НЕКОТОРЫЕ ПУТИ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ СТЕПНЫХ БИОЦЕНОЗОВ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ
SOME WAYS OF PRESERVATION OF A BIODIVERSITY AND BIOLOGICAL EFFICIENCY STEPPE БИОЦЕНОЗОВ IN CONDITIONS OF MODERN CHANGE OF THE CLIMATE OF THE GROUND
В.А. Лобков
V.A. Lobkov
Одесский национальный университет
(г. Одесса, ул. Дворянская, 2, 65026, Украина, e-mail: zoomuz@te.net.ua)
The Odessa national university
(Odessa, street Dvoryanskaj, 2, 65026, Ukraine, e-mail: zoomuz@te.net.ua)
Рассматриваются причины малочисленности и исчезновения некоторых млекопитающих. Для увеличения репродуктивного потенциала предлагается скрещивание особей разных популяций, диких и одомашненных форм. Рекомендуется заселять новые территории не редкими видами, а их более плодовитыми и жизнестойкими экологическими аналогами.
The reasons of small number and disappearance of some mammals are considered. For increase in reproductive potential crossing individuals of different populations, the wild and cultivated forms is offered. It is recommended to occupy new territories not rare kinds, and their more prolific and durable ecological analogues.
Разрабатывая принципы сохранения видового разнообразия степных биоценозов, следует учитывать происходящие изменения в хозяйственном использовании степей, трансформацию климата и видеть перспективу природопользования в будущем. Сокращение рождаемости и постарение населения неизбежно приведут к обезлюднению территорий. Смещение природно-климатических зон к северу в результате современного потепления климата обусловит увеличение пространств открытых ландшафтов. Расширится арена жизни дикой природы.
Скорость наступления новых климатических условий может оказаться больше скорости естественной адаптации к ним организмов и скорости смещения границ ареалов степных животных и растений к северу, что приведет к утрате видового разнообразия. Обычные ныне животные и растения могут оказаться в категории редких. Возникнет необходимость участия человека в формировании новых биоценозов и разработки базовых принципов, на которых оно будет осуществляться. Но прежде чем разрабатывать методы сохранения животных следует выяснить причины сокращения численности редких и причины вымирания исчезнувших ныне видов.
Традиционно считается, что основными губительными воздействиями являются прямое уничтожение животных или антропогенное преобразование среды их обитания. Возможности древних людей влиять на численность исчезнувших животных явно переоцениваются, так как люди в те времена были немногочисленны, а хищники и крупные травоядные сами могли контролировать человеческие популяции. Но множество видов, животных не дожили до наших дней. Причина вымирания ископаемых форм заключается в невозможности приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям обитания.
Одним из признаков адаптации видов к условиям существования является способность пространственных группировок животных восстанавливать численность населения после ее сокращения под воздействием неблагоприятных факторов. Она обусловлена внутрипопуляционными механизмами ее регуляции.
Одна из моделей функционирования популяций млекопитающих предполагает чередование преобладающих систем спаривания: инбридинга и аутбридинга. Дифференциация генофонда в разных частях популяции, приводящая к образованию инбредных линий периодически (в результате перегруппировок населения после массовой элиминации особей, при заселении новых местообитаний) сменяется их скрещиванием, что приводит к появлению генетически обусловленных эффектов. Одними из них являются повышенные рождаемость и жизнестойкость организмов [1]. Они обусловливают временное увеличение прироста и выход популяций из депрессии.
Изменение условий существования, вследствие изменений климата, антропических воздействий происходят постепенно. Благодаря физиологической разнокачественности индивидов, различий местообитаний, ими заселенных, внешние воздействия на популяции не вызывают повсеместного вымирание населения, а сначала приводят к фрагментации ареалов, с образованием изолированных пространственных группировок, в которых численность может изменяться при нарушениях баланса рождаемости и смертности.
Причины смертности подразделяются на ординарные и экстраординарные. К первым относятся смертность старших возрастных групп от причин, связанных с возрастными изменениями организма, гибель от хищников и заболеваний. Все они для конкретных пространственных группировок относительно постоянны. Ко вторым – эпизодические экстраординарные временные воздействия, вызывающие дополнительную гибель животных (эпизоотии, истребительные мероприятия, аномальные погодные явления: засухи, наводнения, морозные зимы и др.).
После их прекращения остаются только ординарные факторы. Дополнительная смертность исключается, но прежняя (ординарная) сохраняет свою величину. Баланс рождаемости и смертности, свойственный группировкам со стабильной численностью восстанавливается, но при прежней рождаемости, компенсируемой прежним уровнем смертности, численность увеличиваться не может. Она должна оставаться постоянной, но уже на более низком уровне.
Рождаемость у млекопитающих увеличивается после сокращения численности в ходе ее циклических изменений, после катастрофических вымираний вследствие аномальных погодных явлений, после истребительных мероприятий. Ей предшествуют масштабные обмены особями между разными пространственными группировками, которые происходят при перемещениях животных, вызванных недостатком кормов, вытеснением их из мест обитания распашкой целины, вырубкой лесов и др. В результате увеличивается не только гетерозиготность потомков, но и их плодовитость. Поэтому численность животных и их ареалы после катастрофических сокращений обычно со временем восстанавливаются.
Но если расстояние между пространственными группировками в ходе сокращения численности популяций оказывается больше дистанции возможных перемещений особей, то они продолжают существовать в полной изоляции. В результате после смены нескольких поколений происходит гомогенизация их генофонда. Все особи оказываются принадлежащими к одной генетической линии, и скрещивание их между собой не влечет возникновения генетических эффектов, выражающихся в повышении рождаемости и жизнеспособности особей, которые наблюдаются только при скрещивании животных из разных линий.
Такие изолированные пространственные группировки наиболее чувствительны к экстраординарным факторам смертности, так как элиминация приводит только к сокращению общей численности, которая больше не восстанавливается из-за невозможности увеличения рождаемости. Если губительные воздействия продолжительны или вызывают массовую гибель особей, то такая группировка со временем полностью вымирает.
Если в результате сокращения ареала вид оказывается представленным только одной пространственной группировкой, не способной к восстановлению численности, то он обречен на исчезновение из природы. Вымирание отдельных видов является следствием выключения популяционных механизмов увеличения рождаемости, делающего невозможным восстановление численности после случайных экстраординарных элиминирующих воздействий.
Подтверждением сказанному является исчезновение длительно изолированных (на протяжении жизни нескольких поколений) поселений крапчатых сусликов и степных сурков, не испытывающих специального преследования. Небольшие (3-10 га) пространственные группировки крапчатых сусликов, проходят фазы развития от образования до депрессии численности и вымирания в среднем за 10, а искусственно созданные поселения степных сурков – за 20 лет [5].
Снижение генетического разнообразия и выключение механизма увеличения рождаемости, вероятно, происходило у вымерших и редких ныне видов млекопитающих. Одной из основных причин гибели дикой популяции беловежских зубров явилась низкая рождаемость [3]. Обеднение генофонда зубра – причина низкой жизнеспособности и современного медленного восстановления численности [6].
Однако одомашненные формы редких и вымерших видов служат примером высокой выживаемости и приспособляемости. Лошадь Пржевальского исчезла из природы, а одичавшие лошади – мустанги успешно существуют в прериях Америки. Предок домашнего скота – тур вымер, зубр близок к вымиранию, а домашний скот многочислен и обитает на тех же территориях, где ранее существовали эти виды.
