Природная саморегуляция как средство против нарушения экологического равновесия

Гомеостаз, или саморегуляция, представляет собой способность открытых систем поддерживать постоянство внутреннего состояния благодаря скоординированным реакциям, которые нацелены на сохранение динамического равновесия. Под этим термином также понимают стремление системы к воспроизводству, восстановлению прерванного равновесия, преодолению неблагоприятных условий внешней среды.

При возникновении изменений в переменных возможны два основных вида обратной связи, с помощью которых проявляется саморегуляция системы:

  1. Наличие отрицательной обратной связи предполагает реакцию с таким ответом системы, который направлен на изменение к противоположному. Таким способом обратная связь помогает сохранить постоянство системы и соблюдать гомеостаз. Примером отрицательной обратной связи может послужить терморегуляция. При повышении температуры тела кожные терморецепторы отмечают изменения и передают соответствующий сигнал в мозг. Ответом на данный сигнал становится обратное понижение температуры.
  2. Наличие положительной обратной связи находит свое выражение в увеличении усиления переменной. Она не ведет гомеостазу, так как имеет дестабилизирующий эффект. Положительную обратную связь можно встретить в естественных системах существенно реже. В качестве примеров для иллюстрации положительной обратной связи можно привести свертывание крови, а также события при рождении.

Для функционирования устойчивых систем необходимо сочетание обоих вариантов обратной связи. И если положительная обратная связь играет роль толчка при переходе организма к какой-то новой стадии, а вот отрицательная обратная связь, наоборот, дает возможность возвращения к гомеостатическому состоянию.

Экологическую саморегуляцию (гомеостаз) можно наблюдать в климаксовых сообществах, где имеется максимальное биоразнообразие при условиях благоприятной окружающей среды. Как правило, нарушение экологического равновесия тесно связано с потерей закрытой системой способности к саморегуляции.

Примером нарушенной экосистемы может послужить остров Кракатау, где в 1883 году произошло сильнейшее извержение вулкана, нарушившее состояние гомеостаза и уничтожившее в итоге всю жизнь на данном острове. С тех пор прошло много лет, и остров претерпел большое количество экологических изменений, причем различные новые виды растений и животных успели сменить друг друга в этой системе. В результате на острове образовалось достаточно широкое биологическое разнообразие из восьми тысяч различных видов растений и животных, а также сформировалось климаксовое сообщество, то есть флора и фауна находятся в балансе с окружающей средой. На данный момент положение уже некоторое время находится в гомеостазе, однако появление новых видов в кратчайшие сроки ведет к исчезновению старых.

Лист пальмы

В налаженных экосистемах формируются гетерархии, которые подразумевают, что гомеостаз одного уровня будет способствовать саморегуляционным процессам на других комплексных уровнях. Например, зрелое тропическое дерево устилает опавшими листьями землю, это позволяет обогатить почву, а также дать место для новых ростков. Одновременно с этим крона тропического дерева закрывает доступ к свету на низших уровнях, а, следовательно, уменьшается возможность роста иных растений. Развитие леса, как экосистемы, зависит от регулярной смены деревьев, а также круговорота питательных веществ, который осуществляют грибы, насекомые и бактерии.

Поделиться:
Нет комментариев