Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Введение
Почему в теплых районах наблюдается столь впечатляющее видовое разнообразие растений и животных? Только ли потому, что там приятнее жить? Ответ на этот вопрос дает новое исследование, проведенное группой ученых.
Выяснили, что высокие температуры среды у экватора ускоряют метаболизм обитающих там организмов, обеспечивая энергией генетические изменения, которые и приводят к происхождению новых видов. Это объясняет известный еще до путешествия Дарвина на корабле «Бигль» факт огромного разнообразия жизни в экваториальной зоне. Работа специалистов также помогает понять, как глобальное потепление может влиять на биологическое разнообразие на планете.
По словам профессора Джеймса Джиллули (James Gillooly), одного из авторов исследования, оказалось, что скорость генетических изменений планктона в тропиках намного выше и с ростом температуры нарастает экспоненциально. Это проясняет один из фундаментальных механизмов формирования биологического разнообразия в ходе эволюции. Образование нового вида происходит в том случае, если его предок претерпел значительные генетические изменения. Используя математическую модель, включающую такие параметры, как размер тела и зависимость метаболизма от температуры, исследователи сделали прогноз скорости видообразования в глобальном масштабе. Затем, на основе изучения палеонтологического и генетического материала, они изучили скорость эволюции ДНК и образования новых видов фораминиферного планктона за период в 30 миллионов лет (фораминиферы - одноклеточные планктонные животные, остатки твердых структур которых хорошо сохраняются в морских отложениях). Скорость образования новых видов фораминифер сравнили с динамикой температур на разных широтах, от тропиков до Арктики.
Оказалось, что для образования всего лишь одного нового вида планктонного организма необходимо больше энергии, чем все человечество получает за год при сжигании ископаемого топлива. Причем энергия, необходимая для образования нового вида, - величина постоянная.
Результаты работы позволяют оценить биологическое разнообразие с точки зрения энергии. В конечном счете, образование новых видов, а, значит, и биоразнообразие, является функцией скорости метаболизма. Ясно, что у примитивных организмов скорость метаболизма намного больше зависит от температуры окружающей среды, чем, например, у млекопитающих. Высокие температуры, характерные для тропиков, ускоряют метаболизм и видообразование и способствуют увеличению биологического разнообразия. Разнообразие - одна из основных черт живого. Понимание закономерностей его формирования и поддержания поможет лучше понять сущность жизни и наметить меры по ее сохранению. Изменения окружающей среды, такие как глобальное потепление, влияют не только на функционирование экосистем, но также и на процессы современного видообразования и распределения биоразнообразия по планете.
Биологическое разнообразие
Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она разнокачественна.
Биологическое разнообразие биосферы включаем разнообразие всех видов живых существ, населяющих биосферу, разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. Удивительное разнообразие жизни на Земле -- это не просто результат приспособления каждого вида к конкретным условиям среды, но и важнейший механизм обеспечения устойчивости биосферы. Лишь немногие виды в экосистеме имеют значительную численность, большую биомассу и продуктивность. Такие виды называют доминирующими. Редкие или малочисленные виды имеют низкие показатели численности и биомассы. Как правило, виды-доминанты ответственны за основной поток энергии и являются главными средообразователями сильно влияющими на условия жизни других видов. Малочисленные виды составляют как бы резерв и при изменении различных внешних условий они могут попасть в состав доминирующих видов или занять их место. Редкие виды в основном и создают видовое разнообразие. При характеристике разнообразия учитывают такие показатели, как видовое богатство и выравненность распределения особей. Видовое богатство выражается отношением общего количества видов к общему количеству особей или к единице площади. Например, в двух сообществах при равных условиях обитает 100 особей. Но в первом эти 100 особей распределяются между десятью видами, а во втором -- между тремя видами. В приведенном примере первое сообщество имеет более богатое видовое разнообразие, чем второе. Предположим, что и в первом и во втором сообществе имеется 100 особей и 10 видов. Но в первом сообществе особи между видами распределяются по 10 в каждом, а во втором -- один вид имеет 82 особи, а остальные по 2. Как и в первом примере, первое сообщество будет иметь большую выравненность распределения особей, чем второе.
Сохранение биологического разнообразия -- непременное условие сохранения и развития естественных экосистем, существования всей жизни в целом.
Биосфера: механизмы устойчивости
Биосфера представляет собой открытую систему, которая обменивается веществом и энергией с окружающей средой. Это возможно потому, что в экосистеме присутствуют не только автотрофы -- производители органического вещества, но и гетеротрофы -- потребители и разрушители органического вещества. Между процессами создания органического вещества и его преобразованием и разрушением устанавливается относительное равновесие, и экосистема остается устойчивой. Устойчивость -- это свойство экосистемы, которое проявляется в поддержании своего состава, структуры и функций, а также в способности восстанавливаться в случае, если они будут нарушены. Устойчивость биосферы определяется:
Исключительным разнообразием живого вещества;
Взаимозаменяемостью составляющих ее экосистем;
Дублированием звеньев биогеохимических циклов;
Жизненной активностью живого вещества.
Биологическое разнообразие обеспечивает богатство информационных, вещественных и энергетических связей живого и косного вещества, а также взаимосвязи биосферы с космосом, геосферами, процессы глобального биогеохимического круговорота.
Существование каждого вида зависит от множества других видов, уничтожение одного из видов может привести к исчезновению связанных с ним иных видов. Особи одного вида и продукты их жизнедеятельности, а также их отмершие тела являются пищей для других видов, что обеспечивает самоочищение экосистем.
Социально-экономическое развитие общества пришло и явное противоречие с ограниченными ресурсовоспроизводящими и жизнеобеспечивающими возможностями биосферы. Происходит истощение естественных ресурсов суши и океана, безвозвратная потеря видов растений и животных, загрязнение окружающей среды, упрощение и деградация экосистем. Поэтому человечество ищет пути устойчивого развития общества и природы.
