Вы находитесь: НАША БОТАНИЧКА — Прикладные вопросы — Учебники и пособия — ПРИРОДА И РЕСУРСЫ ЧУКОТКИ
Глава 11.
ЖИВОТНЫЙ МИР СУШИ
73. Что такое
фауна и биологическое разнообразие
Одной из главных
характеристик биосферы является биологическое разнообразие. Причина же
биологического разнообразия – это изменчивость органического мира и его
основных объектов – живых организмов. Используя разнообразие, мы можем
сравнивать популяции и сообщества за разные промежутки времени (или из разных
географических районов). Различают таксономическое и экологическое разнообразие
животного мира.
С таксономическим
разнообразием тесно связано понятие "фауна". Фауна какого-то региона
– это множество популяций всех видов животных, обитающих в пределах этого
региона. В фауне можно выделить териофауну – множество всех видов
млекопитающих; авифауну (или орнитофауну) – множество всех видов птиц; герпетофауну – множество всех видов земноводных; энтомофауну – множество всех видов
насекомых и т.д. Таксономическое разнообразие животных организмов региона
оценивается по числу видов, родов, семейств и отрядов.
Например, в
териофауне Чукотки насчитывается 45 видов, относящихся к 13 семействам и 5
отрядам. В то же время в фауне зверей Вьетнама, расположенного в тропической
зоне, известно около 400 видов млекопитающих. Сравнение таксономического разнообразия
териофаун Чукотки и Вьетнама показывает, что видовое богатство (число видов)
фауны зверей субарктического региона гораздо ниже, чем в тропических ландшафтах
Юго-Восточной Азии.
Если мы возьмем
авифауну Чукотки, то окажется, что ее видовое богатство гораздо выше териофауны
– на Чукотке гнездится 190 видов птиц. Это объясняется тем, что птицы вообще в таксономическом
отношении более чем в два раза разнообразнее зверей. Так, на всей нашей планете
насчитывается среди современных представителей класса птиц около 9 тыс. видов,
в то время как в классе млекопитающих их около 4 тыс.
По разнообразию
орнитофауны Чукотка – уникальный регион. Например, в Якутии, площадь которой в
4 с лишним раза обширнее, всего около 255 видов птиц. Такой феномен Чукотки объясняется
как разнообразием ландшафтов, так и географическим положением – здесь
происходит активное взаимопроникновение и обмен представителей американской и
азиатской орнитофаун, а кроме того, идет инвазия (проникновение) более южных
форм вдоль морского побережья.
| Число гнездящихся
птиц, которое мы использовали как показатель разнообразия орнитофауны Чукотки,
очень важно – но кроме того, существуют так называемые "случайные
залеты". Их роль нельзя недооценивать в характеристике птичьего мира.
Зачастую эти залеты из других областей действительно бывают случайными и связаны
с погодными аномалиями или какими-то сбоями в навигационной системе птиц. Но
столь же обычны залеты и как проявления своеобразной видовой экспансии, когда
часть популяции проникает за пределы традиционной области распространения и так
расширяет границы своего ареала. Существует целая категория птиц, для которых
такие популяционные "выбросы" – эпизодические случаи гнездования за
сотни километров от границ области постоянного распространения – являются
нормой (таковы, к примеру, турухтаны, рис. 118). Расширение границ ареалов, характерное
для многих птиц, населяющих Чукотку, начинается именно с эпизодических залетов. |
Рис. 118.
Турухтаны на току (Фото А.Я. Кондратьева) |
Рис. 119. Гуси
Чукотки: а – белолобая казарка; б – канадский гусь
|
Экологическое
разнообразие животного мира связано с понятием "население" животных и
с его экологическими характеристиками. Если фауна – множество видов животного
мира региона, то население – это множество всех сообществ животных. Если вы вспомните
предыдущую главу, то увидите, что фауна и население в животном мире аналогичны
флоре и растительности в растительном покрове. Население тоже можно
рассматривать по группам животных – население птиц, население мелких
млекопитающих, население почвенных беспозвоночных и т.д.
Экологическое
разнообразие – показатель интегральный: в нем учитывается как видовой состав
фауны, так и численность (обилие) видов, их распределение в ландшафтах,
соотношение разных жизненных форм
(хищников, травоядных животных и т.д.). Экологическое разнообразие повышается,
когда численность разных видов в сообществе выравнивается между собой по
значениям, а видовое богатство возрастает. В экологии животных применяется также
понятие "насыщенности" сообщества – оно отражает устойчивое состояние
населения животных, возможное лишь при определенном видовом богатстве,
соотношении экологических жизненных форм и уровне их численности.
При низкой
насыщенности, характерной для северных сообществ, возможно искусственное увеличение
видового разнообразия – путем вселения (интродукции) новых видов в фауну, их
акклиматизации с целью повышения продуктивности биологических ресурсов
(например, в охотничье-промысловом хозяйстве). На территории Чукотского автономного
округа во второй половине нашего столетия были успешно акклиматизированы
американская норка, ондатра и овцебык. Путем интродукции и расселения в
бассейнах Колымы и Анадыря была восстановлена численность соболя, практически
уничтоженного в этих районах к началу ХХ столетия.
Вопросы и задания
1. Назовите
основную причину биологического разнообразия в природе.
2. Дайте
определения таксономического и экологического разнообразия. Что такое
"фауна" и чем от нее отличается"население животных"?
3. Сколько видов
млекопитающих и птиц обитает на Чукотке?
4. Что такое
насыщенность сообщества животных? |
4. История
изучения животных на Чукотке
Первые сведения о
животных Чукотки – пушных зверях и лежбищах моржей – дошли до нас в
"скасках" землепроходцев XVII в., отрывочные сведения о птицах можно
найти также в ясачных книгах и торговых ведомостях. Первые систематические
данные о фауне этого далекого региона были получены в экспедициях и походах географов-натуралистов
русского Адмиралтейства. Дж. Биллингс в1791–1792 гг. вместе с группой
чукчей-оленеводов пересек Чукотку от Мечигменской губы до Нижнеколымска, в его
экспедиции работал врачом известный натуралист К. Мерк. Г.А. Сарычев плавал в
1800г. По Колыме от Верхнеколымска до устья и описал массовые миграции диких
северных оленей по Омолону и Анюям. Барон Ф.П.Врангель в книге о своем
путешествии (1820–1824) приводит сведения о белых медведях, песцах, снежных
баранах, оленях и других зверях.
Началом
настоящего изучения фауны Чукотки были экспедиции Гергарда Майделя на оленях
(1868–1869) и А.Э. Норденшельда на судне "Вега" (1878–1879). Майдель
собирал коллекцию птиц вовремя путешествия от Нижнеколымска по Малому Анюю и
южным склонам Анадырского хребта до дельты р. Канчалан на побережье Берингова
моря. Участники экспедиции "Веги" собрали коллекцию птиц и
млекопитающих арктического побережья Чукотки во время зимовки судна восточнее
Колючинской губы.
Интересные данные
о промысловых зверях приколымской тайги и охоте на них собрала экспедиция
Русского географического общества под руководством В. Иохельсона (1894–1895). Зоологическими
коллекциями занималась американская экспедиция Н. Бакстона в долине Пенжины и
окрестностях Марково (1900–1901).
Гусь-гуменник. Река Раучуа, фото: Ю. А. Пашков, В.Э. Куриленко с сайта: http://culbilibino.ru/pisateli-i-poety-o-bilibino-i-chukotke/rauchua-2012.html
|
С начала нашего
века на Чукотку попадает все большее и большее количество зоологов. Среди них
раскапывающий трупы мамонтов на р. Березовка О. Герц, орнитолог С.А. Бутурлин,
работник музея Московского университета Н. Сокольников. В описание птиц Чукотки
большой вклад сделал норвежский промышленник и исследователь Йохан Курин, с
1909 по 1915 гг. собравший большие коллекции птиц в низовьях Колымы.
