ОРГАНИЗМ КАК ОБЪЕКТ ЭКОЛОГИИ

Термин «организм» в биологии имеет два значения. Чаще всего этим термином обозначают отдельно взятую особь, живого индивидуума, живое существо. Иногда под организмом понимают ту или иную биологическую или биокосную целостную систему, функционирующую как единое целое (в таком значении организм – и колония, и семья муравьев, и сообщество симбионтов, и т. п.).

В данном разделе в основном термин «организм» употребляется в первом значении, хотя строго следовать такому пониманию довольно сложно (например, если представить как отдельную особь организм лишайника).

Акцентируем внимание на некоторых общих свойствах организмов в принятомпонимании:

1. Организм – реальный носитель жизни. Именно гибелью организмов бывает обусловлено прекращение существования популяций, видов, сообществ, экосистем, т. е. биологических систем надорганизменного уровня. Отмирание, разрушение отдельных органов, тканей, молекул (если это не одноклеточный организм) мы еще не отождествляем со смертью, т. е. с прекращением жизни.

2. Организм – самовоспроизводящаяся структура. Именно через воспроизводство организмов осуществляется воспроизводство популяций, обеспечивающее в свою очередь длительное устойчивое существование экосистем.

3. Организм – наиболее дискретная из биологических систем. В большинстве случаев выделение отдельно взятого организма на практике не вызывает сложностей.

Организм дискретен и в отношении обмена веществ. Потребление вещества из окружающей среды, выделение продуктов обмена и поступление веществ отмерших организмов в окружающую среду лежит в основе проявления жизни на всех уровнях ее организации.

Сказанное, однако, не означает, что любая данная особь абсолютно тождественна любой другой. Особенно нелепым упрощенное представление об индивидууме становится тогда, когда изучаемые организмы оказываются не унитарными, а модулярными.

Строение унитарных организмов в значительной степени предопределено генетически. Если не принимать в расчет уродств, то у любой собаки четыре ноги, у саранчи – шесть, у рыбы – один рот, у кальмара – два глаза. Идеальный пример унитарного организма – человек. Жизнь его начинается тогда, когда в результате оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом образуется зигота. Делящаяся зигота имплантируется в стенку матки, и начинаются сложные процессы эмбрионального развития. В возрасте шести недель у плода уже хорошо различимы уши, глаза, нос и конечности с пальцами, и если не случится какое-нибудь несчастье, то человек сохранит сложившиеся к этому возрасту черты внешнего строения до самой смерти. Рост плода продолжается до родов, а родившийся ребенок растет примерно до 18 лет. Размеры тела при этом изменяются весьма существенно, а строение, напротив, – сравнительно незначительно и исключительно в связи с половым созреванием. У женщин продолжительность репродуктивного периода составляет примерно 30 лет, а у мужчин – несколько больше.

Рис. 1. Различные модулярные организмы:

а — растения; б — животные; 1 — модулярные организмы, по мере роста распадающиеся на части: ряска (Lemna sp.) и Hydra sp. (неколониальное кишечнополостное); 2 — свободно ветвящиеся и сравнительно недолговечные (однолетние) организмы: полевой клевер (Trifolium arvense) и Pennaria sp. (тип Cnidaria, класс Hydrozoa); 3 — организмы, обладающие корневищами и ползучими стеблями (столонами), клоны которых разрастаются в горизонтальном направлении: обыкновенная многоножка (Polypodium vulgare) и Campanularia sp. (тип Cnidaria, класс Hydrozoa); 4 — дерновино- и кочкообразователи, состоящие из плотно упакованных модулей: восьмицветковая овсяница (Festuca octoflora) и Cryptosula sp. (мшанка-обрастатель); 5 — долговечные выносливые многократно разветвленные организмы: дуб (Quercus sp.) и обыкновенный морской веер Gorgonia sp. (коралл — тип Cnidaria, класс Anthozoa)

За репродуктивным периодом следует старение — подчас постепенно и незаметно. Затем в любой момент может наступить смерть.

У модулярных организмов из зиготы развивается некая единица строения (модуль), порождающая затем все новые и новые модули, напоминающие первый. То, что получается в результате, почти всегда разветвлено и неподвижно (за исключением самых ранних стадий). В отличие от унитарных, отдельные модулярные организмы состоят из наборов основных конструктивных элементов, число которых чрезвычайно изменчиво, а развитие модулярных организмов не предопределено какой бы то ни было жесткой программой и сильно зависит от их взаимодействия с окружающей средой. Растения в большинстве своем модулярны, и для многих людей, несомненно, именно растения являются наиболее ярким и очевидным примером обширной группы модулярных организмов. Впрочем, модулярны и представители многих важных групп животного царства (в том числе губки, гидроиды, кораллы, мшанки и колониальные асцидии); в числе этих групп до 19 типов. Модулярны также многие простейшие и грибы (рис. 1).

В прошлом некоторые экологические и эволюционные обобщения были сделаны так, будто весь мир живых существ некоторым образом олицетворялся унитарными животными (подобными человеку или, скажем, комару). Это крайне неосторожно. На обширных пространствах воды и суши преобладают организмы модулярные, такие как морские водоросли, кораллы, лесные деревья и травы.

Основной конструктивный модуль, определяющий характер роста надземных частей высшего растения, – лист вместе с его пазушной почкой и прилегающим участком стебля – междоузлием. Развитие и прорастание почки, в свою очередь, приводит к появлению новых листьев, каждый из которых снабжен собственной пазушной почкой. Рост растений состоит в накоплении таких модулей. На определенном этапе развития организмы образуют видоизмененные модули нового типа, предназначенные для размножения. У высшего растения это цветки. Они в конечном счете порождают новые зиготы, из которых развиваются зародыши. «Программа развития» модулярного организма в типичном случае сводится к относительному увеличению числа модулей, предназначенных для выполнения различных физиологических функций, например размножения или продолжения соматического роста.

Кроме того, характер взаимодействия модулярных организмов со средой обитания определяется их общим строением («архитектурой») — тем, как их модули размещены по отношению к модулям других организмов. Чтобы куда-то переместиться, что-то найти или от чего-то убежать, модулярному организму приходится «перерастать» с места на место или отделять специализированные «расселительные» модули (а некоторые водные растения могут еще и «разваливаться на куски», уплывающие в разные стороны). Других способов передвижения практически не существует.