Жизнь в почве
Шрифт:
В 30-е Годы уже был накоплен обширный материал о численности тех или иных групп животных в почвах разного типа, под различного тшщ растительностью, о биологии некоторых представителей почвенной фауны, об их деятельности в почвах и т. д. Правда, многочисленные факты оставались разрозненными, их не объединяла общая идея. С 1944 года в Институте имени А. Н. Северцова Академии наук СССР была начата работа по исследованию экологии и эволюции почвенных беспозвоночных.
Выяснилось, что почва не только особое природное тело, как подчеркивал В. В. Докучаев, но и совершенно своеобразная среда обитания для многих групп организмов. В ней всегда присутствует вода, связанная с твердыми поверхностями. В почвенной влаге растворены различные соли и органические вещества. Воздух в почвенных полостях
В почве, как и в водоемах, возможно питание разлагающимися остатками организмов; по сравнению с открытой атмосферой здесь сглажены колебания температуры:
в разных слоях наблюдается такой же сезонный ход температуры, как и в водоемах; в почве возможны вертикальные миграции животных, как и в воде. Но почва, как и открытая атмосфера, позволяет дышать не растворенным, а газообразным кислородом без сколько-нибудь существенной потери влаги (как и в воде!). По физиологическим особенностям, в первую очередь в отношении водного режима, почвенные животные занимают промежуточное положение между водными жителями, обитателями открытой поверхности суши. В частности, через покровы обитателей почвы могут проникать вода, газы и ионы (как у водных обитателей), но в то же время они способны к воздушному дыханию (как и все сухопутные животные).
С 20-х годов изучение почвенной фауны интенсивно проводится во многих странах и достигнут определенный прогресс в усовершенствовании и унификации методов полевого сбора животных. Изучение процессов круговорота веществ, в которых принимают участие животные, разработка методов борьбы с вредителями - все это требовало кропотливого труда систематиков по идентификации собранного материала. Но эта работа, начатая еще К. Линнеем и его учениками на заре научной зоологии, пока еще далека от завершения. Достаточно одного примера - в лаборатории почвенной зоологии Института эволюционной морфологии и экологии животных имени академика А. Н. Северцова за время ее существования (с 1956 года - времени ее организации) было описано более 500 ранее неизвестных видов почвенных животных.
Имя им - легион
Мы уже говорили о невероятных, поражающих воображение цифрах, характеризующих численность почвенных животных. Удалось подсчитать, что в почве средней полосы СССР на каждом квадратном метре можно встретить до тысячи разных видов почвенных обитателей, Среди них - до миллиона клещей и ногохвосток, сотни многоножек, личинки насекомых, дождевых червей, 50 миллионов круглых червей, численность же простейших даже трудно выразить.
Весь этот мир живет по своим законам и совершает в природе работу огромной важности: перерабатывает мертвые растительные остатки, очищая от них почву, поддерживает водопрочную структуру. Как и земледельцы, почвенные животные постоянно перепахивают почву, вынося наверх частицы из нижних слоев.
В экологии давно установлена закономерность, которая получила название "пирамиды чисел": обычно тех организмов, которые служат пищей, должно быть по массе раз в 10-12 больше, чем тех, которые ими питаются. А организмы, которые связаны пищевыми отношениями между собой, составляют так называемые пищевые "цепи". Правильнее же говорить о пищевых "сетях", поскольку пищевые цепи в природе сплошь и рядом переплетены друг с другом и в изолированном виде почти что не встречаются.
Животных, чья жизнь связана с почвой, можно разделить на три основные группы: 1) геобионтов - тех, кто проводит в почве всю свою жизнь; 2) геофилов, у которых с почвой связана часть их жизненного пути; 3) геоксенов - случайных обитателей почвы или же использующих почву лишь в качестве убежища. По характеру питания среди них различают: 1) хищников, 2) паразитов, 3) некрофагов - тех, кто питается трупами животных, 4) сапрофагов - тех, кто питается разлагающимися остатками растений, 5) фитофагов - потребителей живых тканей растений.
Животные далеко не безразличны к свойствам почвы.
Например, низкое содержание кислорода и
Естественно, что и среду обитания они используют поразному.
Большая часть их (коловратки, простейшие, тихоходки, гастротрихи и многие круглые черви-нематоды) обитают в тончайших пленках воды, обволакивающей почвенные частицы. Это так называемые геогидробионты. У них уплощенная или удлиненная форма, они очень невелики, нередко в десятки раз мельче родственных им обитателей пресных вод. Дышат они кислородом, растворенным в воде, и приспосабливаются к недостатку влаги, впадая в оцепенение и теряя при этом подвижность, а также обычно образуя цисты, коконы с прочными защитными стенками.
Другую часть составляют обитатели воздушной среды почвы. Они дышат кислородом воздуха. К ним, так называемым геоатмобионтам, относят большинство насекомых, паукообразных, ракообразных, многоножек, моллюсков, рептилий, амфибий (есть в тропиках такая группа - почвенные амфибии), млекопитающих - обитателей почвенного яруса.
Из-за насыщенности почвенного воздуха водяными парами в почве могут жить животные, которые остаются "физиологически водными", то есть не имеющими специальных приспособлений для обитания в сухой атмосфере. Таковы многие черви, ракообразные, моллюски. В почве живут и настоящие водные формы - в тончайших пленках воды, которая обволакивает почвенные частицы.
Долгое время этих обитателей пленочной воды считали обычными пресноводными или морскими жителями, но оказалось, что это не так. Почву заселяют особые, почвенные организмы, а в пресных и солоноватых водах живут их близкие родственники, относящиеся к другим родам и видам.
Как же оценить количество животных в почвах? Для сравнения обратимся ко всем нам хорошо известным позвоночным.
Известна биомасса позвоночных животных в разных природных зонах. Так, на один гектар биомасса птиц в степи составляет 0,13, а млекопитающих - 6 килограммов, в лесостепи соответственно 0,6 и 12 килограммов, в смешанных лесах - 0,4 и 5.0 килограмма, в тайге - 0,83 и 1,4 килограмма живого веса.
Сводные данные по нашей стране таковы (в килограммах живого веса на один гектар): тундра - 90, северная тайга - 100-150, южная тайга 160-350, смешанные леса - 800-1000, широколиственные леса - 1000-1500, лесостепь - 500-900, степь - 200, пустывя - около 20.
Если, как утверждают специалисты, общая продукция органического вещества на суше равна 53 миллиардам тонн, а в растительной продукции белка содержится примерно столько же, сколько в овощах, то растительность Земли на материках ежегодно производит около 320 миллионов тонн белка. Что касается диких животных, то, учитывая среднюю биомассу позвоночных и беспозвоночных в разных природных зонах и площадь каждой растительной формации, нетрудно подсчитать, что биомасса диких беспозвоночных, не используемых в пищу человеком, составляет около 57 миллионов тонн (в пустынях, тундрах, лесах, лугах), что равнозначно 7 миллионам тонн белка. Биомассу беспозвоночных, преимущественно почвенных, приходится оценивать величиной не менее 2,1- 2,5 миллиарда тонн, если же учесть, что относительное содержание белка в них такое же, как и в морских беспозвоночных, то получится около 55,6 миллиона тонн белка.
В целом содержание белка в представителях животного мира и в человеке на суше составит 116 миллионов тонн - треть того количества, которое содержится в растительности, хотя растительная биомасса на суше составляет 53 миллиарда тонн против 2,65 миллиарда тонн животной биомассы.
В подземных лабиринтах
Как известно, жизнь - это прежде всего движение.
Когда речь идет о наземных животных., все предельно ясно. А каково тем, кто блуждает в подземных лабиринтах?
Животные, которые не покидают почвенных глубив, поразительно медлительны. Простейшим, чтобы преодолеть путь в 10 сантиметров, нужно не меньше трех недель. То же можно сказать и о других обитателях пленочной воды. Правда, когда воды в почве избыток, она, стекая вглубь и по поверхности, проникая по капиллярам, сама разносит таких животных. Но это - пассивный путь расселения. Мы же имеем в виду передвижение активное, самостоятельное.