Процесс изменения экосистем называют сукцессией. Первич­ная сукцессия начинается в бесплодной среде, которая никогда до этого не была обитаемой. Вторичная сукцессия происходит на территории, которая была ранее заселена, но оказалась разрушенной под действием естественных сил: огня, шторма и климатиче­ского сдвига, или в результате искусственного вмешательства — обра­ботки земли, распашки и т. д. В обоих случаях образуется простое со­общество первых организмов, которые постепенно создают условия, благоприятные для обеспечения все большего разнообразия организ­мов, населяющих экосистему. Сообщество, состоящее из популяций растений и животных, живущих на одной и той же территории, стано­вится все более сложным, пока не будет достигнуто равновесие с фи­зической средой. Такое сообщество называют климаксовым, и до тех пор, пока оно не будет нарушено, оно само поддерживает свою ста­бильность, будь это тропический, березово-осиновый лес или северная тундра.

На протяжении столетий климаксовые сообщества прогрессирова­ли, разрушались, исчезали и вновь появлялись в зависимости от изме­нения климата. Если указанные процессы происходят без вмешатель­ства человека, то их последовательность предсказуема, так как базиру­ется на известных принципах, приведенных ранее.

Известно, что экосистемы становились разнообразнее и накапливали химические элементы по мере эволюции наземных рас­тений от мха до пышных лесов. Слой почвы утолщался по мере того, как у растений развивались настоящие корни (отсутствующие у самых ранних наземных растений). Увеличивалась взаимозависимость видов, например, насекомых и цветковых растений, муравьев и тли.

1.3. ВЛИЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА НА БИОСФЕРУ

В 60-х годах XX в. в Египте вблизи города Асуана была построе­на высокая плотина через реку Нил. Это огромное сооружение приве­ло к появлению одного из самых крупных искусственных озер в мире. Вода вращает гигантские турбины, которые производят мил­лионы киловатт электроэнергии ежегодно, и орошает 3000 га земли. Там, где раньше собирали только один урожай в год, стало возмож­ным выращивать три и даже четыре урожая ежегодно. Плотина регу­лирует также значительные сезонные колебания уровня воды Нила, Увеличена навигация, промышленность получает электроэнергию, а само озеро послужило источником лова пресноводных рыб. Это по­ложительные последствия, связанные с постройкой плотины. Но име­ются и отрицательные последствия, которым не было уделено доста­точного внимания.

Одно из таких последствий — значительное уменьшение улова сар­дин в водах дельты Нила. Как известно, во время ежегодного разлива Нила в высокогорных районах Эфиопии в его пойме собираются тыся­чи тонн богатых веществами илистых наносов, которые до строитель­ства плотины уносились по реке в море. Эта вода не только обогащала питательными веществами берега Нила, но также и близлежащие воды Средиземного моря. Мелкие плавающие растения моря быстро росли, затем использовались в пищу беспозвоночными животными, которые, в свою очередь, становились добычей сардин. Однако с завершением строительства плотины плодородные осадки перестали достигать Сре­диземного моря, и поэтому популяция сардин начала сокращаться. Это сокращение составляет приблизительно 18 000 т ежегодно и дает убы­ток в 5 млн. долларов.

Отсутствие богатых питательными веществами осадков сказывает­ся также на плодородии полей нижней части долины Нила. Увеличи­лось применение синтетических удобрений (азота), что, естественно, повлекло за собой определенные расходы и частично компенсировало эту потерю, но промышленные удобрения сами по себе не в состоянии поддерживать высокий уровень азота в почве.

Таким образом, строительство плотины оказалось серьезным, доро­гим и драматичным экспериментом, нарушившим равновесие экоси­стемы Нила в результате недальновидного вмешательства человека. Возникает вопрос: вносят ли люди, как другие организмы, вклад в уве­личение продуктивности и стабильности биосферы или же они нару­шают равновесие в результате своего вмешательства?

Человек несет ответственность за нарушение экосистемы, потому что уменьшает ее способность поддерживать популяцию человека без внесения какого-либо дополнительного вклада, часто очень дорогого. Необходимо сводить к минимуму вред, наносимый экосистеме, учить­ся такому важному и часто дорогостоящему делу, как восстановление разрушенных или исчезнувших экосистем.

Наряду со значительными непосредственными изменениями в окружающей среде деятельность людей приводит к менее заметным, но более стабильным и отдаленным последствиям.

Один из наиболее опасных экспериментов такого рода — широкое применение хлорсодержащих углеводородов в качестве инсектицидов. В 40-х годах XX в. эти ядовитые вещества оказались такими эффек­тивными против мух, москитов, вшей, блох и других потенциальных возбудителей заболеваний, что их начали использовать во всем мире. Сотни тысяч тонн этих веществ вносились на площади в сотни мил­лионов гектаров земли в лесах и городах. При этом преследовалась только одна узкая цель — борьба с насекомыми.

Однако отдаленные последствия таких действий чрезвычайно серь­езны. Увеличилось количество насекомых, устойчивых к пестицидам. Сами пестициды не разлагались, а концентрировались в окружающей среде и поглощались всеми видами организмов. У многих крупных ор­ганизмов в тканях накапливалось большое количество пестицидов, что влияло на их приспособляемость. В результате многие естественные враги насекомых погибали, и поэтому с насекомыми некому было бо­роться. В отсутствие естественных врагов насекомых с вредителями можно бороться, только увеличивая коли­чество и разнообразие пестицидов. Более того, даже те насекомые, ко­торые ранее были безвредными, могут стать вредителями, если их численность больше не подвергается ес­тественному контролю.

Хуже всего то, что человек продолжает совершать те же самые ошибки. Как только один инсектицид становится бесполезным, его стараются заменить другим, причем в большинстве случаев следуя той же стратегии полного истребления, которая не оправдала себя раньше. Сколько же ядовитых веществ используется против насекомых? И сколько же из них, попадая в пищу, отравляют тех же самых людей, которых они должны были защищать? Многие пестициды плохо растворяются, но сравнительно легко усваи­ваются организмами. В результате происходит их биоаккумуляция. Этот процесс можно проиллюстрировать следующим образом. В воде содержится примерно 50 частей пестицида на триллион частей воды; микроскопический зоопланктон может аккумулировать в 1000 раз большее количество пестицидов. В креветках, питающихся зоопланк­тоном, концентрация ядовитого вещества в четыре раза выше; мелкая и другая рыба содержит еще большее количество токсических остат­ков, а ныряющие птицы, которые питаются рыбой, могут накапливать чрезвычайно высокое количество данного вещества: до 600—800 частей на миллион частей воды. По этой причине птицы размером с дроз­да гибнут в огромном количестве. Кроме того, яйца, отложенные сам­ками орлов, могут иметь такие тонкие стенки, что птенцы в них не развиваются. Биоаккумуляцией объясняется и тот факт, что лосось, пойманный в о. Мичиган, нередко содержал такое большое количество ДДТ, что признавался непригодным для пищи. Иногда непригодным по этой же причине становилось материнское молоко. В настоящее время применение ДДТ запрещено.