Практически все цепи питания животных и человека начинаются с растений (начального звена), которые потребляются в пищу или непосредственно (травоядными животными и человеком), или после потребления одними животными организмами (травоядными), которые в свою очередь поедаются другими животными организмами (хищниками) и человеком (последний  -  всеядный!). Из повседневной практики хорошо известно, что человек замыкает очень многие цепи питания (а если принять во внимание меню всех народов мира, то, возможно, все), потребляя самую разнообразную пищу, выращенную и добытую на суше и в воде. Иногда человек в течение одного обеда замыкает несколько цепей питания (хлеб, салаты, мясо, рыба, гарниры из растений, масло сливочное и растительное, десерт, фрукты, вина, соки, мороженое, кофе и... что еще ваша душа пожелает?!). В цепях питания проявляется важная закономерность: при использовании каждым последующим звеном предыдущего всегда происходит потеря энергии. Это тоже хорошо известно из повседневной практики использования продуктов питания и из сведений о жизни растений, животных и нас, любимых.

Итак, все мы, люди и животные, жизненно зависим от растений, от растительной пищи  -  растения фактически всех нас кормят. Это подтверждается и научной классификацией организмов по способу питания. В ней четко показана зависимость организмов друг от друга. Все начинается с продуцентов. Это автотрофы, высшие растения: они создают органическое вещество из неорганического с использованием энергии Солнца (после этого можно жить и всем остальным!). Следующая группа  -  консументы первичные (фитофаги), питающиеся живым органическим веществом растений (в этой фуппе видим всем известных лошадей, коровушек с телятами, зайцев, коз, овец, антилоп, жирафов, слонов, не забудем и гусей, уток и других птичек, щиплющих травку, и всех остальных, в том числе водных травоядных); затем идут консументы вторичные, питающиеся живым органическим веществом животного происхождения (это хищники  -  львы, тигры, волки и подобные им). Далее следуют детритофаги  -  организмы, живущие в почве и питающиеся мелкими остатками отмерших животных, растений, грибов (среди них особенно представительны черви, насекомые и другие мелкие животные). Наконец, есть редуценты  -  деструкторы, разлагающие органические вещества до неорганических, минеральных, которые по следующему кругу будут использованы зелеными растениями для нового создания органического вещества (представители редуцентов: многочисленные и разнообразные группы микроорганизмов).

А человек? О, он свое не упустит, он везде успевает и по научному это называется консумент первичный и консумент вторичный  -  мы играем две роли, справляемся!

По расчетам ученых, аутотрофные растения производят за год порядка 2 x 10 т биомассы, причем около 40% всего этого органического продукта синтезируется фитопланктоном, мельчайшими растениями (все ими же, растениями!), обитающими в водах у поверхности морей и океанов.

А вот что говорил К. А. Тимирязев о космической роли растений: «растение представляет то звено, которое связывает деятельность всего органического мира, всего того, что мы называем жизнью, с центральным очагом энергии в нашей планетарной системе, то есть с Солнцем».

Кроме цепей питания в экологии существует еще понятие сети питания. Это переплетения и последовательные связи нескольких, часто многих, цепей питания, взаимосвязанных в определенных местообитаниях: в лесу, на лугу, в водной среде и т. д. Впечатляющую информацию об этом предмете представил на экологической конференции в Новгородском государственном университете профессор Ричард Вайсмиллер из Университета штата Мэриленд в США. До этого, в 1999 г., Дик принимал нас, группу преподавателей Новгородского университета, в своем университете на кафедре природных ресурсов и ландшафтной архитектуры, которой он руководит. Американский профессор рассказал об интересных широкомасштабных исследованиях. В последние 18 лет группа биологов университета изучала экологические вопросы в сложном местообитании, каким является Чесапикский залив на Восточном побережье Америки. Протяженность этого залива, выходящего в Атлантику,  -  300 км, ширина  -  30-40 км, глубина  -  27 м. Водосбор в залив осуществляется с очень большой территории, из шести соседних штатов. Недалеко от залива расположен г. Вашингтон, столица США, через которую протекает река Потомак, впадающая в залив. На берегу залива кипит интенсивная промышленная деятельность нескольких крупных городов. Реализовывалась программа по очистке залива с участием федерального (общегосударственного) агентства и всех шести штатов. Необходимо было выявить взаимосвязи между изменениями условий обитания под влиянием деятельности людей и динамикой численности разных пород рыб и морских животных в заливе. Для этого сначала были получены и расшифрованы сведения об источниках поступления соединений азота, фосфора и других элементов в залив. Основное поступление  -  за счет внесения удобрений на сельскохозяйственных землях вокруг залива. От осаждения смытых с полей веществ на дно залива вода в нем стала непрозрачной, в ней возник дефицит кислорода. Это отрицательно сказалось на развитии водных растений. Токсичные вещества, сбрасываемые в залив с заводов, попадали в пищевые цепи и в конечное их звено  -  пишу людей (!). С помощью компьютерного мониторинга выявили направления, пути попадания в залив вредных веществ по рекам, текущим в него.

Исследователи заметили, что одной из причин загрязнения вод залива является уменьшение площади лесов на окружающих территориях. Дело в том, что загрязнение на территории бывает значительно меньше, чем на сельскохозяйственных землях или в городах. С учетом этого факта в последние годы резко ограничили вырубку лесов и увеличили площади посадок.

Были созданы карты загрязнения вод залива азотными и фосфорными соединениями. На основе полученных результатов было рекомендовано снизить дозы применяемых удобрений. Индикаторами улучшения условий в заливе после принятия соответствующих мер (очистки вод с предприятий, ограничения применения удобрений) стали повышение показателей чистоты и прозрачности воды, улучшение состояния водной растительности.

Также оценивали динамику содержания растворенного в воде кислорода в течение нескольких лет. Было отмечено разрастание территории с водорослями на дне залива, что имеет положительное значение для выкармливания мальков рыбы. Динамику численности рыбы также изучили: до принятия мер наблюдалось снижение численности, а в последние годы рыбы стало больше. Зафиксировали четко выраженную динамику и неустойчивость численности голубых крабов в заливе. Тревожно то, что уменьшается число устриц в заливе, так как они очень чувствительны к загрязнению воды. Следовательно, еще не все в порядке с экологией залива.

За всеми животными в заливе ведется постоянное наблюдение. Ведутся наблюдения и за источниками загрязнения вод залива (основной «вклад» вносят сельское хозяйство, городские сточные воды, промышленность). В последние годы выполняются рекомендации ученых-экологов, но еще много следует сделать: запачкать легче, чем очистить. Как же все это важно! Хороший пример того, как надо реагировать на тревожные тенденции, связанные с экологической ситуацией в различных местообитаниях. Приходится идти на серьезные финансовые затраты, необходимые для проведения исследований и принятия мер по очищению природы! Так и видится наш Финский залив с огромным городом, через который мчит свои воды Нева в этот залив... Что с водами залива, что с растениями и животными в нем? И сколько в нашей стране и в мире таких заливов, рек, озер, которые надо обследовать и очистить, нейтрализовав последствия хозяйствования людей  -  для охраны здоровья этих же людей и их потомков. Помните о взаимосвязях и цепях питания!

Вернемся к законам экологии. Существуют законы, являющиеся следствиями основного закона. Это известные в земледельческой практике закон минимума, оптимума и максимума (фактор, находящийся в минимуме или в максимуме, сдерживает рост растений и ограничивает уровень урожайности, а иногда вообще делает невозможным получение урожая; наибольший уровень урожайности культуры реален при оптимальном значении фактора), закон равнозначности и незаменимости факторов (как отмечалось выше, невозможно полностью заменить один фактор увеличением показателя, относящегося к другому фактору; кроме того, каждый фактор одинаково жизненно важен для растений  -  не может быть фактора более важного или менее важного), закон оптимального сочетания факторов (только при обеспечении растений оптимальными уровнями всех экологических факторов, а значит, и оптимальным сочетанием их, может быть достигнут максимальный и экономичный результат выращивания растений; при этом, естественно, факторы должны поступать беспрерывно в течение всего периода вегетации растений). На основании этих законов-следствий создаются практические агрономические приемы для успешного возделывания разнообразных растений. Недаром эти законы стали называть законами научного земледелия и растениеводства. Экологическую сущность имеют еще два закона земледелия: закон возврата (все вещества, вынесенные из почвы растениями при формировании урожая, должны быть возвращены в нее) и закон убывающей отдачи затрат (каждая последующая прибавка урожая достигается за счет более высоких затрат средств, то есть последовательное увеличение урожайности сельскохозяйственных культур происходит со снижением эффективности каждой единицы фактора, например, с уменьшением прибавки урожая от каждого килограмма возрастающей дозы удобрения и др.).

Экологически интересны и законы, сформулированные Барри Коммонером в его книге «Замыкающийся круг» (1974). Они имеют глобальный характер, и в них отражены тревога автора, идеи экологически мыслящего человека по поводу проблемы сохранения жизни на Земле, по поводу нарушения человеком взаимосвязанных и изначально хорошо отлаженных процессов в природе.

Законы Барри Коммонера имеют отношение ко всем живым организмам. Автор стоит на общепринятой научной экологической позиции, утверждая, что природные циклы и круговороты в норме управляются тремя основными глобальными системами (без человека): воздушной, почвенной и водной. Условия для жизни в такой среде создали сами для себя именно живые организмы, в первую очередь, растения и микроорганизмы, в процессе своей жизнедеятельности. Ими постепенно был насыщен кислородом воздух, при этом углекислоте «досталась» роль теплового экрана, а озону  -  сдерживание поступления на Землю ультрафиолетового излучения в верхних слоях атмосферы. Ими же были созданы почвы и очищена (от органических остатков и минеральных веществ) вода. Поэтому окружающая среда  -  природа со всеми экологическими факторами  -  создана для жизни самой жизнью и определяющую роль в этом процессе играли и продолжают играть растения.

Человек создал на Земле другую зону  -  техносферу, зону своей деятельности. Именно в этой зоне порождаются экологические проблемы, связанные с нарушениями в биосфере. Для предупреждения и решения таких проблем приходится изучать экологические законы и планировать деятельность людей с учетом этих законов.

Итак, первый закон Б. Коммонера: «Все связано со всем». В нем отражается вся сеть связей между всеми экосистемами, производящими и трансформирующими энергию. Все такие природные системы находятся в динамичном, но, вместе с тем, в общем равновесном состоянии  -  в состоянии гомеостаза. Деятельность человека может вызвать нарушения в таких системах и даже погубить их  -  примеров достаточно.

Второй закон: «Все должно куда-то деваться». Вот изумительный по содержанию и важности тезис автора, поясняющий этот закон: в Природе нет понятия «мусор, грязные отходы»  -  все едят и разлагают все. Растения, например, в качестве «отхода» выбрасывают в атмосферу кислород, который частично используют и сами для дыхания и без которого не могут жить животные и человек. Но вот, человек стал выбрасывать свой мусор, например, отработанную ртутную батарейку. Ее сожгли на мусоросжигательной станции, пары ртути ушли в воздух, с дождями могли попасть в почву или воду, например, в озеро, и далее формируется цепь: бактерии  -  водоросли  -  рыба  -  человек, и в каждом звене этой цепи  -  ртуть, которая в итоге отложилась в печени человека  -  любителя рыбы...

Еще один пример разрыва в цепях питания (при участии человека), приводящего к сложностям: в Австралию, на «зеленый континент», завезли в свое время коров. Пастбищ для них там хватало с запасом! Коровы среди обилия хорошей зеленой травы чувствовали себя замечательно, и человек получал от них качественное молоко и мясо, но!.. Все в большем количестве накапливались твердые экскременты коров, всем известные «лепешки». Разлагать их в Австралии было некому: забывчивые люди не захватили вместе с коровами полезных жуков-навозников. И только после осознания реальности опасности накопления по всей поверхности пастбищ навоза такие жуки были завезены. И они, включившись в привычную цепь, сделали свое малозаметное, но такое важное дело: разложили злополучные «лепешки»! А как трудно (и возможно ли?) нашим природным деструкторам справиться с массой других отходов, связанных с деятельностью человека: полиэтиленовыми пленками, пакетами, коробками, обертками, стеклом (которое мальчишкам так нравится разбивать вдребезги у камней! А ведь стекло не разлагается и не растворяется...).

К этому же закону имеет непосредственное отношение взрыв, совсем недавно (в конце 2005 г.) произошедший на химическом заводе в Китае. Значительные количества нитробензола, ядовитого для людей вещества, попали в воду реки Сунгари и по ней дошли до Амура  -  опасность! Но как же экологически неграмотно комментировали в России этот факт по радио и на телевидении: «Скоро пятно минут Хабаровск, возможно в течение примерно трех дней придется ограничить потребление воды из Амура жителями этого крупнейшего на нашем Дальнем Востоке города, после чего пятно пройдет дальше...» И что? Все будет в порядке или еще лучше, чем прежде? Куда лее это пятно денется? Дальше по Амуру  -  другие города, а еще дальше  -  океан! Вспомним прагматичного американца Барри: «Все должно куда-то деваться», ничего не исчезает само собой. Сколько надо людям работать над проблемой отходов, не заменяя ее решение радостными сообщениями о том, что «грязь» прошла мимо!

А как хорош третий закон: «Природа знает лучше!» Все в природе согласовано, и живет миллионы лет. Но мы вынуждены внедряться в нее, вносить нарушения  -  нас все больше и мы хотим хорошо питаться. В начале февраля 2006 г. демографы сообщили, что нас, людей, на Земле стало 6,5 млрд и продукции сельского хозяйства не хватает для всех. Значит, мы будем эксплуатировать природу, нарушать ее экосистемы, занимать площади с природной растительностью, чтобы получать все больше необходимых сельскохозяйственных продуктов.

В помощь себе в XIX  -  начале XX в. человечество создало сельскохозяйственную науку, и эта наука добилась заметных успехов в течение прошедшего столетия: выведены продуктивные сорта растений и породы животных, которые масштабно используются в различных странах мира.

Необычайно высокие урожаи, большое содержание питательных веществ в сортовых растениях, высокая продуктивность домашнего скота разных видов и разных пород... Но, во-первых, даже у некоторых биологов существует мнение, что сельскохозяйственная наука «пошла не тем путем», так как искусственно созданные сорта и породы, как правило, малоустойчивы к стрессовым ситуациям, систематически возникающим в природных условиях, и поэтому их жизнеспособность невелика. С этой точкой зрения трудно полностью согласиться: все-таки селекционеры всегда выводили свои сорта, закаляя их, придавая им устойчивость к болезням, вредителям, заморозкам, дефициту увлажнения и др. Кроме того, сорта и породы, выведенные человеком, реально улучшили ситуацию, сложившуюся на земле с производством продуктов питания. Конечно, в генетике и селекции существует много проблем, но эти науки продвигаются вперед и укрепляют надежды людей на успешное решение задач, связанных с обеспечением населения планеты достаточным количеством пищи. Но надо и согласиться с тем, что «природа знает лучше», в том плане, что ее «дети» в значительно большей степени приспособлены к самостоятельной жизни в естественных условиях. Сортовые растения, породистый скот фактически не проявляют себя без ухода, который должен обеспечить им человек, они вырождаются в жестких природных условиях. Более того, увеличение продуктивности, особенно у животных, заметно уменьшает продолжи- 1 их жизни. Так, породистые коровы дают в наше время до 6-7 и даже 8 тыс. л молока в год  -  это очень высокие надои. Для сравнения: в африканских странах надои составляют менее 1 тыс. л молока от одной коровы в год. Но организм коров быстро изнашивается (в частности, выходит из строя печень животных из-за скармливания им кормов в чрезмерно больших количествах), и после трех-четырех лет рекордных надоев их отправляют на мясокомбинат!.. И все же, несмотря на такие моменты, считаю необходимым восхититься успехами селекции, которая радует нас высокоурожайными сортами сельскохозяйственных растений, удивительной гаммой разноцветья, разнообразием, касающимся обилия и величины цветов и плодов декоративных и садовых сортовых растений. Отметим и успехи, достигнутые при выведении новых пород не только молочных коров, но и лошадей, собак, кошек, кроликов, птиц  -  сколько пользы и радостей для людей! Так что, как и всегда, есть несколько сторон явления, имеют место компромиссы и поиск, совершенствование методов и приемов ухода за своими любимцами, растениями и животными.

Мы подошли к последнему, четвертому закону Барри: «Ничего не дается даром  -  за все надо платить». Да, именно так! Этот закон объединяет суть предыдущих трех, потому что глобальная природная система  -  это единая целостность и у нее ничего нельзя взять без восполнения ущерба (при использовании лесов, лугов, вод, почв, разнообразных угодий с растениями и животными). Современники могут каким-нибудь образом увернуться от прямой оплаты взятого у природы, но такую оплату, причем чаще всего возросшую, придется произвести нашим потомкам, следующим поколениям людей. Придется платить и за сведенные леса, распаханные луга, осушенные болота, разрушенные и обедненные почвы. Надо вкладывать средства для решения порожденных нами, людьми, экологических проблем, для постройки дамб, очистительных сооружений, проведения многих других работ. Необходима ликвидация отрицательных последствий техногенной деятельности, приносящей вред природе.

Нас очень много на Земле, все хотят жить хорошо и все лучше  -  это значит, что беззатратной и беззаботной жизни быть не может. За все надо платить, чтобы нормально жить, сохраняя для себя же здоровую и красивую природу.