Наука о взаимоотношениях организма с окружающей средой

— Среда, факторы… Все чаще и чаще слышатся эти слова, но ведь без них не обходились и ученые, работавшие до Э. Геккеля.

— Ну и что же. В том-то и заслуга экологии, что она разобралась в сложнейшем хозяйстве факторов. Этого до нее сделано не было.

Нужно особое состояние для того, чтобы правильно осмыслить явления, с которыми сталкиваешься ежедневно, к которым привык и поэтому, оказывается, не понимаешь их сущности.

Лаборатория охотничьего хозяйства и заповедников Главохоты РСФСР находится в Лосином острове — последнем сохранившемся у окраины столицы массиве естественного леса. Сотни раз смотрел я из окна своего небольшого кабинета в бревенчатом «теремке», лаборатории, расположенной на берегу пруда, на стоящие неподалеку деревья, любовался ими. Прямо под окном две ели, еще не старые, в полном расцвете, прямые, с густыми пирамидальными кронами. За ними березы, сквозь листву которых просвечивает водная гладь. Повторяю, картина знакомая до мелочей, виденная множество раз. И оказывается… я не осознавал в ней любопытной черточки.

Известно, что растения делятся на светолюбивые и теневыносливые. Классический пример, с которым мы знакомимся еще в школе, а потом сталкиваемся очень часто при посещении леса или парка, — ель и береза. После вырубки хвойных пород лесосеки обычно возобновляются лиственными породами, в первую очередь березой и осиной. Их густая поросль быстро скрывает под зеленым покрывалом обезображенную вырубку. Жадно «впитывая» солнечные лучи, молодые деревца стремительно тянутся ввысь. Когда они немного поднимутся, под их пологом появляются ростки ели. Им здесь очень уютно: тени они не боятся, а покровительство берез и осин смягчает резкие перепады температуры, предохраняет от солнечных ожогов; опавшие листья удобряют почву.

Идет время. В густую еловую тень, под полог, уходят и осины, и березы. Но в отличие от елей они светолюбивы и не могут вынести длительного затенения. Судьба лиственных деревьев, оказавшихся среди густых насаждений ели, печальна: постепенно они отмирают. Сохраняются отдельные растения или их куртины — по разрежениям в ельнике, на прогалинах и опушках…

Под теми елями, что стоят у окон лаборатории, нет ни деревьев, ни кустов, только трава. Ближайшие березы находятся на просторе, в десятке метров от хвойных великанов. Все, за исключением одной. Она-то и обратила на себя мое внимание. Когда ее соседка-ель была моложе, проекция еловой кроны на землю занимала меньше места. В это время здесь и появилась береза.

Ель росла, крона ее становилась шире. И вот уже под ее плотную тень попало белоствольное светолюбивое Деревце. Казалось, судьба его решена, оно должно было отмереть. Но велика сила жизни! Береза начала расти… в сторону. Да-да, в сторону! Она «вынырнула» из-под еловой кроны и устремилась вверх. Так и растут они рядом: прямая ель и береза с изогнутым стволом, начинающимся под хвойной кроной…

Растений множество, и классификация их по отношению к свету сложна. Среди обычных наших деревьев, например, на крайнем, «светолюбивом» фланге, кроме березы, находятся сосна, лиственница; к ели примыкают теневыносливые пихта, бук — они могут выдержать еще большее затенение, чем ель, граб, липа. Посредине находятся дуб, ясень, клен. Влияние света на жизнь растений очень многообразно. Вспомним сосну на открытом месте и среди густого древостоя. Какая огромная разница! Как будто два различных вида дерева!

На свету, на просторе деревья растут преимущественно вширь. У них меньше высота, толще ствол, развесистей крона. В окружении собратьев деревья тянутся ввысь. Между ростом дерева в высоту и толщину есть известное соотношение, которое зависит от степени освещения.

Пример с сосуществованием ели и березы привел нас к рассмотрению света как одного из важнейших экологических факторов. Ом относится к числу так называемых абиотических, «неживых», факторов. Есть и факторы биотические, о них рассказывается ниже. Третья группа факторов — антропогенная, вызываемая деятельностью человека. «Антропос» — человек. Помните чеховского Беликова, очень любившего это слово? «О, как звучен, как прекрасен греческий язык! — говорил он со сладким выражением; и, как бы в доказательство своих слов, прищуривал глаз и, подняв палец, произносил: — Антропос!»

Фотосинтез, конечно, главная «заслуга» лучистой энергии. Вспомним о нем еще раз, ведь он является источником жизни. От света зависят также сезонные и суточные биоциклы большинства организмов. Рассвет, утренняя заря — своеобразные рубежи: за ними остается деятельность ночных животных, после них — начало активности дневных. Вы не увидите днем бодрствующими ни сов, ни летучих мышей; усатые сомы проводят светлое время дня обычно в покое, в глубоких ямах. Зато для большинства животных день — пора забот. Они не то что некоторые люди, которые встают сегодня в шесть утра, а назавтра нежатся в постели чуть ли не до обеда. Каждый вид животного действует по строгому расписанию. Особенно хорошо это известно охотникам и рыболовам, часто встречающим рассвет в поле, лесу или на реке.

…Ранняя весна. Снег только что сошел с пашни, но еще лежит под пологом леса. Ноги чуть не по щиколотку погружаются в оттаявшую жидкую грязь на зяби. Совсем темно, поставленный с вечера шалаш охотник находит только по одним ему ведомым приметам. В шалаше свежий лапник, но он плохо защищает от холодной сырой земли. Сверху кладется пустой рюкзак, на него — видавший виды спальник. Сапоги лучше снять. Так, вроде все в порядке. Ружье пристроено к щели в стенке шалаша, запасные патроны под рукой. Можно ждать тетеревов.

Проходит десяток-другой минут, и непроглядная до этого мгла начинает рассеиваться. Чуть-чуть, еле заметно посветлел краешек неба на востоке. Чуткое зрение чибисов уловило этот сигнал, подсказало им: пришло время, надо начинать день. С характерными, знакомыми всем криками стайка этих птиц пролетела где-то у края болота. Голоса чибисов взбудоражили уток. Затем жалобно застонали большие кроншнепы. Послышалось хорканье вальдшнепа, протянувшего над просекой в недалеком лесу. Хотя еще почти темно, птичий хор разрастается с каждой минутой. Но вот наконец и тетерева решили, что наступило их время. На некоторые токовища эти птицы заявляются в полной мгле, за один-два часа до рассвета, на другие же появляются позже. Два косача опустились метрах: в сорока от шалаша, слились темным оперением с черным фоном пашни и замерли на минутку, осматриваясь и прислушиваясь перед началом брачных игр.

Любители природы знают очередность пробуждения диких животных, могут рассказать, приходится ли оно на самое начало утренней зари или на более позднюю пору, предшествующую восходу солнца. Ученые-экологи изучили этот вопрос с инструментами: роль количественного, инструментального метода в экологии очень велика.

— Считать, что считается, сделать считаемым то, что не считается, — любит повторять академик К. Петрусевич слова Декарта, говоря о задачах науки.

Надо вооружиться фотометром или люксометром, измеряющим интенсивность освещенности, и наблюдать за деятельностью животных в их естественной обстановке. Б конечном итоге можно сказать, что чибис пробуждается при освещенности во столько-то люксов, жаворонок — при такой-то освещенности и т. д. Без меры, без точности кет науки, поэтому ученые ценят ее так высоко.

Помнится, кто-то из студентов на лекции по промысловой биологии спросил профессора П. Мантейфеля об его отношении к творчеству М. Пришвина. Профессор усмехнулся.

— Вот такой вопрос задал мне как-то сам Пришвин. Подошел в перерыве одного научного совещания и спросил, нравится ли мне как натуралисту то, что он пишет о природе. Я ему и говорю: вот в таком-то произведении у вас жаворонок начинает петь раньше кроншнепа. А ведь на самом деле кроншнепы просыпаются раньше жаворонков. И еще есть такие же неточности.

— Ну и?..

— Ничего не ответил. Рассердился, вздернул бородку и отошел. Больше не пришлось с ним разговаривать.

…Свет оказывает влияние на химические и физические процессы, происходящие в организмах, на весь ход обмена веществ в них. Деятельность некоторых внутренних органов особенно тесно связана с освещенностью. К их числу относятся половые железы многих животных. У скворцов, ворон и других птиц, содержавшихся при различных световых режимах, менялся и вес семенников и яичников. Удлиняя искусственный световой день в лаборатории в середине зимы, ученые добились увеличения веса половых желез птиц. Он стал таким же, как весной. Неудивительно, что самцы начинали петь, ухаживать за самками. Поэтому вполне резонно связали с освещенностью такой важный момент биологии этих животных, как сезонные перелеты. Да ведь далеко за примерами и ходить не надо. Кому не известна так называемая весенняя песня большой синицы? Она раздается впервые обычно в феврале. Быстро возрастающая длина светового дня подсказывает синице: не верь холодам, все равно весна близко.