Неоценим вклад в
познание природы края большой армии энтузиастов, среди которых – О. Аргентов,
Л. Гриневецкий, Н. Гондатти, А. Олсуфьев, В. Зензинов и другие. Важной вехой в обработке
собранных ими коллекций была вышедшая в 1926 г. Книга С.И. Огнева
"Млекопитающие Северо-Восточной Сибири". В 1930–1931 гг. обследование
охотничьих и пушных промыслов Анадырского края и Чукотки проводил зоолог Л.О.
Белопольский, опубликовавший затем эти сведения в двух книжках.
В 1931–1938 гг.
на Чукотке работал Л.А. Портенко, которому принадлежат наиболее фундаментальные
исследования и капитальные сводки по орнитофауне Чукотки. В монографиях Л.А.
Портенко скрупулезно обобщены история изучения и все известные сведения по
проблеме, а также подведен итог пионерного периода исследования Чукотки. Л.А.
Портенко был универсальным зоологом широкого профиля – кроме птиц, ему удалось
собрать большую коллекцию млекопитающих, опубликовать сводку "Фауна
Анадырского края". Позднее, в 1959–1960 гг., он возглавил зоологические исследования
в Корякском нагорье, по материалам которых была написана сводка
"Млекопитающие Корякского нагорья" (Портенко, Кищинский, Чернявский). |
Качественно новый
этап в изучении живой природы Чукотки начался в 1960–1970-х годах с созданием
собственной научной базы на Северо-Востоке – с организацией в Магадане в 1968
г. отдела, а вскоре Института биологических проблем Севера. Институт развернул
на Чукотке многолетние стационарные исследования арктических птиц, населения
мелких млекопитающих. Изменилась направленность исследований: от изучения фауны
зоологи перешли к изучению населения животных, экологии отдельных видов и
групп, комплексных связей животных с природной средой.
Если вы
интересуетесь животными своего края, обязательно почитайте основные сводки –
они указаны в конце главы. Эти книги написали замечательные исследователи
нашего края – В.Г. Кривошеев, А.В. Кречмар, А.Я. Кондратьев, А.В. Андреев, Н.К.
Железнов, Ф.Б. Чернявский. Читая их, вы не только познакомитесь с работой
зоолога, но и узнаете, что на Чукотке зоолога ждет еще масса загадок.
Вопросы и задания
1. С какими
экспедициями XVII в. связаны первые данные о животных Чукотки?
2. Кто из
зоологов работал на территории Чукотки в прошлом веке? Как вы думаете, каких
животных на Чукотке изучали прежде всего? Почему?
3. Как шло
изучение крайнего Северо-Востока России в нашем столетии? Когда фаунистические
исследования сменились экологическими?
75. Природные
зоны как местообитания животных
Большую часть
площади Чукотки занимают тундровые ландшафты. С физико-географическими
условиями равнинных и горных тундр Чукотки в разных природных зонах и
геоботанических округах вы познакомились раньше. Мы напомним только, что
экологические условия существования всех организмов в тундре характеризуются экстремальностью
– крайними значениями основных характеристик физической и биотической природной
среды, в которой возможна жизнедеятельность животных и растений.
Какие же из них
важны для животных суши? Перечислим их:
– холодный климат
(средняя температура самого теплого месяца июля на большей части Чукотки ниже 10°C),
– низкая сумма
среднесуточных положительных температур воздуха за год в течении короткого
летнего периода (менее 80 дней), ограничивающих жизнедеятельность и развитие
растений и беспозвоночных животных, а также химическую деструкцию и минерализацию
неживого органического вещества,
– повсеместное
распространение многолетней мерзлоты,
– длительная
(около 7 месяцев) зима с плотным снежным покровом и короткое (около 3 месяцев) лето,
– резкие сезонные
и многолетние изменения запасов биологических ресурсов, обусловливающие
динамику численности многих видов животных с высокой амплитудой колебаний
(иногда численность возрастает в десятки тысяч раз).
Отсутствие в
тундре древесной растительности снижает защитные условия местообитаний
животных, усиливает контрастность погоды, снижает биологическую продуктивность
и упрощает структуру экосистемы. Все это создает крайне неблагоприятные условия
существования организмов, что отражается на снижении таксономического и
экологического разнообразия животного мира тундры.
Облесенные районы
Западной Чукотки занимают меньшую площадь, по сравнению с тундровыми
ландшафтами региона – вспомните, это – Анюйский, Омолонский,
Пенжинско-Среднеанадырский ландшафтные районы. Распространенная здесь древесная
растительность значительно смягчает микроклимат местообитаний, повышает его стабильность.
По сравнению с открытыми ландшафтами тундры, в тайге накапливается больше снега
и влаги, снижается скорость ветра и амплитуда изменчивости температур за
короткие промежутки времени (сутки, декады).
Однако, в таежных
континентальных районах Чукотки выше контрастность температуры по сезонам.
Зимой здесь холоднее, а летом жарче, чем в тундре. Лесная растительность лучше
защищает беспозвоночных и позвоночных животных от неблагоприятностей климата,
предоставляет им большие ресурсы живого и отмершего органического вещества.
В тундровых
ландшафтах организмы распределяются в тонком слое от верхнего горизонта почвы,
даже в кустарниковой тундре – до 1 метра высоты. В лесных сообществах возрастает
ярусность, и синузия высоких деревьев увеличивает жизненное пространство,
пригодное для разных групп животных – жизненную емкость среды обитания животных.
Все это способствуют повышению биологического разнообразия животного мира в
лесной зоне Чукотки. Это происходит в основном за счет увеличения числа
дендрофилов – беспозвоночных и позвоночных животных, связанных с древесной растительностью.
С другой стороны, в лесных местообитаниях не встречаются многие типичные
представители тундровой фауны.
Вопросы и задания
1. В чем
заключается экстремальность и пессимальность условий существования животных в
тундре?
2. В какой мере
древесная растительность изменяет погодно-климатические и экологические условия
существования животных?
76.
Беспозвоночные животные тундры
Видовое богатство
большинства групп беспозвоночных в тундре обеднено. Лишь в сборной
таксономической группе червей насчитывается довольно много видов. Дело в том,
что большинство их представителей относятся к паразитическим формам, достаточно
разнообразным у их "хозяев" – как беспозвоночных, так и позвоночных
животных. Среда обитания паразитов в организме других животных (в особенности у
теплокровных позвоночных) относительно стабильна и слабо зависит от
естественных физических факторов среды. Такая зависимость появляется только
утех паразитических червей, яйца и личинки которых свободно живут вне организма
хозяина во внешней среде.
В фауне
свободноживущих кольчатых червей в тундре число видов резко сокращено.
Например, из семейства дождевых червей в кустарниковой тундре Чукотки известен
лишь один вид – дождевой червь Норденшельда (заметим, что в умеренном поясе
Евразии дождевых червей насчитываются десятки видов).
Сокращено в
тундре и число видов мелких почвенных олигохет-энхитреид, хотя биомасса их
немногих представителей может быть здесь весьма значительной. Одной из
многочисленных групп беспозвоночных тундры являются мелкие свободноживущие почвенные
нематоды – полумикроскопические круглые черви. Их биомасса в верхнем почвенном
слое может достигать 200 кг/га.
В кустарниковой
тундре Чукотки обычен лишь один наземный представитель типа моллюсков из класса
брюхоногих – голый слизень. Однако, их обилие в кустарниковых зарослях по
долинам тундровых рек достигает до 10 г/кв.м.
Наиболее
разнообразный тип животного мира – членистоногие – насчитывает на нашей планете
свыше 1 млн. видов. Однако, в зоне тундры его богатство также снижено. Фауна
тундры лишена наземных ракообразных – хотя в приливной полосе побережья
Берингова моря, на низменных сырых и периодически затопляемых участках встречаются
мелкие, но обильные рачки-бокоплавы, имеющие важное кормовое значение для
приморских куликов, утиных и чаячьих птиц.
