Сигнальные взаимоотношения организмов

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 28Следующая ⇒

При горизонтальных взаимоотношениях организмы соревнуются за потребление ресурсов, при вертикальных взаимоотношениях эти ресурсы вещества и энергии передаются по цепям «растение – фитофаг – зоофаг» или «хозяин – паразит». При мутуализме организмы обмениваются веществом и энергией на взаимовыгодных условиях, что повышает их выживаемость. Иногда взаимоотношения могут быть полезны для одного вида, но не вредят другому.

Кроме этих «материальных» взаимоотношений между организмами существует сложная система сигнальных взаимоотношений, которые влияют на распределение ресурсов или их передачу по пищевым цепям. Организмы используют различные сигналы.

Зрительные сигналы. Такие сигналы воспринимаются органами зрения. Примеры зрительных сигналов: яркая окраска венчика цветка, привлекающая опылителя; оранжевые пятна на брюшке жерлянки, предупреждающие о горьком вкусе; пестрая окраска ос и шмелей, говорящая об их защищенности. Большую роль во взаимоотношениях растений и насекомых-опылителей играет не только окраска, но и величина цветка или всего соцветия. К примеру, у растений из семейства сложноцветные или зонтичные сигнал подает не один цветок, а все соцветие, которое видно насекомому с большого расстояния. К зрительным сигналам относятся угрожающие позы и знаки животных (вздыбленная шерсть, оскал).

Звуковые сигналы. Эти сигналы подают друг другу птицы, сообщающие о том, что гнездовой участок занят (пение), или о том, что появилась опасность, к которой нужно подготовиться (спрятаться или коллективно изгнать незваного гостя). Сигналом, предотвращающим стычку самцов, является рычание хищников. Обмениваются звуковыми сигналами насекомые (трещание кузнечиков, «пение» цикад). Дельфины и некоторые насекомые обмениваются сигналами на частотах, недоступных уху человека.

Химические сигналы. Этот способ взаимного оповещения организмов очень широко распространен в природе. Сигнальные вещества животных называются феромонами. Животные выделяют феромоны в окружающую среду и таким путем влияют на поведение особей того же вида. Эти вещества действуют при очень низких концентрациях, так как обладают сильным запахом. Различают несколько видов феромонов.

Половые феромоны облегчают встречу особей одного вида для спаривания, они важны для всех животных. Общеизвестны специфические феромоны для мечения территории, которые содержатся в моче собак, волков, представителей кошачьих и др.

Агрегационные феромоны помогают животным собраться вместе в большую группу (например, с их помощью собирается вместе население муравейника).

Выделение феромонов тревоги стимулирует уход особей с опасного участка территории (такие феромоны обнаружены у рыб, ящериц).

В настоящее время наиболее изучены феромоны насекомых. Причем оказалось возможным синтезировать многие сигнальные вещества и использовать их в качестве приманок. Специальные ловушки, внутри которых находятся источники выделения половых и агрегационных феромонов, позволяют заманивать и уничтожать вредителей сада или леса экологически безопасным способом, без применения гербицидов.

Большую роль во взаимоотношениях растений и насекомых играют запахи, привлекающие опылителей или, напротив, отпугивающие фитофагов.

Химические взаимоотношения между растениями называются аллелопатией. Выделения одного растения в атмосферу и особенно из корней в почву могут сдерживать рост другого растения. Однако, поскольку условий для накопления этих веществ в атмосфере и почве нет (их концентрацию постоянно уменьшают ветер и вода), роль аллелопатических взаимоотношений невелика. Они лишь помогают более равномерному размещению корней в почве, так как выделения одного корня для другого являются сигналом, подобным пению птиц: «Занято».

Исключение составляют взаимоотношения растений-хозяев и растений-паразитов (заразиха, повилика, стрига и др.). Для прорастания семени растения-паразита, которое само не способно дать проросток, необходим химический сигнал от корня растения-хозяина. Эти взаимоотношения используются для организации контроля плотности популяции сорняков-паразитов. Ученые раскрыли химический состав сигнальных веществ. Их производят на заводах и вносят на поля для «обмана» семян паразитов. Семена прорастают и, лишенные пищи, которую они должны получать от корня растения-хозяина, погибают.

