Как рухнула экологическая пирамида

Одновременно с растениями меняются и животные. В конце раннего мела обнаруживаются древнейшие известные плацентарные млекопитающие, похожие на современных мадагаскарских тенреков (щетинистых ежей). Становятся многочисленными птицы. В середине мела появляются первые змеи. Резко меняется состав насекомых. Среди них, например, появляются муравьи, становятся обильными и разнообразными термиты и бабочки. В море появляется множество групп костистых рыб. С тех пор и вплоть до наших дней все эти группы животных вместе с покрытосеменными растениями относятся к числу важнейших, определяющих весь облик природы. Переживают меловую катастрофу динозавры. Их час ещё не пробил. Им предстоит вымереть через 30 млн. лет, при следующей, менее резкой смене органического мира - в конце мела. Но и динозавры пережили середину мела совсем не спокойно - они сильно изменились, особенно растительноядные.

Однако список появляющихся в середине мела групп животных не так уж велик. Ещё меньше таких групп животных, чья судьба оказалась столь же печальной, как судьба мезофитной флоры. От них остались только отпечатки в осадочных пародах или скелетные остатки.

Легко понять, что при смене растительности смена животного мира совершенно неизбежна. Всё живое выстроено в великую экологическую пирамиду, в основании которой стоят растения. На этом фундаменте следующий слой - растительноядные животные. На них - следующий слой - хищники...

Покачнётся основание - и вся пирамида зашатается, угрожающе накренится и рухнет, погребя под своими обломками и растительноядных, и хищников, и тех, кто питается отмершими частями растений или трупами животных. Да и не в одних "кормовых" (или, как говорят в биологии, трофических) зависимостях дело. Тысячи не только трофических, но и иных прочных "цепочек" связывают животных с растениями (как, впрочем, и растения с животными).

Вот исчезли мезофитные растения. Конечно, те, кто ими питался, должны были тоже исчезнуть или измениться. А дальше всё происходит как в популярном стихотворении "Дом, который построил Джек". И те животные, которые укрывались среди зарослей растений от врагов, тоже должны были исчезнуть или измениться. И те, кто был приспособлен к создавшемуся мезофитными растениями микроклимату, должны были исчезнуть или измениться. И те, кто был приспособлен к физическим и химическим особенностям почвы, созданной мезофитными растениями, должны были исчезнуть или измениться. Долго ещё можно было бы продолжать этот перечень - и после каждого его пункта колокольным ударом звучала бы эта альтернатива: "исчезнуть или измениться".

Поскольку требовалось не просто измениться, а измениться согласно требованиям новой окружающей среды, большинство находившихся под угрозой животных в результате исчезли. Меньшинство же научилось жить в этом изменившемся мире.

Возникает вопрос: почему же сменились растения, почему закачалось основание пирамиды? Обычно считают, что основной причиной смены были изменения климата. Но думается, что это лишь часть ответа, и притом даже не основная. Климатические изменения происходили и до, и после меловой смены органического мира. Некоторые из них были гораздо более резкими, чем совпадающие с этой сменой. Однако сравнимых по масштабу биологических событий при этом не происходило. Скорее можно думать, что изменения климата подтолкнули уже готовые рухнуть сообщества мезофита - как варвары Рим времён упадка. Не будь в это время наготове покрытосеменных, готовых ринуться в пробитую брешь, биоценозы мезофита оправились бы от климатического удара ценой сравнительно небольших изменений, как уже не раз случалось ранее. Но покрытосеменные уже были, и это решило исход дела.

Как бы там ни было, какой бы ни была первопричина победы цветковых, едва ли можно сомневаться в том, что именно эта победа повлекла за собой остальные перемены в органическом мире.

Природа залечивает раны

Итак, экологическая пирамида мезофита рухнула. Мезофит канул в прошлое. От сложнейших, совершеннейших, тонко сбалансированных биоценозов остались хаотические обломки, которые и сообществами-то нельзя назвать с достаточным основанием. Все связи в них были слеплены топорно, наскоро, кое-как. Оттачивать и отшлифовывать их было некогда, да и незачем - ведь особенностью этого разрушенного мира являлось то, что все уцелевшие были на первых порах приспособлены к нему одинаково плохо. Новые жертвы не слишком искусно прятались от новых хищников в зарослях растений, но им помогало то, что и новые хищники не слишком успешно разыскивали и преследовали их в этих зарослях. Растительноядные животные с трудом усваивали непривычные ткани непривычных растений, но им не грозили конкуренты, потому что все растительноядные находились в том же положении. И так было во всём. Но не слишком долго.

Те же палеонтологические материалы, которые в раннем мелу открывают нам картину постепенного внедрения покрытосеменных в мезофитный мир и краха этого мира, в позднем мелу показывают, как на руинах мезофита складываются новые сообщества, характеризующие новую, пока последнюю в истории биоценозов суши - кайнозойскую.

Появляются всё новые и новые группы взамен исчезнувших, компенсируются потери. Структура биоценозов, поначалу очень простая и примитивная, делается всё сложнее и совершеннее. Всё разнообразнее и сложнее становятся новые взаимосвязи между новыми организмами; части новой экологической машины притираются друг к другу. Последствия катастрофы были ликвидированы, раны залечены.

Этот чудесный процесс "самосборки" новых биоценозов взамен погибших заслуживает того, чтобы немного подробнее остановиться не его механизме. Поражает прежде всего скорость процессов восстановления. Ведь в течение большей части истории. Земли органическая эволюция происходила медленно и плавно. Рассмотрим в качестве примера насекомых. В этой группе животных средний возраст современных видов составляет приблизительно 5-7 млн. лет, а максимальный - по меньшей мере 40-45 млн лет. При этом насекомые - ещё не самая медленно эволюционировавшая группа животных. Но эволюция отнюдь не потому тащилась таким черепашьим шагом, что животные организмы в принципе не способны меняться быстрее. Нет, скорость их изменений может быть очень высокой. Человек путём селекции создал новые виды растений и некоторые из них (например, кукуруза) очень сильно отличаются от своих диких предков. В лабораторных экспериментах изменения насекомых на видовом уровне удавалось достичь за 12-20 поколений. Иными словами, их естественная эволюция шла в сотни тысяч, а то и в миллион раз медленнее, чем могла бы идти.

Очень похоже, что одним из главных тормозов, сдерживающих эволюционные преобразования, служат именно биоценозы. В хорошо сбалансированном, устойчивом биоценозе эволюционировать практически незачем - условия привычны, приспособления к ним отточены и выверены и потому большинство изменений беспощадно отбрасывается естественным отбором. Кроме того, в устойчивом сообществе свобода изменений чрезвычайно ограничена. Каждый вид в нём со всех сторон "зажат" соседями. Перейти на другое кормовое растение? Но им уже питаются другие растительноядные виды, успевшие хорошо приспособиться к его особенностям - куда лучше, чем это доступно новичку. Сменить среду обитания, уйти, например, с суши в воду? Но и там места заняты, и очень мало шансов, что чужаку удастся втиснуться в этот "переполненный ковчег".

Иное дело в разрушенных, незаполненных сообществах. Лишь небольшая часть ресурсов в них используется, да и та не слишком эффективно. Поэтому изменениям открыт зелёный свет: твори, выдумывай, пробуй! Конечно, и здесь множество проб будет безуспешно и приведёт только к вымиранию, но есть реальные шансы на крупный выигрыш. Более того, в этом мире едва ли выиграет тот, кто не рискует: через некоторое время его обгонят, опередят конкуренты, перехватят использовавшиеся им ресурсы и вытеснят его. Таким образом, в незаполненных биоценозах естественный отбор благоприятствует изменениям и не поощряет консерватизма. И чем менее совершенна структура сообщества, тем быстрее в нём идет эволюция. Чем стабильнее и равновеснее сообщество, тем сильнее эта эволюция тормозится. Теперь ясно, какой замечательный механизм выстраивает новые биоценозы взамен погибших. Лишь только оказывается, что разрушение сообщества зашло достаточно далеко, в нём автоматически повышается скорость эволюционных изменений видов - и тем сильнее, чем сильнее разрушено сообщество. Вот эта ответная, компенсаторная эволюция и залечивает раны природы.