Книга: Животные и континенты (Популярная зоогеография)

Пустыни

Пустыни

Наверное, каждый как-то представляет себе пустыню, даже если никогда в ней не бывал. Но такой «образ пустыни» обычно очень субъективен. Дать же строгое научное определение пустыни трудно. Если мы видим голый песок и ничего больше, то обычно считают, что это и есть пустыня. Ну, а если на этом песке что-нибудь растет, только мало и разреженно, то что это тогда? Сколь изреженной должна быть растительность, чтобы мы могли сказать, что это типично для пустыни? Европейские ученые называют пустыней территорию, получающую менее 100 миллиметров осадков в год. А в США пустынями считаются все территории, имеющие меньше 200 миллиметров осадков в год. На аридных засушливых территориях выделяются еще и такие растительные формации, как сухая степь и полупустыня. Дать точные критерии для выделения этих биогеографических подразделений — дело нелегкое.

Пустыни на земле — это закономерное природное образование, очень древнее, подчиняющееся закону географической зональности и некоторым важным региональным процессам. По классической зональной схеме пустыни развиты главным образом в центральных частях континентов. Так, например, от Северной Африки (Сахара) через внутренние области Евразии протянулся великий пояс пустынь Палеарктики, охватив Аравию, Среднюю Азию и Казахстан до пустынь Центральной Азии. Пустыни занимают также центральные части Австралийского материка.

Однако одна из самых, если не самая выдающаяся по безводью пустыня в мире — чилийская Атакама — располагается узкой полосой между горными хребтами вблизи тихоокеанского побережья Южной Америки. Причины ее возникновения, вероятно, в наибольшей степени региональные.

Есть пустыни и в Южной Африке — известная Калахари, и в Индии — пустыня Тар, и в Северной Америке — в южных и западных штатах.

Самая большая в мире пустыня — Сахара. Другая огромная пустыня занимает всю внутреннюю часть Аравийского полуострова и почти смыкается со среднеазиатскими пустынями — Каракум, Кызылкум и пустынями Казахстана — пустынным третичным плато Устюрт, пустынями Мангышлака и Бетпак-Далой. На востоке, за горными хребтами Тянь-Шаня, лежат великие центральноазиатские пустыни Гоби и Такла-Макан.

Природа пустынь необычайно своеобразна и сурова. В Сахаре известны местности, где практически не бывает осадков, где на протяжении нескольких лет наблюдений не выпало ни капли дождя. Однако такие места редкость.

Жизнь в пустыне заключена в значительно более тонком слое, если можно так выразиться, чем в каком-либо другом биоме; вертикальных ярусов, «горизонтов жизни» в биогеоценозах немного. Разреженно, на довольно большом расстоянии друг от друга встречаются там растения и редко рассеяны в пространстве животные. Пустынные растения принадлежат главным образом к трем экологическим типам: во-первых, это сухие и колючие травы, которые могут существовать годами, лишь бы удалось им однажды прорасти и выжить, затем полукустарнички и кустарники, часто колючие, с мелкими кожистыми листьями, которые опадают, если безводный период слишком затягивается. И наконец, растения-суккуленты, которые под толстой непроницаемой кожицей в сочной мякоти собирают воду. Это различные кактусы, опунция и им подобные в Новом Свете, это молочаи Африки и многочисленные виды сочных солянок азиатских пустынь. В тех пустынях, где бывает влажный сезон с дождями, появляется еще один экологический тип растений — однолетние травы-эфемеры, которые вегетируют лишь в течение очень короткого времени. Во влажный период они быстро прорастают, цветут, дают семена, завершают весь свой жизненный цикл и исчезают с поверхности земли с началом засушливого периода.

Растения растут далеко друг от друга. Если бы они росли гуще, то воды не хватило бы на всех, часть их погибла бы, а оставшиеся росли бы с характерной разреженностью.

Некоторые ботаники считают, что разреженность растительного покрова в пустынях связана с тем, что, вероятно, некоторые растения выделяют в почву вещества, замедляющие развитие других растений. Изучением химизма корневых выделений и их биологического действия занимается молодая наука аллелопатия.

На животных, так же как и на растения, огромное влияние оказывают климатические факторы. При недостатке воды и большой сухости воздуха всем животным угрожает гибель от жажды. Колебания температуры в течение суток могут достигать 50 °C. Если днем солнце раскаляет поверхность песка и камней до 70–80 °C, а температура воздуха в тени бывает 40 °C или выше, то ночью в некоторых типах пустынь (палеарктические пустыни умеренного климатического пояса, так называемые северные пустыни и «холодные пустыни» высокогорий) температура среды резко падает, в некоторых случаях на десятки градусов. Солнце в пустыне — мощный регулирующий и лимитирующий жизнь фактор. Даже такие типичные аборигены пустынь, как ящерки, погибают от перегрева и избыточной инсоляции, если их извлечь днем из укрытия — из песка или из тени — и некоторое время искусственно удерживать под прямыми лучами солнца.

В пустыне многие животные укрываются в норах или закапываются в песок. В своих убежищах они проводят самые жаркие полуденные часы. Немало видов приспособилось в пустынях к ночному образу жизни. В большинстве случаев это небольшие животные, терморегуляция которых из-за их малых размеров требует больших энергетических затрат.

Животные песчаных пустынь имеют специальные приспособления для передвижения по рыхлому субстрату. Только змеи не нуждаются в этом, они словно бы «плывут» по поверхности. Бегающие и прыгающие животные должны увеличивать площадь опоры, чтобы не проваливаться в песок. Верблюд не ходит «на цыпочках», как все копытные, а опирается всеми пальцами, создавая таким образом большую поверхность опоры. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на его широкий округлый след. У тушканчиков, у тех видов, которые живут в песках, на задних лапах образуются щетки из густых и жестких волос, благодаря которым зверьки не вязнут и могут прыгать. Классическим примером таких щеток служат задние ноги мохноногого и гребнопалого тушканчиков Средней Азии. У ящериц на пальцах удлиняются чешуйки, и такая бахрома чем-то напоминает гребешок. У многочисленных в песчаных пустынях жуков на ступнях тоже гребешки, но уже из жестких щетинок.

Среди насекомых в пустынях преобладают многочисленные виды саранчовых, муравьев, термиты и жуки; им принадлежит чрезвычайно большая роль в жизни биологических сообществ в пустыне и даже в самом характере биогенных процессов в этой природной зоне. Так, высокая скорость утилизации, переработки органического вещества на поверхности земли в пустынях в значительной мере определяется деятельностью жуков и муравьев.

Приспособления, адаптация насекомых к жизни в жестких (как говорят, «предельных») или экстремальных условиях пустынной среды весьма разнообразны и совершенны.

Например, насекомые не выделяют жидкой мочи и могут таким образом эффективно экономить воду. Им вполне хватает того ничтожного количества влаги, которое содержится в семенах, и метаболической воды (так называется вода, образующаяся в организме как побочный продукт при окислении углеводов, жиров и белков). Ее обычно немного. Так, например, от окисления 100 граммов зерна получается 54 грамма воды, но при режиме физиологической экономии такой воды насекомым хватает.

Удивительно, что в пустыне живут брюхоногие моллюски. Пустынные виды их отличаются толстой раковиной, защищающей наполненное водой тело моллюска от высыхания, и способностью целыми годами находиться в состоянии анабиоза.

Земноводных в пустыне почти нет. Лишь в Средней Азии и Казахстане встречается зеленая жаба. Биологические особенности ее и по сей день представляют немало загадок.

Пустыня — мир пресмыкающихся: ящериц (агам, ящерок, круглоголовок, гекконов, мабуй и других), варанов, змей и черепах. Все они активные участники жизни в пустынях, важные сочлены биогеоценоза.

Пустынные птицы тоже обладают некоторыми приспособлениями, благодаря которым они могут экономно расходовать воду. Как и пресмыкающиеся, они выделяют полутвердую мочу, главным образом в виде мочевой кислоты. Кроме того, приспособления у некоторых видов пошли по иному пути. У тех птиц, которые нуждаются в водопоях, выработались приспособления к быстрому полету, позволяющему им ежедневно совершать дальние перелеты к воде. В первую очередь это относится к рябкам (семейство Pteroclidae). Внешне они напоминают голубей или скорее куропаток. Ноги покрыты перьями до самых коготков, крылья длинные, заостренные, обеспечивающие необычайно быстрый полет. В хвосте их выделяются два длинных, как косички, рулевых пера.