Контрольные вопросы

1. Какие сигналы используют организмы при взаимоотношениях?

2. Как используются знания о феромонах в сельском хозяйстве?

2. Что такое аллелопатия и какова ее роль в природе?

Справочный материал

При помощи химических и зрительных сигналов у растений и насекомых-опылителей возникают очень устойчивые симбиотические связи. «Рекордсмены» по таким связям – представители семейства орхидных, которые растут и в лесах России, но особенно разнообразны в тропиках. Некоторые орхидные имитируют запахи половых феромонов, «одураченные» самцы-опылители летят на цветок в надежде на встречу с самкой и опыляют его.

Звуковые сигналы используют для управления поведением птиц. Трансляция записанного на магнитофон сигнала тревоги или крика хищной птицы помогает отпугнуть птиц от полей, аэродромов или других мест, где их присутствие нежелательно. Запись голоса курицы-наседки может улучшить аппетит инкубаторских цыплят.

Экологическая ниша

Автотрофные организмы экосистемы усваивают солнечную энергию и производят органическое вещество, которое перерабатывается гетеротрофами. Редуценты разлагают органическое вещество, возвращая составляющие его минеральные элементы в почвенный раствор. В этом сложнейшем «производстве» участвуют популяции разных видов. Каждая популяция занимает некоторое пространство и потребляет различные ресурсы в определенное время (в разное время суток, в разные сезоны года). Совокупность всех факторов среды, в пределах которых возможно существование популяции (местообитания, используемых ею ресурсов и ритма их потребления в экосистеме), называется экологической нишей.

Крупный американский эколог Ю. Одум очень удачно назвал экологическую нишу профессией вида в экосистеме. Действительно, она отражает то, из каких веществ (неорганических, органических веществ живых растений или животных, детрита), какую продукцию и для какого потребителя производит вид (то есть кого вид ест и кто ест его). Кроме того, экологическая ниша включает и «график работы»: есть животные ночные (сова, летучая мышь) и дневные; работающие «круглый год» и «уходящие в отпуск» на холодный период (медведь); постоянно работающие «на одном месте» и подрабатывающие часть года «на стороне» (птицы, мигрирующие в холодное время года в теплые края).

Разделение популяциями разных видов пространства и ресурсов называется дифференциацией экологических ниш. Это наиболее наглядно у животных. Представители разных видов имеют неодинаковые рационы питания. Птицы потребляют разные плоды и семена растений, ловят разных насекомых и червей. Различаются рационы и у грызунов, и у более крупных млекопитающих. Легко наблюдать дифференциацию ниш в экосистеме озера: организмы одних видов активно плавают (нектон) или пассивно «парят» (планктон) в толще воды, а другие ведут придонный образ жизни (бентос). И у разных видов нектона, планктона и бентоса пища неодинакова.

Растения имеют один тип питания: практически у всех видов пищевой рацион включает раствор минеральных веществ, диоксид углерода и солнечный свет. Тем не менее, и у них экологические ниши дифференцированы. Есть растения светолюбивые и теневыносливые; их корневые системы расположены на разной глубине; им требуются различные элементы минерального питания и неодинаковое количество воды; в разное время они цветут и плодоносят; имеют собственных опылителей.

Главный результат дифференциации ниш – снижение конкуренции. Теневыносливые растения не конкурируют со светолюбивыми, а довольствуются полумраком под пологом деревьев. Менее остра конкуренция за ресурсы почвенного питания между растениями, если корневая система одного из них сконцентрирована у поверхности почвы, а другого – уходит в более глубокие слои. Во время цветения растениям требуется особенно много ресурсов, и цветение по очереди также снижает конкуренцию.

Принцип дифференциации экологических ниш используется в сельском хозяйстве: выращивание совместно нескольких сортов или даже нескольких видов растений (так называемые сортосмеси и поликультуры) позволяет за счет снижения конкуренции между культурными растениями и более полного использования ресурсов почвы и света повышать урожай. При этом отсутствие свободных ниш снижает засоренность посевов, и можно обходиться без гербицидов.

Дифференциация ниш у животных может сопровождаться сигналами, извещающими о том, что участок занят (волки и лисы метят мочой стволы деревьев, птицы поют), а у растений, как правило, нет специальных сигнальных механизмов для отграничения своей экологической ниши, хотя некоторые могут выделять в атмосферу или почву вещества, препятствующие росту соседей.

Примером разделения экологических ниш являются ярусы в лесу (рис. 44): в каждом ярусе (древесном, подлеске, кустарниковом, травяном, моховом) – свое население, хотя некоторые организмы могут использовать разные ярусы (белки живут в основном на деревьях, но спускаются и в ярус кустарников, а иногда и на землю). В разных ярусах – разный режим освещения, но растения одного яруса могут иметь разную по глубине корневую систему. В почве различаются ниши хорошо аэрированного слоя у поверхности и более глубоких слоев, где воздуха мало. Особым слоем-нишей является подстилка – опавшие полусгнившие листья на поверхности почвы.

Контрольные вопросы

1. Что дает экосистеме дифференциация экологических ниш у организмов разных видов?

2. Есть ли различия в дифференциации ниш у видов животных и растений?

3. Объясните, как связаны дифференциация ниш и ярусность в лесу?

(ДОП.) § 27. Фундаментальная и реализованная экологические ниши

У организмов каждого вида различаются две экологические ниши – фундаментальная и реализованная. Познакомимся с их особенностями.

В лесной зоне европейской части России на лугах преобладают невысокие злаки с узкими листьями – полевица тонкая, душистый колосок, овсяница красная. Эти растения хорошо приспособлены к произрастанию на бедных элементами питания подзолистых почвах. Если собрать их семена, высеять на грядки и удобрить минеральными азотными удобрениями или навозом, то урожайность этих невысоких растений может возрасти в 3–4 раза. Если же удобрить естественные луга с преобладанием мелких злаков, то эти злаки могут вообще исчезнуть из травостоя. Основными растениями (доминантами) в нем станут злаки с широкими листьями – ежа сборная, овсяница луговая и особенно пырей ползучий, которых до этого в травостое было немного.

Объяснить, почему душистый колосок или полевица тонкая в искусственном посеве и естественной экосистеме по-разному реагирует на удобрение, помогает концепция двух ниш.

Фундаментальная ниша – это те условия среды, в которых вид может существовать и даже процветать при отсутствии конкуренции, а реализованная ниша – это часть фундаментальной ниши, которую он способен отстоять от конкурентов при их наличии.

В условиях бедных почв пырей или ежа сборная, требовательные к элементам минерального питания, растут плохо, а узколистные мелкие злаки за счет «верблюжьего характера» (особенностей корневой системы и «умения» экономить питательные вещества) – хорошо. И потому они побеждают в конкуренции с широколистными злаками.

Широколистные злаки, напротив, хорошо растут на богатых почвах, на которых душистый колосок и другие виды бедных почв не способны конкурировать с ними. Таким образом, у душистого колоска и других луговых злаков лесной зоны фундаментальная ниша охватывает и бедные, и богатые почвы, а реализованная – только бедные.

Аналогичен пример со степными злаками, приспособленными к сухим почвам, – ковылями и типчаком. При выращивании на грядке продуктивность будет выше, если их поливать. Если же на грядке появятся те луговые виды, которые вытеснили на удобренном лугу душистый колосок, то ковыль и другие степные злаки в конкуренции с ними также проиграют. Фундаментальная ниша этих степных злаков охватывает и степные, и луговые почвы, а реализованная – только степные, где они нормально растут благодаря мощной корневой системе и узким листьям, экономно испаряющим воду. Поэтому экологи образно называют ковыли не сухолюбами, а сухотерпцами.

