БРО. Теоретические аспекты биоразнообразия

Скачать 378.73 Kb.

Название	Теоретические аспекты биоразнообразия
Анкор	БРО.docx
Дата	05.05.2017
Размер	378.73 Kb.
Формат файла
Имя файла	БРО.docx
Тип	Учебное пособие #7889
страница	9 из 22

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 22

являются хищниками или паразитами, регулирующими численность других видов, и отсутствие которых в конечном счете ведет к падению видового разнообразия;

обладают эстетической, научной, рекреационной или хозяйственной ценностью с точки зрения человека;
являются редкими или находящимися под угрозой исчезновения.

Во-первых, представление о МЖП может вытекать прежде всего из самого определения популяции как «...минимальной самовоспроизводящейся группы особей, заселяющих в течение длительного времени определенную территорию, образующих самостоятельную генетическую структуру и формирующих собственную экологическую нишу» (Одум, 1986). Речь может идти о минимальной численности, достаточной для выживания популяции при резких (до тысячекратных величин) ее колебаниях. При этом имеется в виду эффективная величина численности N_L — число размножающихся животных, которое всегда меньше общего количества особей в популяции.

Во-вторых, любая популяция обладает определенной гено- и фенотипической структурой, размерными и половозрастными особенностями, но не может состоять из меньшего числа индивидов, чем необходимо для обеспечения устойчивого существования популяции в среде. В этом состоит принцип минимального размера популяций, сформулированный С.С. Четвериковым в 1903 г. Выход за пределы минимума может привести к гибели популяции, так как она уже не сможет возобновить свои структурные особенности. В то же время популяцию возможно восстановить искусственным путем, поскольку каждая особь содержит определенное, хотя и небольшое, число генетических задатков вида.

В-третьих, территория, занимаемая популяцией (популяционный ареал) сильно различается как для разных видов, так и в пределах одного вида. Величина минимальной жизнеспособной популяции в известной мере сильно зависит от степени подвижности особей — так называемого «радиуса индивидуальной репродуктивной активности». У растений такой радиус исчисляется расстоянием, на которое могут распространяться пыльца, семена, вегетативные отростки, способные дать начало новому растению — то есть от нескольких метров до нескольких километров. У подвижных животных данный показатель намного больше: у угря или серого кита он достигает несколько тысяч километров. Значение площади, необходимой для обеспечения выживания популяции, зависит от характера питания и состояния кормовых ресурсов, от массы тела, от абиотических факторов и т. д. На основе моделирования выявлены следующие закономерности:

а) при переходе от умеренных широт к тропикам площадь, требуемая для МЖП и ее выживания, возрастает;

б) наибольшей опасности вымирания подвержены населяющие высокоизменчивые тропические местообитания хищники, наименьшей — населяющие относительно устойчивые биотопы умеренных широт растительноядные виды;

в) популяциям хищников для выживания необходимы более обширные пространства, чем для растительноядных;

г) вымирание по катастрофическим причинам наиболее опасно для видов и популяций с широкой амплитудой численности.

При этом необходимо учитывать и видовые особенности, и конкретные условия среды обитания. Например, при пониженной плотности расселения для сохранения вида необходима значительная площадь, при большом видовом разнообразии возрастает число неблагоприятных биотических взаимодействий и т. д.

Построение различных математических моделей показало, что для обеспечения хотя бы краткосрочного выживания популяции в естественных условиях необходимо не менее 50 особей, но чтобы имелась возможность непрерывного возникновения адаптаций — не менее 500 (Жизнеспособность..., 1989).

В искусственных условиях может действовать «правило 50 особей» — именно такой считается минимальная численность популяций, позволяющая сохранить жизнеспособность при разведении организмов в неволе, что, однако, не избавляет популяцию от утраты значительной части ее генетического разнообразия.

В табл. 12 приведены сравнительные данные исходных численностей вымерших и выживших популяций животных для национальных парков запада Северной Америки за 75 лет (Newmark, 1986):

Таблица 12

Сопоставление таких данных с литературными позволили автору сделать вывод о том, что критическая численность МЖП (грань между выжившими и вымершими популяциями) может составлять приблизительно тысячу особей, причем эта цифра (называемая иногда «горлышком бутылки»), естественно, колеблется от вида к виду (Жизнеспособность..., 1989).

