Информация как основа жизни

Законы, управляющие динамикой популяций разных орга­низмов, едины, независимо от того, какую функцию они вы­полняют в биосфере и на каком уровне организации (и ярусе жизни) они находятся, т.е. будь это хемотрофы, ауксотрофы или гетеротрофы, продуценты или консументы, микроорганизмы, высшие растения, беспозвоночные или млекопитающие. Обусловлено это тем, что, независимо от видовой принадлежности, ни один организм не в состоянии выполнять обе основные функции в своей экосистеме – и функцию производства биомас­сы, и функцию утилизации побочных продуктов своей жизне­деятельности.

Обозначив численность популяции через п, напишем следую­щее уравнение:

(27)

где G – коэффициент размножения данных организмов, D – средняя скорость их отмирания, a U – параметр конкуренции их друг с другом за среду обитания, питание и т.п. Показатель степени ? при п отражает форму зависимости показателя кон­куренции U от п, а член Un? есть обобщенное выражение для обратной связи в популяции. Подчеркнем, что уравнение (27) не относится к человеку, ставшему на техногенный путь развития, ибо в этом случае параметр конкуренции может иметь совер­шенно иную связь с численностью популяции п, нежели в случаях других обитателей биосферы.

Следует отметить, что величина ? может быть как больше, так и меньше нуля. Если в первом случае (? > 0) это отражает возрастание внутривидовой конкуренции с увеличением п (например, борьбу за территорию), то во втором случае (? < 0) это будет отражать существование взаимопомощи между членами данной популяции. Поэтому особый интерес представляет зависимость ? от п для разных видов.

Выражение (27), связывающее через D, U и ? динамику раз­множения (или роста численности) популяции с состоянием (или статусом) включающей ее экосистемы, означает, что в любой реальной ситуации – в реальном биоценозе или биосфере в це­лом – рост численности популяций всегда и неизбежно ограни­чен: при (G-D) п = Un? прирост популяции dn/dt = 0.

Выше мы видели, что условие dn/dt =0 есть условие неста­бильности состояния популяции. В случае сохранения постоян­ства других параметров экосистемы популяция при dn/dt = 0 была бы обречена на вымирание. Однако, благодаря наличию в любой экосистеме обратных связей, уменьшение численности данной популяции (если оно не ниже критического) неизбежно будет приводить к такому изменению статуса экосистемы, при котором условия обитания этой популяции опять сдвинутся в «благоприятную» сторону, что приведет к увеличению ее чис­ленности, за чем последует ее уменьшение, затем – опять увели­чение и т.д. В реальной ситуации это будет проявляться как «волны жизни» [10], простейшей моделью которых может слу­жить система «хищник-жертва» [11]. Поэтому в любой стабиль­ной экосистеме численность любой популяции будет всегда ко­лебаться около некоторого константного значения, задаваемого сформулированным выше правилом (27), не выходя за опреде­ленные максимальные и минимальные пределы.