После человека. Зоология будущего - Диксон Дугал. Страница 6

Мимикрия – это особый случай явления имитации, при котором существо, обычно с целью защиты, принимает облик иного животного, или растения, или даже неодушевленного объекта вроде птичьего помета. Если одно животное подражает другому, существуют две важные формы этого явления. О первой, известной как мимикрия Мюллера, говорят в случае, когда некоторое число опасных или несъедобных видов вырабатывает сходную окраску либо рисунок, чтобы получать защиту совместно. Животные, демонстрирующие данную форму мимикрии, имеют тенденцию к приобретению броских цветов, которые делают их видимыми издалека на окружающем фоне и служат предупреждением. Вторая форма, мимикрия Бейтса, распространяется на совершенно безвредных животных, выработавших окраску или внешнее сходство с несъедобными или опасными видами, чтобы получить преимущество от их предупреждающей внешности и таким способом избегать хищников. Существуют и формы мимикрии, позволяющие хищнику приблизиться к жертве, которой он сам подражает. Мастерами мимикрии являются насекомые, особенно бабочки с их броскими узорами на крыльях, но она также встречается у позвоночных и растений.

Как мы уже видели, скорость эволюции в большей степени зависит от скорости изменения окружающей среды, чем от каких-то особенностей животных как таковых. Но даже в этом случае заметно, что чем «выше» ступень эволюционной лестницы, на которой стоит животное, тем быстрее оно эволюционирует и что животные эволюционируют быстрее, чем растения. Однако это впечатление может быть обманчивым. Возможно, мы, люди, просто уделяем больше внимания различиям у форм жизни, с которыми наше родство ближе.

Эволюция всегда считалась процессом, протекающим очень и очень постепенно – одно маленькое изменение за другим, и так на протяжении миллионов лет. Тем не менее существует свидетельство того, что гораздо чаще она совершает внезапные скачки, когда вновь эволюционировавший вид формируется стремительно, а затем остается в стабильном состоянии на протяжении долгого времени.

Рассматривая жизнь травянистых равнин Африки и Австралии во времена, близкие к эпохе человека, и сравнивая ее с жизнью, существовавшей на равнинах Южной Америки немного раньше, в середине третичного периода, мы можем увидеть, что животные со схожим образом жизни имели склонность эволюционировать в существ сходной внешности и размеров в соответствующих местах обитания. Не имеет значения, что эти места обитания разделены временем, пространством или и тем и другим одновременно; они являются единственным наиболее значимым эволюционным фактором, определяющим внешность живых существ. Крупные растительноядные звери, очень похожие внешне на носорогов, и длинноногие стремительные травоядные появлялись во всех трех местообитаниях. Эволюционировали хищники, насекомоядные и всеядные животные, внешне похожие друг на друга. Наиболее явственно сходными группами были роющие насекомоядные существа и нелетающие птицы, которые в связи с их высокоспециализированным образом жизни явно развивались схожими путями.

Цепи питания

Пищевая цепь – фундаментальное понятие экологии, представляющее собой порядок, в котором организмы поедают друг друга. Правильнее будет представить этот процесс как пирамиду, а не как цепь, поскольку в любом местообитании гораздо большее число животных находится на низших звеньях цепи, нежели на высшем звене. В основании пищевой пирамиды лежат растения – первичные продуценты, использующие энергию солнца, чтобы синтезировать первичную пищу из углекислого газа воздуха и минеральных веществ почвы. От миллиардов членов этого широкого основания пирамиды все цепи питания тянутся наверх – к хищным животным, стоящим на ее вершине. Например, на далеком Севере в эпоху человека растения, успевшие развиться в течение короткого полярного лета, служили пищей насекомым, которых поедали мелкие птицы, а тех, в свою очередь, ели мелкие хищники вроде лисиц, которых в конце концов поедали крупные хищники, такие как белый медведь. Сходным образом микроскопический фитопланктон, существующий в море в это же время, находится в основании пищевой цепи, которая протягивается через рыб и тюленей снова к белому медведю. На белых медведей в животном царстве никто не охотится, хотя, когда они умирают, появляются падальщики, а микроорганизмы из числа находящихся в основании пищевой цепи кормятся на трупах, разлагая их вплоть до неорганических веществ, которые служат пищей растениям в основании пирамиды. Если исключить мир паразитов, где число организмов, питающихся на каждом уровне, скорее возрастает, чем уменьшается, пищевые пирамиды, подобные показанным выше, могут быть построены для любого типа местообитания на Земле, и в каждом случае на вершине будет находиться единственный хищник или небольшая группа хищников.

На вершине пищевой пирамиды находятся хищники – последнее звено в цепи передачи энергии, начавшейся с растений, исходных продуцентов пищи. Эта пища в форме листвы и плодов переходит к травоядным, находящимся на пирамиде выше, и в итоге через них – к хищникам. Подобные пирамиды существуют по всему миру, от тропиков до полюсов. Иногда хищник, представленный здесь белым медведем, может находиться на вершине пирамиды, включающей как наземные, так и водные организмы. Сложные пищевые взаимоотношения, которые существуют между растениями и животными, живущими совместно в одном местообитании, объединяются в самодостаточную структуру, известную как экосистема. Экосистемы в тропических областях могут включать тысячи видов.

На примере с клеверным полем (1) интересно предположить, что может случиться при удалении одного уровня пищевой пирамиды. Если полевки окажутся по большей части уничтожены болезнью (2), совы лишатся пищи и вскоре покинут это место (3), предоставив популяции насекомых возможность бесконтрольно размножаться (4). Эта ситуация вряд ли затянется, и свободная ниша будет быстро занята одним из трех способов: здесь поселится совершенно новое насекомоядное существо, например небольшая птица, принеся с собой своего хищника (5), или сюда вторгнется иной вид полевок, а вслед за ним вернется сова (6), или остатки прежней популяции полевок, устойчивые к болезни, возродят ее (7).

Общими уровнями пирамиды являются уже упоминавшиеся выше первичные продуценты, травоядные и хищники. На всех уровнях пирамиды действуют падальщики и микроскопические разрушители органики. Если один из ключевых членов уровня пищевой пирамиды будет удален из-за болезни или изменений внешней среды, ее структура потеряет стабильность. Виды, находящиеся ниже освободившейся ячейки, стали бы бесконтрольно увеличивать свою численность до тех пор, пока позволяет пищевая база, и тогда их численность контролировалась бы голодом. В действительности это происходит редко, и вскоре появляется другой хищник, способный занять свободную нишу.

Растения могут использовать лишь столько энергии солнца, сколько в состоянии уловить. Ее трудно измерить, но путем превращения в сахар может быть запасено не больше 0,8 % энергии солнечного света, падающего на растение. Химическая энергия из сахара используется им для создания всевозможных органических составляющих, которые идут на построение его «тела». Именно эти сахар и энергию, заключенную в нем, получает травоядное животное, когда ест траву. Тем не менее и оно не может использовать всю запасенную растением энергию для своих нужд: максимальная эффективность животных составляет около 10 %. Этот фактор 10 % присутствует во всех звеньях пищевой цепи и означает, что в любом местообитании 100 травоядных могут обеспечить пищей только 10 хищников, которые, в свою очередь, обеспечивают существование лишь одного хищника «второго уровня». Данные построения упрощены и относятся только к животным одного размера. Вес животных является более важным фактором, чем число особей. Фактор 10 % справедлив для любого уровня в сложном переплетении пищевых цепей и является важным, поддерживающим стабильность формы пищевой пирамиды.