Чтобы растение могло освоить всю фундаментальную нишу, его нужно защитить от конкуренции. Вот почему в ботанических садах растут растения из разных районов и чувствуют себя неплохо, пока их охраняет человек. Практически в условиях фундаментальной ниши оказываются все культурные растения, которые человек защищает от сорняков.

Контрольные вопросы

1. Чем отличается реализованная ниша от фундаментальной?

2. Какие ниши занимают организмы в природных экосистемах?

З. Почему в условиях ботанических садов или зоопарков организмы разных видов могут существовать в таких условиях, в которых они не выжили бы в природных экосистемах?

Заключение

Живое население экосистемы (ее биота) – это не простая сумма организмов разных видов, а сложно взаимодействующее единство. В состав экосистемы входят лишь те виды организмов, которые могут жить в формирующих ее условиях среды – абиотических и биотических. В естественных экосистемах нет «полезных» и «вредных» видов.

Все взаимоотношения в экосистеме разделяются на горизонтальные – между организмами одного трофического уровня и одного типа питания (между растениями, фитофагами, зоофагами, детритофагами, паразитами) и вертикальные – между организмами разных трофических уровней.

При горизонтальных взаимоотношениях организмы конкурируют за ограниченные ресурсы среды и помогают друг другу (но лишь на определенных этапах жизни). Имеются специальные «механизмы» для снижения конкуренции: уменьшение плотности популяций конкурирующих видов, специализация разных популяций для потребления разных ресурсов.

При вертикальных взаимоотношениях консументам и редуцентам передаются вещество и энергия, запасенные продуцентами (пищевые отношения), и, кроме того, возможно взаимовыгодное сотрудничество организмов – мутуализм. Мутуализм распространен в природе не менее широко, чем конкуренция или пищевые отношения. Мутуализм способствует устойчивому сосуществованию видов в экосистемах.

У организмов, связанных пищевыми взаимоотношениями в естественной экосистеме (фитофагия, хищничество, паразитизм), есть специальные приспособления для того, чтобы не произошло полное уничтожение популяции-ресурса: снижающие поедаемость растений фитофагами; защищающие жертвы от хищников; повышающие устойчивость хозяев к заражению паразитами. Пары видов, связанные пищевыми взаимоотношениями, особенно успешно сосуществуют, если в экосистеме есть третий вид, который контролирует плотность популяций «обидчика» сверху (хищник более высоко порядка или паразит).

Между организмами преобладают материальные взаимоотношениях, в ходе которых они либо делят ресурсы (конкуренция), либо используют друг друга в одностороннем порядке (пищевые отношения), либо сотрудничают в потреблении ресурсов (мутуализм). Однако большую роль играют сигнальные (информационные) взаимоотношения – влияние организмов друг на друга с помощью выделения химических веществ, звуковых или зрительных сигналов. Эти сигналы смягчают остроту пищевых отношений или конкуренции. Кроме того, сигнальные взаимоотношения помогают выживанию популяций тем, что облегчают встречу половых партнеров, информируют популяцию об опасности и т.д.

Разнообразные взаимоотношения организмов друг с другом и с условиями среды привели к тому, что разные виды экосистемы разделили пространство, ресурсы и «графики работы» – заняли разные экологические ниши. Различия экологических ниш снижают уровень конкуренции и увеличивают биологическое разнообразие и продуктивность экосистемы.

Индивидуальное задание

Тема реферата: «Почему в естественных экосистемах нет «полезных» и «вредных» видов?

Задача исследования – по данным литературы изложить проблему сосуществования видов в естественных экосистемах. Сравните взаимоотношения организмов в естественных и сельскохозяйственных экосистемах.

Для выполнения работы следует использовать двухтомник М. Бигона с соавторами и книгу А.М. Гилярова по популяционной экологии.

ГЛАВА 6. ФУНКЦИЯ ЭКОСИСТЕМЫ

Мы знаем, какие организмы входят в состав экосистемы и какие взаимоотношения связывают их друг с другом. Теперь рассмотрим главную функцию экосистемы – производство органического вещества за счет поступающей в экосистему энергии и элементов питания.

Пищевые цепи и сети

Организмы разных трофических групп, связанные в процессе питания и передачи энергии от зеленых растений к фитофагам и хищникам, образуют пищевые цепи. На рис. 45 приведено пять примеров пищевых цепей. Две первые пищевые цепи представляют естественные экосистемы – наземные и водные. В наземной экосистеме цепь замыкают такие хищники, как лиса, волк, орел, питающийся мышами или сусликами. В водной экосистеме солнечная энергия, усвоенная в основном водорослями, переходит к мелким консументам – рачкам-дафниям, далее к мелким рыбам (плотва) и, наконец, к крупным хищникам – щуке, сому, судаку. Число звеньев пищевой цепи в наземных экосистемах – не более четырех, а в водных – может достигать шести.

В сельскохозяйственных экосистемах пищевая цепь может быть полной – при разведении сельскохозяйственных животных (третий пример), или укороченной, когда выращиваются растения, непосредственно использующиеся человеком в пищу (четвертый пример).

Наряду с цепями передачи энергии через живое органическое вещество (продуцент – консумент), называемыми пастбищными, существуют детритные пищевые цепи с участием детритофагов, использующих мертвое органическое вещество, и редуцентов. Эти цепи могут быть двух типов: «детритофаг – редуцент» и «детритофаг – хищник».

В первом случае мертвое органическое вещество, съеденное и преобразованное детритофагами, разрушается после их смерти редуцентами до минеральных соединении, которые поступают в почвенный раствор и повторно используются продуцентами. В разрушении этого вещества принимают участие разные организмы по принципу эстафеты. Например, при разрушении растительного опада, трупов или экскрементов животных работает целый конвейер из животных, грибов и бактерий.

Во втором случае детритофага съедает хищник, и вещества детрита, потребленного детритофагом, вовлекаются в круговорот, минуя стадию полного разрушения и потребления продуцентами. Например (пятая пищевая цепь), дождевой червь, питающийся опавшими листьями, будет съеден птицей. Личинки мухи-падальщицы, питающиеся на трупе животного, могут стать пищей травяной лягушки, которую, в свою очередь, съест уж.

Пищевые цепи «детритофаг – хищник» широко распространены в природе и используются в хозяйстве человека (откорм домашней птицы дождевыми червями или личинками мух). Пищевые цепи «детритофаг – редуцент» играют важную роль для повышения плодородия почв: запас питательных элементов в почвенном растворе должен быстро пополняться продуктами разложения детрита (в том числе и мертвых детритофагов).

Приведенные примеры упрощают действительную картину, так как одно и то же растение может быть съедено разными травоядными животными, а они, в свою очередь, стать жертвами разных хищников. Лист растения может съесть гусеница или слизень, гусеница может стать жертвой жука или насекомоядной птицы, которая может заодно склевать и самого жука. Жук может стать также жертвой паука. Поэтому в реальной природе складываются не пищевые цепи, а пищевые сети (рис. 46).

Контрольные вопросы

1. Что такое пищевая цепь?

2. Какие пищевые цепи вы знаете?

3. Как может участвовать в пищевых цепях детрит?

4. В каких пищевых цепях участвует человек?

(ДОП.) § 29. Бюджет солнечной энергии в экосистеме

На рис. 47 показано, как расходуется в экосистеме поступающая на поверхность планеты солнечная энергия. Количество этой энергии очень велико и составляет примерно 55 ккал на 1 см² в год. Однако растения фиксируют не более 1–2% солнечной энергии (а в пустынях и в океане – сотые доли процента), остальное затрачивается на нагревание атмосферы, суши и испарение воды. Из накопленной растениями солнечной энергии сравнительно немного – не более 7–10% в наземных экосистемах и до 40% в водных – достается растительноядным животным, питающимся живыми растениями. Остальную ее часть используют симбиотрофы (бактерии и грибы), которые получают питание из корней растений, выделяющих в почву углеводы (или живут непосредственно в корне), и детритофаги и редуценты, питающиеся отмершими растениями.

С повышением трофического уровня одновременно растут и полнота выедания в живом состоянии, и усвоение энергии из потребленной пищи. Так, крупные хищники выедают до 70% своих жертв, а усвоение энергии при этом достигает 30-60%.

Таким образом, если большая часть биомассы растений (особенно в наземных экосистемах) потребляется детритофагами и редуцентами в отмершем состоянии, то основная часть биомассы животных (кроме крупных хищников, которые завершают пищевые цепи и не имеют естественных врагов) съедается в живом состоянии. Крупные хищники умирают от болезней, и их биомасса становится пищей детритофагов и редуцентов.

На снимках, сделанных из космоса, наземные экосистемы имеют зеленый цвет, а водные – голубой. Если бы фитофаги водных экосистем работали также «плохо», как в наземных, то водные экосистемы на космоснимках были бы тоже зелеными.

Контрольные вопросы

1. Какую часть солнечной энергии могут усвоить растения экосистемы в процессе фотосинтеза?

2. Какая часть солнечной энергии тратится на поддержание круговорота воды в биосфере?

3. Какова судьба солнечной энергии, зафиксированной растением в процессе фотосинтеза?

4. Какая часть биомассы растений съедается в живом состоянии в наземных и водных экосистемах?

5. Каковы закономерности перехода энергии по пищевым цепям с повышением трофического уровня?

Справочный материал

Для понимания процессов превращения энергии в экосистеме полезны законы термодинамики, которые сформулированы физиками.

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не возникает и не исчезает, а только переходит из одной формы в другую. Поэтому энергия в экосистеме не может появиться сама собой, а поступает в нее извне – от Солнца или в результате химических реакций неорганических веществ. В гетеротрофные антропогенные экосистемы энергия поступает от специальных энергетических устройств, на которых получается электрическая энергия или с углеродистыми энергоносителями.

Второй закон термодинамики – о снижении качества энергии. При любом превращении энергии некоторое ее количество всегда переходит в менее качественную, менее полезную, энергию. Так, лишь часть поглощенной растением солнечной энергии расходуется на продукционный процесс, остальная рассеивается при дыхании в виде тепла. При переходе энергии с первого трофического уровня (продуцентов) на второй (фитофагов и симбиотрофов), третий (хищников первого порядка) и т.д. значительное ее количество также рассеивается и снижает свое качество.

В антропогенных экосистемах – сельскохозяйственных, городских, промышленных – человек стремится уменьшить бесполезное рассеивание дорогостоящей энергии.

В соответствии с законами термодинамики экосистема и входящие в ее состав организмы существуют до тех пор, пока поступает энергия извне. Однократное использование энергии, протекающей через экосистему (и круговорот веществ) – основной закон функционирования экосистемы

Понять действие законов термодинамики несложно на примерах-аналогиях. Так, для нагревания чайника с водой необходима энергия. Если для этого используется газовая плита, то при нагревании воды более качественная энергия газа переходит в тепловую, часть которой идет на нагревание воды, а часть рассеивается в окружающее пространство. Если газ выключить, то вода в чайнике начнет остывать, и так будет до тех пор, пока ее температура не сравняется с температурой окружающего воздуха. (Вот почему второй закон термодинамики называют еще «законом выравнивания энергии».)

(ДОП.) § 30. АККУМУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВ ОРГАНИЗМАМИ

В экосистеме вещества, в отличие от энергии, используются многократно: после гибели организмов они возвращаются редуцентами в окружающую среду. Однако при прохождении веществ по «эстафетам» пищевых цепей концентрация некоторых из них повышается. Так, на этапе «растение – фитофаг» в несколько раз возрастает содержание азота и фосфора (последнего – особенно у рыб).

В то же время, есть вещества (как правило, из числа загрязняющих окружающую среду и не нужных для нормальной жизни организмов), концентрация которых при прохождении по пищевой цепи может возрастать в десятки и сотни раз. Этот процесс называется биологической аккумуляцией веществ.

На каждом следующем трофическом уровне концентрация этих веществ возрастает примерно в 10 раз. В итоге в тканях живых организмов их содержание может быть выше, чем в окружающей среде, в тысячи раз.

Так, концентрация свинца в организмах зоопланктона выше, чем в окружающей среде, в 300 раз, а у моллюсков бентоса – в 4000 раз. У полярных крачек концентрация может увеличиваться даже в 10 млн. раз. Концентраторами ртути являются рыбы, что может, при использовании их в пищу, стать причиной тяжелых заболеваний и даже смерти человека.

В промышленных городах нередко в результате биологической аккумуляции настолько повышается концентрация загрязняющих веществ в материнском молоке, что оно становится опасным для младенцев.

Организмы активно концентрируют радиоактивные изотопы, особенно опасно накопление изотопов с большим физическим периодом полураспада. Если принять содержание стронция-90 в воде за единицу, то в донных отложениях оно достигает 200, в водных растениях – 300, в тканях карповых рыб – 1000, в костях окуня – 3000, в костных тканях животных, питающихся рыбой, – 3900 единиц.

Способность организмов накапливать загрязняющие вещества следует учитывать при контроле загрязнения окружающей среды.

Контрольные вопросы

1. Какую опасность для человека представляет накопление в пищевых цепях загрязняющих веществ?

2. Почему в промышленных городах нередко рекомендуют вскармливать младенцев искусственными молочными смесями?

Справочный материал

Морские животные асцидии аккумулируют ванадий, его концентрация в теле животного может достигать 0, 16%. В Японии этот редкий металл уже добывают из таких «живых месторождений». Активными накопителями металлов являются микроорганизмы.

Последствия отравления ртутью получили название «болезнь Минамата» – по названию бухты в Японии, где в 1953-1969 гг. произошло отравление рыбой, которая аккумулировала ртуть из сточных вод промышленных предприятий. У побережья Корсики в теле угрей содержание ртути достигает 600 мг на 1 кг. Развитие «болезни Минамата» возможно, если потребление угрей одним человеком составит 2 кг в неделю. Из-за высокого содержания ртути в воде Северного моря не рекомендуется есть выловленную там рыбу чаще двух раз в неделю. А рыбу из реки Рейн вообще не едят.

В последних звеньях пищевых цепей у позвоночных животных в костных и жировых тканях могут накапливаться токсичные органические соединения – бензо(а)пирен, диоксины. В тканях устриц, гагары и других животных содержание ДДТ может быть выше, чем в окружающей среде, в 50–100 тыс. раз. (Рис. 48).

Радиоактивные изотопы особенно активно концентрируются в грибах (особенно в масленках, моховиках и волнушках), некоторых видах птиц (утки) и рыб (линь, сом, вьюн). Это нужно учитывать при использовании продуктов питания, которые могут быть сильно загрязнены даже при невысоком радиоактивном загрязнении окружающей природной среды.

Биологическая аккумуляция радиоактивных изотопов человеком может происходить как при их попадании в организм с водой и воздухом, так и через посредников в пищевой цепи. Радиоактивный йод, к примеру, вначале усваивается растениями, затем попадает в молоко коров и после этого – в организм человека.

Разные радиоактивные вещества накапливаются в разных органах. Так, йод – в щитовидной железе; радон, уран, плутоний, криптон – в легких; сера – в коже; кобальт – в печени; калий и цезий – в мышцах; полоний – в селезенке; рутений – в почках. Практически все радиоактивные элементы накапливаются в костях и печени.

⇐ Предыдущая 3 4 5 6 789 10 11 12 Следующая ⇒