В большинстве случаев естественные необратимые изменения экосистем протекают в результате жизнедеятельности входящих в ее состав растений, животных, грибов и бактерий. Приведем примеры таких сукцессий.
Зарастание скал. В результате жизнедеятельности организмов, заселяющих мертвую поверхность горной породы, происходит ее разрушение, называемое биологическим выветриванием. На ней появляется слой мелких частиц, а затем и почва, изменяется состав растений и гетеротрофных организмов – бактерий, грибов, животных, и увеличивается биологическая продуктивность. Вместо пленки водорослей, а затем тонкой корочки накипных лишайников со временем появляются кустистые лишайники и мхи, травы, а потом поселяются кустарники и даже деревья. В результате этой сукцессии постепенно увеличиваются биологическая продуктивность экосистемы, запас биомассы и разнообразие населяющих ее видов.
Зарастание озера с образованием болот. Отмершие водные растения и трупы животных откладываются на дне, и озеро постепенно мелеет. Растения, которые росли по берегам, распространяются к центру и занимают все большую площадь. Со временем озеро превращается в низинное болото, в котором вместо почвы формируется торф – слой неполно разложившихся остатков растений (рис. 55).
Основные образователи торфа в низинных болотах – разные осоки, обычно образующие крупные кочки, тростник, рогоз, камыш. Большинство низинных болот зарастают ивами, черной ольхой или березой пушистой.
В ходе сукцессии мощность торфяного слоя низинного болота год от года увеличивается. Когда она превысит 40–50 см, корни большинства растений отрываются от почвы и переходят на питание за счет торфа, который минерализуется микроорганизмами. Минерализация торфа происходит медленно и не до конца, и потому условия питания растений с увеличением слоя торфа ухудшаются. Низинное болото постепенно превращается в переходное болото сберезой пушистой, вахтой трехлистной, белокрыльником болотным и др. На нем появляется мох сфагнум.
Если торфяная залежь продолжает нарастать, то количество минеральных элементов в верхнем слое торфа становится еще меньше. Настает момент, когда на нем не могут расти и растения переходного болота, формируется верховое болото. Вся поверхность верхового болота покрыта сфагновыми мхами. Из древесных растений на нем растет сосна, появляется клюква и другие растения семейства вересковых: багульник, болотный мирт, подбел, а по сухим кочкам – лишайники.
Одновременно с изменением состава растительности меняется и вся гетеротрофная биота экосистемы.
Контрольные вопросы
1. Какова роль живых организмов в процессе формирования экосистемы на скалах?
2. Почему происходит зарастание озера?
3. Охарактеризуйте сукцессию развития верхового болота из низинного.
Справочный материал
Сфагнум – это удивительный мох, который не имеет ризоидов и обладает способностью неограниченно нарастать верхушкой. Нижняя часть сфагнума постепенно отмирает. В результате особых биохимических процессов часть органического вещества отмирающих тканей разлагается и используется для питания верхней живой частью растения. Это позволяет сфагновым мхам жить на самых бедных субстратах.
Если рассматривать лист сфагнового мха под микроскопом, можно увидеть, что он состоит из узеньких полосок зеленых клеток и большого числа крупных мертвых клеток без содержимого. Эти клетки – резервуары, в которых хранится вода. Масса мха, насыщенного водой, в 20 раз превышает массу сухого мха. Это помогает сфагнуму переживать сухие периоды. При высыхании мох переходит в состояние покоя, из которого его выводит любой дождь.
Природные сукцессии экосистем могут вызываться и абиотическими факторами. Например, в любой пойме реки (заливаемой части речной долины) можно видеть, как в результате деятельности реки один из берегов подмывается, а на другом нарастает песчаная коса. Кроме того, каждый год во время паводка река оставляет на поверхности поймы тонкий слой плодородного наилка, и потому уровень поверхности поймы постепенно растет. При повышении уровня поверхности поймы сокращается время заливания (паводка), замедляется скорость тока паводковых вод и как следствие – уменьшается количество отлагаемого материала (наилка) и меняется его механический состав: в нем начинают преобладать не песчаные, а глинистые и илистые частицы. В результате происходит смена ивняков тополевниками, на смену которым приходят вязовый и липово-дубовый лес (в зоне тайги – ельник). В разных типах пойменных лесов обитают разные виды птиц и других животных. На высоких незаливаемых участках появляются землерои и муравьи.
