Редуцентное звено биосферы

Важнейшим свойством любой экосистемы, а следовательно, и экосистемы высшего уровня, т.е. биосферы, является участие ее живых компонентов (редуцентов) в разложении остатков растительной и животной биомассы. Их разложение и последующая минерализация (превращение в относительно простые неорганические вещества) – необходимые условия нормального хода биопродукционного процесса. В результате высвобождаются химические элементы, которые были связаны в растительной органике, благодаря чему они вновь вовлекаются в круговорот веществ, предотвращая истощение ресурсов питания растений, а подчас и способствуя их восстановлению.

Следует отметить, что разложение (деструкция) является процессом, в котором участвует вся биота совместно с абиотическими факторами, он протекает благодаря взаимосвязи и взаимозависимости всех звеньев пищевой цепи. При этом между ними, от первого к последнему звену цепи, происходит передача вещества и энергии. Без этого, крайне необходимого для функционирования живых систем процесса, все питательные вещества оказались бы связанными в мертвых телах, и дальнейшее развитие живых существ было бы невозможно. Достаточно сказать, что более 90 % энергетических запасов веществ, которые содержатся в телах растений и животных, потребляются после их отмирания.

В процессе разложения участвуют (одновременно или поочередно) многочисленные беспозвоночные животные, грибы, бактерии, которые составляют вместе редуцентное звено глобальной экосистемы. В частности, грибы осуществляют деструкцию клеточных оболочек растений; мелкие животные размельчают и при этом частично разрушают растительные и животные остатки. Окончательное разложение до исходных веществ (воды, диоксида углерода и др.) преимущественно осуществляют редуценты – бактерии. При этом жизнедеятельность всех организмов, которые входят в редуцентное звено, осуществляется благодаря использованию энергии тех веществ, которые ранее не смогли усвоить консументы, фитофаги и зоофаги.

Рассмотрим подробнее процессы, протекающие при попадании мертвого органического вещества в почву. Все разновидности последнего подвергаются в ней биологическому разложению и окислению – гумификации, и, в конце концов, превращаются в довольно стабильную субстанцию почвы – гумус. Таким образом, образование гумуса, обеспечивающего плодородие почв, есть следствие биохимических ферментативных процессов, которые осуществляются обитателями почвы. Любопытно, что наибольшей биомассой среди животных организмов биосферы обладают именно обитатели почвы. Если предположить (К.М. Сытник и др., 1987 г.), что в среднем биомасса почвенной фауны составляет 0,3 т/га, то на площади 80 млн. кв. км почвенного покрова планеты (без пустынь) суммарная биомасса почвенных животных всего земного шара составит 2,4 млрд. т.

Численность и масса разных деструкторов может достигать значительных величин (табл. 1)

Таблица 1.

Численность и масса организмов-деструкторов
(Н.С. Архангельский, 1971 г.)

Во многих почвах распространены дождевые черви, количество которых может достигать под пашнями 250 тысяч, а под сенокосом 2–5,6 млн. штук/га при массе в сотни кг. Черви ежегодно пропускают через свой пищеварительный тракт до 85 т/га органического вещества, которое в переработанном виде служит исходным продуктом для образования гумуса.

Вышеуказанные примеры говорят о той громадной, хотя и незаметной для человека деятельности, которую осуществляют живые организмы – деструкторы, эти санитары биосферы. Ученые подсчитали: при потере биосферой только микроорганизмов–деструкторов всего за 10 лет на Земле скопилось бы такое количество отбросов, при котором жизнь стала бы невозможной.