Обращает на себя
внимание корреляция расцвета
органического мира и высоких
скоростей образования новых
семейств с эпохами горообразования,
которые, в свою очередь, вызывают
последующие глобальные изменения
климата. Некоторые авторы сделали из
этого вывод о том, что взаимодействия
между организмами и средой представляют
собой наиболее важный фактор, определяющий
расцвет и гибель эволюционных типов.
И тем не менее нет полного согласования
между внешними событиями и экологическими
кризисами, так что проблема массовых
вымираний и вспышек видообразования
окончательно не решена и, вероятно, нескоро
будет решена.
Замечательно, однако, что
после каждой экологической катастрофы
органический мир Земли всякий
раз обновлялся и число видов
нарастало. Ускорялись и темпы
эволюции. По представлениям за событием,
вызвавшим кризис, следует ступенчатое
вымирание биоты, за ним наступает период
низкого таксономического разнообразия,
а завершается он его увеличением .
Факторы, влияющие на биоразнообразие
В зависимости от того, как
действуют факторы среды на организмы
- через одну только физическую среду,
через физическую и биотическую среды
или только через одну биотическую среду,
эти факторы или механизмы делятся на
первичные, вторичные и третичные. Конечно,
сами механизмы не являются независимыми
и действуют согласованно и последовательно.
Для одних организмов большее значение
имеют одни факторы, для других - другие.
Издавна считают, что
разнообразие животного мира
возрастает с увеличением возраста
сообществ, в которых живут
виды. То есть первой в ряду
причин, действующих на разнообразие,
называют эволюционное время.
В умеренных зонах, особенно
в северном полушарии, местообитания
бедны видами, так как вследствие
четвертичного оледенения и других
геологических помех виды животных
имели слишком мало времени
для адаптации и полного освоения
среды обитания. В тропиках же
сообщества отличаются высоким
разнообразием, поскольку они
долгое время не испытывали
внешних воздействий и эволюция
шла беспрепятственно, что и привело
к видовому богатству. На эту
гипотезу похожа и другая, учитывающая
время, необходимое для расселения
видов, но не для видообразования,
то есть более короткое - экологическое
время. Какое-то представление
об этом дает нам следующий
пример. Если мы имеем дело
с недавно возникшим участком
типа лесной гари, то его видовой
состав беден потому, что для
его заселения видами из соседних
местообитаний просто не хватило
времени. Классический пример
подобного рода показывает история
заселения животными острова
Кракатау после катастрофического
извержения вулкана, уничтожившего
все живое на острове в 1883
году. Для сформирования новой
фауны потребовалось всего 50 лет,
но эта фауна оказалась значительно
беднее предшествующей несмотря
на то, что остров расположен
в тропической зоне и расстояния
до ближайших островов очень малы .
Самой распространенной
из всех гипотез считается
та, которая связывает видовое
богатство с устойчивостью климата,
то есть с его незначительными
колебаниями по сезонам. Именно
таким является климат тропиков,
особенно экваториальная зона. Среда
с устойчивым климатом благоприятствует
специализированным видам, занимающим
узкие экологические ниши. Напомним,
что экологическая ниша - это отражение
места, занимаемого организмом
или видом в сообществе, причем
в это понятие входят помимо
устойчивости к физическим факторам
среды также взаимодействия с другими
организмами. Значит, на одной площади
может уместиться больше видов, не конкурирующих
из-за доступных ресурсов. Добавим, что
в областях с устойчивым климатом первичная
(растительная) продукция экосистем также
устойчива и велика, что обеспечивает
сосуществование большего числа видов,
чем в областях с неустойчивой продуктивностью.
Важное значение имеет
и сложность структуры местообитаний.
Для многих групп животных, в
частности для птиц, первостепенную
роль играет пространственная
гетерогенность. Это видно хотя
бы из того, что в лесу (многоярусная
структура) живет больше видов
птиц, чем на лугу. Для морских
животных, обитающих в приливной
зоне, где дно состоит из частиц
различных размеров, больше видов
беспозвоночных животных, чем на
том же мелководье с однообразным
илистым дном. Таким образом, прослеживается
корреляция между структурной
сложностью местообитания и видовым
разнообразием фауны.
Видовое разнообразие
может определяться продуктивностью
местообитаний. В более продуктивных
местообитаниях пищи больше и
она разнообразнее, поэтому возможностей
для специализации потребителей
также больше, чем в менее продуктивных
местообитаниях. Многие экологи
отводят важную роль в образовании
богатых видами сообществ такому
биотическому механизму, как конкуренция.
На роль конкуренции как движущей
силы процесса видообразования
указывал еще Ч. Дарвин. Конкуренция
ведет к расхождению по экологическим
нишам, а специализированные виды имеют
узкие ниши, что способствует возникновению
высокого разнообразия. Особенно острая
межвидовая конкуренция наблюдается в
таких сообществах, как тропические дождевые
леса. Именно они отличаются высочайшим
биологическим разнообразием и небольшими
размерами видовых популяций. Известно,
что на 1 га такого леса может произрастать
от 50 до 100 видов деревьев. Высокое разнообразие
растений, в свою очередь, благоприятствует
развитию разнообразия животных, особенно
птиц и насекомых, в то время как многие
виды редки и число особей одного вида
мало.
Наконец, исследователи
проблем биоразнообразия отводят
важное место среди его механизмов
хищничеству. Этот механизм заключается
в том, что хищники питаются
жертвами, имеющими наибольшую численность
в данной местности, то есть
наиболее обычными, так называемыми
фоновыми видами. В этом случае
хищники действуют как фактор
разрежения. Поэтому они делают
возможным локальное сосуществование
видов, ослабляя конкуренцию между
ними и приводя к умножению
разнообразных жертв.
По всей вероятности,
ни один из факторов среды,
взятый в отдельности, не в
состоянии объяснить причину
разнообразия видов в конкретной
ландшафтной зоне земного шара.
Недавно специальному обсуждению
корреляции между климатом и
разнообразием была посвящена
работа, основанная на сравнении
числа видов некоторых групп
насекомых на территории Русской равнины.
Авторы пришли к убеждению, что проблема
сопряженности климата и биоразнообразия
находится пока на описательном этапе
изучения. Кроме того, они считают, что
фактологическая база, позволившая бы
связать реакцию биоты на глобальное потепление
климата, все еще недостаточна. Последнее
утверждение важно в том смысле, что оно
ставит под сомнение высказывания многих
экологов, рассуждающих о глобальных последствиях
потепления климата планеты, вызванных
деятельностью человека.
Исследования, на основе
которых были предложены те
или иные гипотезы, проводились
на различных группах животных,
обладающих различными требованиями
к среде обитания. Вследствие
этого выводы авторов часто
не совпадают. Различные группы
организмов имеют разные корреляции
разнообразия со структурой растительности,
стабильностью окружающей среды,
условиями увлажнения и т.д. Поэтому разнообразие
- это итог противоречий, компромисс между
генетически заложенным потенциалом формообразования
и ресурсами среды. В общем смысле можно
сказать, что эволюция направлена в сторону
увеличения разнообразия. Эволюция разнообразия
является самодвижущимся процессом, она
создает предпосылки для дальнейшей эволюции
разнообразия, поэтому можно утверждать,
что разнообразие порождает разнообразие
по принципу обратной связи.
Уменьшение биоразнообразия
под воздействием человека
Как видно из изложенного
выше, вымирание видов животных
происходило на протяжении всей
истории животного мира и, конечно
же, задолго до появления человека.
Однако этот процесс протекал
крайне медленно, в течение геологических
отрезков времени, и ни в
какое сравнение не идет с
темпами вымирания под воздействием
антропогенного давления на биосферу.
О темпах вымирания можно судить
по следующим цифрам. С 1600 по 1969
год исчезли 38 видов млекопитающих
и 94 вида птиц. В Красной книге
на 1966 год насчитывается 236 исчезающих
видов млекопитающих, 287 видов птиц,
36 видов амфибий и 119 видов рептилий.
Это виды, существование которых
находится под угрозой. Данных
о беспозвоночных животных, исчезнувших
с лица земли, а также находящихся
под угрозой исчезновения, просто
не существует.
Число многих видов
европейских животных и их
генетическое разнообразие постоянно
уменьшаются или находятся под
угрозой: 53% рыб, 45% рептилий, 40% птиц
и 40% млекопитающих. В особенно
тяжелом положении находится
животный мир островов. Так, на
Гавайских островах вымерло 60% фауны
птиц, а на Маскаренских островах под воздействием
человека - 86% местных видов. Вымирают в
первую очередь примитивные древние формы,
представляющие огромную научную ценность.
Мы достаточно хорошо
знаем об опустошении фауны,
если речь идет о крупных
и заметных животных. Но угроза
всем системам, которые поддерживают
нашу жизнь, связана с исчезновением
бесчисленных популяций малозаметных
организмов, гибнущих при вспашке,
открытой добыче ископаемых, засыпке
почвы отходами, обработке пестицидами,
даже при асфальтировании дорог.
Между тем о действительной
или потенциальной ценности этих
видов для человека можно только
догадываться. Ясно, что при отсутствии
надлежащих мер охраны биоразнообразие
будет уменьшаться с катастрофической
быстротой и человечество лишится
значительной части генетического
материала. А ведь в будущем
только в узкоприкладных целях
этот материал мог бы понадобиться
для селекционной работы, биологической
борьбы с вредителями и сорняками,
для получения сырья при создании
лекарств и сывороток, для введения
в лабораторную практику новых
объектов и т.д.
Одна из серьезнейших
причин уменьшения биоразнообразия
- фрагментация местообитаний и
сокращение тем самым общей
площади обитания видов. Это
приводит к разрушительной реакции
цепного типа, которая начинается
с вероятностной потери редких видов.
Редкость же вида является лучшим индикатором
его уязвимости. Зачастую редкие виды
(например, крупные хищники) играют ключевую
роль в регуляции популяций жертв, и их
потеря ведет за собой разрушение экосистем.
В наше время разрешение проблем сохранения
биологического разнообразия и охраны
природы требует фундаментальных экологических
и таксономических исследований. Примером
может служить подход к организации сети
заповедных территорий. В густонаселенных
странах Европы, где отчуждение земель
для организации заповедников и национальных
парков сопряжено с экономическими интересами
населения, крайне важно решить, какова
должна быть оптимальная площадь резервата.
Базируясь на выводах, полученных при
изучении островных биот, а заповедники
- это своеобразные "острова в море культурного
ландшафта", можно решить такие вопросы,
как необходимая площадь резервата, которая
может обеспечить сохранение видов, или
что лучше - одна территория большой площади
или группа небольших, расположенных вблизи
друг друга участков (архипелаг) и т.д.
В свое время в СССР без серьезных обоснований
были сокращены территории многих заповедников.
А сейчас ученые выяснили, что при каждом
десятикратном уменьшении площади заповедника
он в среднем лишается около 30% видов, характерных
для данной местности. Происходит это
из-за исключения подходящих местообитаний
или пятнистости пригодных для жизни участков
или, наконец, из-за того, что в заповеднике
не окажутся редкие виды. Вероятно, причин
уменьшения разнообразия на малой территории
заповедника еще больше. Поэтому при невозможности
создания заповедника большой площади,
в некоторых случаях из-за протеста пользователей
земель, следует поддерживать сразу группу
участков нетронутых местообитаний меньшей
площади как своего рода искусственные
архипелаги.
Но исчезновение видов
и их охрана - это лишь одна
сторона проблемы. Более важными
оказываются биоценологические
последствия антропогенных воздействий.
Последние изменяют сложившиеся
в течение веков соотношения
между массовыми и малочисленными
видами. Под воздействием хозяйственной
деятельности увеличивается доля
массовых, так называемых сорных
видов и уменьшается доля редких.
Редкие виды в конце концов
исчезают. Между тем роль большинства
видов животных в функционировании
экосистем и поддержания их
стабильного существования не
изучена.
Значение и необходимость
сохранения биоразнообразия
Теперь хотелось бы
рассказать подробнее о значении
биоразнообразия окружающем мире.
С одной стороны
может показаться, что имеет смысл
сохранять лишь те виды, которые
приносят прибыль в хозяйственном
развитии, о сохранении остальных
можно не беспокоиться, поскольку
выгоды от использования их
в качестве промышленного сырья
не будет. Рассуждая так, стоит
учитывать, что в природе всё
взаимосвязано, одни виды не
могут существовать без влияния
других, сложившихся исторически.
И наоборот, влияние инородных
видов, сосуществование с которыми
не сложилось исторически, губительно
для промысла.
Выгоды от сохранения
биоразнообразия тесно связаны
с экономикой и её влиянием
на устойчивое развитие. Виды
и результаты их жизнедеятельности,
например, продукция биомассы или
участие в важнейших биохимических
процессах (например, фотосинтез), всегда
рассматриваются в материальном
отношении как возобновляющийся
капитал для первичной продукции
(например, земледелие, лесное хозяйство
или рыболовство). Пользу от сохранения
биоразнообразия можно распределить
по таким категориям:
- Медицина. В течение
столетий подавляющее большинство
медицинских препаратов изготавливались
на основе веществ, полученных
из растений и животных. Биологическое
сырье не потеряло своей актуальности
в медицине и сегодня.
- Существование человека
(и большинства других организмов,
животных и грибов) целиком зависит
от деятельности первичных продуцентов,
в качестве которых выступают
растения. Сегодня люди используют
в пищу около пяти тысяч
видов растений. Но большинство
населения на практике ограничивается
менее чем двенадцатью видами,
причем в углеводном питании
для огромной части человечества
решительно преобладает 3-4 вида
культурных растений. От сохранения
биоразнообразия может быть получена
прямая выгода в связи с использованием
генофонда дикорастущих растений для
обогащения генофонда культурных сортов
при селекции. Гены из дикорастущих сородичей
могут повышать устойчивость культурных
растений к вредителям и болезням, продуктивность
(урожайность) сортов, а также расширять
диапазоны их адаптации к разным параметрам
среды