Биосфера: опасность обеднения биологического разнообразия видов и экосистем
Биологическое разнообразие -- генетическое, видовое, экосистемное -- является первопричиной устойчивости как биосферы в целом, так и каждой отдельной экосистемы. Жизнь как устойчивое планетарное явление возможна лишь в том случае, когда она представлена разнообразными видами и экосистемами.
Но в современных условиях настолько возросли масштабы хозяйственной деятельности человека, что возникает опасность потери биологического разнообразия. Разные виды деятельности человека приводят к прямому или косвенному уничтожению разнообразных видов и экосистем биосферы.
Можно выделить несколько основных типов деградации окружающей среды, которые в настоящее время являются наиболее опасными для биологического разнообразия. Например, затопление или заиление продуктивных земель, их бетонирование, асфальтирование или застройка лишают диких животных мест обитания. Возделывание земель нерациональными методами снижает урожаи из-за эрозии и истощения плодородия почв. Обильное орошение полей может привести к засолению, т. е. к повышению концентрации солей в почве до уровня, не переносимого растениями. Вследствие чего исчезают типичные растения этих мест. Вырубка леса на больших территориях при отсутствии восстановительных посадок приводит к уничтожению местообитаний диких животных, смене растительности, сокращению ее разнообразия. Многие виды исчезают по причине их истребления, а также вследствие загрязнения окружающей среды. Большинство видов исчезает по причине уничтожения естественных мест обитания, разрушения природных экосистем. Это и является одной из главных причин обеднения биологического разнообразия.
Под биологическим разнообразием биосферы понимают разнообразие всех видов живых организмов, составляющих биосферу, а также все разнообразие генов, образующих генофонд любой популяции каждого вида, а также разнообразие экосистем биосферы в различных природных зонах. К сожалению, в настоящее время всевозможные виды хозяйственной деятельности человека приводят к снижению биологического разнообразия. Биосфера теряет биологическое разнообразие. В этом заключается одна из экологических опасностей.
Человечество еще мало знает о биологическом разнообразии, например, нет еще точных данных о количестве видов в биосфере. Специалисты еще не всегда могут определить, какие территории требуют особых мер охраны и организации на них заповедников. Огромно количество малоизученных видов, например в тропических лесах.
Для сохранения биоразнообразия необходимо вкладывать средства в его изучение; совершенствовать природопользование, стараясь сделать его рациональным; решать глобальные экологические проблемы на международном уровне.
ЮНЕСКО приняла конвенцию о Всемирном наследии, которая объединяет природные и культурные памятники. Конвенция призывает заботиться об объектах, которые имеют ценность для всего человечества. Сохранение биоразнообразия зависит и от руководителей стран, и от поведения каждого жителя планеты.
Многообразие видов в природе, его причины. Влияние деятельности человека на многообразие видов. Биологический прогресс и регресс
Биологическое разнообразие
Биоразнообразие - это понятие, обозначающие все многообразие жизни на Земле и все существующие природные системы. Биоразнообразие, которое мы видим сегодня, - это продукт эволюции на протяжении миллиардов лет, определяемый естественными процессами и все в большей степени - влиянием человека. Оно представляет собой ткань Жизни, составной частью которой мы являемся и от которой полностью зависим.
Говорят, что на Земле видов жизни гораздо больше, чем звезд на небе. На сегодняшний день определены и получили свои имена около 1,7 миллионов видов растений, животных и микроорганизмов. Мы тоже являемся одним из таких видов. Точное количество видов проживающих на Земле до сих пор не известно. Их число колеблется от 5 до 100 миллионов!
Биологическое разнообразие является бесценным мировым достоянием нынешнего и будущих поколений. Но сегодня число факторов угрозы генному фонду, видам и экосистемам велико как никогда прежде. В результате деятельности человека экосистемы деградируют, виды умирают или их численность тревожными темпами сокращается до уровней нежизнеспособности. Такая утрата биоразнообразия подрывают саму основу Жизни на Земле и представляет собой по истине глобальную трагедию.
По разным данным от 100 до 200 видов становятся вымирающими каждые 24 часа! Они исчезают безвозвратно! Их исчезновение в большинстве случаев остается незамеченным, так как лишь только маленькая часть их идентифицирована. Живые виды исчезали со скоростью, в 50-100 раз превышающей естественный темп, и ожидается, что она еще значительно возрастет. По оценкам, основанным на существующих тенденциях, 34 тысячам видом растений и 5,2 тысячам видов животных (включая восьмую! часть видов птиц) грозит полное вымирание. Человечество, безусловно, пострадает (и уже страдает) от таких потерь, и не только потому, что мир станет беднее без белых медведей, тигров и носорогов. Истощение биологического наследия мира ограничит появление новых полезных продуктов. Лишь незначительная часть видов растений и животных исследована на общественную полезность. Только 5000 из примерно 265 000 видов растений культивируется для производства продовольствия. Даже самые незначительные виды могут играть решающую роль в экосистемах, к которым они принадлежат. Люди просто не имеют понятия о том, чем они пренебрегают. Природное богатство земли это не только разнообразие видов, но и генетические коды, обеспечивающие каждое живое существо признаками, которые позволяют ему выживать и развиваться. Эти гены можно использовать для разработки лекарств и расширения ассортимента продуктов питания. Из растений получают больше половины всех лекарственных средств. По данным ЮНЕП более 60% людей в мире напрямую зависят от растений, из которых получают лекартства. В Китае, например, используют для медицинских нужд более 5000 из 30000 идентифицированных домашних видов растений. Более 40% выписываемых В США рецептов содержат один или более лекарств, получаемых из диких видов (грибков, бактерий, растений и животных). Помимо медицинской, виды диких растений и животных имеют также другую высокую коммерческую ценность. Они являются очень важными для промышленности как источники танина, резины, смолы, масел и других коммерчески ценных компонентов. Потенциал для новых продуктов промышленности из неизвестных или плохо известных видов растений и животных огромен. Такие продукты могут даже содержать углеводороды, которые могли бы заменить нефть как источник энергии. Например, дерево, которое растет только в северной Бразилии продуцирует около 20 литров сока каждые 6 месяцев. Этот сок может быть использован как топливо для двигателей. В Бразилии также производится из зерна метан, который они затем продают для использования в машинах. Производство и использование метана экономит для страны 6 миллионов долларов в иностранной валюте каждый год. Утрата биоразнообразия снижает продуктивность экосистем, сокращая таким образом природную корзину товаров и услуг, из которой мы постоянно черпаем. Она дестабилизирует экосистемы и снижает их способность противостоять различным стихийным бедствиям. Мы тратим огромные деньги на возмещение ущерба от ураганов и наводнений, увеличивающиеся число которых является следствием вырубки лесов и глобального потепления. Теряя разнообразие мы теряем культурное самосознание, которое корнями уходит в окружающую нас биологическую среду. Растения и животные являются нашими символами, их изображение существует на флагах, в скульптурах и других образах нас и нашего общества. Мы черпаем вдохновение любуясь красотой и мощью природы. Исчезновение биоразнообразия необратимо в настоящих условиях, и при нашей зависимости от урожаев сельскохозяйственных культур, от лекарств и других биологических ресурсов, оно представляет угрозу и нашему благополучию.
Причины потери биоразнообразия
Преобладающими причинами потери биоразнообразия и деградации биологических ресурсов (а попросту ЖИЗНИ на Земле) являются широкомасштабная вырубка и сжигание лесов, разрушение коралловых рифов, неконтролируемое рыболовство, чрезмерное уничтожение растений и животных, незаконная торговля видами дикой фауны и флоры, использование пестицидов, осушение болот, загрязнение воздуха, использование уголков нетронутой природы под сельскохозяйственные нужды и строительство городов.
Леса населяет большинство известных наземных видов, однако 45% естественных лесов Земли исчезли, главным образом, вырублены за последнее столетие. Несмотря на все усилия площадь мировых лесов стремительно сокращается. До 10% коралловых рифов - одна из богатейших экосистем - разрушено, а 1/3 из оставшихся погибнет в ближайшие 10-20 лет! Прибрежные мангровые заросли - жизненно важная естественная среда обитания для детенышей многих видов животных - также находится под угрозой, а половина их уже исчезла. Истощение озонового слоя приводит к прониканию большего количества ультрафиолетовых лучей на поверхность Земли, где они разрушают живую ткань. Глобальное потепление приводит к изменению ареалов обитания и распространения видов. Многие из них погибнут, если произойдет повышение среднегодовой температуры на Земле.
Как появилась Конвенция
Еще в ноябре 1988 году Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) организовала Специальную рабочую группу экспертов по биологическому разнообразию с целью изучения необходимости разработки международной конвенции по биологическому разнообразию. В мае 1989 года, она учредила Специальную рабочую группу по техническим и правовым вопросам для подготовки международного правового документа в отношении сохранения и устойчивого использования биологического разнообразия.
С февраля 1991 года Специальная рабочая группа стала называться Межправительственным комитетом по ведению переговоров. Результатом работы комитета явилось проведение 22 мая 1992 года в Найроби, Кения, Конференцию по согласованию текста Конвенции о биологическом разнообразии. Конвенция о Биологическом разнообразии была подписана 5 июня лидерами 150 государств на историческом Саммите "Планета Земля" в Рио-де-Жанейро в 1992 году.
Задуманная как практический инструмент для претворения в жизнь принципов "Повестки Дня на 21 век" , Конвенция призвана содействовать устойчивому развитию. Она была открыта для подписания до 4 июня 1993 года, и к этому моменту ее подписали 168 сторон. Конвенция вступила в силу 29 декабря 1993 года, на 90 день после ее ратификации 30 странами. Конвенция о биологическом разнообразии представляет собой соглашение, последствия которого трудно переоценить. На сегодняшний день ее ратифицировало 176 стран и Европейское сообщество. Благодаря почти всеобщему участию правительств, всеобъемлющему мандату и доступу к финансовым и научно-техническим ресурсам, Конвенция стала оказывать воздействие на подход международного сообщества к вопросам биоразнообразия.
Уменьшение биологического разнообразия
Средняя продолжительность существования видов составляет 5-6 млн. лет. За последние 200 млн. лет исчезло около 900 тыс. видов, или в среднем менее одного вида в год. В настоящее время скорость исчезновения видов на пять порядков больше: за сутки исчезает 24 вида. Предполагается, что к 2000 г. в сутки будет исчезать 100 видов. По экспертным оценкам, на протяжении следующих 20 - 30 лет 25% общего биологического разнообразия Земли будет находиться под серьезной угрозой исчезновения. В настоящее время - около 22 тыс. видов растений и животных.
Основные причины утраты биологического разнообразия: потеря среды обитания. Чрезмерная эксплуатация биологических ресурсов, загрязнение среды обитания, влияние интродуцированных экзотических видов.
