда приходит медведь, прежний теремок рушится, а звери начинают строить новый, в котором бы поместились все («Лучше прежнего отстроили!»). Иными словами, в итоге окружающая среда уже совсем другая, не такая, как в самом начале. Правда, живут в ней всё те же - в экологической сукцессии бывает и такое ).
Ну и подумаешь: одни травки сменяются другими. Одни деревца вытесняют другие. Казалось бы, чего в этом такого особенного? Меня же всегда интриговало некое смутное подобие эволюции и сукцессии. И в том, и в другом случае происходит рост разнообразия, повышение специализации видов, усложнение сообщества. Только в первом случае это происходит в течение миллионов лет, а во втором - за 50 - 100 или несколько сотен лет. В первом случае происходит эволюция формирующих сообщество видов, во втором - комбинирование видов, уже имеющихся в наличии и поблизости.
В этом смысле экологическая сукцессия подобна «солнечному зайчику». Известное теоретическое построение: если, допустим, мы будем зеркалом пускать «солнечные зайчики» на воображаемую бесконечно удаленную поверхность, то наш «зайчик» сможет двигаться со сверхсветовыми скоростями. Сам свет не может двигаться быстрее скорости света, однако «зайчик» - это не истинный луч фотонов. Это объект, который и объектом-то трудно назвать: ведь в каждый следующий момент он себе не равен. Каждый миг его движения по поверхности - это новые, совсем другие фотоны. Перемещение «зайчика» идет не за счет истинного движения света, а за счет перебора всё новых и новых фотонов. И такое «движение» может характеризоваться удивительными скоростями. Так и в случае экологической сукцессии: ускоренное развитие происходит за счет перебора и взаимной организации видов, а не собственно эволюции.
Правда, у эволюции нет конца, нет определенного итога, а у сукцессии - есть. Рамки этого процесса довольно жесткие, и, как правило, последовательность сменяющихся видов и условий среды достаточно четко предопределена. Как и предопределен финал - климаксное состояние экосистемы. Непредсказуемым фактором остаются только катастрофы, которые разрушают климаксную экосистему. Или климатические и геологические изменения, которые открывают новые пространства, доступные для заселения жизнью.
Многие считают, что климакс - это идеальное состояние экосистемы, что это такое спокойное равновесие, к которому и стремится жизнь. Но на самом деле это не совсем так. Климаксное состояние - это своеобразное состояние застоя. Сформировавшаяся экосистема в этой фазе больше не накапливает вещества - и даже наоборот: потихоньку его теряет из-за эрозии почвы или каких-либо других медленных деструктивных явлений. Тогда как именно в процессе экологической сукцессии можно наблюдать всё буйство и динамичность жизни: растет продуктивность, разнообразие, общая биомасса. Да и нет в природе чистых климаксных систем: всегда в любой достаточно крупной экосистеме есть участки, полянки, опушки, озерца и пр., в которых одни формы жизни сменяют другие. И всегда такие пришедшие к равновесию экосистемы окружены эдакой «переходной зоной» - экотоном, в котором находят прибежище те виды, что в климаксном сообществе не прижились. Эти виды зачастую более гибкие, менее требовательные, но в условиях высокой специализации (которая и требуется в экосистемах, достигших равновесия) оказываются неконкурентоспособными. Зато когда экосистема повреждена, эти виды могут занять освободившееся пространство и снова начать его преобразовывать - часто, чтобы впоследствии вновь потерять. Мало кто из неприхотливых оказывается хорошо специализированным, поэтому мало кто из первичных поселенцев добегает в итоге до финиша. У каждого оказывается своё собственное место в пространстве - и во времени. Без первопоселенцев ничего не начнётся. Но они будут вытеснены, как только сделают то, что им положено. Неумолимо, немного даже печально, но - такова жизнь )).
* - согласно Геккелю, впервые давшему определение понятию «экология», экология - это наука о взаимоотношении организмов между собой и с окружающей средой.