Фактори, що сприяють збільшенню популяції
Абіотичні
Параметри середовища (світло, вологість.температура, рН, концентрація хімічних речовин і т. д.) відповідають зоні оптимуму виду
Біотичні Широка екологічна ніша
Висока репродуктивна здатність
Достатня кількість їжі
Захищеність від хижаків
І Стійкість до захворювань
Стійкість до паразитів
Здатність адаптуватися
до змін зовнішнього середовища
Наявність простору для розселення й можливість розширювати ареал
Фактори* що сприяютьзменшенню популяції
Абіотичні
Параметри середовища (світло, вологість.температура, рн, концентрація хімічних речовин і т. д.) не відповідають зоні оптимуму виду
Біотичні
Вузька екологічна ніша [ Низька репродуктивна здатність
[ Нестача їжі
| Доступність для хижаків
[ Сприйнятливість до захворювань
Сприйнятливість до паразитів
Нездатність адаптуватися
до змін зовнішнього середовища
Обмеженість життєвого простору
сприяло ефективному перенесенню спор паразита від хворих рослин до здорових.
У цілому кількісний розвиток популяцій регулюється взаємодією комплексу як сприятливих, так і несприятливих факторів що спричиняють коливання чисельності популяції навколо певного середнього значення (рис. 2.10). Фактори, котрі сприяють зростанню популяції, зумовлені біологічним потенціалом даного виду. Фактори, які протидіють цьому процесові, зумовлені тиском середовища й біологічним тиском із боку інших популяцій.
Питання, пов'язані з вивченням механізмів регуляції розвитку популяцій у біогеоценозах і ставленням видів до факторів середовища, розглядаються спеціальними розділами екології — відповідно популяційною та аутекологією.
§ 2.6.^/ Основні екологічні закони________________
Люди скоряються законам Природи, навіть коли діють проти них.
Й.-В. Гете,
видатний німецький поет,
мислитель,
природознавець (XVIII—XIX ст.)
|
98
Чисельність популяції
PucJUO Фактори, що визначають чисельність популяцій
| Е |
кологія — молода наука, й, мабуть, через це вона ще не сформулювала своїх законів з математичною чи фізичною точністю. Можливо, це буде зроблено пізніше. Поки що ж прийнято вважати, що екологічні закони - це серед-ньостатистичні прояви певних причиново зумовлених явищ. На думку відомого еколога Д. Чіраса, природа розвивається й функціонує за чотирма основними принципами:
1) рециклічності, або повторного багаторазового використан
ня найважливіших речовин;
2) постійного відновлення ресурсів;
3) консервативного споживання, коли живі істоти спожива
ють лише те й у такій кількості, як їм необхідно;
4) популяційного контролю — природа не допускає вибухо
подібного росту популяцій, регулюючи кількість особин того чи
99
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Гла в а 2
Біоеиопогія
іншого виду створенням відповідних умов для його існування та розмноження.
Більшість цих та інших екологічних принципів і законів вдало узагальнив американський еколог Б. Коммонер у 1974 p., звівши їх до чотирьох законів.
Закон перший: усе пов'язане з усім. Екологія розглядає біосферу нашої планети як складну систему з багатьма взаємопов'язаними елементами. Ці зв'язки реалізуються за принципами зворотного негативного зв'язку (згадаємо, наприклад, систему «хижак—жертва»), прямих зв'язків (в екосистемах «працюють» усі дії логічної алгебри — «або», «і», «не»), а також завдяки різноманітним взаємодіям, що взаємовиключають одна одну. За рахунок цих зв'язків формуються гармонійні системи кругообігу речовин та енергії. Будь-яке втручання в роботу збалансованого механізму біосфери викликає відповідь одразу за багатьма напрямами, що робить прогнозування в екології надзвичайно складною справою.
Закон другий: усе має кудись діватися. На прикладі біологічного кругообігу видно, як рештки й продукти життєдіяльності одних організмів є в природі джерелом існування для інших.
Людина поки ще не створила такого гармонійного кругообігу в своїй господарській діяльності. Будь-яке виробництво постійно «випускає» принаймні дві речі — необхідну продукцію й відходи. Відходи самі собою не зникають: вони нагромаджуються, знову втягуються в кругообіг речовин і призводять до непередбачених наслідків. Численні приклади таких наслідків розглядатимуться в гл. 4.
Закон третій: природа знає краще. «Живе складається з багатьох тисяч різноманітних органічних сполук, — пише Б. Коммонер, — і часом здається, що принаймні деякі з них можуть бути поліпшені, якщо їх замінити якимось штучним варіантом природної субстанції». Третій закон екології стверджує, що штучне введення органічних речовин, які не існують у природі, а створені людиною, але беруть участь у живій системі, швидше завдасть шкоди. Одним із найдивовижніших фактів у хімії живих речовин є те, що для будь-якої органічної субстанції, виробленої живими істотами, в природі є фермент, здатний цю субстанцію розкласти. Тому, коли людина синтезує нову органічну сполуку, яка за структурою значно відрізняється від природних речовин, цілком імовірно, що для неї немає розкладального ферменту, й
100
ця речовина «накопичуватиметься». Другий закон допомагає зрозуміти, які наслідки матиме таке накопичення.
Закон четвертий: ніщо не дається задарма. «Глобальна екосистема являє собою єдине ціле, в межах якого ніщо не може бути вигране або втрачене й яке не може бути об'єктом загального поліпшення: все, що вилучається з неї людською працею, має бути відшкодоване. Сплати за цим векселем не можна уникнути, її можна лише відстрочити», — пише Б. Коммонер. Четвертий закон стверджує: природні ресурси не нескінченні. Людина в процесі своєї діяльності нині бере у природи в «борг» частину її продукції, залишаючи під заставу ті відходи й ті забруднення, яким не може чи не хоче запобігти. Цей борг зростатиме доти, доки існування людства не опиниться під загрозою й люди сповна не усвідомлять необхідність усунення негативних наслідків своєї діяльності. Це усунення потребуватиме дуже великих затрат, які й стануть сплатою цього боргу.
Про те, що людина вже встигла зачислити на цей свій рахунок, ітиметься в наступних главах.
§ 2.7: j Ноосфера
Людина опинилася за кермом біосфери, не знаючи правил навігації... Ці правила — екологічні закони світу, закони, що керують життям на Землі, людина відмінити не може. Вона мусить їм підкоритись, аби вижити.
її. Фарб,
американський ентомолог, письменник — популяризатор науки
Гоява на Землі Розуму, носієм якого є Людина,
___ ^докорінно змінила хід еволюції біосфери.
Перехід від «нерозумної» форми живої матерії до Розуму був таким самим революційним стрибком, як і перехід від неживої матерії до живої.
Як же оцінювати цю подію — появу на Землі Розуму? Адже дехто з учених розглядає людину як своєрідну «помилку Природи», хворобливе відхилення від «норми», що виникло на Землі випадково.
101
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоекологія
І І
Зовсім іншу думку обстоював В. І. Вернадський, який був переконаний, що поява на Землі носія Розуму підготовлена всією її попередньою геологічною історією. «Людина, — писав він, — є геологічною силою більшого значення, ніж ми це собі уявляємо. 1 ця сила, створена всім попереднім життям, не може ні зникнути, ні повернути назад».
Але чому саме людина стала носієм Розуму? Чому не стали розумними, наприклад, мурашка чи слон? Пригадаймо, що пись-менники-фантасти населяють інші планети розумними квітами (К. Саймак), собаками (А. і Б. Стругацькі) чи навіть мислячим океаном протоплазми (С. Лем). Проте, на думку видатного палеонтолога й письменника І. Єфремова, в земних умовах розумною могла стати лише людина. Цьому сприяли особливості будови її організму: великий складний мозок, пряме, вертикальне положення тіла, наявність кінцівок двох типів — нижніх для пересування (ніг) і верхніх (рук), здатних брати, утримувати й використовувати різні предмети. Дуже важливо також, щоб голова мислячої істоти не слугувала знаряддям, не була обтяжена рогами, могутніми щелепами, які не дають розвинутися мозкові, — саме таку будову має голова людини. Тобто, як гадає І. Єфремов, основні особливості будови людини найбільше відповідають організмові, здатному стати розумним.
■ Еволюція людини.Коли ж і як саме людина виділилася з тваринного світу й стала людиною? Новітні наукові дані підтверджують ідею Ч. Дарвіна про те, що найближчими нашими родичами є людиноподібні мавпи. Дослідження генетиків показали: нукле-отидні послідовності ядерної ДНК людини, шимпанзе й горили різняться менше ніж на 2 %. За біохімічними показниками крові найближчим нашим родичем слід вважати карликового шимпанзе — бонобо, який у невеликих кількостях іще зберігся в тропічних лісах Конго. Бонобо за своїми анатомічними особливостями дуже близький до австралопітеків — людиноподібних мавп, рештки яких учені знаходять у східній частині Африки (Ефіопія, Танзанія). Жили ці примати приблизно 4—6 млн років тому. Об'єм їхнього мозку становив 400—600 см3, тобто менше від необхідного мінімуму для розумної істоти, який, на думку вчених, дорівнює 700—750 см3 (рис. 2.11). Проте ходили вони прямо, на нижніх кінцівках, будова їхньої стопи нічим не відрізнялася від людської і, цілком імовірно, вже вміли виготовляти й використо-
102
Рис. 2.11 Об'єми мозку людини (a) та шимпанзе (б)
вувати найпримітивніші кам'яні знаряддя — чоппери — поряд із палицями й кістками тварин.
Близько мільйона років тому з'явився особливий вид ссавця, який
у процесі свого розвитку мав стати Homo sapiens.
Людина багато в чому схожа на представників тваринного світу.
Протягом тисячоліть вона займає в біосфері нішу, схожу на ту,
котру займає будь-який інший ссавець.
Проте розвиток її мозку й інтелекту дав змогу їй оволодіти
вогнем, створити знаряддя праці, почати вести сільське
господарство й т. д. Поступово людина почала порушувати
континентальні екосистеми, змінювати пейзаж, ставати
господарем на Землі.
П. Агесе,французький еколог
Еволюцію далеких предків людини вивчено поки що недостатньо. Антропологи вважають, що на зміну австралопітекам прийшли представники роду гомо, до якого належить і людина сучасного типу, а саме гомо габіліс (людина вміла), гомо еректус (людина прямоходяча), потім архантропи (синантроп і неандерталець). Проте, за сучасними даними, жоден із цих видів нашим прямим предком не був, зокрема й неандерталець, який таким довго вважався. Це бічні, тупикові гілки еволюції. Людина сучасного типу, кроманьйонець, з'явилася протягом останнього, вюрмського, зледеніння, як вважають, близько 30 тис. років тому. Ці люди практично нічим не відрізнялися від сучасних, але хто був їхнім безпосереднім предком — невідомо.
103
Розділ І Сучасні підходи в науці про довкілля
Глава 2
Біоєкологія
І
Еволюція людини за своїми темпами й наслідками не має аналогів серед інших представників тваринного світу. Наприклад, коню знадобилося 60 млн років для того, щоб стати тим, чим він є нині (його палеогеновий предок гіппаріон мав п'ятипалі кінцівки й розмір собаки). Як пише американський дослідник Е. Томас, «щось дивне й нереальне є у відтвореній картині, де тварина, котра лазила по деревах, за 3 мільйони років стала двоногою, зуміла створити машини, що плавають по воді, котяться по суходолу, літають у повітрі, в той час як її мляві кузени все ще стрибають із гілки на гілку».
Примати виділилися з тваринного світу завдяки своєму великому мозкові та вертикальному положенню тіла. Але справжніми людьми вони стали тоді, коли виробили системи абстрактних понять — математику, релігію, живопис, музику. Головним критерієм розвитку людини є її здатність жити в світі ідеального — оцінювати прекрасне, відрізняти хибне від істинного, створювати абстракції. Не досягши цього стану, наші далекі предки були тільки проміжною ланкою між тваринами й людьми.
Деякі абстрактні поняття осягали ще неандертальці. Як свідчать археологічні розкопки, вони ховали своїх небіжчиків, виконуючи при цьому певні обряди (клали в могилу їхні особисті речі, прикрашали їх квітами), тобто в них уже існували якісь примітивні релігійні культи, зокрема віра в потойбічний світ. Що ж до кроманьйонців, то численні археологічні знахідки свідчать про те, що їм були доступні всі галузі абстрактних понять, відомі нам сьогодні. Вже 20—30 тис. років тому ці люди малювали прекрасні зображення (рис. 2.12) й цілі «картинні галереї» на стінах печер, вирізали з мамонтової кістки скульптурні зображення людей і тварин, склали досить досконалі місячні й сонячні календарі, виконували складні релігійні ритуали. В них були навіть музичні інструменти ударного типу, виготовлені з кісток мамонта (знайдені, зокрема, археологами на стоянці прадавніх людей на території сучасного села Межиріч Черкаської області).
Еволюція людини незвичайна. На відміну від усіх інших організмів, людина не пристосовувалася до природи, а ніби відокремлювала себе від неї. Знаряддя праці, одяг, житло, вогонь — усе це прийоми, за допомогою яких вона відгороджується від довкілля, створює своє власне стабільне середовище. Зберігаючи своє внутрішнє середовище, людина в дедалі більших масштабах змінює середовище зовнішнє. Сьогодні, на жаль, обсяги цих змін такі, що вже стали загрожувати існуванню самої людини.
104
Антропологи й фізіологи помітили таку дивну особливість: потенційні можливості мозку людини набагато вищі за її фізіологічні потреби. Мозок людини досяг сучасного рівня складності задовго до того, як виникли культура й цивілізація. Ось як