В тундрах Чукотки
найдено довольно много животных из класса паукообразных – собственно пауки,
сенокосцы и клещи. Экологически они характеризуются активным хищничеством и
отчасти эктопаразитизмом (паразитируют не внутри, а на поверхности хозяев). В
арахнофауне (так называется фауна пауков) Чукотки выявлено больше видов, чем в
соседних регионах – на Аляске и в Якутии. Обилие хищных пауков обеспечивается
высокой численностью некоторых групп наземных беспозвоночных – жертв.
Если говорить о
клещах, то в чукотских тундрах не водятся самые опасные из них – кровососущие
иксодовые и краснотелковые клещи. Зато в почве обитают мелкие свободноживущие
хищные и сапрофитные клещи. Их таксономический состав (фауна) пока не изучен.
Среди класса
многоножек в тундрах Чукотки отсутствуют двупарноногие. Однако, несколько видов
хищных многоножек-хилопод нередко доминируют в почвенных сообществах. В
благоприятные для их развития годы и сезоны они достигают высокой численности в
верхних слоях почвы и напочвенном покрове. В подстилке и моховом покрове тундры
также очень обильны мелкие (около 1 мм) ногохвостки – животные из класса низших
первичнобескрылых насекомых. Они особенно заметны в период снеготаяния,
появляясь на поверхности снега из затапливаемой почвы. Численность ногохвосток
порой достигает 20 тыс. экземпляров на 1 кв. м.
Среди высших
насекомых в тундрах Чукотки живут единичные виды из отрядов прямокрылых,
стрекоз, а также представители многих родов перепончатокрылых м таких, как
муравьи, различные осы и пчелы, шмели. Наиболее разнообразны насекомые четырех
отрядов – двукрылые, чешуекрылые (бабочки), поденки и некоторые жуки. При невысоком
видовом богатстве (десятки видов) их численность нередко достигает огромных
значений – это и определяет их существенную экологическую роль в экосистемах
тундры. Всем известны кровососущие двукрылые – комары, мошки, мокрецы, слепни.
Широко представлены и другие группы двукрылых: настоящие мухи, оводы,
комары-долгоножки, звонцы и ряд других семейств.
Кровососущие
двукрылые, а также кожные оводы оказывают сильное психофизиологическое
воздействие на теплокровных позвоночных, приводя их к истощению и даже к
гибели. С другой стороны, обилие имаго (взрослых особей) и личинок двукрылых в
тундре обеспечивает кормом многих птиц и хищных членистоногих.
В отряде
жесткокрылых (жуков) в тундрах таксономически наиболее разнообразны жужелицы,
большинство из которых являются активными хищниками. В тундрах Евразии
насчитывается около 50 видов жужелиц. Заметной группой насекомых в тундре в
течение короткого лета являются бабочки. Наряду с мухами и шмелями, бабочки являются
антофильными насекомыми (поедают нектар и пыльцу цветков). Без
насекомых-опылителей было бы невозможно семенное возобновление многих
травянистых и кустарниковых растений тундры.
Вопросы и задания
1. Какие таксономические
группы насекомых тундры являются наиболее многочисленными?
2. Назовите
представителей хищных членистоногих, встречающихся в тундре.
3. Какова
экологическая роль кровососущих двукрылых?
77.
Беспозвоночные животные северной тайги и лесотундры
Трудно сравнить
между собой разнообразие беспозвоночных тундры и тайги, так как в обоих зонах
Чукотки оно очень слабо изучено.Известно, например, что в лесных местообитаниях
бассейна р. Колымы, кроме голого слизня, встречаются еще 2–3 вида наземных брюхоногих
моллюсков. В почвенной фауне представлен тот же, что и в тундре, единственный
вид дождевого червя Норденшельда (но иногда в теплицах находят и другие
завезенные виды). В горно-таежных ландшафтах резко возрастает видовое богатство
пауков – до 365 видов. Для сравнения укажем, что в тундре острова Врангеля
зарегистрировано 32 вида, а на Восточной Чукотке – 172 вида этого класса.
В лесных
сообществах, по сравнению с тундрой, возрастает разнообразие и обилие мелких
почвенных клещей-орибатид. Появляются и иксодовые клещи: так, в бассейне Колымы
проходит северная граница распространения кровососущего иксодового клеща. Его
прокормителями-хозяевами являются здесь грызуны и зайцеобразные. Эта группа
эктопаразитов, конечно, более разнообразна в южных районах Дальнего Востока.
Например, среди иксодовых клещей в Приамурье насчитывается 11 видов, а в фауне России
в целом – около 60 видов этого семейства.
Фауна насекомых
таежных ландшафтов Чукотки представлена теми же отрядами, что и в тундре. Об
увеличении видового богатства лесной энтомофауны можно судить лишь по немногим
изученным группам высших насекомых. Так, среди перепончатокрылых в лесных местообитаниях
увеличивается число видов муравьев (свыше 10 по сравнению с 3–4 видами в
тундре). Количество жужелиц в лесных местообитаниях возрастает примерно в два
раза (около 110 видов) по сравнению с тундрами (порядка 50 видов).
В таежной зоне
увеличивается видовое богатство насекомых-филлофагов (потребителей зеленых
частей растений) – листоедов, тлей, цикадок, некоторых групп чешуекрылых,
гусеницы которых питаются хвоей и листьями деревьев. В тайге появляются виды-ксилофаги
(потребители древесины). К ним относятся некоторые группы жуков – короеды,
дровосеки, златки, личинки которых живут в стволах и под корой живых и засохших
деревьев. В облесенных ландшафтах возрастает и число видов насекомых-карпофагов
(потребителей семян), и антофилов (питающихся нектаром и пыльцой цветковых
растений). Наиболее многочисленными насекомыми, относящимися к этим трофическим
группам, являются бабочки, некоторые мухи и шмели.
В лесной зоне
Чукотки сохраняют свое высокое обилие представители ряда семейств отряда
двукрылых, в том числе – виды-кровососы (или гематофилы) – настоящие комары,
мошки, мокрецы, слепни, мухи-жигалки и т.д.
Вопросы и задания
1. Какие
представители класса насекомых относятся к экологическим группам филлофагов,
ксилофагов и антофилов?
2. Кто такие
карпофаги и гематофилы?
3. Есть ли на
Чукотке клещи?
Рис. 120. Самка
малой гаги затаилась в траве (Фото А.Я. Кондратьева)
|
78. Позвоночные
животные тундры
Мир позвоночных
животных тундры, так же как и беспозвоночных, более беден видами, чем в тайге, однако при этом численность некоторых видов очень высока.
Класс земноводных
в тундрах Чукотки представлен одним редким видом – сибирским углозубом.
Пресмыкающиеся являются термофиламии в тундровой зоне отсутствуют.
Птицы очень
разнообразны – их высокое видовое богатство прежде всего связано с
многочисленностью птиц морских базаров и водно-болотных угодий. Это чистиковые
– кайры, чистики, топорки, ипатки; различные чайки и поморники, кулики,
пластинчатоклювые (гусеобразные). На Чукотке обитает 66 видов отряда ржанкообразных
птиц (включая куликов, чаек и чистиковых), что составляет 50% от количества
видов этих птиц на территории всего бывшего СССР. Почему же мир этих птиц у нас
столь богат?
Учеными всего
мира сейчас принята теория, по которой северная часть Тихого океана была местом
формирования чистиковых птиц, а ведь они и составляют основу морских
колониальных сообществ (птичьих базаров) северного полушария планеты. По всей видимости,
приморские тундры Берингии на территории современной Чукотки были прародиной и
песочников – наиболее обширной группы тундровых куликов. Понятно, что эти
группы птиц до сих пор сохраняют на Чукотке наибольшее видовое разнообразие. |
В тундре
встречается также до 30 видов воробьиных птиц. Отряды гагар, поганок, журавлей,
дневных хищников, сов, куриных насчитывают мало видов. Большинство
представителей птичьего населения тундр Чукотки встречаются здесь лишь в
бесснежный период. На зиму они улетают – мигрируют в южные широты. Лишь немногие
птицы смогли освоить пространства тундры, ведя оседлый образ жизни. В
арктических тундрах о-ва Врангеля, например, на зиму остаются одни вОроны. В
типичных тундрах континентальной Чукотки зимой можно встретить два вида
куропаток, белых сов, изредка – кречетов или белых тетеревятников. Все эти
птицы концентрируются в кустарниках вдоль тундровых речек, ведь условия зимовки
птиц в тундре крайне неблагоприятны – доступный корм ограничен,
погодно-климатические условия суровые.
В тундровой зоне
Чукотки обитает 36 видов млекопитающих. Мы можем распределить их по отрядам
следующим образом: насекомоядные – 5 видов, хищные – 9 видов, парнокопытные –
4вида, грызуны – 16 видов и зайцеобразные – 2 вида. Аборигенные (исконно
местные) виды тундровых зверей представлены лишь 30видами, так как 3 вида –
мускусный овцебык, американская норка и ондатра – были акклиматизированы в ряде
районов Чукотки, а З вида мышеобразных м серая и черная крысы и домовая мышь –
широко расселились здесь в поселках уже в нашем столетии.
Экологическое
разнообразие тундровых зверей Чукотки определяется их резкими различиями в
численности, сезонной и многолетней динамикой численности и изменчивостью
видового состава населения млекопитающих в равнинных и горных тундрах. Фоновыми
видами равнинных и холмистых тундр северных и восточных приморских районов
Чукотки являются мелкие и крупные травоядные, а также некоторые хищные
млекопитающие. Среди них наибольшей численностью характеризуются тундровые
грызуны – сибирский и копытный лемминги, полевка-экономка, берингийский, или арктический
суслик (евражка), а также заяц-беляк. |
Рис. 121, 122. Вверху: розовая
чайка. Внизу: вилохвостая чайка (Фото А.Я. Кондратьева)
|
Рис. 123. Хищные
млекопитающие Чукотки: а – белый медведь; б – волк
|
Из крупных
травоядных в ряде районов встречается дикий северный олень. Но большая часть
тундровых пастбищ используется под выпас одомашненных оленей, оптимальное
поголовье которых на Чукотке, вероятно, насчитывает 300–350 тыс. голов.
Подробно про северного оленя вы можете прочитать в главе 13
"Оленеводство".
Наиболее обычными
хищными млекопитающими тундры являются песец и волк. Реже встречаются бурый
медведь, горностай, росомаха, лисица. На острове Врангеля, а также на северном
побережье Чукотки залегают в начале зимы в родильные берлоги беременные самки белого
медведя. Зимой заходы кочующих белых медведей наблюдаются и гораздо южнее – во
внутриконтинентальных районах бассейна Анадыря и по всему приморскому
побережью. Взрослые самцы белого медведя являются самыми крупными наземными
хищниками нашей планеты. Вес их тела достигает 700 кг, а длина – до 3 м.
В плоскогорьях и
низкогорьях тундровой зоны Чукотки живут некоторые специфические для этих
ландшафтов виды зверей. Среди грызунов и зайцебразных это лемминговидная
полевка, берингийский суслик и черношапочный (камчатский) сурок, северная
пищуха. В ряде горно-тундровых районов сохранились немногочисленные табунки
снежных баранов. В ландшафтах горных тундр обычны бурый медведь, росомаха,
лисица, на плоскогорьях – дикий северный олень и волк.
По долинам рек
(где есть леса или высокие кустарники) в тундровую зону проникают таежные виды
млекопитающих: из насекомоядных – ряд видов землероек-бурозубок, из растительноядных
– лось, белка, лесные полевки, лесной лемминг.
Вопросы и задания
1. Каких оседлых птиц тундры Чукотки вы
знаете?
2. Какое самое
крупное в мире наземное хищное млекопитающее встречается на Чукотке?
3. Какие животные
водятся в горах Чукотки?
4. Каким путем
проникают в тундровую зону таежные виды зверей? Приведите примеры. |
Рис. 124.
Млекопитающие Чукотки: а – бурый медведь; б – лисица; в – песец; г –
заяц-беляк; д – горностай
|
79. Позвоночные
животные северной тайги и лесотундры
Сибирский углозуб
в поймах таежных рек Чукотки остается единственным представителем класса
земноводных. Разнообразие птиц в таежной зоне Чукотки возрастает и приближается
к 150 видам: это происходит за счет дендрофильных видов из отрядов куриных, кукушкообразных,
совиных, дятлообразных и воробьиных. Из 30 видов дендрофильных птиц, населяющих
северо-таежные ландшафты Колымы и Омолона, 18 видов ведет оседлый образ жизни.
С учетом прикочевывающих из тундры на зиму ястребов и сов, зимнее население
птиц таежной зоны Чукотки насчитывает до 22 видов.
Экологическое
разнообразие птиц определяется особенностями их экологии. Большинство таежных
видов крайне неравномерно распределены по территории, разнообразие населения
птиц в одних и тех же районах сильно меняется по годам. Например, широко известны
по многим районам Чукотки колебания численности белой и тундряной куропаток с
пиками каждые 10–12 лет.
В лиственничных
лесных ландшафтах Чукотки встречается 34 аборигенных вида зверей. Здесь были
также успешно акклиматизированы ондатра и американская норка. Как и в тундровых
поселках, в Западной Чукотке расселились 2 вида крыс и домовая мышь. Они
населяют только жилые дома и склады. Все эти 39 видов относятся к 13 семействам
и 5 отрядам. Распределение по отрядам аборигенных видов зверей, населяющих
тундровую и таежную зоны, приводится в таблице. Как видим,
различия в разнообразии териофаун тайги и тундры Чукотки минимальны. Однако,
существуют качественные различия – некоторые тундровые виды зверей не
распространяются в лесную зону (например, копытный лемминг, песец, белый
медведь). С другой стороны, в таежных ландшафтах присутствуют лесные виды, не
встречающиеся в тундре, например, некоторые землеройки-бурозубки из
насекомоядных, обыкновенная летяга, бурундук, рысь, соболь.
Интересно, что в
составе отряда насекомоядных как в тундровых, так и в лесных ландшафтах Чукотки
встречается один из самых мелких представителей мировой фауны млекопитающих –
крошечная бурозубка из семейства землероек-бурозубок. Ее взрослые особи имеют
вес тела около 2 грамм. |
Таблица
Видовое богатство
отрядов млекопитающих, населяющих тундровые и лесные ландшафты Чукотки
| Природная зона |
Количество видов в составе отрядов млекопитающих |
Насекомоядные |
Хищные |
Парнокопытные |
Грызуны |
Зайцеобразные |
Всего |
Тундра
Тайга |
5
6 |
8
10 |
3
3 |
12
13 |
2
2 |
30
34 |
Вопросы и задания
1. Назовите самых
крупных и самых мелких по размерам тела из известных вам тундровых и таежных
птиц и зверей Чукотки.
2. Какие виды
зверей Чукотки являются земноводными по образу жизни?
3. Какие виды
млекопитающих Чукотки отсутствуют в тундре, а какие – в тайге?
4. Увеличивается
ли в таежной зоне, по сравнению с тундрой, разнообразие птиц и почему?
|
Рис. 125. Млекопитающие
Чукотки: а – евражка, или арктический суслик; б – лось |
80.
Приспособления животных к существованию в арктических и субарктических
ландшафтах
Встретившись с
экстремальными характеристиками природной среды, низкой биологической
продуктивностью экосистем, ее резкой сезонной и многолетней динамикой, животные
в процессе эволюции выработали специальные приспособления – адаптации – к существованию
в условиях северных ландшафтов. Их можно разделить на две группы:
морфофизиологические и экологические приспособления.
Морфофизиологические
адаптации, как правило, наследственные и характеризуют биологические
особенности каждого вида. Суть этих приспособлений в том, что у животных
развиваются специфические морфологические структуры, которые повышают
эффективность всех механических и физиолого-биохимических систем организма, обеспечивают
его выживание и воспроизводство в ряду поколений. Морфологические адаптации
обычно связаны с какими-то системами органов и тканей, обеспечивающих главные
функции организма – подвижность, питание, энергетический обмен, зимнюю спячку, окраску
и т.д.
Морфологические и
физиологические адаптации часто направлены на сокращение времени питания
(слишком холодно долго искать и потреблять пищу), на эффективное усвоение
корма, теплосбережение, использование микроклимата убежищ. Это позволяет
животным проводить зиму в условиях экстремально низких температур, очень
короткого светового дня, нестабильного кормообеспечения. Причем, низкие зимние
температуры сами по себе для многих животных обычно не страшны, страшен дефицит
кормов. Например, в эксперименте гуси без вреда для себя переносили охлаждение
до –70°C.
|
Рис. 126.
Новорожденный птенец тулеса (Фото А.Я. Кондратьева) |
Основой
экологических адаптаций к условиям существования являются индивидуальное
поведение животных в процессе их онтогенеза (на протяжении всех стадий их
развития и жизнедеятельности) и экологическая стратегия вида в ряду поколений,
сформировавшаяся в процессе эволюции. Экологические приспособления базируются
на более прогрессивном развитии нервной системы – она обеспечивает оптимальное
поведение в суровых экологических условиях среды. Наиболее важными из них являются
миграции, зимняя спячка и оцепенение, приспособительные механизмы экологической
терморегуляции и циклические изменения численности популяций.
Рис. 127, 128. Вверху: молодая
полярная крачка. Внизу: самец
турухтана (Фото А.Я. Кондратьева)
|
Некоторые
уникальные экологические приспособления животных – такие, как мобильность,
способность к миграциям у птиц – являются причиной их высокого разнообразия на
Чукотке. У нас отмечено на гнездовье порядка 190 видов птиц и еще по меньшей мере
60 видов посещают регион во время случайных залетов. Подавляющее большинство
птиц Чукотки относится к мигрирующим.Они способны в полной мере использовать
летние вспышки продуктивности чукотских экосистем, откочевывая с наступлением осени
в более мягкие климатические зоны планеты.
Своеобразными
экологическими приспособлениями являются популяционные флуктуации (колебания
численности) многих видов животных – отражение природных биологических ритмов.
Например, ученые специально изучили адаптивную роль многолетних изменений численности
тундровых леммингов и полевок. Они происходят с относительной периодичностью в
3–5 лет между "пиками" – годами массового размножения грызунов. В
течение популяционного цикла у животных происходят физиологические и экологические
изменения, меняется генетический состав их населения, интенсивность размножения.
С ростом численности грызунов увеличивается их воздействие на растительность
тундры и почву. Меняется минеральный состав растений. После снижения численности
леммингов растительность восстанавливается. С динамикой численности грызунов
связаны популяционные изменения у песцов, интенсивность их размножения и
миграции.
Природные ритмы
популяций грызунов, растительного покрова и хищников поддерживают стабильность
в тундровой экосистеме на основе этих цикличных взаимосвязанных процессов.
Вопросы и задания
1. Что такое
адаптации?
2. Чем отличаются
экологические адаптации от морфофизиологических?
3. Для чего
птицам дана способность к сезонным миграциям?
4. Что такое популяционные
флуктуации? |
81.
Морфофизиологические приспособления
Многие виды
млекопитающих и оседлых птиц имеют локомоторные приспособления к передвижению
по снегу с меньшими затратами энергии. Например, благодаря отрастающим зимой
длинным перьям на пальцах лап куриные птицы (белая и тундряная куропатки,
каменный глухарь) практически не проваливаются при передвижениях по рыхлому
снегу во время кормежки. Этому же служит удлиненный и плотный мех на ступнях
лап зайцев-беляков зимой. Ту же функцию выполняют широкие копыта у северного
оленя – они, кроме того, помогают при раскопке ягеля из-под снега. Копытные
лемминги, ведущие зимой подснежный образ жизни, имеют увеличенные когти на передних
лапах, что помогает при прокапывании нор-тоннелей в толще сугробов.
Многим видам как
растительноядных, так и хищных птиц и млекопитающих Чукотки зимой свойственна
белая криптическая или светлая пятнистая окраска – ее вы видите у куропаток,
рябчика, пуночки, полярной совы, кречета, ястреба-тетеревятника, песца и белого
медведя, горностая и ласки, лемминговидной полевки и копытного лемминга.
Защитная окраска, совпадающая с основным цветовым фоном местообитаний,
способствует выживанию жертв и более успешной охоте хищников.
Важным
морфологическим приспособлением у северных млекопитающих и птиц в холодном
климате является повышение теплоизоляционных свойств их меха и перьевого
покрова. Увеличивается густота меха, длина волос и перьев, усложняется
структура защитных покровов. В волосах и перьях увеличивается внутреннее
воздушное пространство, снижающее теплопроводность. Многим знакомы полые внутри
длинные остевые волосы лосей и северных оленей. Сходные воздушные полости
образуются в белых (без пигмента) перьях куриных и других птиц. Эти
морфологические приспособления уменьшают теплопотери организма – тем самым
снижаются потребности в пище, источнике тепловой энергии, необходимой у гомойотермных
организмов (птиц и млекопитающих) для поддержания постоянной температуры тела.
Происходит экономия энергии на защиту животных от холода, повышается
эффективность терморегуляции.
|
Рис. 129.
Поведение тундряной куропатки при закапывании в снег (рис. А.В. Андреева, 1975):
1 – выбор места; 2 – начало закапывания; 3 – рытье тоннеля; 4 – птица
осматривается, высунув голову из-под снега; 5 – положение куропатки под снегом
во время отдыха |
Рис. 130, 133. Слева: птенец
канадского журавля. Справа: птенцы
в гнезде шилохвости (Фото А.Я. Кондратьева)
У некоторых
оседлых зимующих птиц Чукотки (синиц-гаечек, кукш, кедровок, рябчиков) описан
физиологический механизм гипотермии – снижения температуры тела. В период их
ночевки на морозе температура их тела может без отрицательных последствий для выживания
понижаться на 3–6°C. Тем самым происходит уменьшение различий между
температурой тела и окружающей средой, что по физическим законам также
ограничивает рассеивания тепла из организма этих птиц.
Многие
позвоночные животные Арктики и Субарктики обладают способностью к накоплению
осенью значительных запасов подкожного и внутреннего белого и бурого жира. Этот
жир характерен для многих видов северных птиц и млекопитающих и выполняет физиологическую
роль энергетических депо: их пластические вещества – триглицериды (производные
глицерина и жирных кислот) – вовлекаются в обмен организма при недостатке пищи. Теплопроводность
жира ниже других тканей в организме, и его подкожные отложения повышают
теплоизоляцию. Особенно велико физиологическое значение жировых отложений у
зимоспящих млекопитающих – арктического суслика, черношапочного сурка, бурого
медведя. У взрослого черношапочного сурка с весом тела до 4–5 кг жировые запасы
осенью могут составлять 30–35%.
Морфофизиологические
приспособления животных к обитанию в северных ландшафтах чрезвычайно
многообразны и касаются всех систем организмов, в том числе пищеварительной,
кровеносной и других. Вы познакомились только с наиболее известными из них.
Вопросы и задания
1. Какие
приспособления имеются у северных животных для передвижения по снегу?