Можно предположить, что в результате каких-то естественных или антропогенных причин произошли фрагментация и сокращение ареалов тура, зубра, лошади Пржевальского. Со временем их изолированные пространственные группировки утратили способность к восстановлению численности в связи с приведенными выше особенностями функционирования популяций, а изъятие человеком, не компенсируемое увеличением рождаемости, поставило их на грани существования. Дикие копытные, обитавшие одновременно с ними (лось, кабан, олень), сохранившие большие ареалы, дожили до наших дней в природных условиях, хотя испытывали не меньший пресс со стороны человека.
Генофонд одомашненных животных сохранил высокое разнообразие благодаря постоянному перемешиванию особей в ходе продажи в другие местности, захвата в качестве военных трофеев, а также в результате искусственного отбора и селекции.
Гибридизация диких животных в природе достаточно обычное явление. Она обусловливает увеличение не только разнокачественности, но и плодовитости гибридов. Гибридизация волков, диких кабанов, европейских лесных котов и др., ранее малочисленных, с домашними животными предшествовала началу увеличения их численности и расширению ареалов в ХХ столетии. Повышенная рождаемость способствует быстрому нарастанию численности как естественных, так и искусственно создаваемых пространственных группировок млекопитающих.
Целями сохранения редких видов животных являются не только поддержание видового разнообразия планеты, но и восстановление их хозяйственного использования и биоценотической роли. Для этого недостаточно сохранения обедненных генофондов, обусловливающих постоянный и невысокий репродуктивный потенциал. Увеличение численности редких видов из-за невысоких приростов происходит медленно, в значительной мере только за счет снижения смертности в результате чрезвычайных мер охраны.
Увеличить репродуктивный потенциал редких видов можно путем скрещивания особей разных популяций одного вида, близких видов или диких и одомашненных форм. При этом увеличится и гетерозиготность, сформируется та экологическая пластичность организмов, которая позволит адаптироваться к современным условиям существования, а природа получит материал для естественного отбора в этом направлении.
Гибридизацию организмов в естественных условиях можно осуществлять подселением особей из других группировок или из разных удаленных частей одной группировки. Для гарантированной гибридизации следует вселять однополые группы (например, самок), которые будут покрываться чужими неродственными самцами.
Другой путь – содействие перегруппировкам населения нарушением экологической структуры, изменением мест обитания. Так началось возрождение украинских популяций степного сурка. Территории, где сохранялись последние сотни сурков, были распаханы, а уцелевшие особи, из разных частей прежних поселений переселились на неудобья, смешавшись между собой. Их численность стала быстро увеличиваться, благодаря возросшей генетической разнокачественности и высокому репродуктивному потенциалу потомков. Длительное обитание в стабильных условиях снова приводит к вымиранию пространственных группировок сурков даже в заповедниках [4].
Быстрое увеличение численности гибридных популяций обеспечит выполнение ими биоценотической роли и их хозяйственное использование. Экономический эффект гибридизации очевиден. Численность дикого кабана в ХХ столетии в Украине стала увеличиваться после неоднократных вселений в местные популяции кабанов из других регионов и гибридизации с домашними свиньями [2]. Выведенный скрещиванием нескольких подвидов, асканийский олень может обитать в безлесных местностях, гибридный охотничий фазан заселил всю Европу и Северную Америку, а зубробизоны успешно размножаются в кавказских лесах.
Преимущество использования в этих целях не редких видов, а их экологических аналогов проявляется и в том, что упрощается их оборот. Для перемещения редких видов животных в России существует множество правил и ограничений [7]. На гибридов диких и домашних форм эти правила и ограничения не распространяются, что позволяет вести их селекцию в нужном направлении, использовать в хозяйственных целях, не отвечая ни перед какими природоохранными организациями и компенсировать материальные затраты на проведение работ по их интродукции в природу.
Использование экологических аналогов не означает уничтожение генофондов редких видов. Они могут сохраняться в чистом виде в культуре, в условиях полувольного содержания, интродуцироваться в границах прежних ареалов. Но за пределами их исконного обитания экологические аналоги могут занять свободные экологические ниши быстрее и эффективнее.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: