А.Г. Хороший вопрос.
В.М. Вам нравится?
А.Г. Да.
В.М. Дело в том, что вся жизнь на Земле существует за счет солнечной энергии. Все другие источники, включая ядерную энергию – в конце концов, ничтожны по сравнению с солнечной энергией. Но потреблять солнечную энергию мы не умеем. Если мы загораем, то у нас все равно аппетит не пропадает.
О.Г. И не только мы, а, в общем, все живые существа, кроме…
А.Г. Все, кроме растений.
В.М. Только растения потребляют солнечную энергию. И только растения с помощью солнечной энергии умеют преобразовывать неорганические вещества в органические – белки, жиры, углеводы. Но эти растительного происхождения органические вещества не съедобны для большой группы животных, в частности, для хищных животных. Для них нужны белки животного происхождения. Так вот, природа создала бабочек для того, чтобы переработать растительные продукты в продукты животные. И сделать солнечную энергию доступной для верхних этажей пирамиды пищевых цепей, на которых располагаются хищные насекомые, птицы, пресмыкающиеся и другие хищники. Существует огромное количество потребителей бабочек.
А.Г. То есть, бабочки являются кормовой базой.
В.М. Очень обобщенно: мы разводим поросят для пропитания, оставляя на племя определенную долю, а природа разводит бабочек на корм другим животным. Но она и заботится о том, чтобы вид не пропал. И в связи с этим я скажу о двух типах морали. Некоторые люди не любят этого, но я скажу. Есть человеческая мораль, т.е. христианская, коммунистическая и другие, которая говорит, и совершенно правильно говорит: не убий. Потому что каждый человек – это есть совершенно своя Вселенная. Это огромный набор знаний, мировоззрений. В общем, каждый человек неповторим. И поэтому «не убий», потому что вы уничтожаете целый мир, целую вселенную, убив человека.
А.Г. Но, однако, мы обладаем способностью уничтожать себе подобных.
В.М. Это уже другой вопрос, здесь о нем не будем говорить. Но я хочу сказать вот о чем: какова мораль в природе? Она совершенно другая. Она считает за единицу не индивидуум, а считает за единицу вид (или подвид). И поэтому она стремится сохранить вид. А поскольку виды живут действительно в виде отдельных популяций, значит, она стремится сохранить эти популяции нетронутыми. Но как это сделать? Ведь, как нам известно, потребителей-то, например, бабочек, огромное количество.
О.Г. И все хотят кушать…
В.М. Да, и поэтому бабочки откладывают сотню яиц, 500 яиц, тысячу яиц…
О.Г. 10 тысяч, 20 тысяч…
В.М. В Австралии известен тонкопряд, у которого одна самка откладывает 28 тысяч яиц.
О.Г. Но из этих 28 тысяч отложенных и развивающихся яиц должна родиться только одна пара бабочек, а все остальные экземпляры, включая гусениц, куколок и имаго, должны быть съедены.
В.М. Потому что равновесие будет только тогда, когда из пары остается пара. Как этого добиться? Ведь, как мы уже знаем, врагов-то огромное количество. Они же не будут считать – ага, осталась только пара, значит, всё, мы больше есть не будем. Нет такого.
Как природа решает эту проблему? Она решает это огромной численностью «жертв». В этом случае, а именно, когда какое-либо явление включает взаимодействие многочисленных факторов, то для его описания можно пользоваться методами математической статистики. Например, законом распределения вероятностей Гаусса. Так вот, представьте себе, что бабочка отложила сто яиц. Какова же вероятность того, что будет съедено не больше 98? Так вот, статистика говорит, что вероятность этому на уровне 67% будет равна корню квадратному из этой величины, т.е. корню из 98, или, грубо говоря, из ста, что равняется десяти. Но это вероятность сохранения всего 67 процентов. Если вы хотите, чтобы вероятность сохранения была больше, то надо значительно большее количество яиц. Так, при погрешности, скажем, 90 % – это уже два корня квадратного из N, где N – это количество потомков.
Если вы хотите, чтобы популяция существовала не один год, а, скажем, тысячу лет, то вероятность такого исчезновения следует снизить до одной тысячной. Это хорошо видно на графике 2. На нем показаны результаты математического моделирования. По диагонали вверх идет линия – это численность вида или популяции. Это просто N, какое-то число произвольное, а пунктирными линиями показаны значения квадратного корня из N, эта погрешность. Вот там, где погрешность станет гораздо меньше N, там можно считать, что вид может существовать долго. Значение R – это коэффициент воспроизведения. Скажем, если у кого-то пять потомков, то популяция из 30, 50 или 40 особей может быть устойчивой. Это в расчете на сто лет. Значит, в течение ста лет она может быть устойчивой. Но это для животных с незначительным R…
О.Г. Для крупных млекопитающих, например.
В.М. Да, совершенно верно. Поэтому популяция крупных животных может состоять из небольшого количества экземпляров и быть устойчивой. В частности, небольшая популяция леопарда в 5-100 особей может быть вполне устойчивой, если не придет туда охотник и не начнет их истреблять. Но если численность упадет ниже этой точки пересечения, т.е., по сути дела, минимальной численности популяции, то эта популяция исчезнет уже сама собой без всякого вмешательства. Просто за счет случайных колебаний численности.
Но, скажем, для бабочек численность в 400 единиц недостаточна. Должна быть, по крайней мере, в несколько тысяч. Но это в какой-то конкретной популяции, причем это только количество самок, которые отложат яйца. В действительности, эту величину следует удвоить за счет самцов, каковых должно быть примерно такое же количество. И плюс к этому не все самки отложат яйца, их тоже съедят, уже во взрослом состоянии. То есть реальная численность должна быть еще гораздо больше. Причем это рассчитано на 100 лет, что для вида составляет просто миг. Потому что виды существуют не тысячи, не сто тысяч лет, миллионы лет. Известные дальневосточные или закавказские популяции брамей существуют, по-видимому, более пятидесяти миллионов лет.
О.Г. Я бы сказал больше ста тысяч, уж это точно…
В.М. Тот факт, что эти бабочки, два разных, но родственных вида, встречаются на Дальнем Востоке и в Талыше, говорит о том, что когда-то они имели общего предка, имеющего сплошной ареал. Но по палеонтологическим данным, тропические и субтропические леса между этими двумя регионами исчезли несколько миллионов лет тому назад. Именно тогда и произошла изоляция этих популяций, приведшая к образованию двух видов. Но бабочки существуют и поныне. Это может происходить только в том случае, когда эти виды обладают способностью к колоссальному воспроизводству. Их численность должна быть огромна! Кстати, эти виды занесены в Красные книги. Я наблюдал брамею в Ленкорани, что на юге Закавказья…
О.Г. А я и в Ленкорани, и в Приморье.
В.М. А в Приморье вообще говорить нечего, там экран, когда на свет ловишь, был покрыт сплошным ковром из этих брамей!
А.Г. То есть, если вид существует, значит, численность вида достаточна для того, чтобы вид существовал. Следовательно, сам факт существования вида должен уже говорить о том, что его не надо заносить в Красную книгу – если говорить о бабочках, а не о леопардах.
В.М. У меня есть еще одна математическая модель, которая позволяет рассчитать численность. Покажите, пожалуйста, схему номер 1.
Здесь указана величина колебания численности популяции в зависимости от начальной численности и плодовитости в течение 100 лет. К сожалению, мощность моего компьютера недостаточна, чтобы, скажем, реально взять начальную численность. Но все равно это выглядит весьма достоверно. Так, при начальной численности популяции в 50 экземпляров и при плодовитости также в 50 колебания численности в течение 100 лет очень значительные. За это время исчезло 60% популяций, то есть, из 5 – 3 вымерло. Но это, напомню, расчет на 100 лет. Реально же популяции (виды) существуют значительно дольше. Если бы я рассчитал, что популяция должна существовать 100 тысяч лет, то все эти значения численности должны бы возрасти в огромное число раз. И видите, какие колебания численности происходят просто за счет чисто случайных причин.
А.Г. Да, от 160 в один год до буквально 40 – в последующие.
В.М. А ведь это просто пример. Покажите еще график 3. Тут показана вероятность выживания вида при разной численности популяции. Если количество потомков равно численности популяции, N равно R, то видно, что если популяция маленькая, например 10 особей, то она вымирает сразу. Если популяция 200, она еще немножечко живет. В связи с этим очень уместно здесь упомянуть Библию, где сказано, что Ной сохранил все живое на Земле, взявши в ковчег по паре живностей. Кстати, там есть разногласия. Если вы посмотрите (я специально смотрел) – на одной странице указано, что «каждой твари по паре», а на другой – «чистых семь пар, а нечистых – по паре».
