Как сохранить биоразнообразие в условиях меняющегося климата?

Рис. 1. Схема, показывающая изменения состояния популяций ряда видов, существовавших до последнего крупного оледенения и, в основном, его благополучно переживших. Из обсуждаемой статьи в Science
Рис. 1. Схема, показывающая изменения состояния популяций ряда видов, существовавших до последнего крупного оледенения и, в основном, его благополучно переживших. Примеры — хвойные деревья Северной Америки и олени Евразии. Toleration — сохранение (переживание неблагоприятных условий). Habitat shift — смена местообитания. Migration — миграция в другие районы. Extinction — вымирание. Из приведенных видов только один — большерогий олень (Megaloceros giganteus) — вымер полностью. Ель Picea martinezi сохранилась, но только в двух крошечных популяциях. Из обсуждаемой статьи в Science

Поскольку прошлый, 2010-й, год решением ООН был объявлен «Годом биоразнообразия», в ряде ведущих научных журналов в последнее время появились публикации, посвященные угрожаемому состоянию всё большего числа видов и попыткам предотвратить их исчезновение с лица Земли. В частности, в журнале Science была опубликована статья, в которой предлагается некая общая схема, позволяющая упорядочить имеющиеся данные о влиянии меняющегося климата на разные виды организмов и предложить более рациональную систему мер по сохранению биоразнообразия.

Выброс в атмосферу всё большего количества парниковых газов не оставляет надежд на то, что процесс глобального потепления в ближайшее время приостановится или хотя бы замедлится. Это обстоятельство нельзя не учитывать, хотя до самого последнего времени основным фактором, определяющим исчезновение видов, было (да и сейчас остается) уничтожение человеком их природных местообитаний (сведение лесов, превращение природных ландшафтов в сельскохозяйственные угодья, прокладка дорог и т. п.). Тем не менее значимость климатической составляющей не только не ослабевает, а наоборот — усиливается. Очевидно, что оценка влияния меняющегося климата на состояние биоразнообразия полна всевозможных неопределенностей, устранение которых требует знания многих параметров, характеризующих как среду обитания, так и сами организмы. Однако осознание трудности задачи вовсе не означает, что мы должны сидеть сложа руки и довольствоваться констатацией того, что всё большее число видов попадает в разряд угрожаемых, а то и уже вымерших (см.: Всё большему числу видов позвоночных грозит вымирание, «Элементы», 27.12.2010).

Теренс Досон (Terence P. Dawson) из Университета Данди (University of Dundee, Данди, Шотландия) и его коллеги из других научных учреждений Великобритании, США и Австралии предлагают схему, которая, интегрируя разные подходы к оценке влияния климата на судьбу конкретных видов (или экосистем), может служить основой для разработки более рациональной системы мер по их сохранению. До недавнего времени основным в этой области исследований был подход, апеллирующий к экологической нише вида (или «модели климатического конверта», climate envelope model).

Суть его в том, что изучается зависимость благополучия вида от совокупности параметров его непосредственного местообитания: температуры, влажности, соответствующего растительного покрова, почв (для растений это особо важно) и т. п. Опираясь на разные сценарии развития климата, можно прогнозировать будущие изменения распространения какого-либо конкретного вида в зависимости от того, насколько ожидаемые условия того или иного местообитания будут соответствовать его нише.

Изменения ареалов (областей распространения) и численности видов, происходящие в связи с изменениями климата, действительно наблюдаются, причем, как ни парадоксально, расширение ареала и увеличение численности — чаще, чем сужение ареала и уменьшение численности. Очевидно, что ряд видов умудряется извлекать выгоду из новых условий. Однако авторы обсуждаемой статьи призывают не торопиться с выводами о снижении риска вымирания видов. Увеличение области распространения какого-либо вида и рост его численности заметить легко, а сокращение ареала и численности — гораздо труднее. Процесс вымирания видов вовсе не мгновенный. Он может занимать годы и даже десятилетия.

