БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ
Биологические системы разных иерархических уровней характеризуются различной структурой, законами развития и функционирования. Поэтому на разных иерархических уровнях необходимо определить: принципы, то есть частные методологические подходы, основанные на исходных научных положениях об объектах биоразнообразия; основных задачах по сохранению объектов и способы их сохранения.
Организменный принцип. Объект – организм. Исходное научное положение: организмы – наименьшие единицы жизни, самостоятельно существующие в среде и являющиеся носителями наследственной информации о главных свойствах и признаках вида.
Основные задачи:
• Сохранение организмов и обеспечение их воспроизводства;
• Сохранение генотипов.
Способы сохранения:
• Содержание и разведение организмов в питомниках, зоопарках, генофондных хозяйствах или фермах включает в себя методы содержания и воспроизводства, которое может происходить как естественным, так и искусственным путем.
• Хранение генетических материалов (гамет, зигот, соматических клеток, зародышей) в низкотемпературных генетических банках, в банках клеточных и тканевых культур.
• Введение видов в культуру. Введение видов, численность которых сокращается из-за их неумеренной эксплуатации, в культуру может ослабить или снять этот пресс с их природных популяций.
Организменный принцип позволяет сохранить лишь часть генетического разнообразия природных популяций. В генетических банках, различных питомниках, как правило, сохраняются только отдельные организмы (их генетические материалы) или их небольшие группы. Генетическое разнообразие даже очень многочисленных популяций, восстановленных из сохраненных в неволе или в криобанках организмов, будет основано лишь на генах, которыми обладали особи основатели (за исключением новых мутаций). При долговременном разведении в неволе малочисленных групп организмов в них нарушаются генетические процессы, свойственные природным популяциям, происходит сокращение генетического разнообразия. Введение видов в культуру также не может сохранить генофонд природных популяций и видов, поскольку при доместикации или синантропизации неизбежны существенные изменения свойств организмов и генетической структуры популяции.
Организменный принцип может рассматриваться, как основной лишь, когда исчерпаны все резервы сохранения естественных популяций вида.
Популяционный принцип. Объект – популяция. Исходное научное положение: популяции представляют собой форму существования вида, являются элементарными единицами эволюционного процесса и обладают уникальным генофондом.
Основные задачи:
• Сохранение или восстановление численности и ареалов природных популяций, достаточных для их устойчивого существования и использования.
• Поддержание оптимального состояния здоровья организмов в популяциях.
• Сохранение внутрипопуляционного генетического разнообразия и генетической уникальности популяции.
• Сохранение разнообразия структуры популяции (пространственной, половой, возрастной, этолого-социальной).
Численность популяции – важнейший экологический показатель. Сокращение численности повышает вероятность случайного вымирания популяции и сопровождается сокращением внутрипопуляционного генетического разнообразия.
Генетическое разнообразие, этолого-социальная, пространственная, возрастная и половая структуры популяции определяют ее устойчивость, способность к адаптации и возможность выживания в изменяющихся условиях среды. Сохранение генетического разнообразия внутри доместицированных видов, культурных пород является необходимым условием их эффективного использования в хозяйстве и возможности дальнейшей селекции.
Численность и генетическое разнообразие популяции недостаточны для оценки ее состояния, так как ряд форм воздействия человека на природные системы приводит к сильному ухудшению здоровья организмов, притом, что численность популяций и их генетическое разнообразие еще могут оставаться неизменными или даже расти. Важный показатель состояния популяций, определяющий возможность их долговременного устойчивого сохранения – здоровье организмов.
Еще одно необходимое условие полноценного долговременного сохранения популяции – сохранение типичной для нее природной среды обитания.
Способы сохранения:
• Сохранение популяций диких и домашних животных в питомниках, генофондных хозяйствах, фермах, осуществление оптимальной схемы обмена организмами между питомниками для сохранения генетического разнообразия как внутри отдельных групп организмов, так и в популяции в целом.
• Сохранение популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, занесенных в Красную книгу России, МСОП и др., контроль и регулирование состояния популяций других неэксплуатируемых видов.
• Проведение экологической экспертизы хозяйственных проектов, затрагивающих объекты биоразнообразия и др. При контроле и регулировании состояния популяций внимание следует уделять не только поддержанию численности популяции, но и сохранению внутрипопуляционной структуры.
• Регламентирование промысла популяций эксплуатируемых видов. При планировании промысла необходимо учитывать задачи поддержания численности популяции на устойчивом уровне, сохранения ее генетической и других структур. Последнее обеспечивается учетом не только объема добычи, но и структуры изымаемой части популяции (соотношение полов, возрастов, размеров и т.п.).
• Сохранение генетического разнообразия и структуры популяций должно быть необходимым условием любых форм их неистощительной эксплуатации.
• Сохранение и восстановление среды обитания, реконструкция биотопов.
Этот метод особенно важен в регионах с высокой интенсивностью хозяйственной деятельности. Сокращение местообитаний – одна из основных причин исчезновения природных популяций. Нередко для поддержания и сохранения находящейся под угрозой исчезновения популяции бывает необходимо и достаточно восстановить типичную для нее среду обитания, реконструировать исчезнувшие биотопы.
• Охрана популяций на особо охраняемых природных территориях является одним из наиболее действенных методов сохранения малочисленных или находящихся под угрозой исчезновения популяций, в том числе популяций видов, включенных в Красные книги.
• Искусственное воспроизводство природных популяций – важный метод поддержания и восстановления популяций, естественные механизмы, воспроизводства которых нарушены (некоторые промысловые, редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды). Однако при частичном, а тем более полном переходе на искусственное воспроизводство нарушается генетическая структура популяции, ее генофонд обедняется.
Необходимо стремиться к восстановлению естественной системы воспроизводства природной популяции.
• Технологические и организационные меры по защите животных от гибели на инженерных сооружениях (линиях электропередач, шоссейных и других магистралях, на ограждениях сельхозугодий, в турбинах ГЭС и других), при сельскохозяйственных, лесозаготовительных, мелиоративных и иных антропогенных процессах; помощь животным при чрезвычайных ситуациях (техногенных авариях, стихийных бедствиях, погодных аномалиях и др.).
• Устранение факторов, приводящих к ухудшению здоровья организмов.
Ухудшение здоровья организмов может происходить в результате действия различных факторов: химического и радиационного загрязнения среды, использования травмирующих методов промысла, истощения кормовой базы животных, нарушения гидрологического режима водоемов и территорий и других изменений среды. Для устойчивого сохранения популяции причина плохого здоровья организмов должна быть определена и блокирована.
• Сохранение популяций домашних животных – поддержание локальных популяций в первоначальных условиях возникновения и становления данной породы или формы. Необходимым условием сохранения разнообразия пород является сохранение типичных агроэкосистем и мест обитания и условий разведения. Одна из форм сохранения – территории традиционного хозяйствования, куда запрещен (не рекомендован) ввоз не характерных для данной территории пород. Способы сохранения совмещают задачи сохранения и устойчивого использования местных генетических ресурсов животных, сохранения местных традиций хозяйствования и природопользования, в ряде случаев – задачи сохранения природных экосистем (например, использование аборигенных копытных для выпаса в степных резерватах).
• Предотвращение гибридизации сохраняемых популяций с живыми измененными (генно-инженерно-модифицированными) организмами – важно как для природных популяций, так и для домашних животных.
Видовой принцип. Объект – вид. Исходное научное положение: вид есть наименьшая генетически закрытая система, обладающая неповторимым генофондом; вид представляет собой, как правило, систему взаимосвязанных локальных популяций, внутривидовых форм и подвидов.
Основные задачи:
• Сохранение численности и ареалов видов.
• Сохранение пространственно-генетической, популяционной структуры вида.
• Сохранение разнообразия популяций, внутривидовых форм (сезонных рас, экологических форм, подвидов и др.).
Локальные популяции, внутривидовые формы и подвиды являются носителями уникальных адаптаций вида к конкретным условиям среды. Для поддержания пространственно-генетической структуры вида необходимо сохранение той степени изоляции популяций и форм, которая характерна для ненарушенных природных популяций. Губительны как усиление изоляции популяций и форм, так и разрушение природных барьеров между ними, их искусственное смешивание.
Способы сохранения:
• Сохранение редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, занесенных в Красные книги, контроль и регулирование состояния других неэксплуатируемых видов. Следует уделять внимание сохранению не только общей численности и ареала вида, но и поддержанию его популяционной структуры.
