§ 57. Животный мир природных зон Земли

Исторически сформировавшаяся совокупность всех видов животных (насчитывающая свыше 2 млн ныне живущих видов), населяющих биосферу Земли или определенный регион, как неотъемлемый активный компонент экосистем.

• 1. Биосферная роль — осуществляет перенос и трансформацию вещества и энергии, биологический круговорот, почвообразование, биогенную фильтрацию вод, опыление растений и распространение семян.
• 2. Зональный характер распределения — географическое расселение видов по суше строго подчинено закону широтной зональности и совпадает с границами природных зон и биомов.
• 3. Океанический компонент — включает фауну поверхностных вод, шельфовых зон, коралловых рифов и абиссальных глубин Мирового океана, где господствует вертикальная поясность.

Исторически сложившаяся совокупность всех таксонов (видов, родов, семейств) животных, обитающих на определенной географической территории, в конкретной акватории или в границах природной зоны в современную геологическую эпоху.

• 1. Отличие от понятия «животный мир» — фауна представляет собой систематический видовой каталог территории (без учета относительной численности и биомассы видов), тогда как животный мир отражает экологическое функционирование и плотность популяций.
• 2. Исторический генезис — формируется под влиянием геологической истории континентов, перемещения литосферных плит, оледенений, эволюционных центров происхождения и изоляционных барьеров.
• 3. Эндемизм и реликты — включает эндемичные виды с узким ограниченным ареалом (например, байкальская нерпа в озере Байкал, гаттерия в Новой Зеландии) и реликтовые формы минувших геологических эпох.

Крупные зональные подразделения географической оболочки, закономерно сменяющие друг друга от полюсов к экватору на равнинах (широтная зональность) и от подножий гор к вершинам (высотная поясность), отличающиеся однородным климатом, почвами, флорой и животным населением.

• 1. Арктические и антарктические пустыни — царство вечных льдов и суровых морозов; животные тесно связаны с морем как главным источником корма (белый медведь, моржи, тюлени, пингвины в Антарктиде, птичьи базары кайр и тупиков).
• 2. Тундра и лесотундра — субарктический пояс с вечной мерзлотой и мохово-лишайниковым покровом; фауна представлена северным оленем, песцом, леммингами, полярной совой, белой куропаткой и тучами кровососущих двукрылых летом.
• 3. Леса умеренного пояса (тайга, смешанные и широколиственные леса) — выраженная сезонность, ярусная структура; обитатели: лось, бурый медведь, рысь, волк, соболь, заяц-беляк, глухарь, дятлы, короеды.
• 4. Степи и полупустыни — травянистые равнины на черноземах с засушливым летом; доминируют стадные копытные (сайгак, джейран), колониальные грызуны (суслики, сурки, тушканчики) и степные птицы (дрофа, стрепет, степной орел).
• 5. Пустыни тропиков и субтропиков — экстремальный дефицит влаги и резкие суточные скачки температур; фауна адаптирована к сбережению воды и ночной активности (верблюд, фенек, песчанки, змея гюрза, варан, ящерица молох, скорпионы).
• 6. Влажные экваториальные леса (сельва, гилея) — круглогодичное тепло и изобилие осадков; абсолютный максимум биоразнообразия планеты (более 80% видов насекомых; обезьяны, ягуары, леопарды, лемуры, туканы, колибри, древесные лягушки).

Анализ конвергентных черт и экологических контрастов:

• Черты сходства (общие адаптации к экстремальной среде):
• Крайняя суровость абиотических факторов: скудость растительности и малая биологическая продуктивность обеих зон;
• Вынужденная высокая подвижность: животные регулярно совершают длительные миграции и кочевки в поисках корма (северные олени и песцы в Арктике; сайгаки и куланы в умеренных пустынях);
• Сезонный и суточный ритм покоя: впадение в оцепенение или спячку в критические периоды (зимняя спячка медведей в берлогах; летняя и зимняя спячка сусликов, черепах и тушканчиков в пустынях);
• Маскировочная окраска покровов: покровительственная белая маскировка на фоне льда и снега (белый медведь, песец, полярная сова) и охристо-песчаная окраска на фоне барханов и такыров (сайгак, фенек, песчанки, варан).
• Черты различия:
• Температурные адаптации:
• В арктических пустынях господствует непрерывный экстремальный холод: адаптации направлены на сбережение тепла (толстый слой подкожного жира до 10–15 см у морских млекопитающих, плотный подшерсток, редукция ушных раковин и конечностей по правилу Аллена);
• В умеренных пустынях главный стресс — палящий зной днем и резкое остывание ночью: адаптации направлены на теплоотдачу (гигантские ушные раковины фенека и ушастого ежа, пронизанные капиллярами для охлаждения крови).
• Источник влаги и пищи:
• Обитатели арктических пустынь на 100% привязаны к морской акватории (океаническая рыба, ракообразные и тюлени обеспечивают жизнь белых медведей и птичьих базаров);
• Обитатели континентальных пустынь приспособлены к тяжелейшему дефициту питьевой воды: они извлекают эндогенную (метаболическую) воду из окисления запасов жира (горбы верблюда, хвосты тушканчиков), имеют сухие покровы, концентрируют мочу и ведут строго ночной образ жизни, укрываясь днем в глубоких прохладных норах.

Различие продиктовано физико-географической природой суши и гидросферы:

• Горизонтальная (широтная) зональность на суше:
• Поверхность суши представляет собой двухмерное приземное пространство;
• Из-за шарообразности Земли угол падения солнечных лучей закономерно снижается от экватора к полюсам;
• Это формирует широтную дифференциацию солнечной радиации, тепла и баланса влаги, порождая закономерную широтную смену биомов: полярные пустыни -> тундра -> тайга -> смешанные леса -> степи -> пустыни -> экваториальные леса.
• Вертикальная поясность в Мировом океане:
• Океан — это непрерывная трехмерная толща воды глубиной до 11 километров;
• Ключевые экологические факторы в океане меняются не столько по горизонтали, сколько строго с глубиной:
• Освещенность: свет поглощается толщей воды, поэтому фотосинтез возможен лишь в верхнем слое до 100–200 м (эвфотическая зона); ниже 1000 м царит абсолютная вечная тьма;
• Гидростатическое давление: нарастает на 1 атм через каждые 10 м глубины, достигая в абиссальных желобах чудовищных величин (до 1000 атм);
• Температура и газовый состав: у дна температура падает до стабильных +2 °C, а содержание кислорода зависит от глубинных течений.
• В результате океанические экосистемы четко эшелонированы по вертикальным ярусам: богатые планктоном и нектоном поверхностные воды (эпипелагиаль) сменяются сумеречной батиалью и бездной (абиссалью), где обитают узкоспециализированные глубоководные хищники с телескопическими глазами, биолюминесценцией и эластичными телами.

Растения и животные в любых биомах Земли связаны неразрывными экологическими взаимодействиями:

• Трофические связи (пищевые цепи):
• Растения — автотрофные продуценты, производящие 100% первичного органического вещества из минеральных элементов с помощью энергии солнца;
• Животные-фитофаги (консументы I порядка) питаются растениями, трансформируя растительную биомассу и передавая энергию хищникам и паразитам.
• Газообменный баланс биосферы:
• Фотосинтез растений насыщает атмосферу свободным кислородом, необходимым животным для дыхания;
• Дыхание фауны непрерывно возвращает в атмосферу углекислый газ (CO2), необходимый растениям для фотохимического синтеза углеводов.
• Топические (средообразующие) взаимоотношения:
• Растительный покров образует физическую архитектуру сообществ (ярусы леса, густой травостой луга), формирует мягкий микроклимат, служит защитой от ветра и зноя, а также местом сооружения нор, дупел, гнезд и убежищ от врагов.
• Взаимовыгодный мутуализм (коэволюция):
• Опыление (зоофилия): цветковые растения опыляются пчелами, шмелями, бабочками, мухами, жуками, птицами (колибри) и рукокрылыми;
• Расселение семян (зоохория): животные поедают плоды и переносят неповрежденные семена на огромные расстояния со своими экскрементами (сойки разносят дуб, дрозды — рябину) либо переносят колючие цепкие семена на шерсти;
• Минеральное обогащение почв: продукты жизнедеятельности животных служат источником азота, калия и фосфора для корневого питания растений.