Кроме того, в большинстве случаев остается неизвестным, каким образом с изменениями численности конкретной популяции связаны изменения её генофонда. Происходит ли приспособление к новым условиям на чисто фенотипическом уровне (без генетических преобразований) или же это следствие перестройки генетической структуры? При сильном снижении численности, как правило, наблюдается эффект, называемый «генетическим бутылочным горлышком» (см.: Эффект бутылочного горлышка) — выпадение из популяции многих генотипов и снижение общего генетического разнообразия. Популяциям с низким генетическим разнообразием будет уже труднее приспособиться к грядущим существенным изменениям условий.

Авторы статьи обращаются к примеру из прошлого — последнему сильному оледенению, имевшему место примерно 25–20 тысяч лет назад (см.: Последний ледниковый максимум, Last Glacial Maximum). На рис. 1 приведен пример нескольких видов хвойных Северной Америки и нескольких видов оленей Евразии, переживших ледниковый период и доживших до наших дней.

Правда, один из перечисленных здесь видов, большерогий олень (Megaloceros giganteus), всё же вымер, когда при наступившем потеплении значительно расширился пояс лесов, а площадь, занятая тундростепью и редколесьями, резко уменьшилась. Ряд исследователей полагают, что большерого оленя, так же как ряд других крупных млекопитающих, обитавших в позднем плейстоцене, всё же добили охотники. Но если это и так, то численность их к этому времени явно была уже невысокой (см. также: Вероятность вымирания в позднем плейстоцене разных видов млекопитающих зависела от их размера, «Элементы», 07.12.2009).

Один из видов елей, Picea martinezii, выжил, но, очевидно, пережил период крайне низкой численности, да и сейчас представлен только двумя крошечными популяциями в горах на северо-востоке Мексики. Некоторые виды, пережившие последний ледниковый максимум и дожившие до наших дней, сохранились примерно в тех же самых местообитаниях, например можжевельник Juniperus osteosperma и лось Alces alces (хотя лось явно также прошел через «бутылочное горлышко»). Другие виды сменили места своего обитания — например, благородный олень (Cervus elaphus), освоивший широколиственные леса, — или совершили крупномасштабные миграции, как северный олень (Rangifer tarandus).

Скелет большерогого (или ирландского) оленя (Megaloceros giganteus) — одного из немногих видов, которые не сумели пережить значительное изменение климата, точнее — порожденное этим изменение ландшафта. Последние большерогие олени существовали еще 7,5 тыс. лет назад. Фото Franco Atirador с сайта wikipedia.org
Скелет большерогого (или ирландского) оленя (Megaloceros giganteus) — одного из немногих видов, которые не сумели пережить значительное изменение климата, точнее — порожденное этим изменение ландшафта. Последние большерогие олени существовали еще 7,5 тыс. лет назад. Фото Franco Atirador с сайта wikipedia.org

То, что многие растения и животные сумели пережить ряд оледенений, чередующихся с межледниковьями, уже свидетельствует о значительных адаптационных возможностях организмов. Однако данное обстоятельство не должно нас успокаивать, поскольку в современном мире, в условиях, когда многие природные ландшафты радикальным образом трансформированы человеком, уповать на повторение сценария, имевшего место ранее, не приходится.

Имеющиеся данные о разных угрозах существованию того или иного вида в связи с изменением климата позволили авторам обсуждаемой статьи предложить некую общую схему, определяющую необходимость вмешательства человека (рис. 2). Исследователи исходили из того, что существуют разные типы уязвимости, и, соответственно, не может быть одной единственной стратегии снижения риска вымирания, пригодной для всех случаев. Главная диагональ (ось) на данной схеме отражает возрастающую необходимость вмешательства человека для сохранения вида (или отдельной экосистемы): от политики «laissez-faire» («будь что будет») до принятия самых активных и решительных мер.

