Цифровой журнал «Компьютерра» № 111

Близится время ЕГЭ (в России) и независимого тестирования (в Украине). Школьные учителя, репетиторы, преподаватели подкурсов и авторы учебной литературы в общем порыве учат несчастных детей решать «экологические задачи». Их всегда включают в тесты.

Пример? Удачная (позволяющая показать несколько важных обстоятельств) задача лежит тут. Школьница, наивная душа, спрашивает:

На основе правила экологической пирамиды определите и объясните, сколько водорослей и бактерий нужно, чтобы в Чёрном море вырос и мог существовать 1 дельфин массой 400 кг!!??

На вопрос ответила искушённая учительница со статусом «гуру»:

Составляем пищевую цепь (приблизительную): фитопланктон (водоросли и бактерии) — зоопланктон — рыбы — дельфин. Правило экологической пирамиды гласит, что на каждое следующее звено пищевой цепи переходит только 10 процентов масс или энергии от предыдущего. Мы ведём расчёт от дельфина. Если он весом 400 кг, то масса предыдущего звена — рыб была равна 4000 кг, то есть 4 тонны, масса зоопланктона составит 40 тонн, а водорослей соответственно 400 тонн.

Ответ «гуру» безукоризнен с той точки зрения, что повторивший его школьник получит наивысшую оценку. Но у меня остаются вопросы. Дело не в том, что понятие «фитопланктон» не следует расшифровывать как «водоросли и бактерии». В состав фитопланктона входят только парящие в толще воды водоросли, а из всего разнообразия бактерий — только цианобактерии.

Мои вопросы связаны с «правилом экологической пирамиды». "Википедия" объясняет его так:

Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, примерно в 10 раз больше, чем масса растительноядных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. Это правило известно как правило Линдемана, или правило 10 процентов."

Впечатление несколько портит то, что это – ерунда. На что бы сослаться?.. На лучший учебник по экологии, опубликованный на русском языке, – двухтомник М. Бигона, Дж. Харпера и К. Таунсенда. На с. 192 второго тома – сводка данных об эффективности потребления растительноядных животных. Речь идёт об отношении потреблённой хищниками (в данном случае – растительноядными хищниками) биомассы к её общему количеству. В нашем учебнике эта величина названа эффективностью эксплуатации (как в учебнике Юджина Одума). Так или иначе, мы можем узнать, что растительноядные животные потребляют относительно небольшую долю продукции растений. В воде эта величина не превышает 25 процентов, на суше – 15 (обычно – намного меньше).

Растительная пища (по крайней мере, листья) – сложный для усвоения продукт. Клеточные стенки из целлюлозы затрудняют её переваривание, а энергии в ней меньше, чем в мясе. Не вся энергия, содержащаяся в листьях, усваивается растительноядными организмами. Долю энергии, извлечённую из пищи, показывает эффективность ассимиляции. Бигон с соавторами (в согласии с другими источниками) указывают, что эффективность ассимиляции листьев близка к 50 процентам.

Наконец, не вся полученная из пищи энергия будет запасена в биомассе потребителя. Отношение накопленной в продукции энергии к её ассимилированному количеству называется эффективностью продуцирования (=эффективностью чистой продукции). На с. 194 в Бигоне и др. мы узнаём, что для растительноядных насекомых она составляет около 40 процентов, а для млекопитающих она на порядок меньше (1-3 процента).