Обилие насекомых, как дневных, так и ночных, столь же поразительное явление, как и необычайная подвижность ящериц и других пресмыкающихся. Первые, кто привлекают внимание в пустыне, - это крупные муравьи-бегунки, быстро передвигающиеся по песку на своих длинных лапках. Хотя, как и все муравьи, эти пустынные виды живут колониями, охотятся они в одиночку. Представитель вида С. pallida имеет такую совершенную защитную окраску, что, по замечанию профессора А. Н. Формозова, когда муравей бежит, видна лишь его движущаяся тень на песке. Муравьи-жнецы рода Messor - вегетарианцы и живут в муравейниках, часто достигающих колоссальных размеров. Вход в них окружен земляной стеной и различным мусором, но идущие от муравейников дорожки безукоризненно чисты и могут достигать до ста метров в длину.
Летом, когда на закате дня песок остывает, сомкнутые черные колонны муравьев устремляются по этим дорожкам в поисках семян трав, которые они складывают в муравейнике.
Пустынные термиты рода Acanthotermes еще более многочисленны, чем муравьи, хотя они практически незаметны. Из шести распространенных здесь видов лишь один, каспийские термиты, возводит шестиметровое глиняное жилище над его подземной частью. Все остальные термиты живут в бесконечных разветвленных подземных тоннелях, и их фактически не видно. Однако можно встретить телеграфные столбы, покрытые от основания до верха твердой глиняной коркой - это следы деятельности термитов, нападающих практически на все, кроме металла. Некоторое представление о том вреде, который они способны нанести, можно получить из подсчета, сделанного советскими учеными:
они обнаружили до тридцати восьми крупных колоний термитов на гектар, причем каждый термитник занимал площадь от двадцати шести до сорока квадратных метров и уходил вглубь до двадцати метров.
Среди всех прочих напастей, которые обрушивались на дикие и культурные растения пустынь, первое место до недавнего времени принадлежало мигрирующей саранче, тучи которой прилетали из Африки, с Аравийского полуострова и из Северной Индии, где она размножается. В наши дни применение инсектицидов в местах скопления саранчи сокращает ущерб, который она способна нанести, до минимума. Местная среднеазиатская саранча не образует стай, и этого насекомого никогда не встретишь больше одного на квадратный метр.
Насекомоядные млекопитающие представлены пегим путораком. Широко распространены ежи, которых относят к насекомоядным, хотя их рацион гораздо разнообразнее. Один вид ежей, называемый лысым ежом, имеет более высокий лоб, чем обыкновенный европейский еж, и у него нет на нем иголок. У другого вида, называемого ушастым ежом, большие уши, особенность, довольно распространенная у животных, живущих в пустыне, где звук разносится далеко вокруг и чуткие ушки нужны не только для того, чтобы услышать приближение хищника, но и чтобы найти особей своего рода, разбросанных на огромных пространствах. Было установлено, что костяные резонирующие барабаны, расположенные у основания черепа этих животных, имеют более совершенное строение у чисто пустынных видов, то есть у тех, кто живет в среде, где мало корма, что обуславливает низкую численность животных. По наблюдениям французского биолога Ф. Петтера, который досконально изучил млекопитающих Сахары и Ирана, подобная адаптация должна помочь сохранить на нужном уровне воспроизводство видов, позволяя, особям противоположного пола обнаруживать друг друга даже на значительном отдалении. Следует отметить, что кроты, другие представители насекомоядных, отсутствуют в аридных районах Средней Азии из-за недостатка их основного корма - земляных червей. Их роль в образовании гумуса в пустыне берут на себя мокрицы рода. Исследования показали, что на 0,4 га содержится до 500 000 этих наземных членистоногих и что они выбрасывают на поверхность свыше двухсот пятидесяти килограммов подпочвенного слоя и около полутонны экскрементов, богатых клетчаткой. Их микроскопические туннели уходят под землю на глубину до полуметра и облегчают проникновение в почву дождевой воды. Благодаря деятельности мокриц на протяжении сотен и тысяч лет образовался плодородный поверхностный слой, благоприятный для роста растений.
Учение о биосфере.
Учение о биосфере создано русским геохимиком В. И. Вернадским. Он впервые оценил масштабы влияния жизни на физическую природу.
Биосфера, по В. И. Вернадскому, - это общепланетарная оболочка, та область Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Биосфера охватывает всю поверхность суши, моря и океаны, а также ту часть недр Земли, где находятся породы, созданные деятельностью живых организмов.
Биосфера занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои земной коры, поверхность суши и всю гидросферу. Общая толщина слоя биосферы составляет около 17 км. В глубь литосферы живые организмы проникают до 6,5 -7 км; в гидросфере они заселяют всю ее толщу, т.е. до дна мирового океана (в некоторых местах проникают на глубину свыше 11 км). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней ее части, называемой тропосферой, выше которой располагается озоновый экран.
По Вернадскому, вещество биосферы состоит из:
живого вещества — совокупности всех живых организмов, населяющих нашу планету;
косного вещества — совокупности всех неживых тел, которые образуются в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов (например, образование горных пород магматического происхождения извержение вулканов и т. д.);
биогенного вещества — совокупности тел, образовавшихся в результате жизнедеятельности живых организмов (например, породы осадочного происхождения: известняки, ракушечник, мел и др., а также, нефть, газ, каменный уголь, кислород атмосферы и др.);
биокосного вещества — особого природного тела — почвы, представляющего собой результат совместной деятельности живых организмов, а также физико-химических и геологических процессов, протекающих в неживой природе; а также: радиоактивного вещества, рассеянных атомов и вещества космического происхождения.
Наша планета Земля неповторима в плане разнообразия условий внешней среды. Это океанские просторы и горные цепи, «артериальная» сеть крупных рек и мелких речушек, жаркие пустыни и вечные льды полюсов. Земля - это чудо вселенной, уникальная сфера, жемчужина в космическом пространстве. Главная особенность планеты - это существование на ней жизни в самых разных ее проявлениях. Изумляет богатое разнообразие живых существ: микроскопические организмы, насекомые, растения, рыбы, птицы, млекопитающие и, наконец, сам человек.
Многие другие планеты также могут иметь ядро, мантию, кору и атмосферу. Так, на спутнике Сатурна Титане возможно существование морей из жидкого метана, а на многих удаленных от Солнца планетах зарегистрировали присутствие оледеневшей гидросферы. На многих небесных телах найдены молекулы воды, но лишь в земной среде с ее узкими границами температур и атмосферного давления вода одновременно может присутствовать в трех фазах: газообразной, жидкой и твердой. Такому состоянию воды на нашей планете способствует и благоприятное расстояние ее от Солнца: будь Земля немного ближе к раскаленному солнечному шару, пары воды никогда бы не конденсировались, а если бы расстояние до Солнца было больше, вода замерзла бы, образуя сплошной ледяной покров.
Идеальное снабжение энергией обусловлено тем, что Земля находится именно на таком расстоянии от Солнца, которое обеспечивает существование жизни, - 149 000 000 км. Она движется со скоростью около 107 000 км/ч. Именно эта скорость компенсирует силу тяготения Солнца и удерживает Землю на подходящем расстоянии. Если бы скорость движения Земли упала, она была бы притянута к Солнцу и со временем превратилась бы в выжженную пустыню, как ближайший к Солнцу Меркурий. С другой стороны, если бы орбитальная скорость Земли возросла, она бы удалилась от Солнца и оказалась скованной ледовым панцирем, как Плутон.
Однако, как бы там ни было, жизнь в ее многочисленных проявлениях тонким хрупким слоем покрыла всю нашу голубую планету. На Земле появились структуры, способные самовоспроизводиться, менять свою форму в результате комбинации и рекомбинации генов и передавать эти изменения потомкам. Делящаяся клетка остается неизменной в новых поколениях. Жизнь постоянно и беспрерывно воспроизводит себя и проявляется в возникновении новых видов и особей, каждая из которых уникальна. Количество вариантов и возможных генетических комбинаций, которые приводят к созданию уникальных организмов, больше, нежели число световых лет, отделяющих Землю от самой дальней звезды. Предполагают, что количество таких потенциальных комбинаций выражается числом 265 с двадцатью четырьмя миллиардами нулей!
Самое важное за всю историю Земли - это, конечно, появление первых форм живого и взаимодействие их с поверхностью планеты. За 4 млрд. лет, прошедшие с тех пор, как земная поверхность стала подходящим субстратом для существования жизни, на ней произошли грандиозные изменения. И начало им было положено в то неопределенно далекое время, когда началась дифференциация живого и неживого.
Первым попытался описать отличие живого от неживого французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. В его время все многообразие окружающего мира - от атомов до планет - делилось на три царства: растения, животные, минералы. Ламарк, упростив это деление, всю природу разделил на два царства: живое и неживое. В своей знаменитой «Философии зоологии» он составил таблицу противоположностей живого и неживого.
Еще в ХУП-ХУШ вв. многими учеными умами высказывалась идея о взаимосвязанности всех процессов в живой и неживой природе. Ученые разных специальностей подготавливали почву, на которой в начале XX в. проросли ростки глобального учения о биосфере. Известный математик Н. Н. Моисеев по поводу глобальности некоторых проблем писал: «Эпитет «глобальный» возник в начале 70-х годов. Его используют всякий раз, когда речь идет о проблемах, относящихся к планете в целом. Это могут быть и вопросы экологии человека - дисциплины, в которой человечество рассматривается как одно целое... Датировать начало глобальных исследований очень трудно, ибо ученых всегда интересовали общие вопросы эволюции нашей планеты и характер процессов, которые на ней происходят. Но я предпочитаю обозначать термином «глобальные исследования» лишь те работы, которые направлены на изучение влияния человека на характер процессов общепланетарного масштаба».
К одному из таких глобальных учений, определивших направление и эволюцию естественной и экологической мысли XX в., принадлежит учение о биосфере.
Первые робкие обобщения и представления о биосфере восходят к уже упомянутому нами Ламарку. Ему принадлежит приоритет в формулировке самого понятия «биосфера», хотя термина этого при его жизни еще не существовало. Однако обобщения, сделанные Ламарком, позволяют нам говорить о том, что высказанные им идеи содержат в себе зачатки понятия о биосфере. В лекциях 1800 г. Ламарк отметил, что живые тела содержат все неорганические вещества, наблюдаемые в природе, и объяснил это активным участием животных и растений в формировании поверхности Земли. Позже он заключает, что все минералы внешней коры и состоящие из них элементы земной поверхности являются исключительно продуктами животных и растений, которые существовали на этих участках поверхности земного шара.
6. 1. Круговорот элементов в биосфере