Сложны физиологические и другие биологические приспособления у млекопитающих, живущих в пустыне. Долгие переходы к водопою доступны только копытным. Но и некоторые грызуны тоже хорошие бегуны и одновременно землерои. Млекопитающие много тратят воды, выделяя жидкую мочу и пот. Потение и испарение путем ускоренного дыхания — полипноэ — основные механизмы, защищающие организм животных от перегрева.

Одни из самых оригинальных грызунов пустыни и сухих степей — тушканчики. Это маленькие животные размером от полевой мыши до крысы. Их задние лапки удлинены, словно у кенгуру, хвост тоже длинный у большинства видов и служит балансиром и рулем при быстром беге прыжками только на задних ногах. Стремительный бег — это условие выжить для этих зверьков. Они ведут активную жизнь ночью и в сумерки, а на день укрываются в несложных временных норах с единственным ходом, идущим недалеко от поверхности земли.

Морфологический тип строения тушканчиков, стремительных прыгунов, обладающих так называемым рикошетирующим бегом, свойствен не только собственно группе пустынных тушканчиков, но и некоторым другим животным из других даже далеких систематических групп, но также обитателям открытых пространств. Эти биологические и экологические аналоги могут обитать на разных континентах. Биологический тип строения тушканчика свойствен грызунам из семейства тушканчиков (Dypodidae), мешотчатопрыгуновых (перогнаты и тушканчиковые крысы) (Heteromyidae) и хомяков (Cricetidae) и даже животным, которые вообще не имеют отношения к грызунам. Например, представители семейства прыгунчиков (Macroscelides) из отряда насекомоядных отдаленно напоминают тушканчиков.

Физиология тушканчиков замечательна. В результате длительной эволюции у них возник сложный комплекс для экономии воды. Во-первых, их почки вырабатывают мочу, в 3 или в 4 раза больше концентрированную, чем у человека. Во-вторых, их кал более обезвожен, чем у каких-либо других млекопитающих. В-третьих, тушканчики не потеют. В связи с этим они старательно избегают перегрева: день проводят в норах, ночью же, когда температура намного ниже, а влажность выше, они начинают свою активную жизнь. Они довольствуются метаболической водой, получаемой в организме при питании растениями, клубнями, луковицами тюльпанов, семенами и насекомыми.

Из крупных копытных в пустынях характерны несколько видов антилоп, главным образом газели, а также верблюды. Все они потеют и должны время от времени пить. Они совершают длительные переходы в поисках водопоя. Все эти животные хорошо переносят жажду и могут обходиться без воды много дней. Лучше всего приспособлены к жизни в пустыне верблюды — одногорбые дромадеры, населяющие Африку и южную половину Средней Азии, и двугорбые бактрианы — обитатели пустынь Монголии, Казахстана и севера Средней Азии.

Обычно млекопитающие погибают при потере 20 % воды, находящейся в их теле. Верблюд же может погибнуть, лишь потеряв 40 % воды. Эта цифра кажется неправдоподобной для позвоночного животного. Зато томимый жаждой верблюд, дорвавшись до воды, выпивает ее в невероятном количестве. Второе поразительное качество верблюда — его способность к терморегуляции. Чтобы избежать перегрева, верблюд потеет. Однако выделение пота у верблюда начинается лишь при 41 °C, когда дальнейшее повышение температуры тела непосредственно угрожает жизни (человек же потеет уже при температуре тела 37 °C). И эта поразительная выносливость к перегреву — тоже приспособление для экономии воды. На ночь верблюд как бы совсем «отключает терморегуляцию», и его тело остывает иногда на 10 °C ниже нормы.

Настоящих хищников в пустыне относительно немного, и большинство из них — звери небольшого размера: это маленькая пустынная лисичка фенек из рода Fennecus и африканская большеухая лиса Otocyon, живущие в Сахаре, лисичка корсак — обитатель пустынь и степей Казахстана и Средней Азии, несколько видов пустынных котов: барханный, манул, длиннохвостая степная кошка, пустынная рысь — каракал и даже удивительный бегун — гепард. Широко распространена в азиатских пустынях перевязка из семейства куньих — пестрый верткий зверек, обитающий в колониях грызунов песчанок, то есть прямо «в доме» у своей жертвы.

Даже в самой бесплодной пустыне встречаются пернатые хищники. Стоит появиться падали, как с высоты падает на нее целая компания грифов, белоголовых сипов и стервятников.

Биоценоз пустыни относительно прост по своей структуре, и его внутренние регулирующие механизмы работают слаженно и четко.