Взаимодействие экосистемы и окружающей среды

В биологических исследованиях, особенно в теории эволюции, делается упор на изучение воздействия окружающей среды на живые организмы и их системы. Под таким углом зрения рассматривается действие различных факторов на их эволюцию. Однако живые системы не являются пассивными в этом взаимодействии, в свою очередь они оказывают воздействие на окружающую их среду.

Такое воздействие можно проследить на примере больших экосистем. На такие факты опирается гипотеза Геи (др. гр. «Гея − земля»), выдвинутая в 1970-е гг. физиком и изобретателем Джеймсом Лавлоком и микробиологом Линн Маргулис. Она предлагает иной подход, к причинам и факторам становления жизни на планете. Если традиционно допускают, что жизнь на Земле появилась после возникновения атмосферы со значительным содержанием кислорода, то, согласно гипотезе Геи, образование кислорода и атмосферы обязано воздействию простейших организмов, которые в анаэробных (бескислородных), условиях стали выделять кислород. Свое предположение авторы гипотезы подтверждают ссылкой на то, что на близких к Земле планетах (Марс, Венера) атмосфера состоит соответственно на 95 и 98% из углекислого газа, кислорода Марс содержит 0,13%, а на Венере замечены лишь его следы. Примерно такая же картина наблюдалась бы на безжизненной Земле. Конечно, гипотеза Геи нуждается в дальнейшем обосновании, но опирается она на важную и признаваемую многими идею, что жизнь обеспечивает условия для своего дальнейшего существования и развития. Эта идея не является умозаключением, а подтверждается фактами истории развития органического мира.

Факты также свидетельствуют, экосистема не только испытывает воздействие со стороны окружающей среды, но и оказывает обратное действие на нее и соответствующим образом ее формирует. Поскольку экосистема − система открытая, она не может не влиять на него. Только постоянное и непрерывное взаимодействие со средой поддерживает жизненные процессы в любой экосистеме. В результате такого взаимодействия осуществляется постоянный обмен энергией и веществом между экосистемой и средой, что проявляется, в усвоении абиотических, или неорганических, факторов среды (солнечная энергия, вода, минеральные вещества и т. п.), и биотических факторов посредством тех трофических связей, которые существуют между разными системами. Функционирование и эволюция экосистем зависят не только от круговорота вещества и энергии, существующего в природе. Чтобы выжить, а тем более развиваться, экосистемы должны соответствующим образом регулировать свою деятельность и управляться, а это требует установления информационных связей между различными подсистемами и элементами системы.