Природні екологічні кризи

З відкриттям останнім часом тонких механізмів функціонування генотипу з'являється  можливість цілком задовільного, причому  такого, що не суперечить достовірним  еволюційним концепціям, пояснення  макро-еволюційного ефекту. Так, акад. А. Л. Тахтаджян (1983), аналізуючи макроеволюційні  процеси в історії рослинного світу, дійшов висновку, що значна їхня кількість є такими зовсім не через  кардинальну перебудову генотипу, а  завдяки спеціальному ефекту змін функціонування генотипу вже існуючого. Інакше кажучи, один і той самий генотип може реалізовувати різні програми еволюційного розвитку: у стабільному довкіллі одного часу набута програма фенотипічно  відтворюється, по суті, без змін (у  межах фенотипічних модифікацій, які  практично не виходять за межі норми  реакції виду); а під час різких збурень довкілля (внаслідок катастроф, міграції, імміграції тощо), коли звична норма реакції не забезпечує виживання  виду, цілком можлива своєрідна мобілізація  вже існуючого генетичного потенціалу.

Антропогенний чинник для багатьох видів став сумірним з катастрофічними  подіями минулих геологічних  часів, а тому ми цілком вправі очікувати  найнесподіваніших формоутворень, реалізації найрізноманітніших життєвих стратегій, У будь-якому разі, такі моделі дають можливість зрозуміти  не тільки те, чому народжуються дво- чи триголові телята, а й русалки  та хвостаті "монахи" (таємниця Середньовіччя), люди з лебединими крилами та інші дивовижні витвори природи. Однак повернемося до проблеми вимирання. 
Останнім часом з'явилися моделі вимирання, що мають на меті врахувати дію зовнішніх та внутрішніх біотичних чинників вимирання видів, причому взятих в епохальних вимірах, а не лише в плині безпосередньої боротьби за існування.

Наразі кризові події в природних екосистемах — практично постійне й атрибутивне явище, оскільки саме вони засвідчують функціональну процесуальність, самоорганізаційну здатність таких систем. Викликано це насамперед вже згадуваною фундаментальною підвалиною функціонування живої речовини: обмеженою кількістю доступних ресурсів (як для окремого організму, популяції, виду, так і для біосфери в цілому), з одного боку, і невпинною тяглістю біосистем до експоненціального відтворення, з іншого. Водночас у біосистемах сформувались внутрішні механізми подолання таких відхилень. Розглянемо відповідні проблеми на рівні міжпопуляційних та екосистемних відносин.

У живій природі зафіксовано  багато форм та видів міжпопуляційних відносин, а також шляхів їх регуляції. Можна вказати принаймні на такі: симбіоз, паразитизм, коменсалізм, хижацтво; окремо знаходяться автотрофні організми, які, власне, і уможливлять всі інші види відносин, створюючи первинну біопродукцію шляхом синтезу її з неорганічної речовини при надходженні сонячної чи хімічної енергії. Симбіоз грунтується на взаємокорисному співжитті різних видів (співжиття гриба та водорості, відоме як лишайники та ін.). Паразитизм охоплює такі відносини, за яких один з організмів живе за рахунок організму іншого виду. При коменсалізмі один з видів користується існуванням іншого для задоволення власних потреб, не завдаючи йому безпосередньої шкоди: так, наприклад, живе кишкова паличка (амеба) в шлунку людини. Нарештіхижацтво означає знищення одними видами інших і споживання їх.

Система "хижак-жертва", як про це свідчать екологічні та еволюційні закони, не може перебувати як завгодно довго в урівноваженому стані. Неминуче, за умови постійної взаємодії між членами, рівновага зміщується в той чи інший бік. Теорію цього процесу опрацювали ще в 30-х роках XX ст. математики та екологи з різних країн світу — В. Вольтерра, А. Лотка, Р. Перль, А. Н. Колмогоров. Запропонована ними математична теорія боротьби за існуванняаксіоматично описувала конкурентні відносини, коливання чисельності природних популяцій, а також динаміку системи "хижак-жертва". Згодом ці розрахунки дістали надійне емпіричне та експериментальне підтвердження.

Система "хижак-жертва" розвивається за своєрідними законами, циклічно, причому час від часу в ній виникають кризові явища. Це має місце в "пікових" ситуаціях, коли чисельність однієї з популяцій максимальна, а іншої — мінімальна. Завжди існує загроза, що, наприклад, винищена вовками на пні популяція зайців не зможе відновитися через мізерну кількість особин, що вижили. В екосистемах, зокрема фітоценозах, також діє внутрішній механізм подолання екологічної кризи. Досягається це шляхом сукцесії екосистем та досягнення ними стану клімаксу (Ю. Р. Шеляг-Сосонко, В. С Крисаченко, Я. И. Мовчан, 1991).

Термін "сукцесія" запропонував англійський еколог Артур Тенслі для позначення процесів трансформації фітоценозів; це може відбуватися під впливом природних чи штучних чинників. Особливого значення набувають внутрішні механізми самоорганізації, які виконують репаративну та компенсаторну функцію щодо збурюючих чи небажаних впливів на екосистему.

У процесі сукцесії (Р. Уиттекер, 1980) відбувається, як правило, прогресивний розвиток грунту (наростання потужності, вмісту органічних речовин, диференціюються грунтові горизонти), збільшується висота, кількість біомаси та ярусність рослинного угруповання, зростають припаси елементів мінеральної поживи в грунті та рослинах, збільшується продукція, підвищується автономність фітоклімату, зростає видове розмаїття та стійкість угруповання. Водночас в окремих випадках вихід з кризи відбувається й іншими шляхами.

Таким особливим випадком є демутація (Г. Н. Высоцкий, 1915) — зміна рослинності після припинення дії Руйнівного чинника, внаслідок чого відновлюється первісне угруповання, налагоджується циклічність у розвитку рослинності тощо.

Чи не найпоширенішим шляхом подолання кризових явищ та самоорганізації екосистем нині стають демутації. Величезна кількість видів тварин та рослин вже стала синантропними, тобто їхнє існування безпосередньо пов'язане з людиною чи її діяльністю. Водночас синантропізації зазнають практично всі екосистеми, навіть біосфера в цілому, оскільки їхнє функціонування залежить від характеру та ступеня впливу на них людини. Але демутація, зрештою, все ж є внутрішньою самоорганізаційною функцією екосистем, оскільки для набуття стану стійкості використовуються та мобілізуються потенції самої живої речовини.

Якщо екосистемі вдається подолати кризові збурення, вона набуває, як правило, стану клімаксу.Сутність самої ідеї клімаксу, висунутої Ф. Е..Клементсом і підтриманої Е. Є. Уівером та А. Тенслі, полягає в обгрунтуванні існування стабільного угруповання, суттєво детермінованого кліматом та гідрологією регіону. Такий стан, котрий Ф. Е. Клементе називав кліматичним моноклімаксом, є заключною стадією розвитку рослинності регіону; його ще нерідко визначають за принципами зонального районування рослинності. Пізніше А. Тенслі доповнив цю концепцію ідеєю полікліматичного клімаксу. Полікліматична концепція наголошує на тому, що образ "клімаксного ландшафту" визначається мозаїкою едафічних, топографічних та екокліматичних локальних стійких станів екосистем.

Таким чином, процес сукцесії завершується станом клімаксу, завдяки  чому екосистема набуває стану динамічної рівноваги і, за умови сталості навколишнього  середовища, може досить довго підтримувати свої основні параметри (яскравим прикладом  цього є, наприклад, морські бентосні екосистеми чи угруповання пустель).

На жаль, знову доводиться констатувати, що переважна більшість екосистем сучасної біосфери виведена зі стану стійкого, тобто вони не є клімаксними. І головна причина цього явища — збурююча довкілля діяльність людини. Водночас сама людина дедалі частіше бере на ' себе (чи намагається зробити це) функцію регулятора стану екосистем, зокрема підтримання їхньої стабільності. Інакше кажучи, людина стає як головним руйнівником, так і головним рушієм досягнення екосистемами стану клімаксу, тобто рівноваги та збалансованості. 

Список використаних джерел

1. Крисаченко В.С. Екологічна культура: теорія і практика: Навч. посібник. — К.: Заповіт, 1996. — 352 с. ;
2. Сидоренко Л.І. Сучасна екологія : наукові, етичні та філософські ракурси . Навчальний посібник. Київ, 2002.
3. Режим доступу: http: // www. Eco - live. com. ua/ content/ book/ 91-prirodn  %D1  %96 –ekolog % D1 %96chn %D1 %96- katastrofi