Закон максималізації енергії екосистем. Закон оптимальності. Закон біогенної міграції атомів (елементів)

4, 5. Наступними розглянемо одразу два споріднених закони:
• Закон максималізації енергії екосистем, згідно з яким у конкуренції екосистем, можливих у певному життєвому середовищі, перемагає найефективніша за використанням як енергії, так і інформації.
• Закон оптимальності, який у застосуванні до екосистем та їх частин означає, що склад і розмір останніх не можуть бути довільними, а повинні забезпечувати оптимальне функціонування всієї екосистеми у певних умовах середовища.

Прояви цих законів у біосфері сформульовано в літературі з цієї теми у вигляді кількох вторинних правил і тверджень, з яких ми виокремимо правило появи тих чи інших основних біосферних угруповань (від тундри до вологого тропічного лісу) залежно від значень найвпливовіших фізичних чинників (середньої температури та опадів) (рис. 15).
Отже, в конкретних умовах середовища найвищу ефективність мають зазначені на рис. 15 біоструктури. Серед багатьох висновків з Цих законів є такий: знищення тропічного лісу і створення на його місці посівів зернових буде нонсенсом, бо така штучна екосистема в подібних умовах потребуватиме величезних додаткових витрат для підтримання її рівноваги, отримання врожаю і захисту полів від навали "законних володарів " (дерев, ліан і чагарників, а також пов'язаних з ними комах та інших рослиноїдів).

Рис. 15. Розподіл рослинно-тваринних спільнот (біомів) та умови клімату (поєднання опадів і середньорічної температури)

Такі дії не набагато перспективніші від відомої в історії Радянського Союзу невдалої спроби вирощувати кукурудзу на зерно на широті Полярного кола.

6. Широко проявляється на поверхні Землі також закон біогенної міграції атомів (елементів).
Йдеться про те, що шляхи міграції основних біогенних елементів та розподіл їх концентрації у зовнішніх сферах Землі давно вже контролюється біосферою. За досягнену динамічну стабільність заплачено життям незліченних поколінь живих істот. Без такого регулюючого впливу Земля вже давно втратила б не просто кілька найменш пристосованих видів, а й всю свою біосферу!
Для пояснення цієї тези розглянемо приклад кругообігу такого поширеного і важливого елемента, як вуглець {цикл вуглецю в біосфері Землі).
Вважають, що в момент виникнення життя на Землі атмосфера була збагачена вуглекислим газом (СО2) і, можливо, метаном (СН4). Обидві речовини не просто слугували їжею першому населенню біосфери, а й, поглинаючи теплове випромінювання поверхні молодої Землі, спричинювали так званий парниковий ефект. Він полягає в тому, що температура у приповерхневому шарі повітря виявляється значно вищою, ніж за відсутності цих газів (їх називають "парниковими").
Якщо початковий вміст вуглецевих сполук в атмосфері "новонародженої" Землі був спричинений не біосферою, а зовнішніми чинниками, що діяли в момент формування всієї Сонячної системи, то вже в наступні епохи саме вона "піклувалася" про сприятливий для себе вміст вуглекислого газу.