Несомненно, что человеческая деятельность снижает видовое разнообразие, и биотические системы приходят к режиму нехватки видов. Возмещение числа видов и количества особей на данной территории происходит в соответствии с принципом экологического дублирования:

исчезающий вид в рамках одного уровня экологической пирамиды заменяется другим, равноценным по функциям и положению в биоценозе;
как правило, мелкий вид заменяет крупный;
эволюционно ниже организованный вид сменяет более высокоорганизованный;
генетически лабильный сменяется менее генетически изменчивым и подверженным мутациям.

Дублирование является одним из механизмов поддержания надежности и устойчивости биоценозов и в то же время самый мобильный и быстрый способ их экологической адаптации к нарушениям условий существования. При этом возможно и межвидовое, и внутривидовое дублирование, а в сельском хозяйстве — межсортовое. Общим смыслом экологического дублирования является максимально полное использование потока энергии и стабилизация биоценозов. Однако при этом существует лишь количественная, но не качественная способность к регуляции выпадающих компонентов биоценозов (четвертый биоценотический постулат Тишлера — по Н.Ф. Рей- мерсу, 1994).

С экологическим дублированием связан принцип экологического высвобождения — при удалении из данного сообщества одного вида и соответствующем высвобождении жизненного пространства и вещественно-энергетических ресурсов другой вид увеличивается по численности или биомассе.

Явно неблагополучное состояние того или иного вида служит основанием для внесения его в Красные книги различного уровня: международного, федерального, регионального. Красная книга содержит сведения о редких, исчезающих либо находящихся под угрозой исчезновения видах растений и животных с целью введения режима их особой охраны и воспроизводства. Эти документы непрерывно пополняются и обновляются. Наиболее известна Красная книга Международного союза охраны природы (МСОП), с 1990 г. — Всемирного союза охраны природы. Этой организацией выпущено 5 больших томов: «Млекопитающие», «Птицы», «Земноводные и пресмыкающиеся», «Рыбы», «Редкие растения».

Международными критериями, в соответствии с которыми тот или иной вид заносится в Красные книги, являются:

Ех — практически исчезнувшие виды.
Е — виды (подвиды), находящиеся под угрозой исчезновения; виды, численность которых достигла критического уровня или же места обитания претерпели столь значительные изменения, что в ближайшее время, видимо, исчезнут. Спасение таких видов невозможно без осуществления специальных решительных мер — создания заповедников и заказников, разведения в искусственных условиях, формирования генетических банков популяций.
V — виды с резко сокращающейся численностью, но встречающийся в количествах, достаточных для выживания.
R — редкие виды (подвиды), не находящиеся под непосредственной угрозой исчезновения, но встречающиеся в таких малых количествах или на таких незначительных территориях, что любая серьезная опасность может быстро приблизить вид к вымиранию. Сложность в определении таких уязвимых видов состоит в проведении границы междуестественно редкими организмами либо с узким ареалом и теми, численность и ареал которых сократились под влиянием человека.
^-восстановленные виды — их численность под влиянием принятых мер начала постепенно увеличиваться, т. е. выходят из-под опасности исчезновения, но состояние таких видов по-прежнему необходимо контролировать: помимо мониторинга за состоянием популяций они не подлежат промысловому использованию.

Отдельно выделяются еще две категории:

а) неопределенные виды — малоизвестные и недостаточно изученные, но, возможно, находящиеся под угрозой исчезновения. Недостаток сведений не позволяет уверенно оценить состояние популяций и отнести к какой- либо из предыдущих категорий;

б) виды, у которых под угрозой исчезновения находятся аборигенные популяции (в естественных ареалах), но сохранившиеся на других территориях, куда они были завезены или попали случайно.

Информация по каждому виду содержит краткое морфологическое описание с указанием основных отличий от близкородственных видов, места распространения и обитания, численности и причин ее сокращения, данные по биологии и экологии вида, перечень принимаемых и дальнейших мер.

Красная книга России содержит разделы, аналогичные Международной Красной книге МСОП. В выпуск 1998 г. включены 562 вида растений и 246 видов животных, в том числе уссурийский тигр, белый медведь, белый, черный и манчжурский журавли, дальневосточный аист и др. Решение о включении (или об исключении) того или иного вида в Красную книгу принимает Межведомственная комиссия из специалистов и ученых различных министерств и ведомств.

