Падіння як універсальний спосіб переміщення представників біогеоценозу у просторі

УДК 591.17

В. М. Литвин

Інститут шовківництва УААН, м. Мерефа, Україна, E-mail: litvm@ua.fm

Ключові слова: біогеоценоз, гравітаційна енергія, падіння, спосіб переміщення

FALLING AS A UNIVERSAL MOVING PATTERN
OF BIOGEOCENOSIS REPRESENTATIVES IN SPACE

V. M. Litvin

Institute of Sericulture, Ukrainian Academy of Agrarian Sciences, Merefa, Ukraine,
E-mail: litvm@ua.fm

Key words: biogeocenosis, gravitational energy, falling, moving pattern

Відомо, що за допомогою пересування в просторі біологічні об’єкти під час своєї життєдіяльності вирішують різні завдання. При цьому пересування організмів у просторі біоценозу відбувається як активними, так і пасивними способами.

При активних способах пересування (локомоція) витрачається внутрішня енергія організмів. Цими способами користуються представники тваринного світу. Вони використовують пересування для пошуку їжі, втікання від хижаків, знаходження статевого партнера, сприятливих умов існування та ін. При цьому застосовуються такі способи пересування: ходіння, стрибання, повзання, літання, плавання. Усі ці способи застосовуються відповідно до певного середовища, в якому відбувається пересування організмів. Так, перші три способи (ходіння, стрибання, повзання) використовуються організмами при пересуванні по твердому середовищі за допомогою ніг. Дрібні тварини можуть пересуватись також по водній поверхні.

Літання можливе лише в повітряному середовищі за допомогою крил. Цей спосіб пересування притаманний більшості комах, птахів і деяким ссавцям (летючі миші). Політ у повітрі летючих риб, деяких ящірок, летючих білок та інших тварин являє собою пересування за допомогою певних планеруючих пристосувань. Цей спосіб є кінцевою стадією стрибка тварин. Для плавання у підводному середовищі використовуються гребні прилаштування (від волосків і джгутиків до видозмінених кінцівок водних черепах, водоплавних птахів і ластоногих), вигинанням усього тіла (більшість риб, хвостатих земноводних та ін.), реактивним способом за рахунок виштовхування води із тіла (медузи, головоногі молюски та ін.).

Пасивне пересування організмів здійснюється за рахунок енергії природних потоків повітря та води або енергії іншого організму. Цей економічний спосіб пересування застосовують представники як рослинного, так і тваринного світу. Пасивний спосіб пересування, очевидно, виник у організмів значно раніше, ніж активний. Скоріш за все його використовували ще первинні організми у водах світового океану. Для здійснення цього способу вода океанів має все необхідне – течії, вертикальні конвекційні переміщення мас води, коловороти, енергію яких для локальних переміщень та міграції й досі використовують організми як з малою, так і великою масою.

Вихід організмів із води на сушу значно обмежив можливості використання пасивного способу пересування внаслідок того, що, зазвичай, якщо не враховувати енергетичну здатність відносно нечастих явищ, таких, як урагани та смерчі, енергетичні можливості повітря значно менші, ніж у води.

Рослини – відносно нерухомі організми, що не мають активних органів для переміщення свого пилку, насіння та інших видів опаду. Тому для пересування свого опаду рослини в процесі еволюції скористалися енергією вітру та конвекційних теплових потоків повітря, але для цього їм необхідно було зменшити свою масу та утворити спеціальні пристосування для створення підйомної сили. Згодом, з появою на суші тварин, рослини пристосувались використовувати і їх енергію для переміщення свого генетичного матеріалу.

Для пасивного розповсюдження свого насіння рослини пристосувалися використовувати й гравітаційне поле Землі. Цей спосіб відомий як барохорія. Для його реалізації в період розвитку рослин у насінні накопичується, крім відомої форми потенційної енергії у вигляді енергії органічних сполук, ще й досі не досліджена потенційна гравітаційна енергія, зумовлена взаємним тяжінням фізичних мас насіння та Землі. Споживаючи насіння та плоди як їжу, тварини використовують першу форму потенційної енергії для свого активного руху, пасивно переміщуючи при цьому генетичний матеріал. А гравітаційна форма енергії використовується самою рослиною для пасивного переміщення плодів і насіння до ґрунту способом падіння. Таким же чином до ґрунту потрапляють й інші види опаду рослин.

Однак використовувати переміщення у просторі за допомогою способу падіння можуть не всі організми. Така можливість у них з’являється тільки в повітряному та водному середовищі, а в ґрунті, зрозуміло, такий спосіб пересування використати неможливо. Його недоліком є також те, що за його рахунок (наприклад, при певній масі плода) можна пересуватися тільки у вертикальному напрямку вниз. Однак багато видів легкого насіння за рахунок використання планеруючих пристосувань, а також повітряних і водних потоків із горизонтальною складову руху можуть пересуватись під кутом до земної поверхні.

Ефективність способу пересування способом падіння залежить від багатьох причин. У рослин, насамперед, це визначається їх висотою, масою плода, а також наявністю пристосувань для планерування у насіння. Звичайно, ефективність переміщення збільшується за умов сильного вітру. Водночас густо розташовані рослини, що ростуть поряд, навпаки, не сприяють розповсюдженню насіння та плодів.

Про ефективність переміщення способом падіння свідчить той факт, що представники тваринного світу також пристосувались використовувати цей пасивний спосіб переміщення. Наприклад, імаго жолудевої плодожерки (Carpocapsa splendana Hb.), які зимували в підстилці, виходячи із коконів, долають енергетичний гравітаційний бар’єр між підстилкою й кроною завдяки крилам, використовуючи для цього запаси своєї хімічної енергії. При цьому, відкладаючи яйця на молоді жолуді, плодожерка надає яйцям потенційну гравітаційну енергію по відношенню до поверхні землі.

Ріст потенційної гравітаційної енергії гусениці починається з початком ембріонального розвитку, коли її маса росте за рахунок запасних речовин яйця. Гусениця, що вийшла з яйця, вгризається в жолудь, де продовжує набирати цю потенційну енергію за рахунок росту маси. Ушкоджені жолуді вже не можуть утримувати власну вагу й обпадають разом із гусеницями, використовуючи для цієї мети запасену потенційну гравітаційну енергію жолудя. Таким чином, спостерігається використання запасу гравітаційної енергії іншого організму (жолудя) для транспортування личинки до місця зимівлі без витрат своєї хімічної енергії.

Розрахований нами час вільного падіння жолудя з висоти 5 м становить приблизно 0,7 с. Очевидно, що шлях руху гусениці до підстилки по траєкторії падіння жолудя коротший і швидший за часом, порівняно зі шляхом руху по гілках і стовбуру. До того ж, рух гусениці всередині жолудя значно безпечніший у порівнянні з самостійним рухом.

У такий же спосіб використовує потенційну гравітаційну енергію жолудя й жолудевий довгоносик (Balaninus glandium Marsh.) та багато інших фітофагів.

Цікавий приклад протокооперації являє собою зв’язок уссурійського дубового шовкопряда (Antheraea jamamaj ussuriensis Schachbazov), який зимує на стадії яйця (грени), з дубом монгольським (Quercus mongolica Fisch.). Зимові температури в місцях перебування цього шовкопряда знижуються до –40 ºС. У таких умовах його грена не може витримати дії цього фактора, оскільки яйця гинуть при температурі нижче, ніж –22 ºС (Шахбазов, 1954). У процесі еволюції шовкопряда питання захисту грени від низьких температур було вирішене за рахунок використання кормової рослини, а точніше – листя дуба. Щоб скористатися цим захистом, імаго відкладає грену на листя невеликими порціями, по 10–15 штук. Листя у період вегетації накопичує потенційну гравітаційну енергію, яка в подальшому витрачається на переміщення листя разом із греною до підстилки, де під надійним захистом снігу відбувається зимівля. Відкладання яєць на листя, а не на гілки та стовбур, – важливе пристосування, яке забезпечує уссурійському шовкопряду найпівнічніше розповсюдження з усіх представників роду Antheraea.

Отже, використання способу переміщення у просторі біогеоценозу, відомого як падіння, дуже поширене серед представників флори та фауни. Даний спосіб реалізується за рахунок використання накопиченої в період розвитку та життєдіяльності потенційної гравітаційної енергії.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 129-131.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники