Гомеостаз экосистемы

Гомеостаз ¾ способность биологических систем ¾ организма, популяции и экосистем ¾ противостоять изменениям и сохранять равновесие. Исходя из кибернетической природы экосистем ¾ гомеостатический механизм ¾ это обратная связь. Например, у пойкилотермных животных изменение температуры тела регулируется специальным центром в мозгу, куда постоянно поступает сигнал обратной связи, содержащий данные об отклонении от нормы, а от центра поступает сигнал, возвращающий температуру к норме. В механических системах аналогичный механизм называют сервомеханизмом, например, термостат управляет печью.

Для управления экосистемами не требуется регуляция извне ¾ это саморегулирующаяся система. Саморегулирующий гомеостаз на экосистемном уровне обеспечен множеством управляющих механизмов на этом уровне. Один из них ¾ субсистема «хищник - жертва» (рис. 5.3). Между условно выделенными кибернетическими блоками, управление осуществляется посредством положительных и отрицательных связей. Положительная обратная связь «усиливает отклонение», например, увеличивает чрезмерно популяцию жертвы. Отрицательная обратная связь «уменьшает отклонение», например, ограничивает рост популяции жертвы за счет увеличения численности популяции хищников. Эта кибернетическая схема (см. рис. 5.3, а) отлично иллюстрирует процесс коэволюции в системе «хищник - жертва», так как в этой «связке» развиваются и взаимные адаптационные процессы (см. рис. 3.5). Если в эту систему не вмешиваются другие факторы (например, человек уничтожил хищника), то результат саморегуляции будет описываться гомеостатическим плато (см. рис. 5.3, б) ¾ областью отрицательных связей, а при нарушении системы начинают преобладать обратные положительные связи, что может привести к гибели системы.

Рис. 5.3. Элементы кибернетики (по Ю. Одуму, 1975, с изменениями):

а ¾ взаимодействие положительной (+) и отрицательной (-) обратных связей в системе хищник - жертва; б ¾ представление о гомеостатическом плато, в пределах которого поддерживается относительное постоянство вопреки условиям, вызывающим отклонения

Наиболее устойчивы крупные экосистемы и самая стабильная из них ¾ биосфера, а наименее устойчивы ¾ молодые экосистемы. Это объясняется тем, что в больших экосистемах создается саморегулирующий гомеостаз за счет взаимодействия круговоротов веществ и потоков энергии (Ю. Одум, 1975).