Сутнісні начала природи, або чого навчає вчення про Трійцю. 20 страница

Часто подібним методом користуються політики, які досягають своїх ці­лей, використовуючи енергію вибуху обуреної юрби для розчищення поля діяльності від своїх опонентів.

За допомогою імпульсів енергії «низької якості» у природі, технічних системах чи суспільстві можуть бути запущені про­цеси, що належать до класу лавиноподібних. Причому це може бути зроблено усвідомлено чи ненавмисно. Достатньо, напри-

264

клад, не вгадати з яким-небудь податком чи ціною на певний товар (зокрема, бензин), як по країні прокотиться хвиля банк­рутств дрібних і великих підприємців.

Методи цілеспрямованого вибуху та імпульсу лавиноподіб­них процесів є дуже ефективним засобом управління процесами розвитку. Разом з тим це дуже ризиковані методи, що потребу­ють ретельного прогнозного опрацювання можливих інформа­ційних каналів розвитку майбутніх процесів.

Крім зазначених екстремальних методів існує широкий спектр інших форм здійснення механізму позитивного зворот­ного зв'язку, які є менш руйнівними за своєю суттю, але мають значний потенціал підвищення ефективності процесів розвит­ку. До речі, ці ж методи широко використовуються і як захисні засоби. Адже збереження системи може ґрунтуватися не тільки на підтриманні її працездатності (гомеостазу) за будь-яку ціну, але й превентивному руйнуванні системи (а частіше найбільш слабких її ланок), якщо навантаження на систему перевищують критичні значення. Саме на цьому принципі заснована дія за­побіжників і аварійних відключень системи. Цей же метод ви­користовують залізничники, коли, простукуючи важкою кува-лдою ланки ходової частини вагонів, зондують можливі «тонкі» порушення структури металу.

Загальним же для всіх методів реалізації механізмів позити­вного зворотного зв'язку є прагнення максимального викорис­тання енергії природних процесів, що відбуваються в природі і суспільстві.

Висловлені міркування наводять ще на одну думку. Стосов­но економічної системи вихідні ресурси можна розглядати як енергію більш низької якості. Тоді як вироблена продукція є аналогом енергії більш високої якості. У цьому підвищенні інфо­рмаційного статусу предметів праці можна помітити багато ас­пектів. Досить порівняти властивості, які мають на виході з конвеєра новенькі автомобілі, телевізори чи комп'ютери, з вла­стивостями тієї купи матеріалів, з яких ці вироби виготовлені. У даному випадку читач оцінюватиме еволюцію інформаційно­го статусу предметів праці з погляду споживача.

Економісти, які представляють інтереси підприємства-ви-готівника, мають інший погляд. Для них збільшення інформа­ційного статусу виробничих ресурсів відбито в тій додатковій вартості, що упредметнюється у виробленій продукції.

265

Зростання інформативності предметів праці для підприємства -виготівника може бути виміряне одержуваним додатковим прибутком.

У будь-якому випадку вихідні ресурси - це продукти більш низької інформаційної якості, що дозволяють одержати проду­кти з більш високим інформаційним статусом. З економічної точки зору, це, крім усього іншого, можливість із більш деше­вих і менш цінних ресурсів одержати більш дорогі і більш цінні товари.

Зниження кількості менш цінних ресурсів «на вході» під­приємства означає зниження випуску більш цінних продуктів «на виході» підприємства. У цьому зв'язку керівникам і фахів­цям підприємства потрібно дуже обережно ставитися до так зва­ної економії сировини. Існує небезпека разом із водою виплес­нути й дитину. Іншими словами, при боротьбі за економію ре­сурсів можуть бути зменшені продуктивні витрати виробничого призначення, що визначають вихід готової продукції.

Подробиці

У світлі сказаного видається доречним ще раз розглянути ентропійну діяль­ність підприємства, тобто його витрати. Раніше ми вже говорили про дві ключові причини ентропійної діяльності системи.

Одна з них полягає в недосконалості організації функціонування систе­ми. На підприємстві дана причина обумовлює рівень непродуктивних втрат. Саме ці втрати формують різного роду збитки і відходи, що ведуть до зни­ження ефективності виробництва. З подібного роду втратами можна і потрі­бно боротися для підвищення ефективності.

