Введення
Чому в теплих районах спостерігається настільки вражаюче видове різноманіття рослин та тварин? Чи тільки тому, що там приємніше жити? Відповідь на це питання дає нове дослідження, проведене групою вчених.
З'ясували, що високі температури середовища у екватора прискорюють метаболізм мешкають там організмів, забезпечуючи енергією генетичні зміни, які й призводять до походження нових видів. Це пояснює відомий ще до подорожі Дарвіна на кораблі «Бігль» факт величезного розмаїття життя в екваторіальній зоні. Робота фахівців також допомагає зрозуміти, як глобальне потепління може впливати на біологічне різноманіття на планеті.
За словами професора Джеймса Джіллулі (James Gillooly), одного з авторів дослідження, виявилося, що швидкість генетичних змін планктону в тропіках набагато вище і зі зростанням температури наростає експоненціально. Це прояснює один з фундаментальних механізмів формування біологічної різноманітності в ході еволюції. Освіта нового виду відбувається в тому випадку, якщо його предок зазнав значні генетичні зміни. Використовуючи математичну модель, що включає такі параметри, як розмір тіла і залежність метаболізму від температури, дослідники зробили прогноз швидкості видоутворення в глобальному масштабі. Потім, на основі вивчення палеонтологічного і генетичного матеріалу, вони вивчили швидкість еволюції ДНК і утворення нових видів форамініферного планктону за період в 30 мільйонів років (форамініфери - одноклітинні планктонні тварини, залишки твердих структур яких добре зберігаються в морських відкладеннях). Швидкість утворення нових видів форамініфер порівняли з динамікою температур на різних широтах, від тропіків до Арктики.
Виявилося, що для утворення всього лише одного нового виду планктонного організму необхідно більше енергії, ніж все людство отримує за рік при спалюванні викопного палива. Причому енергія, необхідна для утворення нового виду, - величина постійна.
Результати роботи дозволяють оцінити біологічне різноманіття з точки зору енергії. У кінцевому рахунку, утворення нових видів, а, значить, і біорізноманіття, є функцією швидкості метаболізму. Ясно, що у примітивних організмів швидкість метаболізму набагато більше залежить від температури навколишнього середовища, ніж, наприклад, у ссавців. Високі температури, характерні для тропіків, прискорюють метаболізм і видоутворення і сприяють збільшенню біологічного розмаїття. Різноманітність - одна з основних рис живого. Розуміння закономірностей його формування та підтримки допоможе краще зрозуміти сутність життя і намітити заходи по її збереженню. Зміни навколишнього середовища, такі як глобальне потепління, впливають не тільки на функціонування екосистем, але також і на процеси сучасного видоутворення і розподілу біорізноманіття на планеті.
Біологічне різноманіття
Життя як стійке планетарне явище можлива лише в тому випадку, коли вона різноякісні.
Біологічне різноманіття біосфери включаємо різноманітність всіх видів живих істот, що населяють біосферу, різноманітність генів, що утворюють генофонд будь-якій популяції кожного виду, а також різноманітність екосистем біосфери в різних природних зонах. Дивовижне різноманіття життя на Землі - це не просто результат пристосування кожного виду до конкретних умов середовища, але і найважливіший механізм забезпечення стійкості біосфери. Лише деякі види в екосистемі мають значну чисельність, велику біомасу і продуктивність. Такі види називають домінуючими. Рідкісні або малочисельні види мають низькі показники чисельності і біомаси. Як правило, види-домінанти відповідальні за основний потік енергії і є головними средообразователямі сильно впливають на умови життя інших видів. Нечисленні види складають як би резерв і при зміні різних зовнішніх умов вони можуть потрапити до складу домінуючих видів або зайняти їхнє місце. Рідкісні види в основному і створюють видову різноманітність. При характеристиці різноманітності враховують такі показники, як видове багатство і вирівняність розподілу особин. Видове багатство виражається відношенням загальної кількості видів до загальної кількості особин або до одиниці площі. Наприклад, у двох спільнотах при рівних умовах мешкає 100 особин. Але в першому ці 100 особин розподіляються між десятьма видами, а в другому - між трьома видами. У наведеному прикладі перший співтовариство має більш багате видове різноманіття, ніж друге. Припустимо, що і в першому і в другому співтоваристві є 100 особин і 10 видів. Але в першому співтоваристві особини між видами розподіляються по 10 в кожному, а в другому - один вид має 82 особини, а решта по 2. Як і в першому прикладі, перше співтовариство буде мати більшу вирівняність розподілу особин, ніж друге.
Збереження біологічного різноманіття - неодмінна умова збереження та розвитку природних екосистем, існування всього життя в цілому.
Біосфера: механізми стійкості
Біосфера являє собою відкриту систему, яка обмінюється речовиною та енергією з навколишнім середовищем. Це можливо тому, що в екосистемі присутні не тільки автотрофи - виробники органічної речовини, але і гетеротрофи - споживачі й руйнівники органічної речовини. Між процесами створення органічної речовини і його перетворенням і руйнуванням встановлюється відносна рівновага, і екосистема залишається стійкою. Стійкість - це властивість екосистеми, яке проявляється у підтримці свого складу, структури і функцій, а також у здатності відновлюватися в разі, якщо вони будуть порушені. Стійкість біосфери визначається:
- Винятковою різноманітністю живої речовини;
- Взаємозамінністю складових її екосистем;
- Дублюванням ланок біогеохімічних циклів;
- Життєвою активністю живої речовини.
