§ 4. Роль животных в образовании горных пород и почвы

Определения и обозначения

Биогенные горные породы — породы, образовавшиеся при участии организмов из их скелетов, раковин или продуктов жизнедеятельности. Слово «биогенные» указывает на связь с живыми организмами. Это понятие помогает отличать породы, в создании которых участвовала жизнь, от пород иного происхождения.

Коралловый риф — сооружение, которое формируют колонии кораллов, накапливая известковые скелеты. Кораллы — морские животные, выделяющие вещества для построения твёрдой основы. Понятие важно, потому что показывает, как деятельность живых организмов меняет морское дно и создаёт материал для будущих пород.

Почвообразование — процесс формирования почвы под совместным воздействием живых организмов и факторов неживой природы. К последним относятся, например, вода, воздух и горные породы. Это определение напоминает, что почва возникает не благодаря одному виду животных или растений, а в результате длительного взаимодействия многих факторов.

Гумус — органическое вещество почвы, возникающее при разложении остатков растений и животных. Разложение — это постепенное преобразование остатков под действием организмов. Гумус нужен для понимания того, откуда в почве берётся органическое вещество и почему оно связано с её плодородием.

Как это устроено

У многих животных есть твёрдые части тела: раковины, панцири или скелеты. После гибели организмов эти части могут опуститься на дно водоёма и сохраниться, если разрушаются не полностью. Когда остатков становится много, они образуют слой осадка; последующее накопление слоёв уплотняет нижние, и со временем осадок может превратиться в горную породу. Поэтому животные участвуют в образовании пород не тем, что строят их целиком, а тем, что дают материал для будущего камня.

Кораллы и некоторые другие морские животные создают твёрдые известковые скелеты. Коралловые колонии растут рядом, а новые скелеты остаются поверх старых, поэтому постепенно возникает риф. Живой риф ещё не следует считать готовой горной породой: он состоит из организмов и их скелетов. После гибели животных известковые остатки накапливаются, уплотняются и преобразуются, участвуя в образовании известняков.

Дождевые черви прокладывают в почве ходы, а роющие животные перемещают большие объёмы земли. Из-за этого почвенные частицы разрыхляются и перемешиваются, а между ними появляются пространства. Через такие ходы и промежутки легче проникают воздух и вода, необходимые корням растений и почвенным организмам. Значит, животные изменяют строение почвы и условия, в которых живут другие организмы.

Животные оставляют экскременты, а после их гибели в почву попадают тела и другие органические остатки. Эти материалы разлагаются: их преобразуют микроорганизмы и другие участники почвенной жизни. В результате в почве накапливаются органические вещества, из которых со временем образуется гумус. Так животные возвращают в почву вещества, которые прежде входили в состав их тел или пищи.

Перемешивание почвы и поступление органического вещества могут улучшать её свойства и поддерживать плодородие. Однако животные не создают почву в одиночку: без растений, микроорганизмов, воды и воздуха почвообразование не шло бы так же. Кроме того, почва формируется из материала горных пород, которые постепенно изменяются. Поэтому её свойства зависят от совместного действия живых организмов и неживой природы.

Участие животных в образовании горных пород и почвы

Читайте таблицу слева направо: сначала определите участника, затем проследите, какое действие он выполняет и к какому результату оно приводит. Так можно увидеть разницу между созданием материала для горной породы и изменением почвы. Последний столбец помогает связать результат с его значением.

Разбор задач

Скопления известковых скелетов

Условие. Объясните, почему скопления известковых скелетов морских организмов могут со временем участвовать в образовании горной породы.

1. Сначала установим, что происходит после гибели организмов: их твёрдые скелеты и раковины могут осесть на дно и сохраниться.
2. Затем проследим за накоплением: новые остатки покрывают старые, и на дне постепенно формируются слои осадка.
3. Наконец, учтём длительное изменение слоёв: под давлением они уплотняются и преобразуются в горную породу.