2. Почему у
многих видов зверей и птиц на севере велики запасы жира?
3. Почему остевые
волосы лося и оленя полые внутри?
82. Экологические
приспособления беспозвоночных животных
Экологические
адаптации беспозвоночных животных к жизни в Арктике и Субарктике очень слабо
изучены. Общими для всех таксономических групп являются: (1) приспособления к
недостатку тепла за короткий летний период, так как это ограничивает их онтогенетическое
развитие и (2) приспособления к условиям зимовки в суровом климате, включая
существенные сезонные изменения в местообитаниях – замерзание водоемов,
выпадение снега, сокращение доступных кормов.
Большинство
беспозвоночных животных проходят все стадии своего онтогенеза и населяют одни и
те же местообитания во все сезоны. Однако, некоторые группы высших насекомых с
полным метаморфозом (жуки, бабочки, двукрылые, ручейники и другие) часто зимуют
на разных онтогенетических стадиях в различных местообитаниях – это повышает
шансы на их выживание, так как температурный режим в разных местах зимовок
может быть более или менее благоприятным для разных стадий развития.
Все
беспозвоночные животные в северных широтах зимуют в замерзшем состоянии при
температуре тела, равной окружающей среде. Такое состояние их организма
называется оцепенением. При этом все жизненные обменные процессы сведены к
минимуму и осуществляются за счет резервных жиров и углеводов. В состояние оцепенения
беспозвоночные животные впадают постепенно, проходя через стадию переохлаждения
жидкостей их организма без образования кристаллов льда. Кристаллообразованию в
тканях животных препятствуют холодозащитные вещества, в частности, глицерин,
накапливающийся в их организме.
Состоянию
оцепенения беспозвоночных способствуют относительно стабильные, хотя и
отрицательные температуры среды в местах их зимовок. Они обычно выше окружающей
температуры воздуха – за счет теплоизоляции снегом, почвой, подстилкой, где
проходит зимовка. При глубоком снеге температура верхнего слоя почвы под подстилкой
или мхом в большинстве районов Чукотки как в тайге, так и в тундре не
опускается ниже –20...–30°C. Это обеспечивает выживание значительной части
населения беспозвоночных, хотя гибель их бывает значительной.
Эффективным
приспособлением к выживанию является повышенная плодовитость беспозвоночных
(вспомните комаров и массу их личинок в водоемах!). Несмотря на высокую гибель
на всех стадиях развития беспозвоночных из-за неблагоприятных физических факторов
и многочисленных хищников, стратегия высокой плодовитости обеспечивает
существование видов.
Известны и многие
другие экологические приспособления у беспозвоночных, которые обеспечивают
выживание как личиночных стадий, так и взрослых особей. Они характерны не
только для северных регионов, но и для других природных зон. Наиболее известны
забота о потомстве у общественных насекомых (муравьев, шмелей, бумажных ос),
одиночных хищных ос, наездников. Проявляется она и у других представителей
членистоногих, например, у паукообразных. Конкретные формы заботы о потомстве среди
беспозвоночных животных описаны в специальной и популярной литературе.
Хорошим
приспособлением к уменьшению теплопотерь, активному избиранию комфортной
температуры среды обитания является экологическая терморегуляция – она
наблюдается как среди беспозвоночных, так и среди позвоночных животных. Многим известно,
например, поведение муравьев: они активно переносят куколок в условия
благоприятных температур для их развития.
Вопросы и задания
1. Какие
экологические приспособления беспозвоночных к условиям севера вы знаете?
2. Что такое
состояние оцепенения, и как переходят в него беспозвоночные животные? Почему
при охлаждении в их теле не происходит образование кристаллов?
3. Подготовьте
сообщение о том, как проявляется забота о потомстве у общественных насекомых.
Расскажите об этом в классе. Используйте популярную литературу.
83. Экологические
приспособления позвоночных животных
Интересным
приспособлением является зимнее оцепенение. Вы уже знаете об этом явлении из
предыдущего параграфа. Оно свойственно земноводным, в частности, сибирскому
углозубу. Углозубы зимуют на суше поблизости от водоемов, где проходило их
размножение и развитие из личинок до взрослого состояния. Зимуют они или по одиночке,
или группами – под мхом, в трещинах почвы, в старых норах грызунов, под
корнями, в трухлявых стволах и пнях. Температура в местах зимовок под снегом
опускается до –15...–20°C. При этом кровь и лимфа организма углозуба находится
в переохлажденном состоянии, а все обменные процессы крайне замедленны, но
обеспечивают поддержание температуры тела на относительно стабильном уровне.
Кристаллобразованию в органах и тканях углозубов препятствуют холодозащитные
вещества (криопротекторы) – глицерин, липиды, коллоиды, а биохимические процессы
в организме поддерживаются запасами жиров и гликогена (животного крахмала).
Среди
млекопитающих Чукотки в зимний период наблюдается зимняя спячка. Различные ее
формы зарегистрированы у 6 видов (то есть у 15% представителей всей аборигенной
териофауны). Млекопитающие даже мелких размеров – грызуны и летучие мыши – не
выносят длительного переохлаждения жидкостей в тканях и клетках организма.
Поэтому у типичных чукотских зимоспящих видов – арктического суслика и
черношапочного сурка – в период зимней спячки температура тела не опускается
ниже 0°C. Спячка этих видов продолжается около 7 месяцев – с октября по
апрель–начало мая. Зимуют они в норах, иногда семейными группами в состоянии
полной неподвижности, свернувшись в шар, что снижает теплопотери за счет
уменьшения поверхности тела. Обмен в организме обеспечивается исключительно
жировыми запасами.
Менее глубокая
спячка характерна для азиатского бурундука. Этот грызун также зимует в норах,
но с осени запасает семена, которыми периодически питается в зимний период.
Спячку бурого медведя называют зимним сном. У этих хищников температура тела зимой
понижается незначительно. При беспокойстве они легко покидают берлоги. У белых
медведей беременные самки проводят зиму в снежных берлогах, существуя за счет
запасов жира, а самцы активны круглогодично. Белка лишь во время сильных
морозов по несколько суток не покидает своих гайн, впадая в кратковременный сон,
но большую часть года активна.
Одно из самых
характерных экологических приспособлений животных (кстати, как позвоночных, так
и беспозвоночных) – это использование ими убежищ. Помимо защитных функций от
хищников, убежища служат укрытием от холода и непогоды, для стабилизации температурных
условий среды и переживания неблагоприятных климатических воздействий во все
сезоны года. Широко известны убежища мелких млекопитающих – норы и каменистые
россыпи. Широко используется для защиты от холода толща снега (куриными
птицами, грызунами, зайцами, белыми медведями).
Теплозащитные
свойства гнезд у насиживающих птиц также достаточно очевидны. Немногим,
например, известна совершенная конструкция наземных гнезд пеночек. У нескольких
видов этих мелких птичек (20–30 г), встречающихся на Чукотке и в других областях
умеренного пояса Евразии, гнездо имеет форму шара (вход сбоку) диаметром около
20 см (с минимальной поверхностью теплоотдачи, по физическим законам), толстые
стенки из сухих стеблей выстланы изнутри перьями и шерстью, увеличивающими теплоизоляцию.
Снаружи гнездо защищено от хищников криптической окраской (под общий цветовой
фон окружающей обстановки).
Такую же высокую
теплоизоляцию обеспечивают отложенным яйцам самки уток и гусей, выстилая лоток
гнезда своими собственными перьями. В основе всех этих экологических реакций
лежит адаптивное (приспособительное) поведение – оно формирует стереотипы,
характерные для каждого вида и отличающие виды между собой.
Вопросы и задания
1. Что общего и
чем различаются явления зимней спячки у арктического суслика и бурого медведя?
2. Что такое
экологическая терморегуляция – у каких птиц и млекопитающих Чукотки она
наблюдается?