Біологічне різноманіття забезпечує багатство інформаційних, речових та енергетичних зв'язків живого і відсталого речовини, а також взаємозв'язку біосфери з космосом, геосферами, процеси глобального біогеохімічного кругообігу.
Існування кожного виду залежить від безлічі інших видів, знищення одного з видів може призвести до зникнення пов'язаних з ним інших видів. Особини одного виду і продукти їх життєдіяльності, а також їх відмерлі тіла є їжею для інших видів, що забезпечує самоочищення екосистем.
Соціально-економічний розвиток суспільства прийшло і явне протиріччя з обмеженими ресурсовоспроізводящімі і життєзабезпечуючих можливостями біосфери. Відбувається виснаження природних ресурсів суші та океану, безповоротна втрата видів рослин і тварин, забруднення навколишнього середовища, спрощення та деградація екосистем. Тому людство шукає шляхи сталого розвитку суспільства і природи.
Біосфера: небезпека збіднення біологічного розмаїття видів і екосистем
Біологічне різноманіття - генетичне, видова, Екосистемне - є першопричиною стійкості як біосфери в цілому, так і кожної окремої екосистеми. Життя як стійке планетарне явище можлива лише в тому випадку, коли вона представлена різноманітними видами та екосистемами.
Але в сучасних умовах настільки зросли масштаби господарської діяльності людини, що виникає небезпека втрати біологічного розмаїття. Різні види діяльності людини призводять до прямого або непрямого знищення різноманітних видів і екосистем біосфери.
Можна виділити кілька основних типів деградації навколишнього середовища, які в даний час є найбільш небезпечними для біологічного розмаїття. Наприклад, затоплення або замулення продуктивних земель, їх бетонування, асфальтування або забудова позбавляють диких тварин місць проживання. Обробіток земель нераціональними методами знижує врожаї через ерозію та виснаження родючості грунтів. Рясне зрошення полів може призвести до засолення, тобто до підвищення концентрації солей у грунті до рівня, не стерпного рослинами. Внаслідок чого зникають типові рослини цих місць. Вирубка лісу на великих територіях за відсутності відновлювальних посадок призводить до знищення місцеперебувань диких тварин, зміні рослинності, скорочення її різноманітності. Багато видів зникають з причини їх знищення, а також внаслідок забруднення навколишнього середовища. Більшість видів зникає через знищення природних місць проживання, руйнування природних екосистем. Це і є однією з головних причин збіднення біологічного розмаїття.
Біосфера: як людина може зберегти біологічну різноманітність
Під біологічною різноманітністю біосфери розуміють різноманітність всіх видів живих організмів, що складають біосферу, а також все розмаїття генів, що утворюють генофонд будь-якій популяції кожного виду, а також різноманітність екосистем біосфери в різних природних зонах. На жаль, в даний час всілякі види господарської діяльності людини призводять до зниження біологічного різноманіття. Біосфера втрачає біологічне різноманіття. У цьому полягає одна з екологічних небезпек.
Людство ще мало знає про біологічне різноманіття, наприклад, немає ще точних даних про кількість видів у біосфері. Фахівці ще не завжди можуть визначити, які території вимагають особливих заходів охорони та організації на них заповідників. Величезна кількість маловивчених видів, наприклад в тропічних лісах.
Для збереження біорізноманіття необхідно вкладати кошти в його вивчення; удосконалювати природокористування, намагаючись зробити його раціональним; вирішувати глобальні екологічні проблеми на міжнародному рівні.
ЮНЕСКО прийняла конвенцію про Всесвітній спадщині, яка об'єднує природні та культурні пам'ятки. Конвенція закликає піклуватися про об'єкти, які мають цінність для всього людства. Збереження біорізноманіття залежить і від керівників країн, і від поведінки кожного жителя планети.
Різноманіття видів у природі, його причини. Вплив діяльності людини на різноманіття видів. Біологічний прогрес і регрес
1. Біосфера - гігантська екологічна система, заселена різноманітними видами рослин (близько 0,5 млн.), тварин (приблизно в 3-4 рази більше, ніж видів рослин), грибів (близько 100 тис. видів), бактерій (близько 25 тис. видів ), пов'язаними між собою генетичними, харчовими, територіальними та ін зв'язками. 2. Причини різноманіття видів. Їх виникнення завдяки спадковій мінливості, дії боротьби за існування і природного відбору. 3. Неоднорідність виду в межах ареалу, наявність в ньому відносно відособлених, однорідних за складом груп особин - популяцій. Популяція - форма існування виду, одиниця еволюції, в надрах якої зароджується новий вид. 4. Передбачувані етапи видоутворення: 1) виникнення у особин мутацій, 2) схрещування цих особин і поширення в популяції мутацій - причина її неоднорідності; 3) дію різних форм боротьби за існування (міжвидової, внутрішньовидової; боротьби з несприятливими умовами); 4) природний відбір, збереження в популяції особин переважно з корисними мутаціями для конкретних умов середовища, залишення ними потомства; 5) зміну генофонду популяції, зародження нового виду внаслідок спадкової мінливості, боротьби за існування, природного відбору. 5. Біологічний прогрес - напрям еволюції, для якого характерне збільшення чисельності виду, розширення його ареалу, утворення нових популяцій, видів. Приклади еволюції видів по шляху прогресу: заєць-русак (близько 20 підвидів), види круглих паразитичних хробаків. 6. Біологічний регрес - напрямок еволюції, що призводить до скорочення чисельності виду, звуження його ареалу, зменшення числа популяцій виду і, можливо, в кінцевому рахунку до його загибелі. Глобальні екологічні зміни, викликані діяльністю людини, безпосереднє знищення особин - основні причини біологічного регресу. 7. Діяльність людини - потужний фактор біологічного прогресу і регресу. Приклади прогресу: поява стійких до отрутохімікатів видів комах-шкідників, до ліків - хвороботворних бактерій, бурхливий розвиток у забруднених водоймах синьо-зелених. Приклади регресу: скорочення чисельності промислових видів ссавців, риб в результаті нерегульованого промислу, рибної ловлі. Заходи, що стримують і попереджуючі біологічний регрес (регулювання чисельності популяцій, раціональне використання природних ресурсів). 8. Зникнення виду в екосистемі, особливо домінуючого, - причина зникнення інших пов'язаних з ним видів. Вимирання видів - причина збіднення генофонду, його непоправність. Збереження біологічного різноманіття в екосистемах, середовища існування видів - основа підтримки стабільності біосфери.
