Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

В процессе сукцессии экосистемы меняется и разнообразие видов. На ранних стадиях развития разнообразие всегда растет. Но оно достигает максимума в разные фазы развития. В одних случаях это происходит в конце сукцессии, а в других — оно приходится на ее середину. Какой именно вариант реализуется на практике — зависит от двух факторов, которые действуют в противоположных направлениях. Один из них — размер организмов: чем больше эти размеры, тем разнообразие меньше. Происходит исключение многих видов (организмы меньших размеров) в результате конкуренции. Другой фактор, способствующий увеличению разнообразия видов, — это увеличение количества возможных ниш. Это происходит вследствие увеличения биомассы, а также по другим причинам. Ясно, что соотношение этих двух конкурирующих процессов зависит от того, что собой представляет изучаемая группа, в каких условиях она развивается и т. п. Изменение видового состава обусловливается в большей степени ростом органического вещества, а также сложностью экосистемы. Поддержание высокого разнообразия требует больших затрат энергии. Ясно, что нарушение в поступлении достаточного количества энергии не может не сказаться на разнообразии. Надо иметь в виду, что в процессе развития экосистемы меняется не только разнообразие видов, но и биохимическое разнообразие. В качестве примера этого приводят увеличение разнообразия состава жирных кислот планктона и бентоса по мере того, как созревает и усложняется морское сообщество.

Из всего вышесказанного следует, что «сукцессия — это не просто последовательность разных систем, а единая система, которая меняет во времени переходящие виды и популяции».

Экосистема в результате завершенного развития приходит в стабильное состояние — становится климаксным сообществом. Сообщество (экосистема) в этом состоянии может без каких-либо катаклизмов существовать как угодно долго, находясь в равновесии с окружающей средой и будучи внутренне уравновешенным — его внутренние составляющие сбалансированы друг другом, уравновешены. Стабильность климаксных сообществ выражается в том, что продукция уравновешивается потреблением. Если система открытая, то есть в нее поступает энергия (импорт) и из нее удаляется энергия (экспорт), то первый, естественно, надо сложить с продукцией, а второй — с потреблением. Для стабильных систем равенство первого (производство плюс импорт) и второго (потребление плюс экспорт) гарантировано.

Специалисты используют два понятия: региональный (климатический) климакс и местный, локальный (эдафетический) климакс. Первый находится в равновесии с общими климатическими условиями. Второй является местным. Он соответствует особым местным условиям субстрата. Но таких местных условий может быть (и есть) много, поэтому местных климаксов много.

Самой большой экосистемой на Земле является биосфера Земли. Имеет смысл рассмотреть ее эволюцию. Все сказанное выше и относящееся к ограниченным экосистемам относится и к биосфере. Во-первых, она изменяется под действием внешних (аллогенных) сил — климатических, геологических и других крупномасштабных изменений. Во-вторых, биосфера изменяется под действием внутренних процессов. Они связаны с активностью живых организмов (живого вещества) биосферы. Небезынтересно проследить историю развития биосферы.

На первом этапе происходило образование органического вещества в результате синтеза в абиотических процессах. Это органическое вещество служило пищей крошечным анаэробным гетеротрофным организмам. Этот период имел место примерно 3 млрд. лет тому назад. До этого атмосфера Земли состояла из азота, аммиака, водорода, окиси углерода, метана и водяного пара. Атмосферный газ в то время во многом определялся газовыми извержениями вулканов. Поэтому он содержал хлор, сероводород, а также другие газы, которые являются ядами для современных живых организмов. Активность вулканов в тот период была весьма высокой.