Странствующие виды существуют не только среди растений, но и среди жи­вотных. Насекомые, специализированные к питанию одним определенным ви­дом растений, могут путешествовать на большие расстояния, используя хорошо развитые органы чувств в поисках новых мест, где имеется их кормовое расте­ние. Многие проблемы, возникающие в связи с вредителями сельскохозяй­ственных культур, проистекают из того, что большинство культурных растений происходит от странствующих видов, главная защита которых от насекомых со­стояла в рассеянном распределении и мигрирующем образе жизни (эти растения никогда не занимали одни и те же участки несколько лет подряд). Засевая из года, в год земельные угодья лишь одной культурой, фермеры создают идеальные условия для таких странствующих насекомых, как совка капустная и листоеды, которым не приходится затрачивать энергию на поиски пищи, а остается только кормиться и размножаться.

При многократных нарушениях среды в данной области она уже не может вернуться к климаксному состоянию. Владельцы дач и жители пригородов затрачивают массу времени, и энергии и сил, непрерывно нарушая сообщество, с тем чтобы на их лужайках оставалось лишь несколько видов низкорослых трав; при этом они постоянно прерывают сукцессию "заброшенного поля" - высокие сорняки, кустарники и светолюбивые проростки деревьев, которые несомненно возьмут верх, если ослабить бдительность. Во многих районах Среднего запада возвращению к климаксному лесу препятствовало коренное население Америки: обнаружив, что охота на бизонов, многочисленные стада которых обитали в прериях, гораздо более эффективна, чем охота на одиночных белохвостых оленей в молодых лесах, они специально выжигали леса.

Экспедиция, побывавшая на этом острове в 1962 г., сообщила, что этот вид вымер, хотя и были найдены остатки особей, погибших всего лишь около двух лет назад. Причина вымира­ния была ясна: растения, составлявшие пищу этих черепах, были полностью уничтожены козами, ввезенными на остров в 1957 г. группой рыбаков, ко­торым хотелось получать свежее молоко и мясо, пока они находились вдали от материка.

2. Тайга и тундра

Тайга, или северный лес, как ее иногда называют, тянется почти нескон­чаемым однообразным поясом через всю Канаду и Сибирь. Однообразие ее обусловлено небольшим числом видов деревьев (елей, сосен и пихт), адаптировавшихся к крайне холодному климату этих областей (рис. 2.1). Здесь резко выражена смена сезонов. Ввиду очень длительной зимы большая часть осадков выпадает в виде снега. Зимой, когда почва промерзает, деревья не могут восполнять запасы воды, теряемой путем испарения, хотя игловидные листья и их толстая восковидная кутикула замедляют испарение.

К северу от тайги находится безлесная тундра, в которой доминируют низкие травянистые растения, карликовые деревянистые кустарники и лишайники. Климат здесь слишком холодный, чтобы обеспечить рост деревьев, а слой почвы неглубокий, часто с прослойкой вечной мерзлоты (т. е. никогда не оттаивающий); летом, когда бывает достаточно тепло, почва оттаивает на глубину до нескольких десятков сантиметров. Вегетационный сезон в тундре очень короткий, и поэтому в случае нарушения растительного покрова он восстанавливается медленно. Это было одной из причин, почему экологи возражали против сооружения нефтепровода через Аляску.

Тундра существуют не только на крайнем севере (в Южном полушарии их нет, поскольку материки не доходят до таких высоких широт), но и на больших высотах в горах.

3. Изменение окружающей среды в результате деятельности человека

Деятельность человека может неблагоприятно влиять на живые организмы, и вызывать исчезновение определенных видов (пример с черепахой). В этом разделе мы рассмотрим, каким образом некоторые виды деятельности человека, например постройка элек­тростанций и сбрасывание отходов, приводят к загрязнению озера и как мож­но свести подобное загрязнение к минимуму.

Вред, наносимый некоторыми видами загрязнений, очевиден. Хлориро­ванные углеводороды, такие, как ДДТ и полихлорбифенилы (ПХБФ), и такие токсичные металлы, как ртуть, просто ядовиты для большинства организмов, в том числе для человека. Многие из этих веществ не выделяются из организ­ма, а накапливаются в живых тканях и затем передаются во все возрастаю­щих концентрациях хищникам, относящимся к более высоким трофическим уровням. Особенно большую опасность они представляют для плотоядных высших уровней, например для соколов, человека и морских птиц, питающих­ся рыбой. Популяции сапсанов в восточных районах США и пеликанов в Ка­лифорнии почти погибли из-за того, что под действием ДДТ самки стали от­кладывать яйца с очень тонкой скорлупой, которая раздавливалась, когда птицы садились на них. Накопление ртути в морской меч-рыбе и всей рыбе, обитающей в озере Онтарио, достигло такого высокого уровня, что их потре­бление человеком было временно запрещено.

Добавление в озеро элементов питания также может принести большой вред; поучительным примером служит история с фосфатным детергентом. В природные экосистемы весь фосфор изначально поступает из горных пород, а поскольку многие экосистемы расположены на породах, содержащих мало фосфора, их продуктивность ограничивается недостатком этого элемента. Самым убедительным образом это было продемонстрировано в озерах (рис. 5.19). Люди непрерывно вносят в озера фосфор вместе со сточными во­дами, детергентами или удобрениями, стекающими с обрабатываемых земель. Это повышает продуктивность озера и ускоряет его эвтрофикацию, изменяя характер озера.

Многие глубокие олиготрофные озера, подобно озеру Тахо на границе ме­жду Невадой и Калифорнией, с начала пятидесятых годов стали заметно эв-трофицироваться вследствие загрязнения элементами питания. Самый явный симптом эвтрофикации-помутнение воды, создаваемое усиленным размноже­нием планктона. Другой признак - уменьшение численности таких рыб, как форель, любящих чистую воду, богатую кислородом. Загрязняемое элемента­ми питания озеро проходит через несколько стадий, прежде чем достигнет хо­рошо знакомого всем состояния с вонючей тиной на дне и берегами, усеянны­ми погибшей рыбой. Вначале загрязнение элементами питания способствует «цветению», или необычайно сильным взрывам численности популяции, водо­рослей. Некоторые водоросли выделяют токсины, отравляющие рыбу и де­лающие воду непригодной для питья. При отмирании водорослей бактерии разлагают их ткани и используют большую часть кислорода. В иле, лишен­ном кислорода, разложение мертвых растений некоторыми бактериями сопро­вождается выделением сероводорода (газа с запахом тухлых яиц). В «здоро­вом» озере обитающие на дне фотосинтезирующие бактерии используют этот сероводород по мере его образования. Однако при большом содержании в озере удобрений или сточных вод у его поверхности появляется так много водорослей и бактерий, что до дна доходит очень мало света и фотосинтези­рующие серные бактерии растут плохо. Они не могут использовать весь обра­зующийся сероводород, придающий загрязненному озеру его специфический запах.