Последовательность и механизмы разложения живых организмов

Первый этап. Очевидно, что в мертвых телах растений и животных ферменты начинают автолиз, расщепляя углеводы и белки до более простых растворимых соединений. Мертвый материал может размываться дождями и или терять минеральные растворимые соединения в водной среде, при этом образуются различные растворы.

Но кроме этого на поверхности, а иногда внутри тел организмов находятся споры грибов и бактерии. Как правило, именно они, т.е. редуценты, наряду с некрофагами, первыми получают доступ к ресурсам. Редуценты стремятся использовать растворимые вещества, в основном аминокислоты и сахара. Именно для грибов и бактерий, т.е. для редуцентов, характерны вспышки обилия на недавно погибших трупах.

Какой вид первым поселится на только что появившемся мертвом материале, во многом зависит от условий среды, а также от случая. Но в некоторых местообитаниях встречаются специализированные организмы, свойства которых повышают их шансы первыми заселить источник органического вещества (например, клейкие споры некоторых грибов).

Второй этап. Он развивается после того, как легкорастворимые соединения уже израсходованы и остаются в основном трудно расщепляемые вещества типа пектинов, целлюлозы, лигнинов и кутинов. Скорость их разложения во многом определяется внешними факторами и требует подключения специализированных редуцентов. Например, грибы, разлагающие древесину можно подразделить на две категории: разрушающих целлюлозу (бурая гниль) и разлагающих лигнин, но не трогающих целлюлозу (белая гниль).

Такая естественная смена одних редуцентов другими позволяет говорить об их закономерных сукцессиях, специфичных для разных типов биоценозов. Следует отметить, что в большинстве случаев разнообразие редуцентов на финальных этапах этих сукцессий (т.е. разложения) обычно ниже, чем на начальных.

В природе различные типы редуцентов (грибов и бактерий) обычно действуют одновременно, образуя сложные комплексы. Однако даже они оказываются не особенно эффективными против прочных клеточных стенок. Процесс их разрушения ускоряется, если редуценты попадают внутрь разлагаемого организма. Или если наиболее твердые структуры «взламываются» и измельчаются детритофагами.

Третий этап. Появление на погибшем организме грибов и бактерий привлекает хищников, питающихся этими редуцентами, как мелких (амебы, почвенные нематоды и др.), так и более крупных (жуков, муравьев, термитов и др.). При этом, чем крупнее животное, тем меньше оно способно различать собственно детрит и питающуюся на ней микрофлору. Фактически, большинство детритоядных животных, участвующих в разложении органики, относятся к всеядным консументам, потребляющим как сам детрит, так и связанных с ним редуцентов, т.е. микрофлору.

Очевидно, что выделение этих трех этапов очень условно, и во множестве случаев все они сливаются в один трудно делимый процесс разложения органики.

Если вспомнить, что для эволюции характерны гибкость и разнообразие направлений, то представляется удивительным малое количество животных форм, способных синтезировать ферменты для разрушения целлюлозы. Есть мнение, что целлюлоза стала основным строительным материалом растений как средство защиты от фитофагов, которые редко могут ее переваривать без посторонней помощи. Но если у микроорганизмов появилась возможность перерабатывать целлюлозу, то почему она не возникла у животных? Возможно потому, что животные испытывают дефицит биогенных элементов (азота, фосфора), но вполне обеспечены энергией. Это заставляет животных перерабатывать большие объемы органической массы, что бы извлечь из него достаточно питательных веществ. Не исключено, что если бы переработка целлюлозы была бы обычным средством получения животными энергии, то это создало бы проблемы избытка этой энергии. Вспомните, например, мощь кабана, носорогов или слонов.

Конечно, не всякий растительный детрит создает для детритофагов трудности с перевариванием. Опавшие плоды, например, используются многими животными (насекомыми, птицами, млекопитающими). Но, как и любой детрит, гниющие плоды несут на себе микрофлору, т.е. редуцентов.