Іншою причиною ентропійної діяльності є необхідність здійснення витрат виробничого призначення. Без них не відбудеться виробничий процес, а отже, не буде і готової продукції. Якщо виробництво налагоджене і ресурси вико­ристовуються раціонально, то будь-які спроби економії на виробничих витра­тах неминуче призведуть до перебоїв у виробничому процесі або взагалі до його зриву. Результатом буде втрата готової продукції.

Прагнення скоротити непродуктивні витрати таке ж природне, як і ба­жання збільшити обсяг виробництва з його неминучими виробничими витра­тами. Проблема полягає в тім, що найчастіше дуже важко буває (навіть досвідченому виробничнику) відрізнити власне продуктивні витрати від не­продуктивних. Крім того, стануть будь-які витрати продуктивними (тобто ко­рисними) чи ні, можна побачити пише через деякий час — коли завершиться виробничий цикл.

Однак буває, що кричущу безгосподарність видно неозброєним оком. Йдеться про ті випадки, коли під виглядом економії ресурсів завдається удар

по продуктивному капіталу. Найбільш наочним прикладом може служити відключення електроенергії на підприємствах країни. Це може відбуватися як з волі «вищого рівня», так і з ініціативи керівників самих підприємств. Зокре­ма, ректори деяких вузів, виконуючи команду про енергозбереження, ско­ротили кіпькість занять. Подібним керівникам залишається лише порадити також інші резерви економ»: зарплата працюючим, витрати на опалення в зимовий час, ін. А ще краще — зупинити підприємство взагапі, щоб цілком скоротити будь-які види витрат. Економія буде тим більшою, чим більший період зупинки підприємства. Правда, усю суму економії багатократно пе­рекриє збиток від упущеної вигоди. Вигоди, які могло б принести перерване виробництво. Щоб цього не сталося, необхідно розвивати навички спектра­льного економічного зору.

Спроба економити на продуктивному капіталі може оберну­тися колосальними втратами.

Аналізуючи особливості реалізації механізмів негативного і позитивного зворотного зв'язку, можна зробити такий висно­вок: мистецтво стійкого управління розвитком - це майстер­ність здійснення інформаційного контролю гомеостазу системи і здатність створювати умови для майбутніх трансформацій си­стеми, направляючи матеріально-енергетичні потоки по найбільш ефективних інформаційних каналах.

З позицій багатоспектрального бачення енергетичних пото­ків (як і інших видів ресурсів) по-новому сприймається універ­сальний критерій добору. Два вже згадувані формулювання критерію добору, а саме: мінімізація розсіювання {дисипації) енергії та мінімізація ентропії тільки на перший погляд зда­ються ідентичними. Насправді друге формулювання набагато глибше і повніше. Адже, як ми вже переконалися, енергія від енергії може дуже різнитися. Термін «ентропія» дозволяє охо­пити не тільки енергетичний, але й інформаційний підтекст. Завдяки цій обставині поняття «мінімізація ентропії» здатне відбити не тільки наслідок (мінімізацію розсіювання енергії), але й причину (завдяки максимальному закріпленню інформації, чи максимальному підвищенню рівня організованості системи).

Мінімізація ентропії - це максимізація інформації та міні­мізація розсіювання енергії. Саме своєю ємністю це формулю­вання критерію є надзвичайно вдалим. Крім уже згаданого при-чинно-наслідкового зв'язку воно відбиває широке різноманіття

267

характеристик системи: максимум упорядкованості, максимум ефективності, мінімум відходів та ін. Оцінити цю ємність і різ­номаніття запропонованого формулювання можна лише з пози­цій багатоспектрального бачення енергоінформаціиних потоків (так само, як і інших видів капіталу: речовинних, фінансових, людських).

Частина II

основи

ЕКОЛОГІЧНО

ЗБАЛАНСОВАНОГО

УПРАВЛІННЯ

СОШАЛЬНО-

ЕКОНОМІЧНИМ

РОЗВИТКОМ

 

Розділ 12

Теоретичні основи екології

12.1. Становлення біосфери та її характеристика

Біосфера (грец. bios - життя, sphaira - куля) - оболонка Землі, в якій існує життя. Цей термін вперше запропонував австрійський геолог Едвард Зюсс у 1873 році. Цілісне вчення про біосферу було створене видатним вітчизняним ученим В.І. Вернадським. До складу біосфери входять таки частини геосфери:

• нижня частина атмосфери - від поверхні Землі до озонової оболонки, тобто до висоти близько 25-30 км. Атмосфера складається із суміші газів (азот - 78%, кисень - 21%, ар­гон - 0,93%, діоксид вуглецю - 0,03%, інші гази - менше 0,005% за об'ємом) та колоїдних домішок (пил, краплі води, кристали тощо);

• вся гідросфера - водна оболонка, яка покриває 2/3 поверхні планети (до найбільшої глибини - Маріанської впадини в Тихому океані - 11 030 м). Більше 40% води міститься в земних надрах (у літосфері). Об'єм гідросфери складає бли­зько 137 • 10⁷ км³, а хімічний склад наближається в серед­ньому до складу морської води. Із загальної маси води бли­зько 98% знаходиться в океанах і морях, 2% її загальної кількості складають прісні води;

• верхня частина літосфери - верхня «тверда» оболонка Землі, яку складають земна кора та верхня частина мантії Землі. Товща літосфери становить 50-200 км, у тому числі земної кори - до 75 км на континентах і 10 км під дном океану. Між літосферою, гідросферою і атмосферою постійно відбу­вається речовинний і енергетичний взаємообмін, проявом якого є, зокрема, землетруси і виверження вулканів.

271

Усі ці сфери є складовими середовища, в якому існують всі живі організми планети. Ці організми, у свою чергу, не лише існують у біосфері, а й є її творцями. За В. Вернадським, жива речовина - це біогеохімічний фактор планетарного масштабу, під дією якого відбуваються перерозподіл, міграція і розсіюван­ня хімічних елементів.

Між живим і неживим непереборної межі не існує. Живою називають динамічну систему, яка активно сприймає і перетво­рює молекулярну інформацію з метою самозбереження.

Основна функція живої системи - самозбереження шляхом випереджального реагування. Для відновлення і збереження енергії в системі необхідне надходження енергії ззовні, з навко­лишнього середовища, та обмін речовин і енергії - метаболізм. У метаболізмі поєднані процеси асиміляції і дисиміляції (синте­зу і розпаду) речовин. Наявність програми відтворення у ви­гляді дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) та її висока стабі­льність порівняно з іншими структурами біологічної системи зумовлюють спадковість. Під впливом змін екологічних чинни­ків спадковість може змінюватися, відбуваються мутації - інду­ковані зміни в генетичному апараті.

Успадковані зміни та їх відбір під впливом екологічних чин­ників зумовлюють видоутворення і збільшення біологічного рі­зноманіття. Різноманіття видів забезпечує більшу ймовірність збереження життя завдяки існуванню найкраще пристосованих до змін довкілля форм, тобто відбувається біологічна еволюція.

Нині виділяють шість основних рівнів організації живої матерії:

• молекулярно-генетичний - редуплікація генів, формування ідентичних молекул на основі матеріалів, що забезпечують спадковість і мінливість;

• організмений - цілісність функцій, ріст, онтогенетичний розвиток;

• клітинний;

• популяційно-видовий - еволюція, тривале існування, таксо­номічні характеристики;

• біоценотичний - трофічні, хімічні, енергетичні зв'язки, кру­гообіг хімічних елементів, перетворення енергії;

• біосферний - форма життя, яка поза біосферою не існує. Кожний з цих рівнів має особливості, але всі вони тісно по­в'язані між собою, взаємно впливають один на одного, створю-

272

ючи єдине ціле - живу речовину. На всіх структурних рівнях організації матерії реалізована лише дуже незначна частка мо­жливих комбінацій молекул. Це означає, що кожний біологіч­ний вид, кожна жива істота є унікальними, оскільки вони ма­ють набір властивостей, за допомогою яких ефективно адапту­ються до навколишнього середовища та його змін.

Біосфера є відкритою термодинамічною системою. Енергію вона одержує від Сонця і з надр Землі. Отримана ззовні енергія трансформується і розсіюється, підпорядковуючись двом фун­даментальним законам термодинаміки. Перший закон термо­динаміки - це закон збереження енергії (енергія не може ні з'явитися, ні зникнути, вона лише трансформується з однієї форми в іншу). Другий закон термодинаміки вивчає напрямок якісних змін енергії в процесі її трансформації з однієї форми в іншу (закон описує співвідношення корисної та марної роботи під час трансформацій форм енергії). За другим законом термо­динаміки будь-яка робота супроводжується трансформацією високоякісної енергії в енергію нижчої та найнижчої якості -теплоту - і призводить до зростання ентропії (збільшення енергії найнижчої якості, не придатної до корисної роботи, тобто розсі­ювання енергії).

