Биологическое разнообразие как основа устойчивости биосферы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Биологическое разнообразие (биоразнообразие) — это разнообразие всего живого на Земле — от генов до экосистем. 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.

Биологическое разнообразие является главным источником удовлетворения многих потребностей человека 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.

Экономическая – включение биоразнообразия в макроэкономические показатели страны; потенциальные экономические доходы от биоразнообразия, в их числе: прямые (медицина и сырье и материалы для селекции и фармации и т. д.), и косвенные (экотуризм), а также издержки – восстановление разрушенного биоразнообразия. Управленческая – создание партнерства путем вовлечения в совместную деятельность государственных и коммерческих организаций, армии и флота, негосударственных организаций, местного населения и всей общественности. Юридическая – включение терминов и понятий, связанных с биоразнообразием, во все соответсвующие законодательные нормы, создание правовой поддержки сохранения биоразнообразия. Научная - формализация процедур принятия решений, поиск индикаторов биоразнообразия, составление кадастров биоразнообразия, организация мониторинга.

Природные условия — это совокупность свойств окружающей нас природы, которые так или иначе существенно влияют на жизнь человека. Имеются в виду естественные условия здоровья, труда и отдыха населения, которыми характеризуется природная среда на определенной территории.

С точки зрения потребностей общества все тела и силы природы могут быть условно подразделены на две группы: непосредственно участвующие в материальном производстве и сфере нематериальных услуг (природные ресурсы) и все остальные (обычно относимые к природным условиям) .
Природные условия — это элементы природы, которые непосредственно не используются в процессе производства, но оказывают влияние на жизнедеятельность людей. Природные условия могут благоприятствовать (оптимальный температурный режим, достаточная увлажненность воздуха и т. п. ) или негативно сказываться на хозяйственной деятельности человека. Высокогорный рельеф, суровый климат, вечная мерзлота, болота, пустыни затрудняют хозяйственное освоение территории.
Природные (или естественные) ресурсы — это тела и силы природы, которые при данном уровне развития производительных сил могут быть использованы в качестве предметов потребления (питьевая вода, дикорастущие растения, промысловые животные, рыба и т. п. ) или средств производства (предметов и средств труда) , составляя его сырьевую и энергетическую базу.

Географическая оболочка Земли обладает огромными и разнообразными природными ресурсами. Многие природные ресурсы, разведанные и добытые, становятся сырьем для разнообразных отраслей материального производства. В свою очередь сырьевые материалы, вовлеченные в производство, превращаются уже в экономические ресурсы. Современная промышленность мира потребляет огромное количество сырья. Его стоимость в суммарных затратах на производство промышленной продукции составляет около 75%. Это обстоятельство ставит перед многими странами очень острые проблемы обеспечения основными видами сырья.

Размещение природных ресурсов по Земле неравномерно. Это объясняется различиями в климатических и тектонических процессах на планете и различными условиями образованияполезных ископаемых в прошлые геологические эпохи. Далеко не одинаковы и запасы отдельных видов ресурсов, поэтому не только между странами, но и между крупными регионами мира существуют заметные различия в уровне обеспеченности их природными ресурсами.

Неравномерность размещения природных богатств на планете, с одной стороны, способствует развитию международных экономических связей, международного разделения труда. Но с другой стороны — порождает определенные экономические трудности у стран, бедных природными ресурсами.

Ресурсообеспеченность стран зависит не только от бедности или богатства территории природными богатствами. Она зависит также от масштабов их потребления, извлечения. Таким образом, под ресурсообеспеченностью понимают соотношение между величиной природных ресурсов и размерами их использования.

Приведите примеры вымирания видов растений и животных.

Биологический прогресс и биологический регресс. С момента возникновения жизни более 3 млрд лет назад развитие живой природы шло в направлении максимального приспособления к окружающей среде. Возникали эукариоты, появлялся фотосинтез, формировались первые многоклеточные организмы. Развитие от простого к сложному, от низкоорганизованных форм к высокоорганизованным имеет прогрессивный характер. Направление эволюции, в ходе которого таксон оптимально адаптируется к условиям окружающей среды, а его численность и ареал растут, называют биологическим прогрессом. Показателями биологического прогресса являются следующие признаки:

– увеличение численности особей данного таксона;

– расширение ареала обитания;

– появление подчинённых систематических групп (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т. д.).

В ходе биологического прогресса может происходить не только усложнение организации, но и упрощение строения, если это необходимо для обеспечения успеха в борьбе за существование. Сидячий образ жизни, однородная среда обитания, паразитизм приводят к тому, что организмы утрачивают органы и целые системы органов, ненужные для жизни в данных условиях. Например, в процессе эволюции многие паразитические ленточные черви утратили пищеварительную систему, у подземных млекопитающих произошла редукция глаз. Однако такое упрощение строения позволило этим группам максимально полно приспособиться к условиям среды и выйти победителями в борьбе за существование.

Биологический прогресс – это успех и процветание определённой группы организмов. В настоящее время биологический прогресс испытывают круглые черви, членистоногие, птицы, млекопитающие и покрытосеменные растения.

Однако при резких изменениях условий среды возникшие ранее адаптации не всегда оказываются полезными. Узкая специализация часто приводит к тому, что такая группа организмов не может приспособиться к новым условиям и её дальнейшая эволюция ведёт к регрессу.

Биологический регресс – это эволюционный упадок группы организмов, которая не смогла приспособиться к изменениям условий внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами.

Биологический регресс характеризуют следующие признаки:

– уменьшение численности особей данного таксона;

– сужение ареала обитания;

– уменьшение числа подчинённых систематических групп (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т. д.).

В итоге биологический регресс может привести к вымиранию групп организмов.

Причины вымирания видов. За всю историю эволюции живой природы на нашей планете обитало в общей сложности в 50–100 раз больше видов, чем представлено сейчас. Менялись условия жизни, и те группы организмов, которые ещё недавно были процветающими, оптимально приспособленными, постепенно регрессировали, их численность сокращалась, и они вымирали.

В середине палеозойской эры вымерли псилофиты, давшие начало папоротникообразным растениям. Спустя более 100 млн лет та же участь постигла большинство древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а позднее, в начале мезозойской эры, вымерли и семенные папоротники. Исчезло большинство древних земноводных и пресмыкающихся. В настоящее время регрессирует семейство гинкговых, представленное единственным видом (рис. 40). Всего два вида входит в современный род выхухолей.

Одним из хорошо известных примеров вымирания видов служит исчезновение гигантского оленя, жившего в ледниковую эпоху на громадной территории – по всей Европе от Ирландии до Сибири и Китая, а на юге – до Северной Африки. Самцы этого оленя обладали огромными рогами массой до 25 кг и размахом примерно до 3 м (рис. 41). Ни у каких других представителей этого семейства не было столь крупных рогов. Гигантский олень обитал на открытых, поросших травой пространствах с редкими скоплениями деревьев. После завершения последнего оледенения около 11 тыс. лет назад открытые пространства стали постепенно сменяться лесами. Гигантский олень не смог выжить в густом лесу. Изменения климата и растительности оказались неблагоприятными для этого вида и стали причиной его вымирания.

Рис. 40. Гинкго двулопастный – единственный сохранившийся вид семейства гинкговых

Некоторые виды, в ходе эволюции уходя от конкуренции с другими группами, становились высокоспециализированными формами, благополучие которых полностью зависело от существования определённого экологического фактора. Например, растения, произрастающие на сильно засолённых почвах, организмы, живущие при очень высоких или, наоборот, низких температурах, в условиях острого дефицита воды и т. п. Такие виды представляют собой тупиковые ветви биологической эволюции, которые вымирают при изменении этих экстремальных условий.

Часто, особенно в последние 10 тыс. лет, причиной биологического регресса, ведущего к вымиранию, становилась деятельность человека (§ 30), который определял судьбу многих видов, непосредственно истребляя их или изменяя условия их среды обитания. В начале XVII в. был уничтожен дикий бык – тур, к середине XVIII в. исчезли морские стеллеровы коровы.

Рис. 41. Гигантский олень (вымерший вид)

Сохранение многообразия видов. Для устойчивого развития биосферы необходимо сохранение многообразия видов. Чем богаче будет флора и фауна Земли, тем меньше угроза нарушения общего равновесного состояния биосферы при изменении условий. Существование широкого внутривидового многообразия позволяет определённому виду легко адаптироваться к меняющимся условиям среды. Точно так же наличие самых различных видов позволяет всей живой природе гибко приспосабливаться к внешним условиям, сохраняя свою целостность. Сохранение генетического разнообразия – материала для эволюции – способствует прогрессивному развитию биосферы.

При изменении климатических и других условий на древней Земле всегда находились виды, которые получали преимущества в новых условиях и эволюционировали, адаптируясь и постепенно занимая господствующее положение. В настоящее время многие виды страдают от так называемой генетической эрозии, т. е. сокращается и обедняется их общий генофонд. Это не даёт им возможности быстро реагировать на изменение условий, поэтому редкие малочисленные виды могут исчезать.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое биологический прогресс?

2. Что является показателями биологического прогресса; регресса?

3. Как можно объяснить существование на Земле живых организмов разной степени сложности?

4. Какое направление биологической эволюции поднимает группу организмов на более высокую ступень организации?

5. Каковы причины вымирания видов?

6. Объясните, что такое генетическая эрозия.

Подумайте! Выполните!

1. Приведите примеры видов, находящихся на пути биологического прогресса; биологического регресса.

2. Поясните на конкретных примерах, как упрощение строения может способствовать биологическому прогрессу.

3. Какими путями достигается биологический прогресс – всегда ли за счёт морфофизиологического прогресса? Объясните свою точку зрения.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Главные направления эволюции. Развитие живой природы – это длительный и сложный процесс. В целом развитие органического мира происходило от простого к сложному. На основе простых одноклеточных форм появились многоклеточные организмы. Организмы усложнялись – возникали ткани, органы и системы органов. Крупные эволюционные изменения позволяли организмам осваивать новые места обитания или новые источники питания. С помощью частных приспособлений организмы приспосабливались к конкретным условиям обитания. В некоторых случаях оказывалось более выгодно перейти к сидячему образу жизни или паразитизму, и это вело к упрощению организации. Так, зародившись в океане, жизнь постепенно заняла всю планету.

Анализируя историческое развитие живой природы и конкретные адаптации, возникающие в процессе эволюции, российские учёные Алексей Николаевич Северцов и Иван Иванович Шмальгаузен определили три главных направления прогрессивной эволюции: ароморфоз, дегенерация и идиоадаптация (рис. 42).

Ароморфоз (арогенез). Ароморфоз – это крупное эволюционное изменение, ведущее к общему усложнению организации. Ароморфозы позволяют организмам осваивать принципиально новые местообитания или существенно повышать свою конкурентоспособность в прежних местообитаниях. Они сохраняются в дальнейшей эволюции и приводят к появлению крупных систематических групп, рангом выше семейства.

Один из первых крупнейших ароморфозов – появление эукариотической клетки. Общими ароморфозами для всех царств эукариотов стали появление многоклеточности и полового размножения. В эволюции животных важнейшими ароморфозами можно считать формирование сквозной пищеварительной системы, образование первичной и вторичной полостей тела, замена гладкой мускулатуры (у червей) на поперечно-полосатую (у членистоногих), возникновение замкнутой системы кровообращения, оформление скелета (внутреннего или внешнего), развитие нервной системы, появление теплокровности, живорождения. В качестве примеров крупных ароморфозов в растительном царстве можно привести появление проводящей системы, связавшей части растения в единое целое, формирование семени, появление цветка.

Рис. 42. Схема соотношения между ароморфозом, идиоадаптацией и дегенерацией

Общая дегенерация (катагенез). Общая дегенерация – это эволюционное изменение, ведущее к упрощению организации, к утрате ряда систем и органов. Как правило, дегенерация возникает в связи с переходом организмов к паразитизму или малоподвижному образу жизни. У паразитических ленточных червей нет пищеварительной системы, слабо развита нервная система и органы чувств. Однако взамен у них появляются различные частные приспособления – присоски, крючки, которые помогают им удержаться в кишечнике хозяина. Наиболее прогрессивного развития у паразитов достигает половая система. Например, бычий цепень, паразитирующий в кишечнике человека, за свою жизнь (18–20 лет) образует около 11 млрд яиц. Высокая плодовитость и жизнь под защитой тела хозяина ведёт к процветанию вида-паразита, однако ставит его в тесную зависимость от вида-хозяина.

Редукция органов может происходить также при переходе к малоподвижному образу жизни или при резком сужении экологической ниши. Например, потеря зрения у животных, обитающих под землёй (кроты), утрата способности к полёту у ряда птиц и, как следствие, исчезновение киля (киви, страусы) и т. п.

Общая дегенерация – это тупиковый путь специализации. Утраченные органы и системы не могут возникнуть вновь, эволюция не имеет обратного пути. Однако в целом общая дегенерация не исключает процветания вида и поэтому тоже является направлением прогрессивной эволюции.

Идиоадаптация (аллогенез). Идиоадаптации – это конкретные адаптации к определённым специфическим условиям обитания, полезные в борьбе за существование, но не изменяющие общего уровня организации. Идиоадаптации облегчают выживание и повышают конкурентоспособность организмов в данных условиях обитания.

Путём идиоадаптаций в процессе эволюции возникают мелкие систематические группы: виды, роды, семейства.

Появление крыла у птиц является ароморфозом, а форма крыльев и способы полёта – идиоадаптациями; цветок – это крупнейший ароморфоз в эволюции растительного мира, а формы, размеры, окраска цветка – идиоадаптации. Покровительственная окраска животных, плоская форма тела придонных рыб, отличия в строении конечностей у представителей одного отряда млекопитающих – всё это многочисленные примеры идиоадаптаций.

Крайнюю степень приспособления к ограниченным условиям существования называют специализацией. Специализация резко снижает межвидовую конкуренцию, но приводит к тому, что вне этих узких условий организмы жить не могут. Таковы, например, колибри, которые питаются только нектаром тропических цветков, или коалы, питающиеся исключительно побегами и листьями эвкалипта. Специализация снижает эволюционные возможности вида, поэтому если условия жизни меняются, то специализированный вид обычно вымирает.

Повторите и вспомните!

Зоология

Подтип Личиночно-хордовые (Оболочники) как пример тупиковой ветви эволюции. Оболочники – это многочисленная группа (около 1,5 тыс. видов) исключительно морских организмов, у которых все основные признаки типа хордовых отчётливо выражены только на стадии личинки. Подтип включает несколько классов, основными из которых являются Асцидии, Сальпы, Аппендикулярии. Часть видов ведёт прикреплённый образ жизни (асцидии), другие медленно перемещаются в толще воды (сальпы, аппендикулярии). Живут оболочники поодиночке или образуют колонии.

Форма тела мешковидная или бочкообразная. Снаружи тело оболочников покрыто толстой оболочкой – туникой, которую выделяют клетки эпителия. У асцидий в состав туники входит вещество, сходное с целлюлозой растений. Питаются пассивно, фильтруя большое количество воды. Кровеносная система незамкнутая, лакунарного типа. Выделение происходит через всю поверхность тела. Гермафродиты размножаются как половым, так и бесполым путём (почкованием). Оплодотворение наружное, перекрёстное. У асцидий из оплодотворённых яиц развиваются личинки, активно плавающие в толще воды.

До работ А. О. Ковалевского, изучавшего эмбриональное развитие представителей различных групп животных, оболочников относили к беспозвоночным животным. Исследования А. О. Ковалевского доказали, что оболочники относятся к типу хордовых.

Свободноплавающая личинка асцидии похожа на головастика и имеет все признаки хордовых животных. Она состоит из туловища и хвоста. В хвосте находится хорда, над ней нервная трубка, в переднем расширении которой расположен орган равновесия и примитивный глазок. Глотка пронизана жаберными щелями. Жизнь личинки очень короткая. Спустя примерно сутки она оседает на дно и головным концом прикрепляется к субстрату. Её дальнейшее развитие – пример регрессивного метаморфоза. Хвост и вместе с ним хорда исчезают. Большая часть нервной трубки вместе с органами чувств исчезает, оставшаяся часть превращается в одиночный ганглий. Глотка расширяется, ротовое и анальное отверстия перемещаются наверх, образуя два сифона. Тело приобретает типичный для взрослой особи мешковидный облик.

Предполагают, что оболочники довольно рано обособились от примитивных малоподвижных хордовых животных, постепенно перейдя к неподвижному или малоподвижному образу жизни. Защитная оболочка (туника), хорошо развитый фильтрационный аппарат, бесполое размножение почкованием, подвижная личинка обеспечили им успех в борьбе за существование и позволили занять свою экологическую нишу. Многочисленные обитатели морей и океанов – оболочники играют важную роль в морских биоценозах.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

8.3. Концепция устойчивого развития

8.3. Концепция устойчивого развития Споры вокруг возможностей и ограничения роста привели к созданию концепции, которая претендует в настоящее время на то, чтобы быть основной во взаимоотношениях человека и природы, – концепции устойчивого развития. Устойчивое развитие

9.1. Перспективы устойчивого развития природы и общества

9.1. Перспективы устойчивого развития природы и общества В 1992 году в Рио-де-Жанейро состоялась международная конференция, в которой приняли участие главы 179 государств. Конференция рекомендовала в качестве основы для развития мирового сообщества концепцию устойчивого

Длительное сохранение сперматозоидов при помощи анабиоза

Длительное сохранение сперматозоидов при помощи анабиоза Крупным достижением биологической науки является глубокое замораживание семенной жидкости и продолжительное ее хранение (10–20 лет). Этот метод длительного хранения мужских половых клеток целиком основан на

МНОГООБРАЗИЕ ЖИВОГО И НАУКА СИСТЕМАТИКА ОТ КЛЕТКИ ДО БИОСФЕРЫ. ЧАРЛЗ ДАРВИН. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИДОВ. СИСТЕМАТИКА

МНОГООБРАЗИЕ ЖИВОГО И НАУКА СИСТЕМАТИКА ОТ КЛЕТКИ ДО БИОСФЕРЫ. ЧАРЛЗ ДАРВИН. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИДОВ. СИСТЕМАТИКА Вставьте пропущенное слово.1. Закончите предложения, вставив необходимые по смыслу слова.Все живые организмы имеют сходство в строении – все они состоят из

Общий характер домашних разновидностей. Трудности при различении разновидностей и видов. Происхождение домашних разновидностей от одного или нескольких видов.

Общий характер домашних разновидностей. Трудности при различении разновидностей и видов. Происхождение домашних разновидностей от одного или нескольких видов. Когда мы рассматриваем наследственные разновидности или расы наших домашних животных и культурных растений

О медленном и постепенном появлении новых видов. – О различных скоростях их изменения. – Виды, однажды исчезнувшие, не появляются вновь. – Группы видов следуют в своем появлении и исчезновении тем же правилам, как и отдельные виды.

О медленном и постепенном появлении новых видов. – О различных скоростях их изменения. – Виды, однажды исчезнувшие, не появляются вновь. – Группы видов следуют в своем появлении и исчезновении тем же правилам, как и отдельные виды. Посмотрим теперь, согласуются ли

Единство многообразия

Единство многообразия Уже давно пристальное внимание ученых привлекает вопрос о способности животных к различным видам обобщения и к созданию на их основе элементарных понятий. Не сразу удалось изобрести подходящую для подобных исследований методику. В одном из

6.5. Сохранение и стабильность форм

6.5. Сохранение и стабильность форм В конце процесса морфогенеза актуальная форма системы совпадает с виртуальной формой, задаваемой морфогенетическим полем. Непрерывная связь системы с ее полем наиболее четко выявляется в феномене регенерации. Восстановление формы

ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ

ЭВОЛЮЦИЯ БИОСФЕРЫ Понятие биосферы тесно связывает жизнь с внешними оболочками Земли — атмосферой, гидросферой и верхней частью коры, где есть живые существа и продукты их жизнедеятельности. Сами эти оболочки — в значительной мере продукт жизнедеятельности, в их

I. Море изобильного многообразия

I. Море изобильного многообразия Континентальный шельф Мексиканского залива, возможно, заключает в себе большее разнообразие, чем любая другая зона подобного масштаба в пределах прибрежных вод Северной Америки. Состав вод шельфа и их циркуляция сложны, вследствие того

1.1. Определение биосферы

5.1. Границы биосферы

5.1. Границы биосферы Биосфера является одним из трех (гидросфера, атмосфера и литосфера) компонентов климатической системы. Ее можно уподобить тонкой пленке, покрывающей поверхность нашей планеты. Плотность органического вещества равна 1 г/см2. Для сравнения, средняя

5. Теория стадийного развития и особенности развития животных

5. Теория стадийного развития и особенности развития животных В основе управления развитием организмов лежит теория стадийного развития, которую сформулировал академик Т. Д. Лысенко, исходя из работы И. В. Мичурина и многочисленных собственных исследований.Несмотря на

Необходимость сохранения многообразия видов. Устойчивость любой экосистемы зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее структура. Представьте себе систему, в которой хищник и жертва — это только одиночные виды, допустим волк — заяц. Исчезновение зайцев неизбежно приведёт к гибели хищников, и экосистема, потеряв два своих компонента, начнёт разрушаться. Если же в данной экосистеме волк также сможет питаться копытными животными и грызунами, пресмыкающимися и лягушками, кладками яиц, птенцами и птицами, то пропажа одного источника пищи не приведёт к разрушению всей структуры, а освободившуюся экологическую нишу (в данном примере нишу зайцев) вскоре займут другие организмы со сходными требованиями к среде.

Сохранение многообразия видов важно не только для отдельной экосистемы, но и для устойчивого развития биосферы в целом. Чем богаче будет флора и фауна Земли, тем меньше вероятность нарушения общего равновесного состояния биосферы при изменении каких-либо условий. Внутривидовое многообразие придаёт виду пластичность, способность легко адаптироваться к меняющимся условиям среды. Точно так же разнообразие видов позволяет всей живой природе гибко приспосабливаться к внешним условиям, сохраняя свою целостность. Поддержание генетического разнообразия — материала для эволюции — способствует прогрессивному развитию биосферы.

При изменении климатических и других условий на древней Земле всегда находились виды, которые при этом получали преимущества; они эволюцио¬нировали, вырабатывая приспособления и постепенно занимая господствующее положение. Однако другие виды при этом исчезали.

Причины вымирания видов. За всю историю эволюции живой природы на нашей в планете обитало в общей сложности в 50-100 раз больше видов, чем представлено сейчас. Менялись условия жизни, и те группы организмов, которые ещё недавно были процветающими, оптимально приспособленными, постепенно регрессировали, их численность сокращалась, и они вымирали.

В середине палеозойской эры вымерли риниофиты — первые растения суши, давшие начало споровым растениям. Спустя более 100 млн. лет та же участь постигла многие древовидные папоротники, хвощи и плауны, а позднее, в начале мезозойской эры, и семенные папоротники. Так, в настоящее время из былого многообразия хвощей на всей нашей планете осталось лишь 30 видов. Исчезло большинство древних земноводных и пресмыкающихся.

Одним из хорошо известных примеров вымирания видов служит исчезновение гигантского оленя, обитавшего в ледниковую эпоху по всей Евразии от Ирландии до Сибири и Китая, а на юге — до Северной Африки. Самцы этого оленя обладали огромными рогами массой до 25 кг и размахом примерно до 3 м. Этот олень жил на открытых, поросших травой пространствах с редкими скоплениями деревьев. Около 11 тыс. лет назад после завершения последнего оледенения изменение климата уничтожило злаковые тундростепи. Оленю, как и мамонту и другим крупным обитателям тундростепей, стало нечего есть: мхи и лишайники были для них слишком малокалорийны, а злаки исчезли. Изменения климата и растительности оказались неблагоприятными для этого вида и стали причиной его вымирания.

Часто, особенно в последние 10 тыс. лет, причиной вымирания видов становилась деятельность человека. Вначале XVII в. погибли последние особи туров — диких быков. Их исчезновение в Центральной Европе совпало с интенсивными вырубками лесов и активным истреблением этих животных во время охоты. К середине XVIII в. исчезли морские стеллеровы коровы, на которых люди охотились ради их мяса. За последние 300 лет на Земле вымерли: африканская голубая антилопа и странствующий голубь, дронт и туранский тигр, бескрылая гагарка и дикая лошадь тарпан (рис. 163). Список можно продолжить. По оценкам учёных, в настоящее время ежедневно в среднем вымирает один вид. Тысячи видов животных находятся на грани вымирания или сохранились только в заповедниках. Особенно уязвимы небольшие популяции с малыми ареалами.

Большой урон природным экосистемам приносит чрезмерный промысел рыбы (водных биоресурсов), зверя, пушнины. Улов рыбы в Мировом океане постоянно растёт. Только в России в 2014 г. вылов водных биоресурсов (рыба, моллюски, ракообразные и т. д.) с учётом пресноводных водоёмов составил около 4,05 млн. т, что превышает годовые показатели вылова за последние 10 лет. Почти 150 видов млекопитающих являются объектами охоты на территории нашей страны. Однако не только отлов животных во время промысла является причиной снижения численности того или иного вида. Сокращение кормовой базы, освоение человеком природных территорий, загрязнение окружающей среды ведут к истощению запасов ценных биологических ресурсов вплоть до вымирания видов. Иногда снижение численности видов происходит из-за необдуманных действий человека.

Экологические нарушения. Внезапные изменения в естественных экосистемах, которые вызывают резкое увеличение численности популяции одних видов и гибель других, называют экологическими нарушениями. Как правило, подобные явления происходят по вине человека.

В процессе совместной эволюции в природе между конкурирующими видами постепенно устанавливается равновесие. Известно много случаев, когда попытки человека включить новый вид в уже существующую экосистему заканчивались трагедией для видов-аборигенов. Вид-пришелец не встречал конкурентов в лице местных видов, или в новых условиях не оказывалось достаточно врагов для поддержания его численности на определённом уровне, и в результате пришельцы вытесняли местные виды.

Показательным примером необдуманных действий, приведших к глобальным нарушениям естественных экосистем, служит привоз кроликов в Австралию. В 1859 г. из Англии на австралийский континент для спортивной охоты завезли кроликов. Природные условия для них оказались весьма благоприятными. В результате спустя несколько лет кроликов стало так много, что они уничтожили растительность местных пастбищ. Тогда для борьбы с кроликами в Австралию завезли лис. Однако эти хищники быстро переключились на более доступную добычу — местных сумчатых. В 1907 г. в попытке сдержать кроликов на территории западной Австралии был возведён непроницаемый для них забор длиной 5 тыс. км. Но это не помогло. Кролики сделали подкопы и проникли на защищённую территорию. В 1950-х гг. среди популяции кроликов был распространён вирус миксомы, вызывающий миксоматоз, что привело к серьёзному сокращению их поголовья. Однако у оставшихся в живых кроликов выработалась сопротивляемость к заболеванию, благодаря чему к 1991 г. численность популяции восстановилась.

Запомнить: тур; гигантский олень; африканская голубая антилопа; странствующий голубь; дикая лошадь тарпан; бескрылая гагарка; дронт; туранский тигр; экологическое нарушение.

Выводы

Устойчивость любой экосистемы зависит от многообразия пищевых связей, существующих между разными видами этого сообщества. Причём чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее структура. В последние 10 тыс. лет деятельность человека часто становилась причиной вымирания видов. Сокращение кормовой базы, освоение человеком природных территорий, чрезмерный промысел водных биоресурсов, зверя, пушнины, загрязнение окружающей среды ведут к истощению запасов биологических ресурсов вплоть до разрушения сообществ и вымирания видов.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

От чего зависит устойчивость любой системы?
Каковы были причины вымирания гигантского оленя?
Какие вам известны примеры исчезновения видов по вине человека?

Выполни задание

Используя дополнительные источники информации, выясните, какие виды сейчас находятся на грани вымирания и что делается для их сохранения?

МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Огромное видовое разнообразие живых организмов обеспечивает постоянный режим биотического круговорота. Каждый из организмов вступает в специфические взаимоотношения со средой и играет свою роль в трансформации энергии. Это сформировало определенные природные комплексы, имеющие свою специфику в зависимости от условий среды в той или иной части биосферы. Живые организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биоценоз – пространственно ограниченные части биосферы – не в любом сочетании, а образуют определенные сообщества из видов приспособленных к совместному обитанию. Такие сообщества называются биоценозами.

Важное экологическое правило состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценозы, тем выше устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям. Биоценозы отличаются большой самостоятельностью. Одни из них сохраняются в течение длительного времени, другие закономерно изменяются. Озера превращаются в болота – идет образование торфа, а в итоге на месте озера вырастает лес.

Процесс закономерного изменения биоценоза называется сукцессией. Сукцессия – это последовательная смена одних сообществ организмов (биоценозов) другими на определенном участке среды. При естественном течении сукцессия заканчивается формированием устойчивой стадии сообщества. В ходе сукцессии увеличивается разнообразие входящих в состав биоценоза видов организмов, вследствие чего повышается его устойчивость.

Повышение видового разнообразия обусловлено тем, что каждый новый компонент биоценоза открывает новые возможности для вселения. Например, появление деревьев позволяет проникнуть в экосистему видам, живущим в подсистеме: на коре, под корой, строящим гнезда, на ветвях, в дуплах.

Так как каждый биоценоз включает в себя все основные экологические группы организмов, он по своим возможностям приравнивается биосфере. Биотический круговорот в пределах биоценоза – своеобразная уменьшенная модель биотического круговорота Земли.

1. Основа организации и устойчивости биосферы

Термин "биосфера" был введен для обозначения общего облика поверхности Земли, обусловленного наличием на ней всей массы живых организмов. Два главных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания (включая нижние слои атмосферы водную среду) – сосуществуют в постоянном взаимодействии, образуя целостную систему. Отдельные популяции живых организмов не являются изолированными от окружения. В ходе эволюции образуются биоценозы – сообщества животных растений микроорганизмов В совокупности со средой обитания биоценозы образуют биогеоценозы. В них происходит непрерывный обмен веществом и энергией, которые реализуются множеством трофических цепочек и биогеохимических циклов. Биогеоценозы служат элементарными ячейками биосферы, которые взаимодействуя между собой, устанавливают динамическое равновесие в ней. Живое вещество выполняет системообразующую роль в суперсистеме жизни – биосфере. Высокая степень согласованности всех видов жизни в биосфере есть результат совместно протекающей эволюции взаимодействующих биологических систем – коэволюции. Коэволюционное развитие проявляется в тонкой взаимной приспособляемости видов во взаимодополнении живых систем. В конечном итоге коэволюция приводит к увеличению разнообразия и сложности в природе. В этом представлении состоит суть концепции коэволюции. Согласно ей многообразие живых организмов – это основа организации и устойчивости биосферы. Каждый биологический вид выполняет свою функцию в биосферном циркулировании вещества, энергии в обмене информацией и осуществлении обратных связей. В связи с этим очевидна опасность уменьшения численности видов живых организмов и сокращение генофонда, которые непрерывно происходят под давлением человеческой цивилизации на природу.

1. Устойчивость биосферы в целом, ее способность эволюционировать определяется тем, что она представляет собой систему относительно независимых биоценозов. Взаимосвязь между ними ограничивается связями посредством неживых компонентов биосферы: газов атмосферы, минеральных солей воды и т.д.

2. Биосфера представляет собой иерархически построенное единство, включающее следующие уровни жизни: особь, популяция, биоценоз, биогеоценоз. Каждый из этих уровней обладает относительной независимостью и только это обеспечивает возможность эволюции всей большой макросистемы.

3. Многообразие форм жизни относительная устойчивость биосферы как среды обитания и жизни отдельных видов создают предпосылки для морфологического процесса, важным элементом которого является совершенствование реакций поведения связанных с прогрессивным развитием нервной системы. Сохранились лишь те виды организмов, которые в ходе борьбы за существование стали оставлять потомство несмотря на внутренние перестройки биосферы и изменчивость космических и геологических факторов.

2. Распределение живого вещества

Живая природа является основной чертой проявления биосферы, она резко отличает ее тем самым от других земных оболочек. Строение биосферы, прежде всего и больше всего характеризуется жизнью. Эта самая мощная геологическая сила, живое вещество планеты представляет собой совокупность весьма хрупких и нежных живых организмов по массе составляющих ничтожную часть созданной ими биосферы.

Если живое вещество равномерно распределить по поверхности нашей планеты, то оно покроет ее слоем всего в 2 см толщиной.

Химический состав элементов живого вещества нашей планеты характеризуется преобладанием немногих элементов: водород, углерод, кислород, азот являются главными элементами земного живого вещества и поэтому названы биофильными. Атомы их создают в живых организмах сложные молекулы в сочетании с водой и минеральными солями.

Живые вещества нашей планеты существуют в виде огромного множества организмов со своими индивидуальными признаками разнообразных форм и размеров. Среди живых организмов встречаются мельчайшие по форме микроорганизмы и многоклеточные животные и растения крупных размеров. Размеры колеблются от микрометров (малые бактерии инфузории) до десятков метров.

Население биосферы в видовом и морфологическом отношении так же чрезвычайно разнообразно. Подсчеты количества видов населяющих нашу планету проводились различными авторами, но их все же можно считать только приближенными.

Согласно современным оценкам на Земле существует около 3 млн видов организмов из которых на долю растений приходится 500 тысяч видов а на долю животных – 2,5 млн видов. Весь органический мир нашей планеты со времен Аристотеля традиционно разделяется на растения и животных. В настоящее время благодаря изучению структуры организации живых существ можно провести более совершенную классификацию, чем это было раньше.

При этом происходит биогенная миграция атомов: атомы захваченные растениями переходят к травоядным животным затем – к хищникам, которые питаются травоядными. Мертвые растения и животные служат пищей для микроорганизмов, а выделяемые микроорганизмами в результате жизнедеятельности минеральные вещества снова потребляются растениями. Из этого биологического круговорота выпадает лишь небольшой процент атомов. Эти вышедшие из жизненного процесса биогенные атомы попадают в косную (неживую) природу, тем самым играя огромную роль в истории биосферы.

Процесс размножения замирает только при недостатке кислорода в окружающей среде, действии низких температур и отсутствии места для обитания новых организмов.

Таким образом, он сделал вывод о том, что мелкие организмы размножаются быстрее крупных, а домашние животные размножаются быстрее диких.

3. Классификация живого вещества

Весь мир живых существ в настоящее время подразделяют на две большие систематические группы: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (от лат. pro – вперед вместо и греч. karyon – ядро) – организмы, не обладающие в отличие от эукариотов оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация у них реализуется и передается через ДНК, типичный половой процесс отсутствует. К ним относятся бактерии, например сине-зеленые водоросли. В системе органического мира прокариоты составляют над-царство.

Эукариоты (от греч. еu – хорошо, полностью и karyon – ядро) – организмы, обладающие в отличие от прокариотов оформленным клеточным ядром, отделенным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал у них заключается в хромосомах, характерен половой процесс. К ним относится все, кроме бактерий.

Самыми низкоорганизованными живыми организмами являются те, у которых отсутствует истинное ядро клетки, ДНК располагается в клетке свободно, не отделяясь от цитоплазмы ядерной мембраной. Эти организмы получили название прокариоты. Все остальные организмы называются эукариоты.

Именно прокариотам обязана наша планета появлением атмосферы. Прокариоты могли существовать в совершенно немыслимых условиях, которые сложились на нашей планете 3 млрд лет назад – интенсивная ультрафиолетовая радиация, не удерживаемая озоновым слоем, активнейший вулканизм – и были одними из самых приспособленных живых существ. Их потомки, например сине-зеленые водоросли, и сейчас обладают необыкновенной живучестью.

Огромный шаг в эволюции живого вещества был сделан, когда появились эукариоты с их кислородным дыханием. На переход от прокариотов к эукариотам, вызвавшем грандиозную перестройку биосферы, ушло еще около миллиарда лет. За обретение кислородного голодания прокариоты заплатили тем, что они стали смертны в обычном смысле слова, в отличие от эукариотов, которые по-видимому не имели естественной смерти. Но вместе с этим они приобрели и значительно большую, чем у прокариотов эффективность использования энергии, благодаря чему смогли гораздо быстрее эволюционировать и стали способны к самосовершенствованию.

4. Миграция и распределение живого вещества

В связи с действием солнечной энергии и внутренней энергии Земли в биосфере совершаются постоянные процессы движения и перераспределения вещества. В ней осуществляется массовый перенос твердых жидких и газообразных тел при различных температурах и давлениях. На Земле ежегодно разрушатся 10 12 тонн живого вещества из общего запаса 10 13 тонн. Такой интенсивный круговорот веществ, создавший биосферу и определяющий ее устойчивость и целостность, связан с жизнедеятельностью биомассы планеты. В отличие от мертвой материи живое вещество способно к аккумуляции энергии, размножению и обладает огромной скоростью реакций. На Земле нет силы, более постоянно действующей, а поэтому и более могущественной по своим последствиям, чем живые организмы взятые вместе. Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ. Аккумуляция и минерализация происходит в биоценозах. Основной круговорот углерода состоит в превращении СO₂ в живое вещество, из которого при разложении бактериями и дыханием вновь образуется СО₂.

Круговорот азота связан с превращением в нитраты молекулярного азота атмосферы за счет деятельности некоторых бактерий и энергии грозовых разрядов. Нитраты усваиваются растениями. В составе их белков азот попадает к животным, а после отмирания растений и животных – в почву, где гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака, который затем окисляется бактериями в азотную кислоту. Таким образом, накопление химических элементов в живых организмах и освобождение их в результате разложения мертвых – характерная особенность биогенной миграции.

Обновление биомассы на суше происходит в среднем за 15 лет, причем для лесной растительности эта величина значительно больше, а для травянистой – значительно меньше. В океане общая масса живого вещества обновляется в среднем через каждые 25 дней. Обновление всей биомассы Земли осуществляется за 7–8 лет.

5. Постоянство биомассы живого вещества

Количество биомассы живого вещества приобретает тенденцию к определенному постоянству. Это достигается тем, что в природе есть противоположная направленность процессов.

Важнейшим звеном биохимического круговорота является фотосинтез – мощный естественный процесс, вовлекающий ежегодно в круговорот огромные массы вещества биосферы и определяющий ее высокий кислородный потенциал. Этот процесс выступает как регулятор основных геохимических процессов в биосфере и как фактор определяющий наличие свободной энергии верхних оболочек земного шара. За счет углекислоты и воды синтезируется органическое вещество и выделяется свободный кислород. Фотосинтез происходит на всей поверхности Земли и создает огромный геохимический фактор, который может быть выражен количеством массы углерода ежегодно вовлекаемой в построение органического живого вещества всей биосферы. Продуктивность планетарного фотосинтеза может быть выражена в количестве масс углекислоты и воды, потребляемых всеми растениями земного шара в течение года. Учитывая то, что воды мирового океана прошли через биогенный цикл, связанный с фотосинтезом не менее 300 раз, свободный кислород атмосферы обновлялся не менее одного миллиона раз.

При гибели организма происходит обратный процесс – разложение органического вещества путем окисления, гниения и т.п. с образованием продуктов разложения.

Напряжённость жизни выражается в росте и размножении организмов. За все время развития биосферы энергия Солнца превращалась в биохимическую энергию размножения живых организмов. При этом поглощенная энергия разделялась на два компонента: компонент роста, приводящий к определенной массе данного тела, и компонент размножения, определяющий увеличение числа организмов данного вида.

6. Функции живого вещества в биосфере Земли

Функции живого вещества в атмосфере Земли довольно разнообразны. В.И. Вернадский выделял пять таких функций:

1.Газовая функция. Осуществляется зелеными растениями. Для синтеза органических веществ растения используют углекислый газ, выделяя при этом в атмосферу кислород. Весь остальной органический мир использует кислород в процессе дыхания и пополняет при этом запасы углекислого газа в атмосфере. По мере увеличения биомассы зеленых растений изменяется газовый состав атмосферы: снижается содержание углекислого газа и увеличивается концентрация кислорода. Таким образом, живое вещество качественно изменило состав атмосферы – геологической оболочки Земли.

2. С газовой функцией тесно связана окислительно-восстановительная функция. В процессе своей жизнедеятельности и после своей гибели организмы обитающие в разных водоемах регулируют кислородный режим и тем самым создают условия благоприятные для растворения ряда металлов что приводит к образованию осадочных пород.

3. Концентрационная функция проявляется в способности живых организмов накапливать различные химические элементы, например в таких растениях-накопителях как осока, хвощ, содержится много кремния. Благодаря осуществлению концентрационной функции живые организмы создали многие осадочные породы: залежи мела, известняка и т.п.

4. Биохимическая функция связана с ростом размножением и перемещением живых организмов в пространстве. Размножение приводит к быстрому распространению живых организмов и расползанию живого вещества в разные географические области.

5. Биохимическая деятельность охватывает все возрастающее количество вещества земной коры для нужд промышленности, транспорта, сельского хозяйства и бытовых потребностей человека.

Заключение

Список литературных источников

1. Грушевицкая Т.Г. Садохин А.П. Концепции современного естествознания. – М.: ЮНИТИ, 2005.

2. Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. – М.: ИЭМПЭ, 2008.

3. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для студентов вузов.– 11-е изд., перераб. и доп.– М.: КНОРУС, 2012.– 670 с..

5. Френкель Е.Н. Концепции современного естествознания : физические, химические и биологические концепции : учебное пособие / Е.Н. Френкель. – Ростов-н/Д: Феникс, 2014. – 246 с.

Биологическое разнообразие как основа стабильности биосферы

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.

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.

Принято считать, что сейчас на Земле произрастает примерно 400 тыс. видов растений. Основные группы растений и грибов и их численность (количество видов, тыс.) представлены следующим образом:

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

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.

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 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.

Читайте также: