Екологични биологични взаимодействия
3.05. Екологичен баланс
И появата на живот на Земята, и поддържането му - резултат от преобразуването на малка част от слънчевата енергия. Живите организми могат да съществуват само с помощта на потока енергия, протичащ през тях. Какви процеси осигуряват този поток?
Основната група организми на Земята могат да се считат за фототрофи - бактерии и растения, способни на фотосинтеза. Те черпят енергията, от която се нуждаят, директно от лъчението на Слънцето и я превръщат във форма, достъпна за други организми. За хетеротрофите (много бактерии, гъбички и животни) тази форма е разнообразие от органични съединения. Нашият дял от енергийния поток, идващ от Слънцето, преминава през нас с храната ни.
Механизмите, по които съществуват хемотрофите, са по-сложни. Да разгледаме например биоценозата на „черния пушач“ - мястото, където горещата вода, съдържаща сероводород, излиза от недрата на океанското дъно (фиг. 3.5.1). Там, където съдържащата сероводород вода от недрата се смесва с океанска вода, съдържаща кислород, живеят хемотрофни бактерии, които получават енергия от окисляването на сероводорода. Те живеят не само във вода, но обитават и телата на големи двучерупчести мекотели и червееподобни животни от групата на погонофорите - рифтиум (преди това погонофорите се смятаха за независим тип, но сега се класифицират като анелиди). Ракообразните и дори рибите се хранят с тези и други животни. Възможно ли е да се заключи, че такава екосистема съществува независимо от потока на слънчевата енергия?
Фигура: 3.5.1. Общ изглед на "черния пушач", както и Riftia pachyptila и придружаващата фауна, едър план
Разбира се, че не. Екосистемата на черните пушачи използва кислород, разтворен във вода, което е резултат от фотосинтезата. Използвайки слънчева енергия, фототрофите създават разлика в окислително-възстановителните потенциали между кислородната атмосфера и червата, които имат редуциращ характер. Именно от тази разлика в химичните потенциали хемотрофите черпят енергията си. Оказва се, че по някакъв начин фототрофите "хранят" хемотрофите!
Колкото и да е изненадващо това взаимоотношение между две групи организми, най-познатите взаимоотношения може да изглеждат още по-изумителни. Нашата планета е обитавана от две групи живи същества, за всяка от които ресурсите са отпадъци или отпадъчни продукти от друга група. Говорим за автотрофи като цяло (включително фототрофи) и хетеротрофи, които си съответстват, като две половини на счупена чиния. Естествено, такава кореспонденция не може да бъде случайна: тя отразява важна закономерност във функционирането на биосферата.