Біологічне різноманіття
Біорізноманіття - це поняття, що позначають все різноманіття життя на Землі і всі існуючі природні системи. Біорізноманіття, яке ми бачимо сьогодні, - це продукт еволюції протягом мільярдів років, визначається природними процесами і все в більшій мірі - впливом людини. Воно являє собою тканину Життя, складовою частиною якої ми є і від якої повністю залежимо.
Кажуть, що на Землі видів життя набагато більше, ніж зірок на небі. На сьогоднішній день визначені і отримали свої імена близько 1,7 мільйонів видів рослин, тварин і мікроорганізмів. Ми теж є одним з таких видів. Точна кількість видів проживають на Землі до сих пір не відомо. Їх кількість коливається від 5 до 100 мільйонів!
Біологічне різноманіття є безцінним світовим надбанням нинішнього і майбутніх поколінь. Але сьогодні число чинників загрози генному фонду, видів та екосистем велика як ніколи раніше. У результаті діяльності людини екосистеми деградують, види вмирають або їх чисельність тривожними темпами скорочується до рівнів нежиттєздатність. Така втрата біорізноманіття підривають саму основу Життя на Землі і є по істині глобальну трагедію.
За різними даними від 100 до 200 видів стають вимираючими кожні 24 години! Вони зникають безповоротно! Їх зникнення в більшості випадків залишається непоміченим, тому що лише тільки маленька частина їх ідентифікована. Живі види зникали зі швидкістю, у 50-100 разів перевищує природний темп, і очікується, що вона ще значно зросте. За оцінками, які грунтуються на існуючих тенденціях, 34 тисячам видом рослин і 5,2 тисячам видів тварин (включаючи восьму! Частина видів птахів) загрожує повне вимирання. Людство, безумовно, постраждає (і вже страждає) від таких втрат, і не тільки тому, що світ стане біднішим без білих ведмедів, тигрів і носорогів. Виснаження біологічної спадщини світу обмежить появу нових корисних продуктів. Лише незначна частина видів рослин і тварин досліджена на суспільну корисність. Тільки 5000 з приблизно 265 000 видів рослин культивується для виробництва продовольства. Навіть найнезначніші види можуть грати вирішальну роль в екосистемах, до яких вони належать. Люди просто не мають поняття про те, чим вони нехтують. Природне багатство землі це не тільки різноманітність видів, але і генетичні коди, що забезпечують кожна жива істота ознаками, які дозволяють йому виживати і розвиватися. Ці гени можна використовувати для розробки ліків і розширення асортименту продуктів харчування. З рослин одержують більше половини всіх лікарських засобів. За даними ЮНЕП більше 60% людей у світі безпосередньо залежать від рослин, з яких отримують лекартства. У Китаї, наприклад, використовують для медичних потреб понад 5000 з 30000 ідентифікованих домашніх видів рослин. Більше 40% виписуються У США рецептів містять один або більше ліків, одержуваних з диких видів (грибків, бактерій, рослин і тварин). Крім медичної, види диких рослин і тварин мають також іншу високу комерційну цінність. Вони є дуже важливими для промисловості як джерела таніну, гуми, смоли, масел та інших комерційно цінних компонентів. Потенціал для нових продуктів промисловості з невідомих чи погано відомих видів рослин і тварин величезний. Такі продукти можуть навіть містити вуглеводні, які могли б замінити нафту як джерело енергії. Наприклад, дерево, яке росте тільки в північній Бразилії продукує близько 20 літрів соку кожні 6 місяців. Цей сік може бути використаний як паливо для двигунів. У Бразилії також проводиться із зерна метан, який вони потім продають для використання в машинах. Виробництво і використання метану економить для країни 6 мільйонів доларів в іноземній валюті кожен рік. Втрата біорізноманіття знижує продуктивність екосистем, скорочуючи таким чином природне кошик товарів і послуг, з якої ми постійно черпаємо. Вона дестабілізує екосистеми і знижує їх здатність протистояти різним стихійним лихам. Ми витрачаємо величезні гроші на відшкодування збитку від ураганів і повеней, що збільшуються число яких є наслідком вирубування лісів та глобального потепління. Втрачаючи різноманітність ми втрачаємо культурну самосвідомість, яке корінням йде в навколишнє нас біологічне середовище. Рослини і тварини є нашими символами, їх зображення існує на прапорах, в скульптурах і інших образах нас і нашого суспільства. Ми черпаємо натхнення милуючись красою і міццю природи. Зникнення біорізноманіття необоротно в теперішніх умовах, і при нашої залежності від урожаїв сільськогосподарських культур, від ліків та інших біологічних ресурсів, воно становить загрозу і нашому благополуччю.
Причини втрати біорізноманіття
Переважаючими причинами втрати біорізноманіття та деградації біологічних ресурсів (а попросту ЖИТТЯ на Землі) є широкомасштабна вирубка і спалювання лісів, руйнування коралових рифів, неконтрольоване рибальство, надмірне знищення рослин і тварин, незаконна торгівля видами дикої фауни і флори, використання пестицидів, осушення боліт, забруднення повітря, використання куточків незайманої природи під сільськогосподарські потреби і будівництво міст.
Ліси населяє більшість відомих наземних видів, проте 45% природних лісів Землі зникли, головним чином, вирубані за останнє століття. Незважаючи на всі зусилля площа світових лісів стрімко скорочується. До 10% коралових рифів - одна з найбагатших екосистем - зруйновано, а 1 / 3 з решти загине в найближчі 10-20 років! Прибережні мангровие зарості - життєво важлива природне середовище проживання для дитинчат багатьох видів тварин - також знаходиться під загрозою, а половина їх вже зникла. Виснаження озонового шару призводить до прониканню більшої кількості ультрафіолетових променів на поверхню Землі, де вони руйнують живу тканину. Глобальне потепління призводить до зміни ареалів проживання та поширення видів. Багато хто з них загинуть, якщо відбудеться підвищення середньорічної температури на Землі.
Як з'явилася Конвенція
Ще в листопаді 1988 року Програма ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП) організувала Спеціальну робочу групу експертів з біологічного розмаїття з метою вивчення необхідності розробки міжнародної конвенції з біологічного розмаїття. У травні 1989 року, вона заснувала Спеціальну робочу групу з технічних і правових питань для підготовки міжнародного правового документу щодо збереження і сталого використання біологічного різноманіття.
З лютого 1991 року Спеціальна робоча група стала називатися Міжурядовим комітетом з ведення переговорів. Результатом роботи комітету стало проведення 22 травня 1992 року в Найробі, Кенія, Конференцію з узгодження тексту Конвенції про біологічне різноманіття. Конвенція про біологічне різноманіття була підписана 5 червня лідерами 150 держав на історичному Саміті "Планета Земля" в Ріо-де-Жанейро в 1992 році.
Задумана як практичний інструмент для втілення в життя принципів "Порядку денного на 21 століття", Конвенція покликана сприяти сталому розвитку. Вона була відкрита для підписання до 4 червня 1993 року, і до цього моменту її підписали 168 сторін. Конвенція набула чинності 29 грудня 1993 року, на 90 день після її ратифікації 30 країнами. Конвенція про біологічне різноманіття представляє собою угоду, наслідки якого важко переоцінити. На сьогоднішній день її ратифікувало 176 країн і Європейське співтовариство. Завдяки майже загального участі урядів, всеосяжної мандату і доступу до фінансових і науково-технічних ресурсів, Конвенція стала впливати на підхід міжнародного співтовариства до питань біорізноманіття.
Зменшення біологічного різноманіття
Середня тривалість існування видів становить 5-6 млн. років. За останні 200 млн. років зникло близько 900 тис. видів, або в середньому менше одного виду в рік. В даний час швидкість зникнення видів на п'ять порядків більше: за добу зникає 24 види. Передбачається, що до 2000 р. на добу буде зникати 100 видів. За експертними оцінками, протягом наступних 20 - 30 років 25% загального біологічного розмаїття Землі буде перебувати під серйозною загрозою зникнення. В даний час - близько 22 тис. видів рослин і тварин.
Основні причини втрати біологічного розмаїття: втрата середовища існування. Надмірна експлуатація біологічних ресурсів, забруднення довкілля, вплив інтродукованих екзотичних видів.
Інтенсивне тиск на біологічне різноманіття є прямим наслідком зростання чисельності населення. В даний час рівень життя людства забезпечується за рахунок невідновлюваних ресурсів, які акумулювалися на протязі мільйонів років, а споживаються протягом життя декількох поколінь. Втрата біологічного різноманіття має серйозні глобальні наслідки для сільського господарства, медицини і промисловості, фактично для благополуччя людини і навіть його існування. У екологічно неблагополучному стані знаходяться грунти Європи, особливо в її східній частині. Так, наприклад, в Болгарії 80% окультурених земель схильні водної та вітрової ерозії, з них займають площу в 100 км 2 щороку вибувають із сільськогосподарського користування. У Росії близько 50 млн. га сільськогосподарських земель засолені, заболочені або підтоплені грунтовими водами. У країнах Західної Європи, особливо у ФРН, Нідерландах, сільськогосподарські землі сильно забруднені нітратами та пестицидами. На відміну від сьогоднішнього дня, землеробство в майбутньому має грунтуватися на найважливіших принципах біологічної активності: утриманні в грунті поживних речовин, захист грунтового шару від ерозії, підтримці вуглецевого балансу, охорону та раціональне використання водних ресурсів, збереження видового різноманіття. Буде потрібно широке використання різноманітних форм агро-, лісівництва, підсилення заходів зі скорочення опустелювання; введення поліпшених сортів сільськогосподарських культур і схем їх посадки та ін
Чому в теплих районах спостерігається настільки вражаюче видове різноманіття рослин та тварин? Чи тільки тому, що там приємніше жити? Відповідь на це питання дає нове дослідження, проведене групою вчених.
З'ясували, що високі температури середовища у екватора прискорюють метаболізм мешкають там організмів, забезпечуючи енергією генетичні зміни, які й призводять до походження нових видів. Це пояснює відомий ще до подорожі Дарвіна на кораблі «Бігль» факт величезного розмаїття життя в екваторіальній зоні. Робота фахівців також допомагає зрозуміти, як глобальне потепління може впливати на біологічне різноманіття на планеті.
За словами професора Джеймса Джіллулі (James Gillooly), одного з авторів дослідження, виявилося, що швидкість генетичних змін планктону в тропіках набагато вище і зі зростанням температури наростає експоненціально. Це прояснює один з фундаментальних механізмів формування біологічної різноманітності в ході еволюції. Освіта нового виду відбувається в тому випадку, якщо його предок зазнав значні генетичні зміни. Використовуючи математичну модель, що включає такі параметри, як розмір тіла і залежність метаболізму від температури, дослідники зробили прогноз швидкості видоутворення в глобальному масштабі. Потім, на основі вивчення палеонтологічного і генетичного матеріалу, вони вивчили швидкість еволюції ДНК і утворення нових видів форамініферного планктону за період в 30 мільйонів років (форамініфери - одноклітинні планктонні тварини, залишки твердих структур яких добре зберігаються в морських відкладеннях). Швидкість утворення нових видів форамініфер порівняли з динамікою температур на різних широтах, від тропіків до Арктики.
Виявилося, що для утворення всього лише одного нового виду планктонного організму необхідно більше енергії, ніж все людство отримує за рік при спалюванні викопного палива. Причому енергія, необхідна для утворення нового виду, - величина постійна.
Результати роботи дозволяють оцінити біологічне різноманіття з точки зору енергії. У кінцевому рахунку, утворення нових видів, а, значить, і біорізноманіття, є функцією швидкості метаболізму. Ясно, що у примітивних організмів швидкість метаболізму набагато більше залежить від температури навколишнього середовища, ніж, наприклад, у ссавців. Високі температури, характерні для тропіків, прискорюють метаболізм і видоутворення і сприяють збільшенню біологічного розмаїття. Різноманітність - одна з основних рис живого. Розуміння закономірностей його формування та підтримки допоможе краще зрозуміти сутність життя і намітити заходи по її збереженню. Зміни навколишнього середовища, такі як глобальне потепління, впливають не тільки на функціонування екосистем, але також і на процеси сучасного видоутворення і розподілу біорізноманіття на планеті.
Біологічне різноманіття
Життя як стійке планетарне явище можлива лише в тому випадку, коли вона різноякісні.
Біологічне різноманіття біосфери включаємо різноманітність всіх видів живих істот, що населяють біосферу, різноманітність генів, що утворюють генофонд будь-якій популяції кожного виду, а також різноманітність екосистем біосфери в різних природних зонах. Дивовижне різноманіття життя на Землі - це не просто результат пристосування кожного виду до конкретних умов середовища, але і найважливіший механізм забезпечення стійкості біосфери. Лише деякі види в екосистемі мають значну чисельність, велику біомасу і продуктивність. Такі види називають домінуючими. Рідкісні або малочисельні види мають низькі показники чисельності і біомаси. Як правило, види-домінанти відповідальні за основний потік енергії і є головними средообразователямі сильно впливають на умови життя інших видів. Нечисленні види складають як би резерв і при зміні різних зовнішніх умов вони можуть потрапити до складу домінуючих видів або зайняти їхнє місце. Рідкісні види в основному і створюють видову різноманітність. При характеристиці різноманітності враховують такі показники, як видове багатство і вирівняність розподілу особин. Видове багатство виражається відношенням загальної кількості видів до загальної кількості особин або до одиниці площі. Наприклад, у двох спільнотах при рівних умовах мешкає 100 особин. Але в першому ці 100 особин розподіляються між десятьма видами, а в другому - між трьома видами. У наведеному прикладі перший співтовариство має більш багате видове різноманіття, ніж друге. Припустимо, що і в першому і в другому співтоваристві є 100 особин і 10 видів. Але в першому співтоваристві особини між видами розподіляються по 10 в кожному, а в другому - один вид має 82 особини, а решта по 2. Як і в першому прикладі, перше співтовариство буде мати більшу вирівняність розподілу особин, ніж друге.
Збереження біологічного різноманіття - неодмінна умова збереження та розвитку природних екосистем, існування всього життя в цілому.
Біосфера: механізми стійкості
Біосфера являє собою відкриту систему, яка обмінюється речовиною та енергією з навколишнім середовищем. Це можливо тому, що в екосистемі присутні не тільки автотрофи - виробники органічної речовини, але і гетеротрофи - споживачі й руйнівники органічної речовини. Між процесами створення органічної речовини і його перетворенням і руйнуванням встановлюється відносна рівновага, і екосистема залишається стійкою. Стійкість - це властивість екосистеми, яке проявляється у підтримці свого складу, структури і функцій, а також у здатності відновлюватися в разі, якщо вони будуть порушені. Стійкість біосфери визначається:
- Винятковою різноманітністю живої речовини;
- Взаємозамінністю складових її екосистем;
- Дублюванням ланок біогеохімічних циклів;
- Життєвою активністю живої речовини.
Біологічне різноманіття забезпечує багатство інформаційних, речових та енергетичних зв'язків живого і відсталого речовини, а також взаємозв'язку біосфери з космосом, геосферами, процеси глобального біогеохімічного кругообігу.
Існування кожного виду залежить від безлічі інших видів, знищення одного з видів може призвести до зникнення пов'язаних з ним інших видів. Особини одного виду і продукти їх життєдіяльності, а також їх відмерлі тіла є їжею для інших видів, що забезпечує самоочищення екосистем.
Соціально-економічний розвиток суспільства прийшло і явне протиріччя з обмеженими ресурсовоспроізводящімі і життєзабезпечуючих можливостями біосфери. Відбувається виснаження природних ресурсів суші та океану, безповоротна втрата видів рослин і тварин, забруднення навколишнього середовища, спрощення та деградація екосистем. Тому людство шукає шляхи сталого розвитку суспільства і природи.
Біосфера: небезпека збіднення біологічного розмаїття видів і екосистем
Біологічне різноманіття - генетичне, видова, Екосистемне - є першопричиною стійкості як біосфери в цілому, так і кожної окремої екосистеми. Життя як стійке планетарне явище можлива лише в тому випадку, коли вона представлена різноманітними видами та екосистемами.
Але в сучасних умовах настільки зросли масштаби господарської діяльності людини, що виникає небезпека втрати біологічного розмаїття. Різні види діяльності людини призводять до прямого або непрямого знищення різноманітних видів і екосистем біосфери.
Можна виділити кілька основних типів деградації навколишнього середовища, які в даний час є найбільш небезпечними для біологічного розмаїття. Наприклад, затоплення або замулення продуктивних земель, їх бетонування, асфальтування або забудова позбавляють диких тварин місць проживання. Обробіток земель нераціональними методами знижує врожаї через ерозію та виснаження родючості грунтів. Рясне зрошення полів може призвести до засолення, тобто до підвищення концентрації солей у грунті до рівня, не стерпного рослинами. Внаслідок чого зникають типові рослини цих місць. Вирубка лісу на великих територіях за відсутності відновлювальних посадок призводить до знищення місцеперебувань диких тварин, зміні рослинності, скорочення її різноманітності. Багато видів зникають з причини їх знищення, а також внаслідок забруднення навколишнього середовища. Більшість видів зникає через знищення природних місць проживання, руйнування природних екосистем. Це і є однією з головних причин збіднення біологічного розмаїття.
Біосфера: як людина може зберегти біологічну різноманітність
Під біологічною різноманітністю біосфери розуміють різноманітність всіх видів живих організмів, що складають біосферу, а також все розмаїття генів, що утворюють генофонд будь-якій популяції кожного виду, а також різноманітність екосистем біосфери в різних природних зонах. На жаль, в даний час всілякі види господарської діяльності людини призводять до зниження біологічного різноманіття. Біосфера втрачає біологічне різноманіття. У цьому полягає одна з екологічних небезпек.
Людство ще мало знає про біологічне різноманіття, наприклад, немає ще точних даних про кількість видів у біосфері. Фахівці ще не завжди можуть визначити, які території вимагають особливих заходів охорони та організації на них заповідників. Величезна кількість маловивчених видів, наприклад в тропічних лісах.
Для збереження біорізноманіття необхідно вкладати кошти в його вивчення; удосконалювати природокористування, намагаючись зробити його раціональним; вирішувати глобальні екологічні проблеми на міжнародному рівні.
ЮНЕСКО прийняла конвенцію про Всесвітній спадщині, яка об'єднує природні та культурні пам'ятки. Конвенція закликає піклуватися про об'єкти, які мають цінність для всього людства. Збереження біорізноманіття залежить і від керівників країн, і від поведінки кожного жителя планети.
Різноманіття видів у природі, його причини. Вплив діяльності людини на різноманіття видів. Біологічний прогрес і регрес
1. Біосфера - гігантська екологічна система, заселена різноманітними видами рослин (близько 0,5 млн.), тварин (приблизно в 3-4 рази більше, ніж видів рослин), грибів (близько 100 тис. видів), бактерій (близько 25 тис. видів ), пов'язаними між собою генетичними, харчовими, територіальними та ін зв'язками. 2. Причини різноманіття видів. Їх виникнення завдяки спадковій мінливості, дії боротьби за існування і природного відбору. 3. Неоднорідність виду в межах ареалу, наявність в ньому відносно відособлених, однорідних за складом груп особин - популяцій. Популяція - форма існування виду, одиниця еволюції, в надрах якої зароджується новий вид. 4. Передбачувані етапи видоутворення: 1) виникнення у особин мутацій, 2) схрещування цих особин і поширення в популяції мутацій - причина її неоднорідності; 3) дію різних форм боротьби за існування (міжвидової, внутрішньовидової; боротьби з несприятливими умовами); 4) природний відбір, збереження в популяції особин переважно з корисними мутаціями для конкретних умов середовища, залишення ними потомства; 5) зміну генофонду популяції, зародження нового виду внаслідок спадкової мінливості, боротьби за існування, природного відбору. 5. Біологічний прогрес - напрям еволюції, для якого характерне збільшення чисельності виду, розширення його ареалу, утворення нових популяцій, видів. Приклади еволюції видів по шляху прогресу: заєць-русак (близько 20 підвидів), види круглих паразитичних хробаків. 6. Біологічний регрес - напрямок еволюції, що призводить до скорочення чисельності виду, звуження його ареалу, зменшення числа популяцій виду і, можливо, в кінцевому рахунку до його загибелі. Глобальні екологічні зміни, викликані діяльністю людини, безпосереднє знищення особин - основні причини біологічного регресу. 7. Діяльність людини - потужний фактор біологічного прогресу і регресу. Приклади прогресу: поява стійких до отрутохімікатів видів комах-шкідників, до ліків - хвороботворних бактерій, бурхливий розвиток у забруднених водоймах синьо-зелених. Приклади регресу: скорочення чисельності промислових видів ссавців, риб в результаті нерегульованого промислу, рибної ловлі. Заходи, що стримують і попереджуючі біологічний регрес (регулювання чисельності популяцій, раціональне використання природних ресурсів). 8. Зникнення виду в екосистемі, особливо домінуючого, - причина зникнення інших пов'язаних з ним видів. Вимирання видів - причина збіднення генофонду, його непоправність. Збереження біологічного різноманіття в екосистемах, середовища існування видів - основа підтримки стабільності біосфери.
Біологічне різноманіття
Біорізноманіття - це поняття, що позначають все різноманіття життя на Землі і всі існуючі природні системи. Біорізноманіття, яке ми бачимо сьогодні, - це продукт еволюції протягом мільярдів років, визначається природними процесами і все в більшій мірі - впливом людини. Воно являє собою тканину Життя, складовою частиною якої ми є і від якої повністю залежимо.
Кажуть, що на Землі видів життя набагато більше, ніж зірок на небі. На сьогоднішній день визначені і отримали свої імена близько 1,7 мільйонів видів рослин, тварин і мікроорганізмів. Ми теж є одним з таких видів. Точна кількість видів проживають на Землі до сих пір не відомо. Їх кількість коливається від 5 до 100 мільйонів!
Біологічне різноманіття є безцінним світовим надбанням нинішнього і майбутніх поколінь. Але сьогодні число чинників загрози генному фонду, видів та екосистем велика як ніколи раніше. У результаті діяльності людини екосистеми деградують, види вмирають або їх чисельність тривожними темпами скорочується до рівнів нежиттєздатність. Така втрата біорізноманіття підривають саму основу Життя на Землі і є по істині глобальну трагедію.
За різними даними від 100 до 200 видів стають вимираючими кожні 24 години! Вони зникають безповоротно! Їх зникнення в більшості випадків залишається непоміченим, тому що лише тільки маленька частина їх ідентифікована. Живі види зникали зі швидкістю, у 50-100 разів перевищує природний темп, і очікується, що вона ще значно зросте. За оцінками, які грунтуються на існуючих тенденціях, 34 тисячам видом рослин і 5,2 тисячам видів тварин (включаючи восьму! Частина видів птахів) загрожує повне вимирання. Людство, безумовно, постраждає (і вже страждає) від таких втрат, і не тільки тому, що світ стане біднішим без білих ведмедів, тигрів і носорогів. Виснаження біологічної спадщини світу обмежить появу нових корисних продуктів. Лише незначна частина видів рослин і тварин досліджена на суспільну корисність. Тільки 5000 з приблизно 265 000 видів рослин культивується для виробництва продовольства. Навіть найнезначніші види можуть грати вирішальну роль в екосистемах, до яких вони належать. Люди просто не мають поняття про те, чим вони нехтують. Природне багатство землі це не тільки різноманітність видів, але і генетичні коди, що забезпечують кожна жива істота ознаками, які дозволяють йому виживати і розвиватися. Ці гени можна використовувати для розробки ліків і розширення асортименту продуктів харчування. З рослин одержують більше половини всіх лікарських засобів. За даними ЮНЕП більше 60% людей у світі безпосередньо залежать від рослин, з яких отримують лекартства. У Китаї, наприклад, використовують для медичних потреб понад 5000 з 30000 ідентифікованих домашніх видів рослин. Більше 40% виписуються У США рецептів містять один або більше ліків, одержуваних з диких видів (грибків, бактерій, рослин і тварин). Крім медичної, види диких рослин і тварин мають також іншу високу комерційну цінність. Вони є дуже важливими для промисловості як джерела таніну, гуми, смоли, масел та інших комерційно цінних компонентів. Потенціал для нових продуктів промисловості з невідомих чи погано відомих видів рослин і тварин величезний. Такі продукти можуть навіть містити вуглеводні, які могли б замінити нафту як джерело енергії. Наприклад, дерево, яке росте тільки в північній Бразилії продукує близько 20 літрів соку кожні 6 місяців. Цей сік може бути використаний як паливо для двигунів. У Бразилії також проводиться із зерна метан, який вони потім продають для використання в машинах. Виробництво і використання метану економить для країни 6 мільйонів доларів в іноземній валюті кожен рік. Втрата біорізноманіття знижує продуктивність екосистем, скорочуючи таким чином природне кошик товарів і послуг, з якої ми постійно черпаємо. Вона дестабілізує екосистеми і знижує їх здатність протистояти різним стихійним лихам. Ми витрачаємо величезні гроші на відшкодування збитку від ураганів і повеней, що збільшуються число яких є наслідком вирубування лісів та глобального потепління. Втрачаючи різноманітність ми втрачаємо культурну самосвідомість, яке корінням йде в навколишнє нас біологічне середовище. Рослини і тварини є нашими символами, їх зображення існує на прапорах, в скульптурах і інших образах нас і нашого суспільства. Ми черпаємо натхнення милуючись красою і міццю природи. Зникнення біорізноманіття необоротно в теперішніх умовах, і при нашої залежності від урожаїв сільськогосподарських культур, від ліків та інших біологічних ресурсів, воно становить загрозу і нашому благополуччю.
Причини втрати біорізноманіття
Переважаючими причинами втрати біорізноманіття та деградації біологічних ресурсів (а попросту ЖИТТЯ на Землі) є широкомасштабна вирубка і спалювання лісів, руйнування коралових рифів, неконтрольоване рибальство, надмірне знищення рослин і тварин, незаконна торгівля видами дикої фауни і флори, використання пестицидів, осушення боліт, забруднення повітря, використання куточків незайманої природи під сільськогосподарські потреби і будівництво міст.
Ліси населяє більшість відомих наземних видів, проте 45% природних лісів Землі зникли, головним чином, вирубані за останнє століття. Незважаючи на всі зусилля площа світових лісів стрімко скорочується. До 10% коралових рифів - одна з найбагатших екосистем - зруйновано, а 1 / 3 з решти загине в найближчі 10-20 років! Прибережні мангровие зарості - життєво важлива природне середовище проживання для дитинчат багатьох видів тварин - також знаходиться під загрозою, а половина їх вже зникла. Виснаження озонового шару призводить до прониканню більшої кількості ультрафіолетових променів на поверхню Землі, де вони руйнують живу тканину. Глобальне потепління призводить до зміни ареалів проживання та поширення видів. Багато хто з них загинуть, якщо відбудеться підвищення середньорічної температури на Землі.
Як з'явилася Конвенція
Ще в листопаді 1988 року Програма ООН з навколишнього середовища (ЮНЕП) організувала Спеціальну робочу групу експертів з біологічного розмаїття з метою вивчення необхідності розробки міжнародної конвенції з біологічного розмаїття. У травні 1989 року, вона заснувала Спеціальну робочу групу з технічних і правових питань для підготовки міжнародного правового документу щодо збереження і сталого використання біологічного різноманіття.
З лютого 1991 року Спеціальна робоча група стала називатися Міжурядовим комітетом з ведення переговорів. Результатом роботи комітету стало проведення 22 травня 1992 року в Найробі, Кенія, Конференцію з узгодження тексту Конвенції про біологічне різноманіття. Конвенція про біологічне різноманіття була підписана 5 червня лідерами 150 держав на історичному Саміті "Планета Земля" в Ріо-де-Жанейро в 1992 році.
Задумана як практичний інструмент для втілення в життя принципів "Порядку денного на 21 століття", Конвенція покликана сприяти сталому розвитку. Вона була відкрита для підписання до 4 червня 1993 року, і до цього моменту її підписали 168 сторін. Конвенція набула чинності 29 грудня 1993 року, на 90 день після її ратифікації 30 країнами. Конвенція про біологічне різноманіття представляє собою угоду, наслідки якого важко переоцінити. На сьогоднішній день її ратифікувало 176 країн і Європейське співтовариство. Завдяки майже загального участі урядів, всеосяжної мандату і доступу до фінансових і науково-технічних ресурсів, Конвенція стала впливати на підхід міжнародного співтовариства до питань біорізноманіття.
Зменшення біологічного різноманіття
Середня тривалість існування видів становить 5-6 млн. років. За останні 200 млн. років зникло близько 900 тис. видів, або в середньому менше одного виду в рік. В даний час швидкість зникнення видів на п'ять порядків більше: за добу зникає 24 види. Передбачається, що до 2000 р. на добу буде зникати 100 видів. За експертними оцінками, протягом наступних 20 - 30 років 25% загального біологічного розмаїття Землі буде перебувати під серйозною загрозою зникнення. В даний час - близько 22 тис. видів рослин і тварин.
Основні причини втрати біологічного розмаїття: втрата середовища існування. Надмірна експлуатація біологічних ресурсів, забруднення довкілля, вплив інтродукованих екзотичних видів.
Інтенсивне тиск на біологічне різноманіття є прямим наслідком зростання чисельності населення. В даний час рівень життя людства забезпечується за рахунок невідновлюваних ресурсів, які акумулювалися на протязі мільйонів років, а споживаються протягом життя декількох поколінь. Втрата біологічного різноманіття має серйозні глобальні наслідки для сільського господарства, медицини і промисловості, фактично для благополуччя людини і навіть його існування. У екологічно неблагополучному стані знаходяться грунти Європи, особливо в її східній частині. Так, наприклад, в Болгарії 80% окультурених земель схильні водної та вітрової ерозії, з них займають площу в 100 км 2 щороку вибувають із сільськогосподарського користування. У Росії близько 50 млн. га сільськогосподарських земель засолені, заболочені або підтоплені грунтовими водами. У країнах Західної Європи, особливо у ФРН, Нідерландах, сільськогосподарські землі сильно забруднені нітратами та пестицидами. На відміну від сьогоднішнього дня, землеробство в майбутньому має грунтуватися на найважливіших принципах біологічної активності: утриманні в грунті поживних речовин, захист грунтового шару від ерозії, підтримці вуглецевого балансу, охорону та раціональне використання водних ресурсів, збереження видового різноманіття. Буде потрібно широке використання різноманітних форм агро-, лісівництва, підсилення заходів зі скорочення опустелювання; введення поліпшених сортів сільськогосподарських культур і схем їх посадки та ін