Интенсивное давление на биологическое разнообразие является прямым следствием роста численности населения. В настоящее время уровень жизни человечества обеспечивается за счет невозобновляемых ресурсов, которые аккумулировались на протяжении миллионов лет, а потребляются в течение жизни нескольких поколений. Утрата биологического разнообразия имеет серьезные глобальные последствия для сельского хозяйства, медицины и промышленности, фактически для благополучия человека и даже его существования. В экологически неблагополучном состоянии находятся почвы Европы, особенно в ее восточной части. Так, например, в Болгарии 80 % окультуренных земель подвержены водной и ветровой эрозии, из них занимающие площадь в 100 км 2 ежегодно выбывают из сельскохозяйственного пользования. В России около 50 млн. га сельскохозяйственных земель засолены, заболочены или подтоплены грунтовыми водами. В странах Западной Европы, особенно в ФРГ, Нидерландах, сельскохозяйственные земли сильно загрязнены нитратами и пестицидами. В отличие от сегодняшнего дня, земледелие в будущем должно основываться на важнейших принципах биологической активности: удержании в почве питательных веществ, защите почвенного слоя от эрозии, поддержании углеродного баланса, охране и рациональном использовании водных ресурсов, сохранении видового разнообразия. Потребуется широкое использование многообразных форм агро-, лесоводства; усиление мер по сокращению опустынивания; введение улучшенных сортов сельскохозяйственных культур и схем их посадки и др.
Подобные документы
Понятие и суть биологического разнообразия. Обзор проблемы контроля и сохранения биологического разнообразия биосферы. Отрицательное влияние человека на биосферу. Экономическая оценка вклада природных экосистем в глобальную биосферную устойчивость.
курсовая работа , добавлен 24.11.2008
Научные труды Чарлза Дарвина. Происхождение биологического разнообразия в результате эволюции. История написания издания "Происхождения видов". Основание дарвинизма и материалистической теории эволюции органического мира. Теория естественного подбора.
реферат , добавлен 06.04.2017
Необходимость сохранения биологического разнообразия живых организмов, населяющих нашу планету. Разнообразие видов, существующих в биосфере Земли. Армерия обыкновенная, Лунник оживающий, Сверция многолетняя, Башмачок настоящий, Пальчатокоренник.
презентация , добавлен 15.12.2011
Биологическое разнообразие жуков в районе поселка Борок, прилегающего к Рыбинскому водохранилищу, его анализ и оценка. Влияние типа биотопа на видовой состав и численность жуков. Суточная динамика биологического разнообразия видов и семейств жуков.
контрольная работа , добавлен 28.09.2010
История вопроса и теоретические положения ландшафтно-экологического подхода. Ведущие природные факторы внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий. Региональные различия внутриландшафтной дифференциации беспозвоночных высокогорий.
дипломная работа , добавлен 25.05.2007
Понятие биологического возраста: критерии, признаки и методы оценки. Особенности биологического возраста в различных эколого-популяционных и этнических группах. Оценка биологического возраста лиц умственного труда на примере студентов и учителей школы.
дипломная работа , добавлен 27.03.2014
Характер происхождения жизни, основные функции живого вещества. Привнесение на Землю живого вещества из глубин космоса. Доказательства реального существования всепроникающего биологического поля. Многообразие видов на Земле. Человек как часть биосферы.
контрольная работа , добавлен 19.06.2012
Неопределенная изменчивость в качестве предпосылки развития органической природы. Борьба за существование как пусковой механизм эволюции, нашедший отражение в разных типах понятий биологического соревнования. Проблема форм отбора в теории селектогенеза.
реферат , добавлен 27.12.2016
Ограниченность традиционных источников энергии, базирующихся на нефти, природном газе и угле. История возникновения биологического топлива, его классификация по агрегатному состоянию и поколениям. Отрицательное воздействие биологического топлива.
реферат , добавлен 03.03.2016
Альтернативные теории старения как стойкого ухудшения работоспособности с возрастом. Представители долгожителей в животном мире. Факторы, провоцирующие старение и сокращающие продолжительность жизни. Понятие биологического бессмертия: основные гипотезы.
Население Земли постоянно растет, в настоящее время оно увеличивается на 172 человека в минуту, на 250 тысяч в день и на 90 млн в год и к 2000 году составит примерно 6,5 млрд человек. В связи с ростом населения все новые территории включаются в активную хозяйственную деятельность: распашка полей, строительство промышленных объектов, прокладывание дорог, расширение площадей городов. Следовательно, пространства многих природных экосистем стремительно сокращаются, разрушаются места обитания диких животных и растений, уменьшаются их численность и разнообразие. Многие виды птиц, рыб, морских млекопитающих совершают протяженные миграции и то, что охраняется в одной стране, может беспощадно уничтожаться в другой. При этом вымирают десятки и сотни тысяч видов, которые не описаны наукой. Ч. Дарвин отмечал, что исчезнувшие виды восстановить принципиально невозможно. Они никогда не появятся вновь. Вытесняя из биогеоценоза очередной биологический вид, человечество теряет драгоценный генофонд, обрывает информацию, которая идет из глубины веков, обедняет биосферу.
Особенно быстрыми темпами процесс вымирания видов происходит в центрах видового многообразия. В самом богатом по числу видов тропическом дождевом лесу обитают не менее миллиона видов, еще не занесенных в списки флоры и фауны. Несомненно, большинство из них исчезнет, прежде чем мы успеем хотя бы узнать о их существовании. За последние 200 лет площадь тропических лесов сократилась вдвое и продолжает уменьшаться ежегодно на 1%.
Считается, что в нашей стране исчезает один вид млекопитающих в 3-5 лет. Среди исчезнувших на территории бывшего СССР видов и подвидов зверей: тур (XVII в.), стеллерова корова (XVIII в.), кавказский зубр (1920-е гг.), туранский тигр (1946 г.), красный волк (XX в.), гепард (1980-е гг.). Ежегодно теряется несколько видов во всех группах животных и растений, не исключено, что темп исчезновения видов гораздо выше, особенно в центрах видового многообразия - на Байкале, юге Дальнего Востока, Кавказе, в Средней Азии. Загрязнение Байкала трагически затронет сотни видов мелких беспозвоночных.
Процесс сокращения биологического многообразия ведет к постепенной потере биосферой способности к устойчивости, самоподдержанию и характеризуется лавинообразным ускорением. Чем менее биологически разнообразны биосфера и любая локальная экосистема, тем хуже условия выживания в ней для еще остающихся видов (человека в том числе), тем быстрее они вымирают.
Биоразнообразие или биологическое разнообразие - это термин, который описывает разнообразие живых организмов на Земле и степень изменения жизни. Биологическое разнообразие включает в себя микроорганизмы, растения, животных и , такие как коралловые рифы, и т.д. Биоразнообразие - это все, от возвышающихся деревьев до крошечных одноклеточных водорослей, которых невозможно увидеть без микроскопа.
Оно также относится к количеству или обилию различных видов, живущих в определенном регионе. Биологическое разнообразие представляет собой богатство доступных для нас . Речь идет о поддержании естественных областей, состоящих из сообществ растений, животных и других живых существ, которые изменяются или вымирают из-за антропогенного воздействия, и разрушения .
Элементы и распределение
В биоразнообразии каждый вид, независимо от того, насколько он крупный или маленький, играет важную роль. Различные виды растений и животных зависят друг от друга, и эти разнообразные виды обеспечивают естественную устойчивость для всех форм жизни. Здоровое и устойчивое биоразнообразие может оправиться от множества бедствий.
Биоразнообразие имеет три основных элемента:
- Экологическое разнообразие;
- Видовое разнообразие;
Недавно был добавлен новый элемент - «молекулярное разнообразие».
Биоразнообразие распределяется неравномерно. Оно варьируется в глобальном масштабе и по регионам. К различным факторам, влияющим на биологическое разнообразие, относятся: температура, высота над уровнем моря, осадки, почвы и их связь с другими видами. Например, биоразнообразие океана в 25 раз меньше наземного разнообразия.
Биоразнообразие является результатом на протяжении 3,5 миллиардов лет. Оно подвергалось различным периодам . Последней и наиболее разрушительной стадией вымирания является голоценовое вымирание (эпоха ), на которое частично повлияла деятельность людей.
Роль биологического разнообразия
Все виды взаимосвязаны и зависят друг от друга. Леса предоставляют дома для животных. Животные едят растения. Растениям нужна здоровая почва для роста. Грибы помогают разлагать организмы для удобрения почвы. Пчелы и другие насекомые переносят пыльцу с одного растения на другое, что позволяет представителям флоры размножаться. При меньшем биологическом разнообразии эти взаимосвязи ослабляются и иногда разрушаются, нанося вред всем видам в экосистеме.
Биоразнообразие имеет ряд функций на Земле, включая:
- Поддержание баланса экосистем: переработка и хранение питательных веществ, борьба с , стабилизация климата, защита , формирование и защита почвы, и поддержание экологичности.
- Биологические ресурсы: предоставление лекарственных средств и фармацевтических препаратов, продуктов питания для населения и животных, декоративных растений, изделий из древесины, племенного скота, разнообразия видов, экосистем и генов.
- Социальные выгоды: отдых и туризм, культурная ценность, образование и исследования.
Роль биоразнообразия в следующих областях поможет четко определить его важность в жизни человека:
- Продовольствие: около 80% продовольственного снабжения человека приходится на 20 видов растений. Но люди используют около 40 000 видов флоры для еды, одежды и жилья. Биоразнообразие обеспечивает население нашей планеты продуктами питания.
- Здоровье человека: ожидается, что нехватка питьевой воды создаст серьезный глобальный кризис. Биоразнообразие также играет важную роль в открытии лекарственных средств. Природными медикаментами пользуется большая часть населения Земли.
- Промышленность: биологические источники предоставляют множество промышленных материалов. К ним относятся волокно, масло, красители, резина, вода, древесина, бумага и продукты питания.
- Культура: биоразнообразие обеспечивает развлекательные мероприятия, такие как наблюдение за птицами, рыбалка, походы и т.д. Оно вдохновляет музыкантов, поэтов и художников.
Виды биоразнообразия
Главным способом измерения биоразнообразия является подсчет общего количества видов, живущих в определенной области. Тропические районы, где теплые климатические условия круглый год, имеют наибольшее биологическое разнообразие. В умеренных регионах, где теплое лето сменяется холодной зимой, наблюдается меньшее биоразнообразие. Регионы с холодными или сухими условиями, такие как и пустыни, имеют еще меньшее биологическое разнообразие.
Как правило, чем ближе регион к экватору, тем больше биоразнообразие. По меньшей мере 40 000 различных видов растений обитают в Амазонки в Южной Америке, одном из самых биологически разнообразных регионов планеты.
Теплые воды западной части Тихого и Индийского океанов являются самыми разнообразными морскими местообитаниями. в Индонезии служит домом для более чем 1200 видов рыб и 600 видов кораллов. Многие кораллы создают , в которых обитают сотни видов организмов, от крошечных морских водорослей до крупных акул.
В некоторых регионах мира имеется большое количество (виды, которые существуют только на определенной территории). В Капской области - природной экосистеме Южной Африке - обитает около 6200 видов растений, которые больше нигде в мире не встречаются. Районы с большим количеством эндемичных видов называются горячими точками биоразнообразия. Ученые и организации прилагают особые усилия для сохранения жизни в этих регионах.
Биоразнообразие также может относиться к разнообразию экосистем - сообществ живых существ и их . Экосистемы включают пустыни, луга и тропические леса. В Африке находятся тропические дождевые леса, альпийские горы и сухие пустыни. Материк обладает высоким уровнем биоразнообразия, а Антарктида, почти полностью покрытая ледяным покровом - низким.
