Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

При другом подходе специалисты изучают, как под лупой, то, что происходит внутри экосистемы, как взаимодействуют между собой отдельные организмы, виды и т. д., а также как они взаимодействуют с окружающей средой. Другими словами, это путь изучения частей, элементов экосистемы с дальнейшим обобщением данных на всю систему в целом. Это путь от частного к целому. Этот подход называют мерологическим (от греч. мерос — часть). Надо ли говорить, что оба подхода нужны, что их нельзя противопоставлять друг другу. Конечно, на разных этапах исследования ученый располагает различным объемом информации как о частях экосистемы, так и об экосистеме как о целом. В одни периоды более успешно развивались исследования, использующие второй подход (от частного к целому), в другие периоды — первый. Это естественно.

Живое вещество не является однородным. Имеются различные организмы, различные по своим свойствам, функциям и т. д. Но организмы существуют не сами по себе, по отдельности. Они образуют вместе популяции. Различные популяции образуют сообщества. Сообщества, в свою очередь, входят составной частью в экологические системы. Жизнь, функционирование популяций, сообществ и экосистем изучает экология. Но этими объектами не исчерпывается структура живого вещества. Ведь организм состоит из системы органов, а каждый орган его состоит из тканей, ткани состоят из клеток, а клетки из молекул и атомов. Эта структура живого вещества в деталях экологией не изучается (это предмет биологии и медицины), но и обойти ее, естественно, нельзя, поскольку речь идет о путях движения энергии, вещества и т. д. В этой структуре живого вещества Земли (атом, молекула, клетка, ткань, орган, система органов, организм, популяции, сообщества, экологические системы) каждое структурное звено специалисты называют уровнем организации. Они говорят: на организменном уровне, на популяционном уровне и т. д. Естественно, в структуре живого вещества выделяют генный уровень, то есть уровень генов. Он соответствует молекулярному уровню в приведенной выше схеме.

Каждая экосистема находится в непрерывном развитии (его обозначают термином сукцессия, от лат. сукцессио — преемственность, наследование). Экологическая сукцессия — это не просто развитие сообщества животных, это упорядоченный процесс развития, который не может происходить без изменения окружающей среды. В этом упорядоченном процессе развития сообщество изменяет окружающую среду так, что в новых условиях постепенно вместо старых видов образуются другие популяции, другие виды. В результате меняется характер всего сообщества. Этот упорядоченный процесс развития на определенном этапе выходит на плато, на равновесное состояние. Имеется в виду равновесие между живым веществом (сообществом экосистемы) и биокосным и косным веществом (абиотическими компонентами экосистемы). Это плато, это равновесие является зрелой стадией экологической системы. Таким образом, развитие (сукцессия) экосистемы определяется сообществом организмов (живым веществом), а скорость развития его, конкретный характер сообщества определяется косным веществом — физической средой.

Способность биосистемы (экосистемы) сохранять состояние равновесия и противостоять изменениям окружающей среды называется гомеостазом (от греч. гомео — то же, и стасис — состояние).

Здесь речь идет не вообще о равновесии, а об устойчивом равновесии. Примером такого равновесия являются качели. Если их толкнуть (вывести из состояния равновесия), то они покачаются и в конце концов снова возвратятся в это свое исходное равновесное состояние. Такое равновесие является устойчивым. Есть равновесие и неустойчивое. Например, если камень лежит на вершине горы, он находится в состоянии равновесия. Когда мы его сдвинули к склону горы и он покатился вниз, он перестал находиться в состоянии равновесия. Дело в том, что состояние камня не было устойчиво равновесным. Он находился в состоянии неустойчивого равновесия. Оба эти равновесия нам надо иметь в виду. В настоящее время биосфера находится (будем надеяться) в состоянии устойчивого равновесия. Но мы можем так изменить окружающую среду, что это равновесие перестанет быть устойчивым, и камень покатится по склону горы вниз (разрушится озонный слой, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение разрушит атмосферу и биосферу и т. д.). Собственно, это главный вопрос экологии: определить ту границу, тот рубикон, через который переступать человек не должен, если хочет сохранить свой дом и себя. Для того, чтобы определить эту границу, и надо знать, как откликается биосфера (экосистема) на изменения окружающей среды, а это значит, что надо знать, как происходят взаимодействия внутри экосистемы, а также на ее входе и выходе.