09.04.2014 г.

  На главную раздела "Академик Сапунов В.Б."




Глава 5. Разнообразие организмов в биосфере


          1. Основы биологической систематики

          Согласно представлениям философии и методологии науки, рассмотрение любого множества должно начинаться с разбиения его на классы (подмножества), т.е. с классификации.

          Биосфера состоит из экологических систем. Те в свою очередь состоят из видов и популяций. Это множество должно быть систематизировано. На Земле существуют миллионы видов животных и растений. Каждый вид насчитывает от нескольких десятков до сотен миллионов представителей. Как классифицируется все это многообразие? Теорию биологической классификации создал шведский ученый Карл Линней. Он предлагал делить весь живой мир на животных и растений, положив в основу комплекс признаков, основной из которых — способ питания. Растения создают первичную биологическую материю из неорганических веществ путем фотосинтеза (что не исключает наличие питания растений органическими веществами). Животные потребляют уже готовые органические соединения. Растительный способ питания называется автотрофный, животный — гетеротрофный. Ученые-генетики делят все многообразие живых организмов на эукариот (Eucarya), т.е. ядерных, прокариот (Procarya), т.е. безъядерных и вира (Vira) — не имеющих клеточного строение. В основу этой классификации положен уровень организации.

          К первым относится большинство высокоорганизованных животных и растений, включая человека. Ко вторым – бактерии, цианобактерии (сине-зеленые водоросли согласно некоторым системам номенклатуры), архебактерии. К третьим — вирусы и близкие к ним существа — фаги, риккетсии, прионы. Философия утверждает, что новое в науке никогда не отвергает старое, а лишь ограничивает область применения прежних воззрений. Современные экологи сохраняют представления Линнея, считая справедливым деление органического мира на животных и растений. Однако при этом остается непонятным, куда отнести грибы, которые по образу жизни ближе к растениям, по характеру питания — к животным. Некоторые выделяют их в самостоятельное царство. В таблице 1 представлены численности описанных видов в рамках традиционной биологической систематики. Экологическая классификация живого несколько отличается от традиционной таксономии. Самостоятельная группа организмов, условно выделяемая экологами (но не систематиками) — микроорганизмы.

Таблица 1. Видовое разнообразие основных таксонов растений и животных
Таксон
Тысяч видов
Растения
 
Цветковые
150
Грибы (группа, относимая к растениям условно)70
Мхи
15
Водоросли (сборная группа, включает несколько типов)14
Папоротники
10
Печеночные мхи (иногда выделяют как самостоятельный отдел)6
Голосемянные0.5
Животные
 
Членистоногиеболее 2 500
в том числе насекомыеболее 2 000
Моллюски
200
Позвоночные
в том числе рыбы

20
                 птицы
10
                 рептилии
4
                 амфибии
4
                 млекопитающие
4
Черви (несколько типов)30
Простейшие
20
Кишечнополостные10

          Сюда относятся мельчайшие животные, растения, бактерии, грибы, вирусы. С точки зрения генетики объединение столь различающих организмов в одно царство только на том основании, что они имеют малые размеры, некорректно. Однако элементы морфологического сходства и многие сходные функции, выполняемые ими в биосфере, все же заставляют сохранить в экологической классификации царство микроорганизмов.

          Основу биологического разнообразия обычно составляет небольшое число видов. По степени распространенности виды делятся на три категории: доминирующие, редкие и скрытые. Доминирующие являются определяющими для строения и функционирования экологической системы. Редкие играют дополнительную, вспомогательную роль в экологических процессах. Скрытые виды объективно существуют, но не могут быть устойчиво зарегистрированы методами полевой экологии.

          Много лет в науке обсуждается вопрос о загадочных, исключительно редких видах, которые, вроде наблюдаются, однако никак не могут быть четко зафиксированы и пойманы — снежный человек, лох-несское чудовище, чудовище озера Таймыр, Тасманийский сумчатый волк и т.д. Вполне возможно, что за некоторыми из этих сообщений лежат вполне достоверные факты наблюдений представителей скрытых видов, которые составляют один из важнейших предохранителей биосферы, защищающих ее от разрушения.

          2. Разнообразие по размерам

          Приведем важнейшие правила, отражающих размеры живых организмов.

          Для каждой биологической конструкции и систематической группы существуют максимальные и минимальные размеры. Чем они определяются? Прежде всего — прочностью. Древесная основа, костный скелет, хитиновый панцырь и иные структурные основы живых существ имеют ограниченную прочность. Помимо прочности, размеры организмов определяют режим питания, получения тканями кислорода и другие факторы. Соответственно, больше неких определенных размеров животные и растения быть не могут. В. И. Вернадский писал, что размеры живых организмов не могут превысить порог в 300 метров длины. Абсолютно точно это утверждение не доказано, но организмов с большими размерами, действительно, не найдено. Минимальные размеры тоже не равны нулю. Организм должен иметь все, необходимое для поддержания жизненных функций, и размеры органов нельзя уменьшать бесконечно.

          Зависимость между размерами и численностью живых организмов имеет обратный характер. То есть, чем организм мельче, чем он более распространен. Гиганты редки, средних размеров организмы встречаются чаще. Мелкие — повсеместно. Правило это так же не абсолютно, ибо чрезмерно мелкие формы тоже в ряде случаев оказываются редкими.

          В пределах обратного закона распределения есть особо типичные габариты, особо устойчивые размеры. Они встречаются подчас чаще, чем мелкие формы.

          В экологии есть так называемое “правило Бергмана” — “В пределах одной систематической группы формы, живущие ближе к полюсам, крупнее тех, что обитают ближе к экватору”. Логика такого географического распределения очевидна. У крупных организмов меньше удельные потери тепла. Поэтому белые медведи крупнее бурых, бурые крупнее бамбукового медведя. Работает закон и по отношению к человеку, хотя и со многими оговорками, связанными с социально-обусловленной миграцией. Самые высокие люди — огнеземельцы, живущие близ южного полюса и на севере — скандинавы и эстонцы. Самые мелкие — живущие близ экватора пигмеи и бушмены.

В начало                               Продолжение
 

Добавить комментарий Сообщение модератору


Защитный код
Обновить