Рис. 2. Схема, показывающая разную уязвимость видов (или экосистем) к меняющемуся климату и степень необходимого вмешательства человека для их сохранения. Из обсуждаемой статьи в Science
Рис. 2. Схема, показывающая разную уязвимость видов (или экосистем) к меняющемуся климату и степень необходимого вмешательства человека для их сохранения. По горизонтали — возрастание воздействия климатических изменений и возникновение барьеров, препятствующих расселению. По вертикали — возрастание чувствительности к изменениям (или ослабление возможностей адаптации). Диагональная ось, показанная как стрела, — это степень необходимого вмешательства человека для сохранения вида. Чем дальше по стрелке, тем острее необходимость перехода от политики игнорирования происходящего (benign neglect) до самого активного вмешательства (intensive intervention), вплоть до культивирования в искусственных условиях — в зоопарках и ботанических садах (ex situ conservation). Левый нижний угол панели соответствует низкой уязвимости, правый верхний — высокой. Вертикальная стрелка на панели отражает степень готовности (preparedness) к проведению тех или иных мероприятий. Из обсуждаемой статьи в Science

Политика «laissez-faire» широко используется в США и некоторых странах Африки на обширных территориях, трактуемых как «дикая природа» или входящих в состав национальных парков. Активное вмешательство — это, к примеру, реинтродукция хищников верхнего звена или изъятие отдельных особей, представляющих угрозу для человека (например, некоторых экземпляров медведей гризли). Вполне возможно, что в скором будущем потребуется вмешательство человека в некоторые экосистемы, которые пока такого вмешательства не требуют, — например, северные хвойные леса.

Очевидно, что в условиях меняющегося климата необходимо иметь более гибкую стратегию охраняемых территорий. Важно, к примеру, создание буферных зон, снятие барьеров на пути миграций животных, установление коридоров и мостов (в прямом и переносном смысле), облегчающих передвижения животных и освоение ими новых территорий. В некоторых случаях охрана отдельных видов требует интенсивного вмешательства — от облегчения миграций и переноса организмов до разведения исчезающих видов в зоопарках и ботанических садах. Наука об охране природы должна перейти от предсказаний возможных изменений к разработке эффективной системы мер по противостоянию растущей угрозе биоразнообразию.

Источник: Terence P. Dawson, Stephen T. Jackson, Joanna I. House, Iain Colin Prentice, Georgina M. Mace. Beyond predictions: biodiversity conservation in a changing climate // Science. 2011. V. 232. P. 53–58.

См. также:
1) Всё большему числу видов позвоночных грозит вымирание, «Элементы», 27.12.2010.
2) Потепление климата угрожает благополучию перелетных птиц, «Элементы», 24.02.2011.
3) Спасти белых медведей от исчезновения может только сокращение выбросов парниковых газов, «Элементы», 14.01.2011.
4) Мамонты вымерли потому, что им негде стало жить, «Элементы», 05.04.2008.

Алексей Гиляров


8
Показать комментарии (8)
Свернуть комментарии (8)

  • Kuzia  | 01.05.2011 | 02:23 Ответить
    Исправьте, пожалуйста: LGM был все-таки 25-20 тыс. л.н., а не млн.
    Ответить
    • editor > Kuzia | 01.05.2011 | 02:33 Ответить
      Большое спасибо, исправили.
      Ответить
  • grihanm  | 02.05.2011 | 23:21 Ответить
    Мне кажется, что помимо разъяснений по поводу (возможных) причин вымирания и предполагаемых мер, которые необходимо принять для предотвращения вымирания, необходимо также вести дискуссию по поводу (на мой взгляд) наиважнейшего вопроса, ответ на который совсем не так очевиден, как может быть кому-то кажется. А именно: зачем предотвращать вымирание? Какой смысл бороться за сохранение исчезающих видов? Ну вымрет один вид - его нишу через миллиончик лет займёт другой...
    Ответить
    • Jesus DarkJewel > grihanm | 03.05.2011 | 05:16 Ответить
      Статью полностью не прочитал. уж очень сильно мой мозг противиться идеи попытки сохранить все существующие виды, не просто так же они вымирают по природным причинам.
      нет я не против попытаться восстанавливать те виды которые вымирают по причинам воздействия на них человека, но те которые сами вымирают мне кажется трогать не надо максимум собрать ДНК и может "каждой твари по паре" в Зоопарки\Заповедники посадить не в экологических, а в исторических целях.
      Ответить
      • hongma > Jesus DarkJewel | 04.05.2011 | 10:55 Ответить
        Помнится, один товарищ увидев Александрийскую библиотеку сказал: Если в этих книгах содержится то же, что и в Коране - они бесполезны и их надо сжечь. Если они противоречат Корану - они вредны и их тем более надо сжечь. Так и сделал :)
        Мы плохо представляем себе, для чего даже с чисто прагматической точки зрения могут понадобиться те или иные виды. Кое о чем уже можем сказать - генная инженерия требует максимально полного банка всех имеющихся генов как для их прямого использования, так и как заготовок для импровизаций. Кроме того, вымирание одного вида по цепочке уничтожает порой целую кучу других. Так, истребление дронтов поставило на грань исчезновения ценные породы деревьев, семена которых они распространяли.
        Ответить
        • Jesus DarkJewel > hongma | 04.05.2011 | 11:34 Ответить
          Ну если смотреть на это с такой точки зрения, то заботы о природе тут 0. это только забота о нашем будущем что-бы и завтра у нас были олени на которых можно поохотится или крысы на которых можно поставить эксперименты.
          а абзац про библиотеку мне не очень понятен, не я не grihanm не предлагали убить всех "ненужных" зверей, мы говорим о том что-бы не мешать умирать тем кто должен умереть по естественным причинам.
          Ответить
          • Zavr > Jesus DarkJewel | 06.05.2011 | 23:48 Ответить
            А мой мозг как раз противится мысли о том, что не надо сохранять все существующие виды. Это кажется настолько очевидным, что даже сложно это сформулировать... По этому я бы тоже с удовольствием выслушал грамотный, правильный ответ на этот вопрос.

            В ответ JDJ следует заметить, что разделить естественные и искусственные причины вымирания на настоящий момент практически невозможно, так как практически невозможно сейчас обнаружить местообитаний, совершенно нетронутых человеком. А при изменении ареалов из за изменения климата сделать это будет ещё сложнее. Да и скорость вымирания животных и растений в антропогене намного выше чем "фоновая". Некоторые учёные считают, что даже современное деление растительности на пояса во многом имеет антропогенное происхождение, так как появилось после уничтожения человеком крупных млекопитающих, а до этого сплошных лесных поясов не было, а была одна лесостепь. К тому же, если предположить, что потепление действительно вызвано деятельностью человека, тогда естественных причин ну совсем не останется)

            Кстати вы не одиноки, вот, например, известный ботаник В.К. Жиров считает, что "сохранению подлежат
            лишь те виды, которые полезны,
            красивы или дружественны человеку, забота же о хищниках и паразитах, т.е. тварях, испорченных грехопадением, признается излишней." И даже целую статью написал по этому поводу, (ну и вообще против биоцентризма и протестантской биноминальной нуменклатуры, в философский надо сказать журнал)):

            http://trv-science.ru/2010/04/27/grexopadenie-botaniki/

            http://vestnik.mstu.edu.ru/v11_4_n33/articles/09_zhirov.pdf
            Ответить
            • Jesus DarkJewel > Zavr | 16.05.2011 | 10:58 Ответить
              Я пытаюсь сказать, что нет смысла сохранять животных чей ареал обитания был потерян.(и не важно по природным факторам он был потерян или по антропогенным)
              а под "воздействием человека" я подразумевал вымирания вида из-за убийства его человеком то бишь ареал где этот вид жил и может продолжать жить есть а "население" ареала снижено из за человеческой деятельности (убийства ради ценных шкур, бивней и т.д.)
              просто попытка сохранять вид без его ареала обречена если не на провал, то как минимум на утяжеление жизни животного, что на мой взгляд жестоко по отношению к этому животному.
              Переставьте такую природную ситуацию (где то видео было но вряд ли найду) черепаха откусила половину мышки, мышку конечно жалко и предположим у нас (у людей) есть возможность не дать половине мышке умереть, т.е. зашить ее как-то решить проблему с потерянными(поврежденными) внутренними органами, вобщем вернуть к жизни то что от нее осталось (голова и передние лапки). я не берусь оценивать чувства мышки, но мне со стороны это кажется жестоким оставить ее жить калекой. Если в человеческом обществе мы оставляем жить инвалидов и помогаем им из-за того, что мы изначально социальные животные то в случае с мышкой наверняка она умрет от голода потому что будет не способна добыть себе пищу.
              Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»