3. Наблюдается ли
у позвоночных животных Чукотки зимнее оцепенение? Как оно происходит?
84. Миграции как
экологическое приспособление к неблагоприятным
условиям
Приспособительное
значение миграций заключается в активном избегании животными неблагоприятных
условий среды путем их массового перемещения в другие районы, нередко на
значительные расстояния. Хорошо известны сезонные миграции перелетных птиц и некоторых
видов млекопитающих.
| Возникновение
массовых миграций – перелетов – было крупным экологическим приспособлением птиц
в процессе эволюции на протяжении длительной геологической истории. Это
приспособление позволило многим видам птиц использовать в летнее время для гнездования
северную тайгу и тундру. Сам по себе феномен миграций чрезвычайно интересен и
важен для изучения. Значительная часть птиц имеет область зимовок, столь же
четко очерченную, как и гнездовой ареал. Чаще зимовки чукотских птиц расположены
в субтропических и тропических районах планеты от юго-восточной Азии до
Австралии и Южной Америки. Наиболее длительные миграции (в животном мире
вообще), достигающие 18 тыс. км, совершает полярная крачка. Эти птицы проводят
зиму в Антарктике, встречаясь в море Росса до 70° ю. ш.
Миграции другой
большой группы видов птиц не столь протяженны, а область их зимнего обитания
достаточно "размыта" и непостоянна из года в год в зависимости от
суровости зимы и обилия подходящего корма. Строго говоря, зимние кочевки хотя
бы незначительной протяженности совершают практически все чукотские птицы; на острове
Врангеля на зиму остается только ворон. Даже куропатки зимой концентрируются по
лентам кустарников в долинах рек или откочевывают к границе леса. Они, однако,
не покидают пределов региона, поэтому могут по праву считаться оседлыми птицами.
Сезонные миграции морских птиц также не имеют четко выраженных путей пролета и
зимовочных областей. Птицы этой группы концентрируется на стационарных полыньях
(в том числе и в арктическом бассейне), а большей частью откочевывает в
умеренные широты Северной Пацифики, южнее границы зимнего распространения льдов.
Сезонные миграции
птиц содержат много до конца неразгаданных тайн, над которыми ученые бьются уже
много лет; наиболее известны потрясающие навигационные возможности птиц. К
примеру, бурокрылая ржанка, мигрируя с Чукотки, безошибочно находит затерянные
в центральной части Тихого океана Гавайские острова. С миграциями связано
существование наследственной памяти птиц. У многих видов молодые птицы
мигрируют отдельно от взрослых. Это, однако, не мешает им безошибочно находить
места зимовок.
| 
Рис. 132.
Некоторые кулики Чукотки: а – тулес; б – галстучник; в – чернозобик; г – круглоносый плавунчик; д – кулик-лопатень; е – камнешарка; ж – американский
бекасовидный веретенник; з – средний кроншнеп |
Не менее
интересны миграции у млекопитающих. Типичен для Чукотки пример с дикими
северными оленями – плотный снежный покров и возникающие трудности с добыванием
корма вызывают осенние перемещения оленей из тундр Чукотки в более южные
облесенные ландшафты с рыхлым снегом. К периоду снеготаяния происходит постепенное
перемещение оленей на летние пастбища в тундру. Эти миграции, как и перелеты
птиц, относятся к регулярным и повторяются каждый год.
Менее регулярными
являются миграции песцов. Этот хищник размножается только в тундре, в основном
в приморских районах Чукотки. Основой его питания являются тундровые грызуны – лемминги,
полевки, хотя в его кормовой рацион входят и птицы, рыба и съедобные выбросы
моря. Однако в зимний период, в годы низкой численности грызунов песцы
выселяются из районов их размножения и мигрируют на большие расстояния. Их
выселение происходит чаще вдоль морских побережий – на восток вплоть до Аляски,
а к западу до Таймыра. Однако часть песцов уходит на льды Полярного бассейна,
используя остатки добычи белых медведей, а многие звери мигрируют в лесную зону
вплоть до Камчатки и побережья Охотского моря. Массовые выселения песцов обычно
наблюдаются с интервалами в 3–6 лет в зависимости от динамики численности тундровых
мышевидных грызунов.
Нерегулярные
миграции, выселения из неблагоприятных районов наблюдаются также у многих
других млекопитающих и птиц при местных экологических катастрофах – пожарах,
наводнениях, глубоком снеге. Все они основаны на адаптивном поведении и способствуют
выживанию видов при неблагоприятной экологической обстановке. Более регулярные
местные сезонные миграции в ограниченных районах происходят ежегодно в
популяциях копытных животных – лосей, снежных баранов, лесных северных оленей.
В зависимости от распределения глубины снегового покрова и защитных условий
местообитаний, эти животные зимой перемещаются на небольшие расстояния на
пастбища с наиболее доступной кормовой растительностью.
Вопросы и задания
1. Где
расположены зимовки большинства чукотских птиц? Как бы вы разделили птиц по
типам миграций?
2. В чем феномен
массовых перелетов птиц?
3. В чем
заключается приспособительная роль сезонных миграций у диких северных оленей?
4. Какова
основная причина миграций песцов?
Рис. 133–136.
а – кулик-лопатень на гнезде; б – плосконосый плавунчик на гнезде; в – кулик-воробей; г – чернозобики (Фото А.Я. Кондратьева)
85.
Биотопическое распределение животных как экологическая адаптация
Распределение
животных внутри ландшафта по биотопам(местообитаниям) имеет ясно выраженную
адаптивную направленность – ведь оно отражает характер использования ими пищевых
ресурсов. Поэтому отношение к территории – одна из основополагающих экологических
характеристик вида, которая определяет все остальные приспособительные
механизмы. Очень хорошо это можно показать на примере отношения птиц к своим
гнездовым территориям: здесь наблюдаются две полярные стратегии: "консервативная"
и "лабильная". Между этими стратегиями существует целая гамма
переходов – ведь у каждого вида есть свои специфические особенности.
"Консервативная"
стратегия: птицы занимают и охраняют обширные индивидуальные участки,
достаточные для собственного питания и выкармливания птенцов. Это моногамные
птицы, у которых забота о потомстве ложится на обоих членов пары. Спектр
питания обычно достаточно широк. Плотность гнездования относительно низка и мало
изменяется из года в год. Высок гнездовой консерватизм.
Рис. 137.
Некоторые утки Чукотки: а – морянка; б – черный турпан; в – морская чернеть; г
– длинноносый крохаль; д – очковая гага; е – луток
|
"Лабильная"
стратегия: постоянных охраняемых территорий не существует. Птицы
специализированы на питании массовыми группами животных кормов (например,
личинками двукрылых). Гнездовой консерватизм ослаблен; из года в год в
зависимости от изменения базовых кормов популяции перераспределяются в пределах
ареала. Гнездятся эти птицы мозаично, с высокой плотностью. Заботится о потомстве
один член пары.
Одной из наиболее
характерных особенностей арктических птиц вообще является так называемое
"негнездование" – когда значительная часть половозрелой популяции
по каким-то причинам не приступает к гнездованию. Это явление часто встречается
у гусеобразных и чистиковых – доля негнездящихся птиц у них может достигать
половины! Вероятно, такие негнездящиеся птицы выступают как своеобразный
популяционный резерв, и в наиболее благоприятные годы он все-таки реализуется.
Гнездование,
бесспорно, самый важный период в жизненных циклах птиц – от него в решающей
степени зависит благополучие их популяций. Этот период и самый уязвимый,
поскольку воспитание потомства требует и обильных кормов, и эффективной защиты
от хищников. В то же время в этот период птицы привязаны к своим гнездам и
вынуждены использовать ресурсы лишь небольшого гнездового участка. Поэтому
птицы для повышения успеха размножения выработали в процессе эволюции сложный приспособительный
механизм – гнездовое поведение в ландшафте – такое распределение по
местообитаниям, при котором экологическая среда используется наиболее
оптимально. |
Тысячи поколений
птиц в постоянной борьбе за существование совершенствовали свои
приспособительные механизмы к условиям среды обитания. Частные приспособления и
сложные адаптивные системы постепенно достигли такого совершенства, что птицы сегодня
составляют со средой обитания неразрывное целое. Для каждой
природно-климатической зоны Чукотки – от арктических тундр острова Врангеля до
пойменных лиственничных лесов бассейна Колымы – характерны специфические
экологические группировки(комплексы) птиц. Эти комплексы – такие же характерные
признаки данного ландшафта, как и другие элементы биоты.
Свыше 60%
наземной фауны птиц Чукотки – 108 видов – тесно связано с водно-болотными
угодьями. Особенно разнообразны эти птицы в озерных равнинных тундрах в дельтах
и долинах рек. Вводно-болотный экологический комплекс входят лебеди, утки, кулики
– много крупных и многочисленных птиц. Понятно поэтому, что по численности этот
комплекс превышает 80% птичьего населения региона, а по биомассе – еще больше.
Подавляющее большинство птиц, напрямую не связанных с озерно-речными ландшафтами,
также в своем распределении тяготеет к руслам рек и озерным берегам – ведь эти
местообитания очень продуктивны.
Порядка 63 видов
(свыше 35%) связаны в своем распространении с древесно-кустарниковой
растительностью. Характерно, что именно в таежных местообитаниях сосредоточены
почти все птицы, ведущие оседлый образ жизни. Это специализированные
растительноядные виды (куропатки, глухари, синицы), хищные птицы и совы, а
также такие всеядные птицы, как вороны.
Небольшой, но
очень своеобразный комплекс птиц связан с горными ландшафтами, занимая
предгольцовый пояс. Меньше всего плотность птиц в равнинных пространствах
увлажненных тундр, особенно в осоково-пушицевых кочкарниках.
Вопросы и задания
1. Объясните,
почему распределение птиц внутри ландшафта – это их экологическая адаптация.
2. Какие
стратегии гнездования есть у птиц?
3. Что такое
экологический комплекс птиц? Приведите пример такого комплекса. Как вы думаете,
можно ли выделить экологический комплекс животных (включающий не только птиц,
но и млекопитающих, беспозвоночных и т.д.)?
|
Рис. 138.
Длиннохвостый поморник (Фото А.Я.Кондратьева) |
86. Роль животных
в экосистемах
Единственными
организмами, создающими живое органическое вещество из неорганических ресурсов
с использованием солнечной лучистой или химической энергии, являются зеленые
растения и некоторые хемобактерии (автотрофные организмы). Животные относятся к
гетеротрофам. Для построения своих органов и тканей они нуждаются в поступлении
с пищей органического вещества. В экосистемах они участвуют в переносе органических
и минеральных веществ и энергии между различными трофическими уровнями.
Растения в
результате фотосинтеза создают первичную продукцию живого вещества и называются
продуцентами. В растительном покрове биосферы создается основная биомасса на
нашей планете. Гетеротрофы существенно уступают автотрофам в показателях биомассы
и вторичной продукции. Растительноядные животные (фитофаги) образуют первый
трофический уровень консументов-потребителей. Поедая растения, они их усваивают
и создают ткани и органы своего тела в виде вторичной продукции. При этом часть
энергии растительной пищи рассеивается в виде тепла.
Различные
хищники, кровососы, паразиты питаются травоядными животными и образуют
трофические уровни высшего порядка. В совокупности трофические связи в
экосистеме образуют цепи питания. При этом переход к каждому высшему
трофическому уровню приводит к потере биомассы и энергии примерно в 10 раз. Трофический
цикл завершается разложением и минерализацией продуктов выделения животных и их
трупов - в этом участвуют в основном микроорганизмы-сапрофаги. В результате
процессов разложения образуется детрит и гумус в комплексе с минеральными веществами,
которые вновь используются растениями для синтеза живого органического
вещества.
Таким образом,
основная функциональная роль животных в экосистемах заключается в переносе
органических и минеральных веществ от трофического уровня растительного покрова
к сапрофитам в процессе природного круговорота. Этот процесс идет с потерей
энергии, которая, однако, отчасти мобилизуется в тканях
микроорганизмов-сапрофагов (но в основном в зеленых растениях при фотосинтезе).
Животных можно
разбить на группы в зависимости от той роли, что они играют в природных
экосистемах. Прежде всего, роль определяется их биомассой и пищевой специализацией.
Например, существенную роль в трофических цепях природных экосистем благодаря
своей высокой численности и плотным концентрациям играют кулики и водоплавающие
птицы. Особенно плотно ими заселены придельтовые равнины морского побережья –
суммарная плотность гнездования куликов здесь может достигать 180 гнезд на квадратный
километр. Средняя биомасса птиц в приморских равнинах Чукотки составляет около
140 кг на кВ. км (на отдельных участках достигая 600 кг/кв. км).
Интересно, что
если рассчитать биомассу морских птиц на километр береговой полосы, то на
арктическом побережье Чукотки она (160 кг/км) окажется гораздо ниже, чем на
побережье Берингова моря (820 кг/км). Как видим, биомасса – продуктивность
животного населения – также зависит от условий среды, и прежде всего, от
температурного режима.
Другая роль
животных часто связана с их участием в распространении и циркуляции
паразитарных инвазий (природных болезней), в первую очередь – гельминтозов. Эта
роль характерна для некоторых мелких млекопитающих (грызунов), птиц водно-болотных
угодий и морей. Крупные млекопитающие обычно становятся хозяевами паразитных
червей. Роль санитаров, поддерживающих чистоту территорий и здоровье популяций млекопитающих,
часто играют чайки – они также препятствуют распространению инфекционных
заболеваний.
Ряд животных уже
давно используется учеными в мониторинге – слежении за состоянием экосистем.
Животные служат своеобразными биологическими индикаторами происходящих в
экосистемах изменений. Для этого наиболее удобны мелкие мышевидные грызуны и птицы
– благодаря широкой экологической пластичности, и те, и другие обитают во всех
без исключения типах местообитаний, кроме того, население их легко выявляется:
грызуны быстро отлавливаются ловушками, а птицы так хорошо заметны, что могут учитываться
и без технических приспособлений. По составу и численности выявляемых видов
исследователь получает подробную информацию о состоянии различных компонентов
экосистем – причем как биотических, так и абиотических. Находясь на вершинах трофических
пирамид, птицы и мышевидные грызуны чутко реагируют на происходящие на низших
уровнях изменения.
Вопросы и задания
1. Дайте
определение организмам-автотрофам и гетеротрофам.
2. Что понимают
под первичной продукцией живого вещества?
3. Назовите представителей
консументов-фитофагов из числа птиц и млекопитающих Чукотки.
4. Назовите
известных вам представителей трофического уровня хищников из числа птиц и
млекопитающих.
5. Что такое
экологический мониторинг и каких животных в нем используют?
Рекомендуемая
литература
Чернявский Ф.Б.
Млекопитающие крайнего Северо-Востока Сибири. М.: Наука, 1984.
Юдин Б.С.,
Кривошеев В.Г., Беляев В.Г. Мелкие млекопитающие севера Дальнего Востока. М.:
Наука, 1976.
Железнов Н.К.
Дикие копытные Северо-Востока России. М.: Наука,1991.
Портенко Л.А.
Птицы Чукотского полуострова и острова Врангеля. Л.: Наука, 1973. В 2 частях.
Кречмар А.В.,
Андреев А.В., Кондратьев А.Я. Экология и распространение птиц на Северо-Востоке
СССР. М.: Наука, 1978.
Кондратьев А.Я.
Биология куликов в тундрах Северо-Востока Азии. М.: Наука, 1982.
