Сравнение энергетической эффективности биогеоценозов различного эволюционного возраста

Для познания энергетических закономерностей эволюции биосферы перспективным является сравнение энергетической эффективности биогеоценозов различного эволюционного возраста.

Базируясь на уникальной сводке Л. Е. Родина и И. И. Базилевич «Динамика органического вещества и биологический круговорот в основных типах растительности» (1965), Перельман (1973) показал, что в эволюционном ряду от голосеменных древесных формаций к покрытосеменным древесным и травянистым формациям существенно возрастает коэффициент (К), характеризующий отношение ежегодной продукции к биомассе, точнее, отношение их логарифмов.

Если в таежных формациях, возникших в середине перми, этот коэффициент равен 0.54—0.55, то в неогеновых травянистых формациях он достигает 0.83—0.95. По мнению Перельмана, возрастание ежегодной продукции на единицу биомассы можно рассматривать как показатель возрастания «экономичности» биологических сообществ. Экстраполяция установленной закономерности на вымершие формации (влажные леса папоротниковообразных карбона и псилофитовые кустарники ордовика) дала величины соответственно 0.4 и 0.3.

Энергетическая эволюция биосферы неразрывно связана с возрастанием целесообразности живых систем, которую можно измерить повышением таких показателей, как КПД системы, «энергетическая доходность» и «степень элевации», по Францу (Franz, 1951). Она проявляется в росте общей экономичности обмена веществ и круговорота биомассы, уменьшении непроизводительных потерь при большой работоспособности структур, более высокой их надежностью при большей активности организмов, тенденции к автономизации (по Шмальгаузену), интенсификации и возрастанию точности гомеостатических процессов.

Одним из наиболее общих и наглядных способов характеристики эволюции энергетической эффективности биосферы является измерение средней выживаемости особей у доминирующих таксонов, предложенное К. М. Завадским (1958) и Дж. Тудеем (Thoday, 1958). Если у низших организмов, представителей древнейшей биосферы, средняя выживаемость особи очень мала и приближается к величинам порядка 1/10 9—1/10 10 из числа родившихся, то у высших животных она достигает 10—30%. Таким образом, популяции высших животных затрачивают гораздо меньше энергии на поддержание стабильной средней численности, чем это вынуждены были делать низшие организмы, уплачивающие громадную «дань» за несовершенство своей организации.