Взаимодействие — основа всего живого

Ничто в природе не существует само по себе. Все живое прямо или косвенно взаимодействует. Симбиоз — основы биологических связей (Symbiosis—An Introduction to Biological Associations)

ВСЕ формы жизни на Земле составляют одну всеобъемлющую взаимосвязанную систему. И гомо сапиенс в ней играет немаловажную роль. Свидетельством тому служит наш собственный организм. Тихо и незаметно в нашем пищеварительном тракте трудится целая армия полезных бактерий — отражает атаки врагов, способствует пищеварению и образованию необходимых витаминов. Человек, в свою очередь, дает этим бактериям пищу и приют.

Подобные содружества нередки в животном мире, особенно среди жвачных, например среди коров, оленей и овец. В рубце, первом отделе их многокамерного желудка, действуют целые экосистемы бактерий, грибков и простейших. В процессе брожения эти микроорганизмы расщепляют клетчатку, из которой состоят растительные волокна, и превращают их в различные питательные вещества. Даже у некоторых насекомых, питающихся клетчаткой, например у жуков, тараканов, чешуйниц, термитов и ос, в пищеварении участвуют бактерии.

Такое тесное сотрудничество между представителями разных видов называется симбиозомa, или «сожительством». «Эти содружества просто необходимы для развития всех живых систем»,— написал Том Уэйкфорд в своей книге «Взаимосвязь в природе». Возьмем, к примеру, почву, в которой содержится множество живых организмов.

Почва — живой организм!

В Библии говорится, что у земли есть сила (Бытие 4:12). И это верно, поскольку здоровая почва — больше, чем просто безжизненная грязь. Это сложная среда для развития растений, полная живых организмов. В одном килограмме почвы может содержаться более 500 миллиардов бактерий, одного миллиарда грибков и до 500 миллионов многоклеточных организмов — от насекомых до червей. Многие из этих организмов сообща перерабатывают органические вещества — опавшие листья, экскременты животных и прочее. При этом выделяется азот, который они преобразуют в соединения, необходимые для растений. Также они преобразуют углерод в углекислый газ и другие соединения, которые требуются для фотосинтеза.

Бобовые, например люцерна, клевер, горох и соя, живут в тесном соседстве с бактериями, позволяя им «инфицировать» свою корневую систему. Но это не причиняет растениям вреда. Напротив, под их воздействием на корнях образуются клубеньки, где бактерии поселяются и, увеличиваясь в 40 раз, становятся так называемыми бактероидами. Их задача — превратить азот в соединения, которые могут усваиваться бобовыми. Бактерии же, в свою очередь, получают от растений питание.

Грибки или плесени тоже крайне необходимы для жизни растений. Практически все деревья, кусты и травы взаимодействуют под землей с грибками, также «инфицируя» корни и помогая растениям впитывать влагу и необходимые минералы: железо, фосфор, калий, цинк и так далее. В ответ на это грибки, которые из-за отсутствия хлорофилла не могут сами производить себе питание, получают от растений углеводы.

Орхидеи в большой степени зависят от грибков. В дикой природе, чтобы мелкие как пыль семена орхидей могли прорасти, им требуется помощь. Тогда за дело берутся грибки. Они также поддерживают довольно слабую корневую систему взрослых растений. По словам Уэйкфорда, грибки «формируют мощную, активную систему питания орхидей. [Грибки же] от растений получают некоторое количество витаминов и соединений азота. Однако щедрость орхидей небезгранична. Как только грибки начинают разрастаться, выходя за пределы корня и распространяясь на стебель, орхидеи с помощью природных фунгицидов тормозят их рост».

У цветковых растений симбиоз наблюдается не только в корнях, но и над поверхностью земли.

Содружество для продолжения жизни

Пчелы и цветы — еще один пример симбиоза. Пчеле нужен нектар и пыльца, а цветку для опыления необходима пыльца других цветков того же вида. Благодаря такому содружеству цветковые растения могут размножаться. После опыления в цветках уже нет пищи для их трудолюбивых друзей. Как же насекомые узнают, что «столовая» закрыта? У цветов много способов, чтобы сказать им об этом: они теряют аромат, сбрасывают лепестки, отворачивают свои головки в другую сторону или меняют цвет и блекнут. Возможно, нас это огорчает, но по отношению к пчелам-труженикам это проявления вежливости. Теперь они уже не тратят силы зря и летят туда, где для них еще «накрыт стол».

В последние годы в некоторых местах количество опыляющих насекомых, особенно пчел, резко сократилось. Это тревожный факт, поскольку 70 процентов цветущих растений существуют благодаря насекомым. Кроме того, 30 процентов пищевых продуктов составляют опыляемые пчелами культуры.