Другим способом измерения биоразнообразия выступает генетическое разнообразие. Гены являются основными единицами биологической информации, передаваемой при живых существ. У некоторых видов имеется до 400 000 генов. (У людей около 25 000 генов, а у риса более 56 000.) Некоторые из этих генов одинаковы для всех особей в пределах вида - они делают ромашку ромашкой, а собаку - собакой. Но некоторые гены внутри вида различны, поэтому, например, одни собаки - пудели, а другие - питбули. Вот почему у некоторых людей карие глаза, а других - голубые.
Более широкое генетическое разнообразие видов может сделать растения и животных более устойчивыми к болезням. Генетическое разнообразие также позволяет видам лучше адаптироваться к изменяющейся среде.
Сокращение биоразнообразия
За последние сто лет биоразнообразие во всем мире резко сократилось. Многие виды вымерли. Вымирание - естественный процесс; некоторые виды естественным образом вымирают, а новые виды эволюционируют. Но человеческая деятельность изменила естественные процессы исчезновения и эволюции. Ученые оценивают, что в настоящее время виды вымирают в сотни раз быстрее, чем того требует эволюция.
Основной причиной утраты биоразнообразия является уничтожение естественных мест обитания. Поля, леса и водно-болотные угодья, где живут дикие растения и животные, исчезают. Люди очищают земли, чтобы сажать культуры, строить дома и предприятия. Леса вырубаются для получения древесины.
Поскольку места обитания сокращаются, они могут поддерживать жизнь меньшего количества живых организмов. У выживших существ меньше партнеров для размножения, поэтому генетическое разнообразие снижается.
Глобальное изменение климата - также является фактором, снижающим биоразнообразие по всему миру. Более теплые океанические температуры повреждают хрупкие экосистемы, такие как коралловые рифы. Один коралловый риф способен поддерживать жизнь 3000 видов рыб и других морских существ, таких как моллюски и морские звезды.
Инвазивные виды могут также повлиять на биоразнообразие. Когда люди вводят виды из одной части мира в другую, у них часто нет естественных хищников. Эти "неместные" организмы процветают в их новой среде обитания и часто уничтожают местные виды.
Люди во всем мире работают над сохранением биоразнообразия. Животные и растения являются наиболее известными исчезающими организмами. На нашей планете были созданы тысячи охраняемых мест для защиты растений, животных и экосистем. Местные, национальные и международные организации сотрудничают в целях сохранения биологического разнообразия регионов, которым угрожают развитие или стихийные бедствия. Люди также работают над ограничением загрязнения и восстановлением экосистем. По мере того, как экосистемы становятся более здоровыми, их биоразнообразие увеличивается.
В его основе лежит видовое разнообразие. Оно включает миллионы видов животных, растений, микроорганизмов, живущих на нашей планете. Однако биоразнообразие охватывает и всю совокупность природных экосистем, которые слагаются этими видами. Таким образом, под биоразнообразием следует понимать разнообразие организмов и их природных сочетаний. На основе биоразнообразия создается структурная и функциональная организация биосферы и составляющих ее экосистем, которая определяет их стабильность и устойчивость к внешним воздействиям.
Существует три основных типа биоразнообразия :
- генетическое, отражающее внутривидовое разнообразие и обусловленное изменчивостью особей;
- видовое, отражающее разнообразие живых организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов);
- разнообразие экосистем, охватывающее различия между типами экосистем, средами обитания и экологическими процессами. Разнообразие экосистем отмечается не только по структурным и функциональным составляющим, но и по масштабу — от биоценоза до биосферы.
Все типы биологического разнообразия взаимосвязаны: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов; разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов; повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов биосферы. Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие, и с этой точки зрения не существует бесполезных или вредных видов.
Конвенция биологического разнообразия
В соответствии с Конвенцией 1992 г. о биологическом разнообразии, участниками которой по состоянию на 14 августа 2001 г. являются 181 государство, их правительства обязались сохранять биологическое разнообразие, использовать его компоненты на устойчивой основе и равноправно делиться выгодами, вытекающими из использования генетических ресурсов. Несмотря на это, биологическое разнообразие планеты необратимо утрачивается со скоростью, вызывающей тревогу, в результате крупномасштабной деятельности по сведению и выжиганию лесов; хищнических масштабов заготовки растений; не избирательного применения пестицидов и других стойких ядохимикатов; осушения и засыпки болот; уничтожения коралловых рифов и мангровых зарослей; применения хищнических методов рыболовства; изменения климата; загрязнения воды; превращения нетронутых природных зон в сельскохозяйственные угодья и городские массивы.
В столице Малайзии — Куала-Лумпуре в феврале 2004 г. под эгидой ООН состоялась седьмая конференция участников Конвенции по биологическому разнообразию. В ней принимали участие более 2 тыс. представителей свыше 180 стран мира. На конференции обсуждались вопросы защиты окружающей среды и исчезающих видов, изучалась возможность создания специальной сети, которая помогла бы населению развивающихся стран защитить свое наследие.
Генеральный директор Программы ООН по окружающей среде К. Топфер заявил на форуме, что после 2000 г. на планете ежегодно исчезает около 60 тыс. биологических видов, и это число неуклонно растет.
Биоразнообразие характеризует процесс реальной эволюции, который идет на многих уровнях организации живого. По оценкам ученых, общее число видов живых существ составляет от 5 до 30 млн. Из них в настоящее время описано не более 2,0 млн. Таким образом, со времен Линнея, попытавшегося создать классификацию живых организмов, количество видов животных и растений, известных науке, возросло с 11 тыс. до 2 млн.