Вважають, що еволюція біосфери відбувалась у напрямку зменшення ентропії. Чим довшими є ланцюги живлення, тим вони енергетично досконаліші. Саме завдяки ланцюгам жив­лення в біосфері постійно відбувається не лише кругообіг води та обмін енергії, а й кругообіг речовин, які живі організми ви­користовують для побудови і підтримання життєдіяльності сво­їх тіл та забезпечення процесів розмноження.

Примітка

Всього відомо близько 80 хімічних елементів, необхідних біоті. З продуктами життєдіяльності або після смерті ці елементи повторно потрапляють у довкіл­ля і знову використовуються іншими організмами (постійний кругообіг речо­вин). Хімічні елементи, які зазвичай використовуються у великих кількостях (не менш як 0,01% загальної маси організму), - це макроелементи: С, Н, N, О, Ha, P, 5, К, Мд, Са. Вони вилучаються організмами з довкілля, погли­наються і концентруються в клітинах. Елементи, потрібні організмам у мен­ших кількостях (до 0,01%), називають м/кроелеменгами; Cr, Mn, Fe, Cu, Mo, Zn, В, I, F, Se та ін. Отже, до біогенних елементів (їх 22) відносять хімічні елементи, що постійно присутні в складі всіх організмів. Деякі з біогенних елементів входять до складу організмів як мікроелементи (Fe, I, F). В організмі

273

біогенні елементи утворюють біомолекули, що ускладнюються в процесі обміну речовин (метаболізму). Нестача біогенних елементів в організмі при­зводить до порушення певних функцій організму.

Великий і малий кругообіг речовин (насамперед води, вуг­лецю, азоту, фосфору, сірки, калію, магнію, кальцію) - життє­во важливі процеси біосфери, вони мільйони років не порушу­валися, поки діяльність людини не набула планетарного харак­теру. За минуле століття, особливо в останні його десятиріччя, антропогенна діяльність призвела до значних порушень круго­обігу речовин у біосфері, розвитку глобальної екологічної кри­зи. Саме діяльність людини значно прискорила процеси вивіт­рювання гірських порід, зумовила накопичення в атмосфері такої кількості газів, яка спричинила розвиток негативних кліматич­них змін (парниковий ефект), появу озонових дір та кислотних дощів, деградацію ґрунтів через надмірне накопичення в них токсичних хімічних сполук. Внаслідок збільшення в природ­них водах, повітрі і ґрунтах концентрації важких металів, наф­топродуктів, пестицидів деградують і гинуть екосистеми, уповіль­нюються процеси кругообігу речовин у біологічному циклі, ча­стішають спалахи «цвітіння» вод внаслідок масового розмно­ження мікроскопічних водоростей не тільки ставків, водосхо­вищ, а й Світового океану, що обумовлює порушення функціо­нування екосистем. Людина також створює у величезних кіль­костях речовини, які не можуть бути залучені до біологічного кругообігу (пластмаси, поліетилен тощо), оскільки останні не розкладаються в біосфері.

Накопичення в атмосфері вуглекислого газу, спричинене людською діяльністю, може призвести у найближчий час до потепління, танення льодовиків і підйому рівня води в океанах більш ніж на 100 м, тобто до порушення стійкості біосфери.

В житті і діяльності людини стійкість біосфери має надзви­чайне значення:

• біосфера є не просто джерелом ресурсів для людини, а й приймачем відходів її виробництва та життєдіяльності. Це складна система (фундамент життя), у якій біота сама забез­печує стабільність навколишнього середовища;

• біосфера має граничну господарську ємність, перевищення якої порушує стійкість біоти і довкілля;

274

• у межах господарської ємності біосфера і екосистеми функ­ціонують згідно з принципом Ле Шательє, швидко відновлюють усі порушення рівноваги в довкіллі, залишаю­чи його стійким. Здатність відновлення в абсолютних вели­чинах, як і межа господарської ємності, змінюються від ланд­шафту до ландшафту залежно від продуктивності біоти: в пустелях вона найменша, у лісах - найбільша. Перевищення господарської ємності зумовлює порушення біо­логічного кругообігу речовин, деградацію екосистем, забруднення довкілля. У свою чергу, забруднення і руйнування навколишньо­го середовища призводить до загибелі багатьох видів організмів.

Головне завдання людини - збереження і відновлення при­родних угруповань організмів у таких масштабах, які забезпе­чать господарську ємність біосфери в цілому. Межу зростання людства визначає господарська ємність біосфери, верхнім поро­гом якої є переведення в антропогенний канал понад 1% чистої первинної продукції біоти (фотосинтезу); перевищення цього порогу призведе до глобальної екологічної катастрофи і розпаду геному людини, наслідком чого буде зникнення її як виду.

Таким чином, найважливішими рисами біосфери є існуван­ня в її межах живої речовини і постійний матеріально-енерге­тичний обмін з космосом. Наявність життя - це головне, чим відрізняється Земля від інших планет Сонячної системи.

12.2. Жива речовина

Сукупність усіх живих організмів на планеті В.І. Вернадський назвав «живою речовиною». Планету населяє приблизно 500 тис. видів рослин і 1,5 млн видів тварин. Якщо зрівняти поверхню Землі і рівномірно розподілити по ній існуючі рослини, тварини і мікроорганізми, то вони утворять шар завтовшки всього 2 см. Розподіл біомаси живої речовини наведений в табл. 12.1.

В.І. Вернадський виділяв чотири функції живої речовини: га­зові, концентраційні, окисно-відновні і біогеохімічні. У наш час розрізняють шість її основних функцій (табл. 12.2).

Отже, жива речовина - невід'ємна складова біосфери, що об'єднує всі її компоненти в єдине ціле, є її функцією і одноча­сно «однією з найпотужніших геохімічних сил на нашій пла­неті» (В. Вернадський).

275

Таблиця 12.1. Жива речовина Землі

Компоненти живої речовини

Жива біомаса, кг

Суха біомаса, кг

Фітомаса наземна

Фітопланктон

Зоомаса суші

Зоопланктон

Зообентос

Уся жива речовина суші

Уся жива речовина океану

6,5-10 0,9-10¹² 6,0-10¹² 21,2- 10¹² 6,6-10¹² 6,5- 10 29,9-10

2,6-10 0,18-10¹² 2,0- 10¹²

4,2-10 2,4-10 2,6Ю

7,05-10

Таблиця 12.2. Функції живої речовини

Функція

Зміст

Енерге- Забезпечення зв'язку біосферно-планетарних явищ з космічним тична випромінюванням, головним чином з космічною радіацією. В основу

цієї функції покладено фотосинтетичну діяльність зелених рослин

Газова Забезпечення міграції газів та їх перетворення і динаміка в біосфері

Концен- Пов'язана з накопиченням живими організмами біогенних елементів траційна з навколишнього середовища; їх концентрація в живих організмах на три порядки вища, ніж у навколишньому середовищі

Окисно- Полягає в хімічному перетворенні речовин, які містять атоми зі відновна змінним ступенем окиснення (сполуки заліза, марганцю тощо)

Деструк- Пов'язана з властивістю деяких організмів перетворювати тивна (мінералізувати) мертву органічну речовину в неорганічні сполуки

Інформа- Проявляється в можливості накопичення, збереження і передачі ційна молекулярної (у т.ч. генетичної) і сигнальної (нервової та

інтелектуальної) інформації, необхідної для існування різних видів

Жива речовина розміщена на планеті дуже нерівномірно, що пов'язано з різними умовами її існування (у тропічних лісах - більше 500 т/га, на гірських луках - 125-150, а в пустелях -2,5 т/га). Біомаса є кількісною оцінкою живої речовини.

Біомаса - це виражена в одиницях маси чи енергії кількість живої речовини тих чи інших організмів (популяцій, видів, окремих живих організмів, угруповань у цілому), яка припадає на одиницю площі чи об'єму.

Швидкість оновлення живої речовини біосфери залежить від:

• виду організму;

• чисельності потомства;

• кліматичних умов;

• опору середовища тощо.

276

Основна маса живої речовини зосереджена на межі літосфе­ри і атмосфери та у верхній частині гідросфери. В біосфері виді­ляються зони «згущення життя» і «розрідження життя».

З просуванням від полюсів до екватора спостерігаються:

• збільшення кількості видів. Так, у вологих тропіках (гіле-ях) зосереджено понад 8000 видів рослин - половина існую­чих на планеті, 67% усіх видів тварин, тоді як у тундрі менш ніж 500 видів рослин, а у шпилькових і листяних лісах - до 2000 видів рослин;

• збільшення біомаси. Первинна продукція екосистем тундри складає в середньому 140 г сухої органічної речовини на 1 м² за рік, степових екосистем помірної зони 5-30 т/га, з яких на зоомасу припадає 10-50 кг/га;

• збільшення висоти дерев. У тундрі це низькі, покручені, часто повзучі форми рослин - береза, верба; у тропіках висота ро­слин значно вища.

Океан бідніший на життя - біомаса Світового океану в 1000 разів менша від біомаси суші. Загальна первинна продуктив­ність фітопланктону Світового океану становить 50 млрд тонн на рік, тобто близько третини всієї первинної продукції біосфе­ри. Найбільша густота життя в океані, як і на суходолі, - в екваторіальній зоні, особливо в коралових рифах.

Світ живої природи надзвичайно різноманітний і його будо­ву, зв'язки, функціонування розглядають на різних рівнях і з різних точок зору.

12.3. Екологічні фактори середо виша

Фактори, що впливають на функціонування екологічних сис­тем, називають екологічними. Всі вони можуть бути поєднані в три групи: абіотичні, тобто фактори неживої природи (темпера­тура, вологість, світло, рельєф); біотичні - фактори взаємодії живого з живим (мутуалізм, паразитизм, хижацтво, коменса-лізм, вільна конкуренція); антропогенні - пов'язані з господар­ською діяльністю людини.

Абіотичні фактори. Як абіотичні фактори розглядають вплив на живі організми температури, світла, вологи та життєвої те­риторії існування.

277

Температура. Живі організми можуть існувати тільки в певних температурних умовах. При температурі близько 100 °С руйнуються білки організму, а при низькій температурі упові­льнюється, а потім і припиняється обмін речовин. Залежно від температурного режиму виділяють чотири основні кліматичні зони: тропічний пояс (температура не нижче +15...20 °С), суб­тропічний (найнижча температура +4 °С), помірний (коливання температури від -20 до +30 °С) та холодний пояс. Важливим для організмів є сезонний розподіл температур. Тут виникає цілий ряд пристосувань організмів: зимова сплячка, сезонні міграції тощо.

Примітка

Риби обживають водойми з різним температурним режимом: у гарячих джерелах Каліфорнії живе рибка луканія; риба далія мешкає в промерзлих водоймах Чукотки і Аляски; карась, вмерзаючи в лід, залишається живим. За здатністю витримувати коливання температур риб поділяють на евритерм­них (грец. eurys — широкий), що можуть жити в широкому інтервалі темпе­ратур (щука, карась, короп) і стенотермних (грец. stenos - вузький), при­стосованих до життя у вузькому температурному інтервалі — риби тропічних і полярних зон та риби значних глибин, де температура мало змінюється.

Вологість. Вміст води в живих клітинах у середньому стано­вить 80-92%. Джерелом води є опади та ґрунтові води. Тут лімітуючим фактором є кількість опадів. Вона визначає навіть тип екосистем. При опадах менш ніж 250 мм на рік формують­ся пустельні екосистеми; 250-750 - степові, лісостепові та сава­ни; 750-1250 - субтропічні ліси, а більш як 1250 - вологі тро­пічні ліси. По відношенню до вологи рослини поділяють на такі групи: гідрофіти - рослини, повністю занурені у воду (водорості, квіткові рослини тощо); гігрофіти - напівзанурені (рогіз, ко­миш, осока, очерет тощо); мезофіти - суходільні рослини з до­статнім зволоженням; ксерофіти - що мешкають на сухих тери­торіях.

Тварини також мають певні пристосування для добування та утримання води. У ссавців і водних тварин відсутній дефіцит води, тому основний продукт азотистого обміну виводиться з організму у вигляді водного розчину сечовини. Більшість на­земних тварин економлять воду, виводячи азот у вигляді нероз­чинної у воді сечової кислоти.

278

Примітка __________________________________________________

Відкладання яєць у комах відбувається лише за певної вологості повітря. Ко­марі не кусаються, якщо відносна вологість повітря нижча за 40%. Верблюд і одежна міль отримують воду метаболічним шляхом, окиснюючи жири сво­го тіла.

Світло відіграє вирішальну роль у життєдіяльності рослин, оскільки рослини синтезують органічні речовини з неорганіч­них, використовуючи світлову енергію сонця. Одним із видів конкуренції в рослин є конкуренція за світло. У тварин зміна тривалості дня викликає зміну поведінки. Так, деякі птахи го­туються до перельотів, інші починають линяти, розмножува­тися тощо. Середня ефективність використання сонячної енергії рослинами становить 1%, максимальна продуктивність фотоси­нтезу за сприятливих умов 3-10%.

Територія є важливим фактором в житті і рослин, і тварин. Всім відомо, як ретельно оберігають свою територію тварини, ставлячи відповідні мітки. Це й зрозуміло, бо всяке життя по­чинається з відмірювання життєвого простору, на якому орга­нізми мешкають та виводять потомство.

Біотичні фактори. Проживаючи в угрупованнях, організми вступають у певні стосунки. Так, серед рослин можна виділити три головних типи взаємодій: мутуалізм (відомий також як си­мбіоз), конкуренція та відносини з травоїдними тваринами.

Мутуалізм (від лат. mutuus ~- взаємний) - це біологічна взаємодія двох видів партнерів, що сприяє їх росту та виживан­ню. У природі такі види не можуть жити один без одного.

Примітка __________________________________________________

Прикладом мутуалізму є відносини між вищими рослинами та грибами. Грибни­ця густо оплітає коріння, утворюючи складну структуру, яка називається міко­ризою (від грец. mykes — гриб + rhiza — корінь). Вважають, що такі структури забезпечили цим рослинам завоювання суші, тому що нитки грибниці утворю­ють додатковий потужний всмоктувальний апарат. Гриб, у свою чергу, отримує від рослини необхідні йому для живлення органічні речовини. Ще один цікавий приклад: мутуалізму багато дерев у лісі часто зростаються своїми коренями, це дозволяє передавати поживні речовини один одному найскладнішими і не­сподіваними шляхами. У результаті таких взаємовідносин життя одного виду залежить від іншого. Старі пеньки, наприклад, можуть необмежено довго жити, не маючи фотосинтезуючих органів, тому що вони пов'язані кореневою системою з іншими деревами, від яких отримують органічні речовини.

279

У рослинних угрупованнях постійно відбувається «бороть­ба за світло», тому що єдиним джерелом енергії для них є сонячне світло. Це явище дістало назву конкуренції (від лат. concurrere - бігти разом). Конкуренція за світло є найсильні-шою порівняно з конкуренцією за воду та мінеральні речови­ни. В конкурентній боротьбі за світло рослини в угрупованнях виробили різноманітні пристосування. Це відмінності у висоті, розміщенні листків, формі крони. Особливо добре видно такі пристосування в угрупованні мішаного лісу, де рослини розмі­щуються ярусами. В першому (верхньому) ярусі царюють кро­ни високих дерев - дубів, берез, лип. У другому ярусі присутні менш високі дерева - горобина, черемха, яблуні. В третьому -кущі та напівкущі, у четвертому - трави. П'ятий ярус пред­ставлений мохами. Кожний нижчий ярус отримує все менше і менше світла, тому в нижньому ярусі ростуть найбільш тіньо­витривалі рослини.

Відзначимо ще одну біологічну особливість життя рослин в угрупованнях. Як правило, з двох видів, які певний час живуть у подібних умовах, один обов'язково гине. Ця закономірність була доведена в експерименті і дістала назву принцип конкурен­тного виключення. Якщо дві чи більше рослин використовують однакові поживні речовини, кількість яких обмежена, то ці рос­лини будуть меншого розміру і чисельність їх буде меншою.

Для рослин дуже важлива також боротьба за територію. У зв'язку з цим у них сформувався ряд пристосувань. Особливо сприяє при захопленню території вегетативне розмноження.

Примітка

Наприклад, кульбаба, що має потужну кореневу систему, міцно вкоріню­ється в ґрунті і має високу стійкість до витоптування. Спориш утворює су­цільний трав'яний покрив, крізь який не вдається пробитися практично ні одному проростку інших видів. Подібним чином захоплює територію і бар­вінок. В інших випадках швидке розмноження забезпечується високою на­сіннєвою продуктивністю без запліднення (апоміксис), як у тієї ж кульбаби або нечуйвітра.