Ответ. Скелеты накапливаются на дне, образуют осадок, а его уплотнение и преобразование со временем дают материал для горной породы.

Если дождевых червей стало меньше

Условие. На участке стало меньше дождевых червей. Предположите, какие свойства почвы могут измениться и почему.

1. Свяжем число червей с их работой: чем меньше червей, тем меньше ходов они прокладывают и тем слабее перемешивают почву.
2. Уменьшение числа ходов может сделать почву менее рыхлой. Через неё может хуже проходить воздух, а вода будет медленнее проникать вглубь.
3. Сделаем вывод осторожно: результат зависит и от других условий участка, но деятельность червей обычно помогает рыхлению и перемещению воды и воздуха.

Ответ. Почва может стать плотнее, а поступление воздуха и воды вглубь — ухудшиться, потому что уменьшится количество ходов и перемешивание.

Сравнение двух участков

Условие. На первом участке много роющих животных и дождевых червей, на втором их почти нет. Объясните возможные различия в структуре почвы и содержании органических веществ.

1. Сравним рыхление: на первом участке животные чаще прокладывают ходы и перемешивают почву, поэтому она может быть более рыхлой.
2. Учтём движение воды и воздуха: многочисленные ходы облегчают их проникновение в почву. На втором участке таких ходов может быть меньше.
3. Теперь рассмотрим органические вещества: остатки и экскременты животных пополняют почву материалом для разложения и образования гумуса. Но итоговое содержание гумуса зависит также от растений, микроорганизмов и условий среды.

Ответ. На первом участке почва может быть рыхлее, лучше пропускать воздух и воду и получать больше органических остатков. На втором эти свойства могут быть выражены слабее, однако для точного сравнения нужно учитывать и другие условия.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что животные образуют все горные породы. Такое представление возникает, если запомнить примеры с раковинами и скелетами и перенести их на все породы. На деле животные особенно заметно участвуют в образовании пород из биологических остатков, а происхождение многих пород иное. Проверьте себя: спросите, есть ли в конкретном случае связь между породой и остатками организмов.

Ошибка: называть коралловый риф горной породой. Путаница появляется потому, что риф твёрдый и состоит из известковых скелетов. Но риф формируют живые колонии, а горная порода может возникнуть позднее из накопившихся и преобразованных остатков. Для проверки различайте живое сооружение и породу, образовавшуюся после длительных изменений материала.

Ошибка: считать гумус просто неразложившимися остатками животных. Остатки действительно служат исходным материалом, поэтому их легко принять за готовый гумус. Но гумус образуется при разложении и преобразовании органических остатков растений и животных. Проверьте себя: в определении гумуса должно быть указано именно преобразование, а не только наличие частей тел.

Ошибка: приписывать животным единоличное создание почвы. Так думают, замечая их ходы и вклад органических остатков, но эти действия — лишь часть общего процесса. Почвообразование зависит также от растений, микроорганизмов, воды, воздуха и горных пород. Чтобы проверить ответ, назовите и живые, и неживые факторы.

Связь с другими темами

Чтобы понять происхождение пород, нужно знать, что горные породы состоят из минералов и могут иметь разное происхождение. Почва отличается от горной породы наличием органического вещества и живых организмов. Связь с круговоротом веществ и разложением объясняет, как остатки попадают в почву и преобразуются. Эти знания пригодятся при изучении плодородия, почвенных организмов и связей между организмами в экосистеме.

Что запомнить

• Некоторые горные породы образуются при накоплении и преобразовании скелетов и раковин животных.
• Кораллы участвуют в создании рифов из известковых скелетов.
• Животные рыхлят и перемешивают почву.
• Ходы животных помогают воздуху и воде проникать в почву.
• Остатки и продукты жизнедеятельности животных пополняют почву органическими веществами.
• Почвообразование зависит не только от животных, но и от других организмов и факторов неживой природы.