Животные — один из ведущих компонентов экологических систем Земли. В настоящее время науке известно (описано) немногим более 1 млн видов животных, что составляет приблизительно около половины всех существующих на планете. Основные группы организмов и их численность (количество видов, тыс.) представлены следующим образом:
Биологическое разнообразие видов максимально среди насекомых и высших растений. По оценкам специалистов, общее количество организмов всех жизненных форм колеблется между 10 и 100 млн. Эти миллионы видов животных и растений поддерживают условия, необходимые для продолжения жизни на Земле.
В 1982 г. американский исследователь Т. Эрвин опубликовал статью, вызвавшую бурную полемику. Он утверждал, что в тропических лесах может обитать более 30 млн видов членистоногих, преимущественно насекомых. Основанием для такого смелого вывода стала проведенная им оценка числа видов насекомых, специфически связанных только с одним видом деревьев из семейства бобовых (Luehea seemanni) в тропическом лесу Панамы. Использовав окуривание инсектицидом крон деревьев и собрав всех упавших членистоногих на растянутую внизу полиэтиленовую пленку, Эрвин подсчитал общее число видов жуков (он полагал, что многие из них неизвестны науке) и пришел к выводу, что дерево служит кормовым растением всего для 136 из них. Приняв ряд допущений, он рассчитал, что число видов всех членистоногих, связанных с одним видом деревьев (в том числе живущих на земле) достигает 600. Так как древесных видов в тропиках около 50 тыс., то нетрудно подсчитать, что их оказалось 30 млн. Таким образом, с уже известными науке видами (около 1 млн) это составляло 31 млн! Некоторые энтомологи отнеслись к расчетам Эрвина весьма скептически: приняв его логику, следовало ожидать, что большинство насекомых в тропиках должны относиться к новым видам, а на самом деле таковые встречаются не столь часто.
Недавно эту гипотезу проверил чешский ученый В. Новотный (Институт энтомологии Чешской академии наук) совместно с коллегами из США, Панамы, Швеции и Чехии.
Обследуя в течение нескольких лет участок низменного тропического дождевого леса в Новой Гвинее, ученые собирали насекомых с листьев 51 вида растений, в том числе с 13 видов рода Ficus и четырех — рода Psychotria. Всего было собрано более 50 тыс. насекомых, относящихся к 935 видам, среди которых преобладали жуки, гусеницы бабочек (чешуекрылых) и прямокрылые. Кроме того, исследователи выращивали гусениц на разных растениях, стараясь довести их до куколки.
Анализ этого обширного материала показал, что в расчете на один кормовой вид приходится 7,9 вида жуков, 13,3 — бабочек и 2,9 — прямокрылых. Таким образом, представление о чрезвычайной распространенности в тропиках стенофагии оказывается не более чем мифом. Новотный и его коллеги рассчитали также, сколько видов насекомых может быть связано с кормовыми растениями на уровне родов, а затем вычислили и общее число видов членистоногих: их оказалось около 4,9 млн, а не 31 млн, как предполагал Эрвин.
Значение сохранения биологического разнообразия
Биологическое разнообразие является главным источником удовлетворения многих и служит основой его приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды. Практическая ценность биоразнообразия заключается в том, что это по сути неиссякаемый источник биологических ресурсов. Это прежде всего продукты питания, лекарства, источники сырья для одежды, производства строительных материалов и т.д. Биоразнообразие имеет огромное значение для организации отдыха человека.
О полезных свойствах большинства организмов мы знаем очень немного. В активе человечества, например, всего около 150 видов культурных растений, которые находят широкое применение, а из 265 тыс. видов всех растительных организмов только 5 тыс. когда-либо возделывались человеком. В еще меньшей степени учитывается разнообразие микроорганизмов и грибов.
В настоящее время насчитывается около 65 тыс. видов грибов. А сколько из них человек использует?
Естественная растительность является основной базой для получения лекарственных препаратов, с помощью которых человечество избавилось от многих болезней. Так, например, если бы в сельве на восточных склонах Анд не обнаружили хинное дерево (Chinchona), дающее хинин, жители тропиков, субтропиков и немало обитателей умеренных зон были бы обречены на страдания от малярии. Появление синтетических аналогов этого лекарства стало возможным только благодаря детальному изучению оригинала. Мексиканский ямс, принадлежащий к роду Dioscorea, является источником диосгенина, который используется при производстве кортизона и гидрокортизона.
Стараясь изменить природные условия, человек вступил в конфликт с силами естественной саморегуляции. Одним из результатов такого конфликта стало снижение биологического разнообразия природных экосистем. В настоящее время число видов на Земле стремительно уменьшается. Ежедневно исчезает до 10 видов животных и еженедельно — 1 вид растений. Гибель одного вида растений ведет к уничтожению примерно 30 видов мелких животных (прежде всего насекомых и круглых червей — нематод), связанных с ним в процессе питания. В ближайшие 20-30 лет человечество может потерять около 1 млн видов. Это будет серьезным ударом по целостности и стабильности нашего природного окружения.
Сокращение биоразнообразия занимает особое место среди основных экологических проблем современности. Происходит массовое уничтожение природных экосистем и исчезновение многих видов живых организмов. Природные экосистемы полностью изменены или уничтожены на пятой части суши. С 1600 г. зарегистрировано исчезновение 484 видов животных и 654 видов растений.
Виды распределены по поверхности планеты неравномерно. Разнообразие видов в естественных средах обитания максимально в тропической зоне и уменьшается с увеличением широты. Самые богатые по видовому разнообразию экосистемы — дождевые тропические леса, которые занимают около 7 % поверхности планеты и содержат более 90 % всех видов. Коралловые рифы и средиземноморские экосистемы также отличаются видовым разнообразием.
