Т.Н. МОИСЕЕВА
Экологу – зеленый свет

… Иногда по утрам вас будило хрипловатое урчание. Вы вставали, выходили из палатки, прихватив перочинный ножик, шли к кустам бузины за последним рядом палаток перед самым лесом и, нарезав трубок и набив их ягодами, шли назад обстреливать бузиной и будить остальных, чтобы всем вместе выяснить, что за зверь урчит каким-то неслыханным «мохнатым» голосом. А учитель биологии, разбуженный вашими нетерпеливыми голосами, объяснял, что это вовсе не зверь, а птица, дикий голубь–клинтух.
Протопав добрую дюжину километров, освежившись в полдень в лесном ручейке, мы делали привал на бугре, поросшем соснами. Врассыпную бежали за маслятами на ужин, заметив их еще по дороге к привалу. Ох, и вкусна жарешка из сладких, молоденьких маслят!
А пока они жарились, вы отправлялись побродить по сосняку да насобирать шишек – ведь сегодня дежурит ваша группа, и ужин – ваша забота. А какие дрова в сосновом лесу – одни иголки да шишки. Если каждый притащит по наволочке шишек – только тогда и ужин будет. Вы шли поискать их под большой сосной, как вдруг замирали на месте: огромный ковер из толстых зеленых роз у подножия песчаного холма, на котором красовалась сосна-одиночка. Издалека – зеленые розы, а вблизи – сочные круглые кочанчики. От каждого кочанчика отходят побеги-канатики, на концах которых опять шарики-кочанчики, только величиной с ноготь. Детки, наверное... Набив наволочку и «детками» и «бабками», вы стремительно волокли все поколения зеленого чуда к учителю биологии и от него узнавали, что это – молодило, растение сухих мест, сосновых пригорков. Зеленые шарики немедленно расхватывали все мальчишки и, засунув их в ковбойки, неплотным строем надвигались на стайку девчонок, что поодаль от палаток плели венки из «кошачьих лапок». И вот уже «детки», «дедки» и «бабки» зеленым градом обрушиваются на девчонок. А потом костер.
А назавтра – снова звонкий день, снова отмеренные кедами километры и привал на берегу речки в ольшанике. Он наверняка вам покажется «скучнее» и соснового пригорка и смешанного леса, пройденного днем раньше. Под полою ольшаника растут крапива, хвощ, зеленый мох, изредка радует смородина. И если вдруг вам захочется поиграть шариками веселого молодила, снова пострелять из бузинных трубок, поесть маслят или послушать «мохнатое» воркование дикого голубя – не ищите их, не тратьте времени зря: в ольшанике на берегу реки их нет. Давайте подумаем, почему.
З
а время похода вы прошли смешанный лес, сосновый и ольховый. И видели не просто чащу, поляну, песчаный бугор и пойму реки – вы видели различные экосистемы, видели, из чего они состоят. Вспомните, что было в смешанном лесу: ель, береза, бузина, ландыш, дикий голубь. Все они – звенья одной замкнутой системы, которая зовется смешанным лесом. Как только вы вступили на песчаный бугор, ель, береза, бузина, ландыш куда-то исчезли, уступив место сосне, молодилу и «кошачьим лапкам». И дикого голубя – клинтуха в сосновом лесу не слышно, зато на опушке соснового леса можно увидеть гнездо ястреба-перепелятника. А в ольшанике набор растений и птиц совсем другой – ольха, хвощ, птица–овсянка.
Итак, три разные экосистемы. В каждую входит строго определенный набор животных и растений и «перебегать» из одной системы в другую они не могут: молодило и «кошачьи лапки» никогда не переберутся в ольшаник, птица–овсянка никогда не перелетит в сухой сосняк. Почему же?
Потому, что в экосистемах животные и растения «привязаны» к определенным почвенным и климатическим условиям. В сосняке молодило, «кошачьи лапки» и сосна вполне «довольствуются» сухой и бедной питательными веществами почвой. Здесь не могут расти ольха, крапива и хвощ – растения, «требующие» для жизни влажной и богатой минеральными веществами почвой. Таким образом, сосновый лес имеет свое сочетание почвы и влажности – один определенный эдафотоп (от греческого «эдафос» – почва, «топос» – место). Сухие и бедные почвы сосняка – это один эдафотоп, а богатые и влажные почвы ольшаника – это совсем другой.
Итак, мы разобрали составные части понятия экосистемы и можем определить ее уже точно. Экосистема – это место с определенной почвой, влажностью, условиями освещенности, где сосуществуют определенные виды растений и животных.
Главный отличительный признак экосистемы в том, что она живет и развивается во времени. Это союз живых существ – растений, животных и микроорганизмов, которые не могут существовать друг без друга.
Различные типы экосистем изучает наука экология. Она выясняет, как зависят живые существа друг от друга и от того окружения, где они обитают (воздух, почва, вода).
Типы леса с его обитателями, пруд со всей живностью, болото, аквариум с рыбками, горшок с одиночным цветком – как непохожи эти типы экосистем друг на друга! И уж совсем инородным в этом списке кажется огромный город. Тем не менее некоторые ученые считают и его экосистемой, правда, особой. Все их объединяет одна общая черта: отлаженность механизмов взаимозависимой жизни в пределах одного замкнутого пространства.
Оказывается, что, наладив эти механизмы и обеспечив бесперебойную работу всех звеньев системы, вы, ребята, можете повторить живую природу прямо у себя на подоконнике, в новой, пусть небольшой экосистеме.
«Замкнутым пространством» может послужить аквариум (через стеклянные стенки наблюдать удобнее). В аквариум слоем 10–15 см надо положить землю, собранную за городом или купленную в зоомагазине. Городская земля, как правило, не годится: она слишком бедна корнями растений и засорена отходами городской жизни.
Д
ля создания экосистемы вам еще потребуются:
– пластмассовая миска глубиной не меньше 8–10 см; она будет заменять пруд или озеро;
– пригоршня семян травы – их можно купить в магазине «Семена»;
– пять-шесть растений (выкопайте подорожник, мятлик, «птичью гречишку»; годится и бегония или фуксия);
– 10–12 дождевых червей; десяток жужелиц, божьих коровок или черных жуков-бегунов (насекомых можно наловить в любом парке; кузнечики не годятся: они поедят всю траву);
– лягушка или ящерица;
– плодовые мушки или комнатные мухи;
– несколько камешков;
– лампа (укрепите ее над аквариумом);
– решетчатая крышка. Она нужна, чтобы не разлетелись мухи и жуки. Ее можно сделать из мелкой пластмассовой сетки, которой затягивают окна от комаров.
Поставьте пластмассовую миску в угол аквариума. Почву разровняйте и наметьте места, где будете высаживать растения. Следите за тем, чтобы корням не было тесно. Посадите растения, присыпьте землей. Разбросайте семена травы. Обильно полейте из лейки, пока влага не выступит на поверхности почвы.
Подождите неделю – пусть появятся всходы. Только после этого можно вселять насекомых и прочую живность. Накройте их новое жилье крышкой и включите лампу. Она будет давать обитателям экосистемы свет и тепло. Наполняйте «пруд» каждый день, подливая воду через воронку, вставленную в одно из отверстий крышки; вода всегда должна быть свежей. Увлажняйте почву из лейки.
Следите, чтобы вашим питомцам хватило пищи. Лягушки и ящерицы – существа с холодной кровью. Они будут плохо есть, пока температура не достигнет 18–20 °С. Если для этого одной лампочки окажется мало, поставьте вторую.
Вот чем питаются ваши подопечные:
– плодовые мушки едят переспелые, подгнившие фрукты;
– домашние мухи всеядны;
– жужелицы, божьи коровки – тлей, мелких насекомых, какие водятся в почве, растительные остатки;
– лягушки, ящерицы – червей, мух.
Итак, все звенья в вашей экосистеме увязаны. Растения получают питание из почвы и воды, которой вы их обильно поливаете. Насекомые питаются растительными остатками в почве и другими насекомыми помельче. Лягушки и ящерицы живут за счет жуков, жужелиц. Экосистема задвигалась, заработала, задышала...
Обязательно ведите дневник.
Возможно, вам посчастливится наблюдать важные и интересные события. Записывайте их!
Следя за тем, как приспосабливаются обитатели экосистемы к совместной жизни, вы сами убедитесь в том, что уже известно ученым: каждый обитатель, живя сообразно со своими привычками, содействует существованию и процветанию своих соседей, собратьев по экосистеме. А вы можете управлять этим маленьким миром.
Вы, наверное, читали сказку А.Сент-Экзюпери «Маленький принц» и знаете: каждый в ответе за тех, кого он приручил. Помните об этом!

От редакции. К сожалению, предлагаемая автором «модель экосистемы на подоконнике» на практике нереализуема. Жужелицы очень быстро съедят личинок мух, а лягушка или ящерица – жужелиц и всю прочую мелкую живность. В комнатном террариуме будут неплохо себя чувствовать только животные приблизительно одного размера, не нападающие друг на друга и регулярно снабжаемые кормом. Остальные по отношению к ним будут выступать или в качестве того же корма, или, если их не едят – в качестве нежелательных, мешающих жить нахлебников. Создать в замкнутом объеме нормально функционирующую, с естественном воспроизводством, пищевую цепь с участием сколько-нибудь интересных для наблюдения животных практически невозможно.
В.А. ДЕМИДОВ,
преподаватель химии, биологии, экологии МОУ СОШ,
с. Синегорье, Кировская обл.
Важнейшие экологические законы
В материалах по курсу экологии для 9–11-х классов средней школы упоминается ряд экологических правил и законов. Нередко речь о них заходит и на факультативах, на занятиях кружков, вопросы «на законы» часто встречаются в олимпиадах разного уровня. Наконец, при поступлении в вуз экологического или биологического профиля на устном экзамене экзаменатор вправе задать вопрос на знание экологических правил, принципов, законов в дополнение к основным вопросам билета. При этом часто ответ необходимо давать, что называется, с ходу.
Между тем узнать формулировки ряда законов не так-то просто – для этого иногда приходится просмотреть не один справочник или учебник и далеко не в каждом нужную информацию удается найти сразу.* Поэтому предлагаемый вниманию читателей материал – собранные воедино формулировки основных экологических правил и законов – во многих случаях может оказаться полезным.
Закон (правило) минимума Либиха (Ю.Либих, 1840)
Относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем в большей степени по сравнению с другими ощущается его нехватка.

Закон толерантности Шелфорда (В.Шелфорд, 1913)
Лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.

Правило Аллена (Дж.Аллен, 1877)
Выступающие части тела теплокровных животных (конечности, хвост, уши и др.) тем короче, а тело тем массивнее, чем холоднее климат.
Правило Бергмана (К.Бергман, 1847)
В пределах вида или достаточно однородной группы близких видов теплокровные животные с более крупными размерами тела встречаются в более холодных областях. (Подтверждается в 50% случаев у млекопитающих и в 75–90% случаев у птиц.)

Правило Глогера (К.Глогер, 1833)
Виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (чаще черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей. (Это позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.)
Биоклиматический закон (А.Хопкинс, 1918)
По мере продвижения на север, восток и вверх в горы время наступления периодических явлений в жизнедеятельности организмов запаздывает на четыре дня на каждые 1 ! широты, 5 ! долготы и примерно 100 м высоты.
Принцип Олли (К.Олли, 1937)
Для каждого вида животных существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции.

Принцип конкурентного исключения, правило Гаузе (Г.Ф. Гаузе, 1934)
Два вида живых существ не могут обитать в одном и том же месте, если их экологические потребности идентичны, т. е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу.
Закон Линдемана (Р.Линдеман, 1942)
С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой трофический уровень переходит не более 10% энергии.

Закон биогенной миграции атомов (В.И. Вернадский, 1942)
Миграция химических элементов в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или же протекает в среде, геохимические особенности которой (кислород, углекислый газ, водород и т.д.) обусловлены живым веществом (тем, которое населяет биосферу в настоящее время, и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории).
Закон необратимости взаимодействия в системе человек – биосфера (П.Дансеро, 1957)
Часть возобновимых природных ресурсов (животных, растительных и т.д.) может стать невозобновляемой, если деятельность человека сделает невозможным их жизнедеятельность и воспроизводство.

Закон обратимости биосферы (П.Дансеро, 1957)
Биосфера после прекращения воздействия на ее компоненты антропогенных факторов стремится восстановить свое состояние, то есть сохранить свое экологическое равновесие и устойчивость.
Закон обратной связи взаимодействия в системе человек – биосфера (П.Дансеро, 1957)
Любое изменение в природной среде, вызванное хозяйственной деятельностью человека, бумерангом возвращается к человеку и имеет нежелательные последствия, влияющие на экономику, социальную жизнь и здоровье людей.
Экологические законы Коммонера (Б.Коммонер, 1970)
1. Всё связано со всем.
2. За всё надо платить (или ничто не дается даром).
3. Всё должно куда-то деваться.
4. Природа знает лучше.
Аксиома Сочавы об иерархической структуре биосферы (В.Б. Сочава, 1957)
Биосфера представляет собой систему, организованную в виде множества подсистем различного уровня.
Закон константности (В.И. Вернадский, 1919)
Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.
Закон корреляции (Ж.Кювье, 1793)
В организме, как целостной системе, все его части соответствуют друг другу как по строению, так и по выполняемым функциям.
Закон максимизации энергии (Г. и Э. Одумы **, 1978).
В соперничестве с другими системами выживает (сохраняется) та из них, в которой наилучшим образом обеспечивается поступление энергии и максимальное ее количество используется наиболее эффективным способом.

Закон совокупности (совместного) действия природных факторов (Э.Митчерлих, А.Тинеман, Б.Бауле, 1911)
Величина урожая [или благополучие вида, популяции, организма. – Ред.] зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего, фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.
Закон усложнения (системной) организации организмов (К.Ф. Рулье, 1837)
Историческое развитие живых организмов (а также всех иных природных систем) приводит к усложнению их организации путем нарастающей дифференциации (разделения) функций и органов (подсистем), выполняющих эти функции.
Законы системы хищник– жертва» (В.Вольтерра, 1905)
1. Закон периодического цикла. Процесс уничтожения жертвы хищником нередко приводит к периодическим колебаниям численности популяций обоих видов, зависящим только от скорости роста популяций хищника и жертвы и от исходного соотношения их численностей.

2. Закон сохранения средних величин. Средняя численность популяции каждого вида постоянна, независимо от начального уровня, при условии, что специфические скорости увеличения численности популяций, а также эффективность хищничества постоянны.
3. Закон нарушения средних величин. При аналогичном нарушении популяций хищника и жертвы средняя численность популяции жертвы растет, а популяции хищника – падает.

Правило Викариата (Д.Джордан, 1887)
Ареалы близкородственных форм животных (видов или подвидов) обычно занимают смежные территории и существенно не перекрываются; родственные формы, как правило, викарируют, т. е. географически замещают друг друга.
Правило взаимоприспособленности (К.Мёбиус, 1864)
Виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.

Правило замещения экологических условий (В.В. Алёхин, 1931)
Любое условие среды в некоторой степени может замещаться другим; следовательно, внутренние причины экологических явлений при аналогичном внешнем эффекте могут быть различными.
Литература
Алексеев С.В. Экология. Учебные пособия для 9, 10–11 классов. – СПб.: СМИО ПРЕСС, 1999.
Биологический энциклопедический словарь. – М.: Сов. энциклопедия, 1986.
Быков Б.А. Экологический словарь. –Алма-Ата: Наука, 1988.
Вронский В.А. Прикладная экология. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.
Вронский В.А. Экология. Словарь-справочник. – М.: Зевс, 1997.
Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинев, 1989.
Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. Учебник для 9-го класса общеобразовательных учебных заведений. – М.: Дрофа, 1995.
Одум Ю. Экология. Тт. 1–2. – М.: Мир, 1986.
Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990.
Фарб П. Популярная экология. – М.: Мир, 1971.
Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. – М.: Просвещение, 1988.
В.А. ДЕМИДОВ,
преподаватель химии, биологии, экологии МОУ СОШ,
с. Синегорье, Кировская обл.