• Регламентирование промысла эксплуатируемых видов. При планировании промысла на видовом уровне необходимо учитывать задачи поддержания не только его численности на устойчивом уровне, но и пространственно-генетической популяционной структуры вида.
Необходима межрегиональная и межгосударственная координация промысла по всему видовому ареалу.
• Сохранение и восстановление среды обитания видов, реконструкция биотопов. Сохранение и восстановление среды обитания крайне важно в регионах с высокой интенсивностью хозяйственной деятельности человека. Реконструкция биотопов может быть необходима при утрате некоторых специфических стаций вида (например, мест размножения или зимовки), а также при воссоздании утраченных популяций вида.
• Охрана видов на особо охраняемых природных территориях. Этот способ наиболее эффективен в отношении находящихся под угрозой исчезновения узкоареальных видов, в том числе ряда видов, занесенных в
Красные книги.
• Реакклиматизация (реинтродукция) видов, воссоздание утраченных популяций. Реакклиматизация должна производиться с учетом требований вида к среде обитания (в прежних местах обитания после восстановления там необходимых для вида условий, а также в специально подобранные или реконструированные биотопы), генетической структуры вида и последствий реакклиматизации для экосистем.
Мероприятия по реакклиматизации наиболее актуальны в отношении видов, занесенных в Красную книгу, ареал и численность которых сильно сократились в прежние годы, но сегодня имеют тенденцию к восстановлению.
Биоценотический принцип. Объект – сообщество организмов. Виды в природе существуют в тесной функциональной связи с другими видами, в форме сообществ организмов.
Основные задачи:
• Сохранение и восстановление сообществ.
• Сохранение видового разнообразия сообществ и разнообразия функционально-ценотических комплексов.
• Поддержание естественных процессов формирования состава и структуры сообществ.
Разнообразие видов определяет сложность сообщества и структуру ценотических связей. Исчезновение видов и сокращение видового разнообразия ведет к деградации и разрушению сообщества. Внедрение в сообщество чужеродных видов как в результате их интродукции человеком, так и при самостоятельном расселении также может нарушать структуру природных сообществ. Полноценное и долговременное сохранение природных сообществ возможно только при сохранении присущего им разнообразия видов с учетом естественной динамики сообществ.
Способы сохранения:
• Контроль и регулирование антропогенной нагрузки на сообщества. Осуществляется различными мерами, включая контроль за эксплуатацией отдельных видов, регулирование интенсивности рекреации и др. Сокращение антропогенной нагрузки на биоценозы до уровня, соответствующего способности сообщества к самовосстановлению, может быть достаточным условием для их долговременного сохранения.
• Контроль и регулирование состава и структуры сообществ. Для устойчивого существования сообществ необходимо сохранение присущего им видового состава, включая характерное соотношение численности разных видов, а также структуры ценотических связей с учетом их динамического характера.
• Контроль и регулирование видового состава организмов, изымаемых из природных экосистем. Обеспечение сохранения типичного для природных экосистем видового состава и сохранения биоразнообразия при различных видах их эксплуатации.
• Реинтродукция исчезнувших из биоценоза видов. Этот способ эффективен в том случае, если структура биоценоза с момента исчезновения из него вида не претерпела необратимых изменений и реинтродукция вида повышает устойчивость биоценоза в целом. Реинтродукция вида в сильно измененный биоценоз может сделать его неустойчивым.
• Контроль и регулирование саморасселения и акклиматизации чужеродных видов. Главной задачей является предотвращение вселения инвазийных видов в природные сообщества, поскольку они могут сильно изменить их структуру. Изъятие этих видов из биоценозов и восстановление их структуры может быть сильно затруднено или невозможно. Надо отличать интродукцию и распространение инвазийных видов в результате деятельности человека от естественных процессов расселения видов, которым не надо мешать.
• Предотвращение проникновения живых измененных (генно-инженерномодифицированных) организмов в природные экосистемы, контроль за их использованием в агросистемах и лесном хозяйстве.
• Реставрация (реконструкция) сообществ и биоценозов. К этому способу приходиться прибегать, когда нарушения биоценоза столь сильны, что его самовосстановление либо невозможно, либо займет очень длительное время. Восстановить природный биоценоз полностью в прежнем виде практически невозможно. Кроме того, реставрация требует больших затрат ресурсов. В силу всего этого приоритетной должна считаться задача сохранения существующих биоценозов.
Конец ознакомительного фрагмента.