Gorshkov V.G., Makarieva A.M.
RJEE Vol. 5 (1). 2020 | DOI: 10.21685/2500-0578-2020-1-1
Аннотация | PDF (Eng) | Дополнительные файлы
Дата поступления 25.01.2020 | Дата опубликования 26.03.2020
KEY ECOLOGICAL PARAMETERS OF IMMOTILE VERSUS LOCOMOTIVE LIFE
V.G. Gorshkov, A. M. Makarieva
Petersburg Nuclear Physics Institute named by B. P. Konstantinov of NRC «Kurchatov Institute», Gatchina, St. Petersburg, 188300, Russia
E-mail: ammakarieva@gmail.com
Abstract. Principles of stable ecosystem organization are considered together with the role of abundant space, matter and energy in its maintenance. Life features the dichotomy of immotile organisms like plants, fungi, bacteria, on the one hand, versus organisms capable of active locomotion (animals) on the other. The immotile life can form a continuous live cover on the Earth’s surface. Since all available space is occupied, the immotile life does not experience an affluence of matter, energy and space itself. It turns out that this lack of abundance permits organization, on the basis of immotile organisms, of a stable ecosystem with a steady biomass. This live biomass comprises time-invariable genetic information about how to keep the environment in a stable state by controlling the degree of openness of nutrient cycles. Crucially, depending on their body size, energy and matter consumption by large animals exceed the area-specific fluxes of net primary production and its consumption in the immotile ecosystem by up to three orders of magnitude. The implication is that the herbivorous animals can meet their energy demands if and only if they move and destroy the live biomass of the immotile ecosystem. In consequence, if the immotile heterotrophs are replaced by locomotive heterotrophs, the ecosystem biomass experiences huge fluctuations and the ecosystem loses its capacity to maintain its favorable environment. From available theoretical and empirical evidence we conclude that life’s organization remains stable if the share of energy consumption by large animals is strictly limited, not exceeding in its order of magnitude one percent of ecosystem net primary production.
Keywords: biotic regulation, locomotion, body size, metabolic rate, solar radiation.
For citation: Gorshkov V.G., Makarieva A.M. Key ecological parameters of immotile versus locomotive life. Russian Journal of Ecosystem Ecology. 2020;5(1). Available from: https://doi.org/10.21685/2500-0578-2020-1-1
УДК 574.4:581.5
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ НЕПОДВИЖНОЙ И ПЕРЕДВИГАЮЩЕЙСЯ ЖИЗНИ
В. Г. Горшков, А. М. Макарьева
Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт», Россия, 188300, г. Гатчина, Ленинградская область
E—mail: ammakarieva@gmail.com
Аннотация. Рассмотрены принципы устойчивой организации экосистем и роль изобилия пространства, вещества и энергии в её поддержании. Жизнь состоит из неподвижных организмов (растения, грибы, бактерии) и передвигающихся животных. Неподвижная жизнь образует сплошной покров живого слоя на земной поверхности и находится в условиях отсутствия изобилия, захватив всё доступное для жизни пространство, вещество и энергию. Это позволяет неподвижной жизни образовать экосистему со стационарной биомассой и стабилизировать в этой биомассе генетическую информацию об управлении окружающей средой с помощью поддержания устойчивой замкнутости круговорота веществ. Локальное среднегодовое потребление веществ и энергии крупными животными на единицу площади в тысячи раз превосходит среднегодовую продукцию и потребление неподвижной жизнью. Крупные растительноядные животные могут жить только за счёт потребления живой биомассы неподвижной жизни, разрушая её постоянство. При замене неподвижных гетеротрофов экосистемы передвигающимися животными разрушается возможность управления окружающей средой неподвижной жизнью. На основании анализа теоретических и эмпирических данных мы заключаем, что жизнь в окружающей среде устойчиво сохраняется при ограничении потребления энергии крупными животными величиной порядка одного процента продукции неподвижной жизни.
Ключевые слова: биотическая регуляция, передвижение, размер тела, скорость метаболизма, солнечная радиация.