Красные книги субъектов Российской Федерации, чье формирование определено законами «Об охране окружающей среды» 1991 и 2002 г., призваны способствовать усилению охраны редких и исчезающих видов растений и животных в конкретных регионах. Включение любого вида в Красную книгу означает повсеместное выведение из хозяйственного оборота и торговли, принятие действенных мер по охране и воспроизводству редких и исчезающих видов.

Популяции, даже находящиеся на грани исчезновения и фактически утратившие свою генотипическую изменчивость (либо имеющие пониженные адаптивные возможности), не должны рассматриваться как безнадежно потерянные. Если такая популяция вновь достигнет умеренной или высокой численности, то благодаря мутационному процессу ее генетическое разнообразие может быть восстановлено, и тем самым, восстановится потенциал, необходимый для адаптивной эволюции. При восстановлении популяций необходимо учитывать и возможность повторного заселения тех или иных участков ареала (так называемых «пятен») особями того же вида в результате активной миграции. Вымирание локальной популяции (субпопуляции) определяется генетическими, демографическими и средовыми факторами, характерными для данного «пятна». В соответствии с теорией островной биогеографии Мак-Артура и Вильсона, повторное заселение пятен обусловлено территориальной структурой популяции и скоростью обмена особями между отдельными участками ареалов. В этом процессе признается существование следующих закономерностей (Diamond, 1975):

а) более крупные пятна (или «острова») дают большее количество мигрантов;

б) с увеличением расстояния между пятнами вероятность миграции, а, следовательно, и возможность повторного заселения падает;

в) вероятность вымирания локальной популяции обратно пропорциональна площади «пятна» (т. е. его емкости для данного вида).

В основе комплексного подхода к сохранению и целостности наиболее важных биологических параметров вида лежат пять основных форм защиты (Флинт, 2002):

~~законодательная охрана,~~ обеспечивающая нормативную правовую основу сохранения вида;
~~территориальная охрана,~~ направленная на сохранение экосистем, восстановление и расширение ареала вида;
~~разведение «~~ex-~~situ~~» (в неволе) с целью сохранения генофонда, накопления резерва особей для реинтродукции и снижения коммерческого использования природных популяций;
~~реинтродукция~~ (репатриация) животных из питомников для поддержания уязвимых и восстановления исчезнув- тих видов, для образования новых либо воссоздания аборигенных популяций;
сохранение генофонда в низкотемпературных генетических банках.

Примеры воздействий, направленных на сохранение видов животных, находящихся в критическом состоянии, можно было бы сформулировать следующим образом (Киселев, Киселева, 1983; Жизнеспособность..., 1989; Флинт, 2002):

А. Только для природных популяций и их местообитаний:

перераспределение особей или генетического материала между отдельными территориями;
увеличение емкости местообитания путем привлечения новых особей с других территорий (например, путем подкормки, устройства гнездовых платформ для птиц, установки искусственных нерестилищ для фитофильных рыб и отсыпки каменно-гравийных нерестилищ для ли- тофильных рыб);
ограничение расселения особей (например, путем огораживания);
выкармливание и перекрестное выкармливание молодняка;
снижение смертности (например, вакцинация, контроль за хищниками и паразитами, борьба с браконьерством);
выбраковка слабых и больных животных;
охрана и восстановление местообитаний;
активная помощь животным при разливах нефти и в других чрезвычайных ситуациях; защита от гибели на техногенных сооружениях.

Б. Только для популяций в неволе:

поддержание размножающихся популяций в неволе для реинтродукции или постоянного содержания в контролируемых искусственных условиях;
сохранение генетических и демографических параметров;
содержание гамет или зародышей в «мини-зоопарках» (например, в рефрижераторах). Сейчас такой метод получил название создания криобанков генетического материала путем замораживания при сверхнизких температурах и достаточно широко распространен. Существуют также коллекции различных растений и банки культур микрооорганизмов.

В. Для природных популяций и для популяций в неволе:

реинтродукция выращенных в неволе особей или генетического материала в ранее занимаемые либо еще не занятые места обитания;

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 22