Гомеостаз екосистеми

Гомеостаз – здатність біологічних систем – організму, популяції і екосистем – протистояти змінам і зберігати рівновагу. Виходячи з кібернетичної природи екосистем – гомеостатический механізм – це зворотний зв’язок. Наприклад, у пойкілотермних тварин зміна температури тіла регулюється спеціальним центром у мозку, куди постійно надходить сигнал зворотного зв’язку, що містить дані про відхилення від норми, а від центру надходить сигнал, який повертає температуру до норми. У механічних системах аналогічний механізм називають сервомеханізмом, наприклад, термостат управляє піччю.
Для управління екосистемами не вимагається регуляція ззовні – це саморегулююча система. Саморегулюючий гомеостаз на екосистемному рівні забезпечений безліччю керуючих механізмів. Один з них – субсистема «хижак-жертва» (рис. 5.3). Між умовно виділеними кібернетичними блоками управління здійснюється за допомогою позитивних і негативних зв’язків. Позитивний зворотний зв’язок «посилює відхилення», наприклад збільшує

(Зростання
популяції |
хижака
Зростання
популяції
жертви
Загибель
Верхня межа позитивного зворотного зв’язку
Гомеостатическое плато
Область негативного зворотного зв’язку
Нижня межа позитивної Загибель зворотного зв’язку
(-) О (+) •)
Стрес
Рис. 5.3. Елементи кібернетики (по Ю.Одума, 1975, із змінами): а – взаємодія позитивною (+) і негативною (-) зворотних зв’язків у системі «хижак-жертва»; б – уявлення про Гомеостат-зації плато, в межах якого підтримується відносна сталість всупереч умов, що викликають відхилення
надмірно популяцію жертви.

Негативний зворотний зв’язок «зменшує відхилення», наприклад, обмежує зростання популяції жертви за рахунок збільшення чисельності популяції хижаків. Ця кібернетична схема (рис. 5.3 а) відмінно ілюструє процес коеволюції в системі «хижак-жертва», тому що в цій “зв’язці” розвиваються і взаємні адаптаційні процеси (див. рис. 3.5). Якщо в цю систему не втручаються інші фактори (наприклад, людина знищила хижака), то результат саморегуляції буде описуватися гомеостатичним плато (рис. 5.36) – областю негативних зв’язків, а при порушенні системи починають переважати зворотні позитивні зв’язки, що може призвести до загибелі системи.
Найбільш стійкі великі екосистеми і найстабільніша з них – біосфера, а найбільш нестійкі молоді екосистеми. Це пояснюється тим, що у великих екосистемах створюється саморегулюючий гомеостаз за рахунок взаємодії кругообігів речовин та потоків енергії (Ю. Одум, 1975).