Биоразнообразие обеспечивает генетическими ресурсами сельское хозяйство, составляет биологическую базу для всемирной продовольственной безопасности и является необходимым условием существования человечества. Ряд дикорастущих растений, родственных сельскохозяйственным культурам, имеет очень большое значение для экономики на национальном и глобальном уровнях. Например, эфиопские сорта калифорнийского ячменя обеспечивают защиту от болезнетворных вирусов, в денежном выражении составляющую 160 млн дол. США в год. Генетическая устойчивость к заболеваниям, достигаемая с помощью диких сортов пшеницы, в Турции оценивается в 50 млн дол.
Причин необходимости сохранения биоразнообразия много: потребность в биологических ресурсах для удовлетворения нужд человечества (пища, материалы, лекарства и др.), этический и эстетический аспекты и т.д. Однако главная причина состоит в том, что биоразнообразие играет ведущую роль в обеспечении устойчивости экосистем и биосферы в целом (поглощение загрязнений, стабилизация климата, обеспечение пригодных для жизни условий). Биоразнообразие выполняет регулирующую функцию в осуществлении всех биогеохимических, климатических и других процессов на Земле. Каждый вид, каким бы незначительным он ни казался, вносит определенный вклад в обеспечение устойчивости не только своей локальной экосистемы, но и биосферы в целом.
По мере усиления антропогенного воздействия на природу, приводящего к обеднению биологического разнообразия, изучение организации конкретных сообществ и экосистем, а также анализ изменения их разнообразия становится насущной необходимостью. В 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) состоялась конференция ООН по окружающей среде и развитию. На ней представителями большинства государств земного шара была подписана Конвенция о биологическом разнообразии.
В Конвенции под «биологическим разнообразием» понимается вариабельность живых организмов из всех источников, в том числе наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.
Цель Конвенции о биологическом разнообразии была сформулирована следующим образом: «сохранение биологического разнообразия, устойчивое использование его компонентов и справедливое распределение доходов от использования генетических ресурсов».
В дополнение к Конвенции была принята Программа действий в XXI в. В ней рекомендовано направлять деятельность человечества в первую очередь на выявление состояния биоразнообразия и потенциальных угроз ему в каждой из стран, признающих ценности, провозглашенные на данной конференции.
Сегодня очевидно, что сохранение разнообразия живых организмов и биологических систем на Земле — необходимое условие выживания человека и устойчивого развития цивилизации.
Главные причины утраты биологического разнообразия, сокращения численности и вымирания растений и животных следующие:
Нарушение среды обитания;
Чрезмерное добывание, промысел в запрещенных зонах;
Интродукция (акклиматизация) чуждых видов;
Прямое уничтожение с целью защиты продукции;
Случайное (непреднамеренное) уничтожение;
Загрязнение среды.
Нарушение среды обитания , вследствие вырубки и выжигания лесов, распашки степей, осушения болот, зарегулирование стока, создания водохранилищ и других антропогенных воздействий, коренным образом меняют условия обитания растений, размножения диких животных, пути их миграции, что весьма негативно отражается на их численности и выживании. Разрушение местообитаний признается главной причиной исчезновения видов или сокращения их численности. Оно поставило в угрожающее состояние более 390 видов позвоночных животных, что, без учета факторов загрязнения, составляет 50% среди всех прочих причин их вымирания.
Под чрезмерным добыванием имеется в виду как прямое преследование и нарушение структуры популяций, так и любое другое изъятие животных и растений из природной среды для различных целей (пищевых, хозяйственных, медицинских и др.)
В России отмечается заметное снижение численности ряда охотничьих видов животных, что связано с возросшей их незаконной добычей вследствие нынешней социально-экономической ситуации. Чрезмерная добыча с целью получения высокой прибыли – главная причина сокращения видов и численности крупных млекопитающих (слонов, носорогов и др.) в Африке, Азии: из-за искателей слоновой кости ежегодно гибнет 60 тыс. слонов. В невообразимых масштабах уничтожаются и мелкие животные: объем международной торговли дикими птицами превышает 7 млн. экземпляров, большая часть которых погибают либо в дороге, либо вскоре после прибытия. До весьма низкого уровня упала численность многих видов промысловых рыб.
Третий по важности причиной сокращения численности и исчезновения видов является интродукция (акклиматизация) чуждых видов. Многочисленные случаи вымирания аборигенных (коренных) видов или их угнетения из-за влияния на них завезенных видов животных или растений. К вселению новых видов в сложившиеся экосистемы следует подходить с особой осторожностью.
Таблица 13 – Причины истребления видов млекопитающих и птиц в XVII-XX вв (по Зедлагу, 1975; цит. по Г.А. Новикову, 1979)
Другие причины снижения численности и исчезновения видов: прямое уничтожение для защиты сельскохозяйственной продукции и промысловых объектов (хищные птицы, суслики, ластоногие и др.); случайное (непреднамеренное) уничтожение (на автомобильных дорогах, в ходе военных действий, при кошении трав, на линиях электропередач, при зарегулировании водного стока и т.д.); загрязнение среды пестицидами, нефтью и нефтепродуктами, атмосферными загрязнителями, другими токсикантами.
Данные наблюдений свидетельствуют о том, что в природе, как правило, действуют одновременно несколько факторов, вызывающих гибель особей, видов и популяций в целом. При взаимодействии они могут приводить к серьезным негативным результатам даже при малой степени выраженности каждого из них.
Каждый биологический вид неповторим, он содержит в себе информацию о развитии растительного и животного мира, которая имеет огромное научное и прикладное значение. Поскольку все возможности использования данного организма в отделенной перспективе зачастую непредсказуемы, генофонд нашей планеты (за исключением, может быть которых опасных для человека болезнетворных организмов) подлежит строгой охране. Необходимость охраны генофонда с позиций концепции устойчивого развития («коэволюции») диктуется не столько хозяйственными, сколько моральными и этическими соображениями. Человечество в одиночку не выживает.