Муравьи в саду

Некоторые муравьи живут в содружестве с растениями, которые предоставляют им жилище и пропитание. В обмен на эти «услуги» насекомые опыляют своих хозяев, распространяют их семена, помогают добывать питательные вещества или защищают их от травоядных — других насекомых и млекопитающих. Муравьи, селящиеся в полых шипах акации, даже уничтожают вредные для нее вьющиеся растения, которые попадаются им на пути во время «патрулирования» территории вокруг «своего» дерева. За прекрасное обслуживание акация угощает своих постояльцев сладким соком.

Определенные виды муравьев предпочитают иметь свои «скотоводческие фермы», где они разводят тлей. Когда муравьи слегка щекочут их своими усиками, те выделяющих сладкую медвяную росу. В книге «Симбиоз» говорится о тлях: «Муравьи пасут этих насекомых, доят их, как коров, добывая себе пропитание, и защищают их от хищников». Как фермеры загоняют на ночь скот в коровник, так и муравьи в конце дня размещают тлей в своем гнезде для безопасности, а утром выводят их на пастбище — обычно туда, где есть молодые сочные листья. Пасут муравьи-скотоводы не несколько тлей, а порой многотысячные «поголовья». И это всего лишь для одного муравейника!

Еще муравьи выращивают некоторые виды бабочек — когда те еще в стадии гусениц. Взять, к примеру, симбиоз голубянки ариона и муравьев мирмика. Без них бабочка не может совершить свой жизненный цикл. В стадии гусеницы она кормит своих хозяев сахаристыми выделениями. Позже, когда бабочка появляется из куколки, она целая и невредимая выпархивает из муравьиного жилища.

Опасное соседство

Если бы вы были птицей, принесли бы вы к себе в гнездо живую змею? Да ни за что! Но именно так и поступает ушастая сова. Она смело приносит в свое гнездо узкоротую змею. Змея вовсе не вредит птенцам, наоборот, поедает муравьев, мух и прочих насекомых, а также их личинки и куколки. Согласно журналу «Нью сайентист», птенцы, живущие в соседстве с этой змеей, «быстрее растут и более живучи», чем те, у кого дома не было такого живого «пылесоса».

Птичка под названием сенегальская авдотка водит дружбу даже не со змеей, а с самим нильским крокодилом! Она вьет свое гнездо рядом с его кладкой. Но ведь крокодилы охотятся на птиц! Да, но только не на авдотку — она служит ему часовым. Если птичьему или крокодильему гнезду грозит опасность, авдотка подает сигнал, и отлучившийся из дому крокодил тут же бросается на защиту своего жилища.

Пернатые и чешуйчатые санитары

Случалось ли вам видеть птиц, например египетских цапель или красноклювых буйволовых скворцов, восседающих на спинах антилоп, коров, жирафов и буйволов и выклевывающих что-то из их шкур? Животных это отнюдь не тревожит, напротив — птицы оказывают им большую услугу, поедая вшей, клещей и прочих паразитов, от которых животные не могут избавиться сами. Также птицы выклевывают кусочки отмершей кожи и личинки. Красноклювые скворцы даже издают свист, предупреждая своих хозяев об опасности.

Поскольку бегемоты большую часть жизни проводят в воде, чистить шкуру им помогают и пернатые, и чешуйчатые друзья. Пока бегемот находится в воде, черные лабео, одна из разновидностей карпа, словно пылесос, тщательно вычищают его шкуру от водорослей, кусочков отмершей ткани, паразитов и прочего мусора. Они даже чистят ему зубы и десны! Другие рыбы тоже приходят бегемоту на помощь: одни дезинфицируют раны, другие своей вытянутой мордочкой вычищают грязь между его широкими плоскими пальцами и в других неудобных местах.

Конечно, самим рыбам тоже нужно избавляться от приставших к ним ракообразных, наружных бактерий, грибков, вшей, а также от поврежденных и больных тканей. Для этого морские рыбы обычно направляются в местные «службы чистоты». Там яркие, разноцветные бычки, губановые и креветки-чистильщики добросовестно обслуживают своих клиентов и в награду получают «чаевые». Крупным рыбам помощь порой оказывает целая бригада чистильщиков!

Рыбы, желающие воспользоваться услугами «службы чистоты», подают для этого различные сигналы, например, поднимают хвост вверх, а голову опускают вниз или принимают другие необычные позы. Бывает, что они широко раскрывают жабры и рот, словно говоря: «Подойди, я не укушу!» Чистильщики с готовностью приходят на помощь, даже если их «клиент» — опасный хищник: мурена или акула. Некоторые рыбы, пока их чистят, изменяют окраску, вероятно, чтобы на них были лучше видны паразиты. В книге «Содружество в животном мире» говорится, что происходит в аквариумах: «Где нет чистильщиков, рыбы быстро обрастают паразитами и заболевают. Но как только в аквариум запускают чистильщика, он сразу приступает к работе, и все, словно понимая, в чем дело, выстраиваются к нему в очередь» (Animal Partnerships).

