Факультет

Студентам

Посетителям

Информационные процессы в естественной экосистеме

В ходе обсуждения уже подчеркивалось различие между информационными процессами в агроэкосистемах и естественных экосистемах.

Тот факт, что многие из функций по переработке информации, выполняемых травоядными, хищниками, паразитами и патогенами в естественных экосистемах, выпадают на долю человека в агроэкосистемах, вовсе не означает, будто теоретическая концепция, построенная в результате изучения системы одного типа, не имеет ценности для другого, В самом деле, изучение агроэкосистем основано почти целиком на принципах и идеях, явив-шихся итогом изучения материальных и энергетических процессов в естественных экосистемах. Возможно, что результаты изучения информационных процессов в агроэкосистемах также принесут пользу при изучении естественных экосистем.

Изучение агроэкосистем может способствовать пониманию многих моментов, представляющих интерес для эколога-теоретика. Чтобы проиллюстрировать потенциальный вклад изучения агроэкосистем в экологию популяции, сообщества и экосистемы, ниже приводятся некоторые комментарии, относящиеся к областям взаимодействия популяций, сукцессии (смены сообществ) и оптимизации экосистем.

Травоядные, хищники, паразиты и патогены представляют собой часть круговорота питательных веществ и энергетических потоков, однако они также используют генетическую и поведенческую информацию для того, чтобы идентифицировать характеры среды и тип сообщества и выполнить действия, которые оказывают влияние на долгосрочную эволюцию (планирование) и краткосрочные функции (управление) экосистемы. Например, изменение условий окружающей среды может вызвать миграцию птиц, а изменение в разнообразии растительных форм — нашествие насекомых-вредителей, Концепция детерминант — решение, предложенная для изучения агроэкосистем, может оказаться полезной при выяснении того, как информация о генетическом и поведенческом стереотипе, типе растительности, характере окружающей среды обрабатывается у травоядных, хищников, паразитов и патогенов.

Для описания структуры и функций экосистем часто привлекают аппарат кибернетики и теории информации. Однако Джонсон полагает, что «теория информации едва ли даст что-либо биологам-экспериментаторам, кроме смутных интуитивных представлений и отвлекающей внимание терминологии», и утверждает» что по-настоящему полезным был бы качественный фактор» учитывающий биологическую релевантность. В дискуссиях по поводу кибернетики экосистем отношения хищник — жертва (растение — животное и животное — животное) часто выдвигают в качестве примеров управляющей (отрицательной и положительной) обратной связи. Однако отношения хищник — жертва обычно моделируют с использованием таких переменных, как число особей, с коэффициентами, величина которых определяется плотностью популяции, эффектами самоподавления, доступностью ресурсов; на информационные процессы при этом упор не делается.

В агроэкосистемах наблюдается интересная взаимосвязь между количествами информации, которая закладывается при рассеянии семян, содержится в сформировавшейся растительности и необходима травоядным для поддержания удельного темпа потребления. Фермер выращивает культуры по рядам (высокая упорядоченность, низкая информативность). К сожалению для фермеров, естественные травоядные также нуждаются в малой информации, и естественное потребление также высоко. Возможно, теории, сопоставляющие информацию и энергию, следует проверять, сравнивая энергию, затрачиваемую травоядными, с изменениями в количестве информации, содержащейся в потребляемой ими растительности.

Использование методов биологической борьбы в агроэкосистемах и изучение их влияния на стабильность сообщества представляют интерес и в плане возможности описания отношений хищник — жертва в терминах информационных процессов. Например, может оказаться правомерной количественная оценка воздействия травоядных, хищников, паразитов и патогенов на растения в информационных единицах при измерении разницы между количеством информации, необходимой фермерам, использующим минимальные средства биологической борьбы (большие затраты на химические средства), организованную биологическую борьбу (импортированные организмы) и естественную биологическую борьбу (управление имеющимися травоядными, хищниками, паразитами и патогенами).

Понимание естественного хода событий дает полезную информацию при планировании агроэкосистем, однако может быть справедливым также и то, что изучение факторов, определяющих решение фермера изменить систему полеводства, поможет понять естественный ход событий. Одум описывает последний как регулярный процесс, управляемый сообществом, в котором физическая среда определяет характер и скорость изменений и ставит пределы их развитию. Процесс достигает кульминации в стабилизированной экосистеме с высоким содержанием информации. Ее стратегия (цель) — максимизировать внутреннее управление гомеостазом.

К числу вопросов, ответы на которые пытаются получать в исследованиях как агроэкосистем, так и естественных экосистем, относятся: как сообщество управляет процессом? Как окружающая среда определяет характер, изменения и пределы? Какова «общая» цель? Изучение плановых и управляющих решений и их детерминантов в агроэкосистемах со сменой сообществ должно способствовать появлению интересных идей относительно информационных процессов в ходе естественной сукцессии. В этих экосистемах фермеры непрерывно меняют структуру сообщества. Сорта культур и системы полеводства, нашедшие применение после того, как были вырублены и выжжены леса, изменились, поскольку ухудшилось плодородие почвы и одновременно увеличилась активность сорняков, травоядных, хищников, паразитов и патогенов.

Спеддинг определяет сельскохозяйственную систему как целевую экосистему. Интересно отметить, что для объяснения поведения естественной экосистемы используют такие концепции, как максимизация валового производства и максимизация мощности. Говорят, что эволюция действует «как механизм, который максимизирует приспособленность или относительный вклад генотипа в будущие поколения». Изучение связей между целями фермера или ранчера (максимизация выпуска на единицу затрат ресурсов, минимизация риска и т. д.) и типом планируемой агроэкосистемы может даже подсказать идеи относительно «цели» естественных экосистем.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: