Горные массивы занимают около 5% всей поверхности суши, причем крупные горные системы не приурочены к какой-либо определенной широте, а встречаются и в тропических, и в умеренных зонах всех материков. К числу крупнейших горных цепей относятся хребты, протянувшиеся от Аляски до южной оконечности Южной Америки и включающие Скалистые горы и Анды; Аппалачи восточной части Северной Америки; различные горные системы Евразии, в том числе Альпы, Пиренеи, Кавказский хребет и Атласские горы; наконец, Гималаи, разделяющие Палеарктику и Восточную область. В Африке тоже есть ряд изолированных горных массивов в Эфиопии, Кении и Руанде. В Австралии наиболее мощная горная цепь – Большой Водораздельный хребет – тянется вдоль восточного побережья.
Вертикальная зональность
Распространенные в горах виды растений и животных, естественно, разные в разных районах, но для всех них характерны особые приспособления к горному обитанию, нередко сходные с приспособлениями растений и животных, населяющих приполярные районы. Разнообразие жизни на склонах гор чрезвычайно велико, поскольку с точки зрения климатических изменений увеличение высоты на 70 м примерно соответствует изменению широты на 1°, или 110 км смещения по равнине. Это объясняется резким перепадом температур на разных уровнях и разницей в количестве осадков.
Растительный покров в горах наглядно отражает существующую здесь климатическую зональность. Разумеется, по мере удаления от экватора зональность меняется. Так, гора Килиманджаро (5895 м) в Африке демонстрирует полный набор горных зон – тропический, листопадный и хвойный лес, резко переходящий в альпийскую зону. Выше альпийской зоны располагаются снега и льды. Горы умеренного пояса, например в районе Сьерра-Невады, не имеют тропической зоны, а горы более высоких широт, например северная часть Скалистых гор, не имеют и умеренной. Приуроченность растительноядных животных, от насекомых до горных козлов, обнаруживает сходную зональность, поскольку их обитание связано с распространением источников пищи, горные же хищники более подвижны.
Как и в других местообитаниях, горные растения и животные испытывают влияние таких факторов, как особенности почвы, экспозиция склона, сомкнутость крон и конкуренция. Высокогорья, отличающиеся особой суровостью условий обитания, имеют ограничейный набор видов.
Адаптация растений
Как и в других экосистемах, в горах растения тоже составляют основу всех цепей питания. Растения альпийской зоны обычно невысоки, компактны, практически лишены стебля или дают несколько дополнительных побегов. Такое строение помогает им противостоять холоду и сильным ветрам. Высокогорные растения имеют, как правило, обширную корневую систему, обеспечивающую им надежное закрепление и лучшее усвоение воды на сухих склонах. Большинство обычных альпийских растений поднимается над грунтом всего на несколько сантиметров, тогда как их корни могут уходить в почву на глубину до 1 м. Экономия влаги у них осуществляется благодаря восковому налету на листьях, а у альпийского эдельвейса (Leontopodium alpinum) листья опушены, что тоже способствует сохранению тепла и снижает потери воды. Для борьбы с промерзанием некоторые растения, например лютик (Ranunculus glacialis), используют обильную внутриклеточную влагу, которая действует как антифриз. А альпийская солданелла (Soldanella alpina) может даже растопить окружающий ее снег благодаря теплу, выделяемому при внутриклеточном расщеплении углеводов.
В альпийской зоне сезон летней вегетации составляет всего несколько недель. Поэтому большинство альпийских растений – многолетники. Смолевка бесстебельная (Silene acaulis) развивается 10 лет, прежде чем зацветет, но зато у нее появляется сразу несколько сотен цветков. Этот растянутый, но массированный тип размножения, вероятно, объясняется тем, что растению приходится долгое время копить резервы питательных веществ, необходимых для образования цветков. Многие растения высокогорий самоопыляются, поскольку это единственный надежный способ оплодотворения при малочисленности насекомых-опылителей. По этой же причине число растений, опыляемых ветром, здесь гораздо больше числа растений, опыляемых насекомыми.
Животные высокогорий
Многие горные животные тяготеют к верхним поясам гор, но они умеют избегать слишком суровых условий. Так, в зимнее время крупные травоядные альпийской зоны, такие, как бараны, козлы и антилопы, а также их спутники – хищные животные – откочевывают вниз на свободные от снега склоны, а весной вновь уходят вверх. Сурки (Marmota sp.) и суслики (Citellus sp.) впадают в зимнюю спячку. В летние месяцы сурки нагуливают жир, который расходуют в течение зимы. Европейская снежная полевка (Microtus nivalis) остается активной в своих подземных норах, но питается только запасенной пищей. Пищухи (Ochotona sp.) часто держатся на поверхности на протяжении всей зимы, питаясь спрятанной ими заблаговременно под камнями сухой травой.
Птицы тоже хорошо приспособлены к большим высотам. Их плотный перьевой покров служит прекрасным теплоизолятором. Многие насекомые способны переносить холод альпийской зоны благодаря пониженной точке замерзания соков их тела. Глетчерная блоха (Isotoma saltans) способна выдержать короткое промерзание до твердого состояния, а ногохвостки (Collembola) выживали даже после того, как вмерзали в лед на несколько лет. Многие насекомые – обитатели больших высот – на зиму впадают в спячку, укрывшись в трещинах укутанных снегом скал.