Чем больше мы узнаем об окружающем нас мире, тем больше нас поражает гармония и взаимозависимость всего живого на Земле. Подобно музыканту в огромном оркестре, каждый организм, в том числе и человек, играет свою важную партию в грандиозной симфонии жизни. Несомненно, все это свидетельствует о мудром устройстве мира и о Всевышнем Творце (Бытие 1:31; Откровение 4:11).

Единственный нарушитель гармонии

Печально, что действия людей часто нарушают всеобщую гармонию мира природы. В отличие от животных, жизнь которых обусловлена инстинктами, людьми движет многое другое: от милосердия и любви до жадности и эгоизма.

Поскольку люди становятся все больше подверженными злу, многих тревожит будущее нашей планеты (2 Тимофею 3:1—5). Однако они забывают про Создателя. Он исполнит свой замысел относительно Земли и восстановит природное равновесие. И тогда на Земле среди всех ее обитателей воцарится невиданный прежде мир и гармония.

[Сноска]

[Рамка/Иллюстрация, страница 7]

Два в одном

Возможно, вы не раз видели на камнях и стволах деревьев серые или зеленые наросты, называемые лишайниками. Согласно некоторым источникам, их насчитывается до 20 000 видов! Может показаться, что лишайник — это единый организм. Но на самом деле это взаимовыгодный союз гриба и водоросли.

Что же объединяет эти два организма? Грибы не могут сами производить себе пищу. Поэтому с помощью микроскопических нитей они опутывают водоросли, производящие путем фотосинтеза сахара, которые проступают сквозь стенки водорослей, и грибы их поглощают. Водоросли же получают от своих соседей влагу и защиту от палящего солнца.

Не без юмора один ученый назвал лишайники «грибами, ведущими сельское хозяйство». И делают они это довольно неплохо, поскольку лишайники, согласно книге «Взаимосвязь в природе», «занимают в 10 раз больше площади земли, чем влажнотропические леса». Их можно увидеть везде: в Арктике, Антарктике и даже на спинах живых насекомых!

[Рамка/Иллюстрации, страница 8]

Кораллы — чудо симбиоза

Коралловые рифы — это симбиоз полипов и водорослей. Полностью покрывая полипы, водоросли делают их особенно красочными. Часто они весят больше, чем полипы, иногда в 3 раза. Поэтому кораллы, скорее относятся к растительному, чем к животному миру. Однако главная функция водорослей — посредством фотосинтеза производить органические вещества, 98 процентов которых они отдают своим хозяевам в качестве «квартплаты». Это питание необходимо полипам для выживания и строительства рифообразующего известкового скелета.

Водорослям этот симбиоз приносит двойную пользу. Во-первых, они питаются отходами жизнедеятельности полипов: углекислым газом, соединениями азота и фосфатами. Во-вторых, прочный скелет служит им защитой. Водорослям нужен солнечный свет, поэтому коралловые рифы растут в чистых, освещенных солнцем водах.

Когда кораллы испытывают стресс, например при повышении температуры воды, полипы сбрасывают с себя водоросли и постепенно теряют цвет. Это приводит полипы к голодной смерти. В последние годы отбеливание кораллов усилилось, что вызывает тревогу ученых всего мира.

[Рамка/Иллюстрации, страницы 8, 9]

Учимся у птиц

Два реактивных самолета, словно птицы, пролетели по небу один за другим. Это был не обычный полет, а научный эксперимент, в котором использовались данные наблюдений за пеликанами. Ученые обнаружили, что пеликан, летящий вслед за своим сородичем, получает дополнительную подъемную силу. При этом частота сердечных сокращений у него снижается на 15 процентов по сравнению с тем, когда он летит один. Можно ли с пользой применить это наблюдение?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, инженеры оборудовали самолет-испытатель сложными электронными приборами, помогающими летчику оставаться точно на расстоянии 90 метров от летящего впереди самолета с допустимым отклонением 30 сантиметров. (Смотрите фотографию.) Каков был результат? Лобовое сопротивление уменьшилось на 20 процентов, а расход топлива — на 18 процентов. Исследователи считают, что результаты испытаний найдут применение в военной и гражданской авиации.

[Сведения об источниках]

Jets: NASA Dryden Flight Research Center; birds: © Joyce Gross

[Иллюстрации, страница 5]

В желудке коровы действуют целые экосистемы бактерий, грибков и простейших (вставка увеличена)

[Сведения об источнике]

Inset: Melvin Yokoyama and Mario Cobos, Michigan State University

[Иллюстрация, страница 7]

Благодаря пчелам цветковые растения могут размножаться

[Иллюстрация, страницы 8, 9]

Корова и египетская цапля

[Иллюстрация, страница 10]

Рыба-бабочка с рыбкой-чистильщиком

[Иллюстрация, страница 10]

Пятнистая креветка-чистильщик на актинии