6.2. Сохранение генофонда планеты. Изменение видового и популяционного состава флоры и фауны

Генофонд (от греч. genes – рождающий, рожденный и франц. fond–основание) – вся совокупность видов живых организмов с их существующими и потенциальными наследственными задатками. Генофондом называют также совокупность генов, которые имеются особей, составляющих данную популяцию.

По данным науки, первые живые существа появились 3,5 млрд лет назад; многоклеточные – около 2,5 млрд лет назад. В это время в атмосфере Земли возник кислород, и она постепенно насыщалась этим газом; 600 млн. лет назад содер­жание кислорода в атмосфере составляло 1% от современного, в этот период возникли многочисленные виды животных. 400 млн. лет назад, когда концентрация кислорода достигла уже 10% современной, возник озоновый экран, защищаю­щий все живое от жесткого ультрафиолетового излучения, жизнь из океана вышла на сушу, возросла интенсивность реакции фотосинтеза, появились растения. Концентрация кислорода за 100 млн. лет достигла современного уровня, в то время как концентрация углекислого газа все время убывала – он расходовался как пища для растений при про­изводстве биомассы. Возникновение млекопитающих и птиц произошло около 100 млн лет тому назад; приматов – 60 млн лет, рода человека – 6 млн лет, Homo sapiens – 60 тыс. лет. На протяжении всей истории планеты сложность биосферы как системы непрерывно возрастала. Следу­ет помнить, что не все составляющие биосферы непрерывно развиваются, некоторые биоценозы останавливаются в развитии, а затем деградируют и гибнут, не выдержав конкуренции. Первобытный человек не пошел по чисто биологическому пути развития, а предпочел общественные формы существования, т. е. формирование коллективного интеллекта при развитии индивидуальности. Выделившись из животного мира характером своей эволюции, в остальном человек продолжает принадлежать животному царству, так как он еще не влияет на изменение круговорота веществ в природе.

На протяжении всей своей истории человек оказывал влияние на природу, воздействуя как на отдельные виды растений и животных, так и на сообщества в целом. За по­следние 100 лет рост населения, а главным образом качественный скачок в развитии науки и техники привели к тому, что антропогенное воздействие на биосферу вышло на один уровень с естественными факторами планетарного масштаба. Преобразованные человеком ландшафты (города, поселения, сельскохозяйственные угодья, промышленные комплексы и т. п.) охватили более 20% территории суши, при этом содержание углекислого газа в атмосфере за этот промежуток времени увеличилось более чем на 20%. Расход кислорода в промышленности и на транспорте со­ставляет в масштабе всей биосферы порядка 10% планетар­ной продукции фотосинтеза (вспомните правило десяти про­центов); в некоторых странах техногенное потребление кис­лорода превышает его производство растениями. В наши дни воздействие человека на природные системы становится на­правляющей силой дальнейшей эволюции экосистем.

Глобальное антропогенное загрязнение атмосферы, почвы и гидросферы выбросами промышленных предприятий, бытовыми и сельскохозяйственными отходами, большинство из которых не имеют в природе редуцентов и обладают токсичным воздействием на живые организмы, приводит к серьезным изменениям в природе.

Например, активное загрязнение атмосферы промышленными выбросами («кислотными» выбросами и токсичными газами) и, как следствие, изменение ее исходного газового состава (снижение содержания О₂ и повышение СО₂), а так­же пылевые загрязнения наносят вред животным, растениям, экосистемам в целом и естественно самому человеку. Выбросы токсичных веществ могут вызвать массовые отравления насекомых, птиц и диких животных. Газообразные загрязнители приводят к частичной или полной гибели рас­тений.

Промышленная деятельность человека приводит к тотальному загрязнению почв. Основные компоненты–загрязнители – промышленные и бытовые выбросы, строительные отходы, зола ТЭЦ, выбросы пустой породы в местах разработки и добычи полезных ископаемых и т. п. Отвалы этих загрязнений скрывают под собой большие площади плодородных почв и, кроме того, они могут содержать большие количества токсичных для всего живого соединений химиче­ских элементов: серы, меди, цинка, ртути, свинца, мышьяка, алюминия и др. При геологоразведочных работах почва засоряется промывочными жидкостями, которые используются при бурении (хлорид и гидроксид натрия), а также дизельным топливом и битумом, что приводит к засолению почв. Растительность на таких почвах, как правило, погибает. Широкое применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, при озеленительных работах в городах, на дачных и садо­вых участках вызывает массовую гибель не только вредных насекомых и сорняков, но и оказывает губительное действие на другие живые организмы, в том числе и на человека. Часто неумелое использование пестицидов приводит к увеличению численности вредителей из–за уничтожения их естественных врагов и паразитов. Передаваясь по пищевой цепи, отравляющие вещества способствуют гибели зверей и птиц, накапливаются в пищевых продуктах, которые потребляет человек.

Острейшей проблемой современности стало загрязнение пресных вод. Быстрое развитие различных отраслей промышленности и бурный рост народонаселения ведут к нарастающим масштабам загрязнения рек, озер и других континентальных пресноводных водоемов бытовыми и промышленными стоками, токсичными для человека и других организмов. В водоемах, загрязненных отходами химиче­ских, металлургических, целлюлозно–бумажных и других производств, погибает все живое: водоем становится мертвым. Особую опасность для гидробионтов (жителей водое­мов) представляют нефть и нефтепродукты, кислоты, соли, различные токсиканты, изменяющие параметры водной среды. Во многих водоемах загрязнение промышленными и сельскохозяйственными отходами приводит к замене основных промысловых рыб на менее ценные породы. Например, осетровые, лососевые и сиговые породы рыб постепенно заменяются на карповые и окуневые (плотва, лещ, окунь, ерш). Тотальное загрязнение пресных водоемов особенно опасно на фоне общей нехватки пресной воды. Сегодня половина человечества испытывает «водное голодание», причем это относится и к высокоразвитым странам. Местом бесконтрольного сброса различных отходов (в том числе и радиоактивных) служит акватория Мирового океана. Известный путешественник Тур Хейердал, неоднократно пересекавший разные океаны, с горечью отмечал, что все они сильно засорены отбросами с разных судов; морские течения создают в океанах целые острова из этих отбросов. Морские воды тоже сильно загрязнены нефтепродуктами. В случае аварий с крупнотоннажными нефтеналивными судами происходит катастрофическая по масштабам гибель водных птиц и морских животных. Пестициды, попадая из рек в Мировой океан, быстро разносятся морскими течениями и вызывают болезни, и даже гибель многих морских обитателей.

Все вышеперечисленные проблемы только условно можно отнести к чисто экологическим. Человек давно решил техническую задачу по разработке и строительству разного рода очистных сооружений. К сожалению, эти сооружения часто не строятся или не функционируют в полной мере не из–за недостатка средств, а из–за непонимания экологической опасности – негативных последствий действия антропогенных факторов. Важен также и юридический аспект проблемы – соблюдение законодательства, ограничивающего выброс промышленных отходов в окружающую среду. Но главнейшим, конечно, является социальный аспект рассматриваемой проблемы.

Катастрофическое влияние человека на природу впервые было реально воспринято и оценено через опубликованные списки истребленных человеком видов растений и животных. Охотясь и убивая животных ради меха, рогов, мяса, че­ловек поставил многих из них на грань вымирания. Считают, что в современной биосфере представлено около 2 млн видов живых организмов (за все время существования биосферы их было не менее 1 млрд.!). По данным МСОП, только за обозримый исторический период человек истребил более 100 видов крупных млекопитающих, примерно столько же видов и подвидов птиц. Главные причины уничтожения животных – нарушение механизмов воспроизводства популяций из–за резкого снижения их численности и увеличения плотности населения, а также коренное изменение свойственных виду биотопов, нарушение биоценотических связей в виде появления новых хищников, возбудителей болезней, борьбы с вредителями, интродукции чужих видов, прямого систематического уничтожения видов для защиты продукции, непреднамеренное уничтожение. Одним из первых, кто определил влияние человека на животный мир, был русский ученый К. Ф. Рулье, который писал: «Конечно, человек име­ет небольшое значение в природе как материальный ее деятель, однако же, и он влияет на жизнь животных. С одной стороны, он изменяет физические условия, посреди которых живут растения и животные, почву, болота, воды, леса, а тем изменяет и приволье в пище, приюте и климате для животных. С другой стороны, человек иногда действует и непосредственно на само животное, находя в нем или врага, или пищу. При этом часто сокращается число животных, а иног­да оно исчезает и всем родом – вырождается».

Не менее разрушительной оказалась деятельность человека по отношению к растительности. С давних пор во всех странах мира шла неумеренная вырубка леса. В результате многие страны практически лишились леса. В России с конца XVII в. до 1914 г. лесистость снизилась с 51 до 33%. В настоящее время центр хищнического истребления тропических лесов переместился в Центральную Америку и Юго–Восточную Азию.

Охрана природы не может ограничиваться только запретительными мерами (частичным или полным запретом охоты, рыболовства, созданием сети заповедников, заказников, резерватов и т. п.). В популяциях зверей и птиц, на которых длительное время запрещена охота, увеличивается количе­ство старых и больных животных, поэтому приходится до­пускать существование определенного количества хищни­ков или проводить выборочный отстрел. В противном случае появляются признаки вырождения, и численность охраняе­мых животных падает.

В силу перечисленных негативных факторов воздействия человека на биосферу наблюдается рост генетической неполноценности человечества. Сегодня каждый 700–й ребенок в силу естественных мутаций рождается с заметными откло­нениями от нормы. Раньше такие дети погибали, но успехи современной медицины позволяют им не только выжить, но и давать потомство. На это накладывается Давление социаль­ных факторов (алкоголизм, токсикомания, наркомания), перенаселенность городов, загрязнение воздуха и воды, продуктов питания, миграция населения и т. д., что приводит к размыванию генофонда, т. е. к увеличению процента неполноценных особей. Предполагается, что уже к концу XXI в. человечество может подойти к опасному порогу такого размывания и ослабления генофонда.

Для сохранения природных ресурсов нужно не исключать вмешательства человека в дела природы, а разумно направлять его деятельность, чтобы она обеспечивала восстановление и увеличение природных богатств.

Со всеми вышеперечисленными формами технологиче­ского воздействия человечества на природные системы, ко­торые являются прямыми формами негативного влияния на природу, надо бороться. Главное – не допускать, предотвра­щать такое влияние. Решение всех этих проблем находится во власти человека.

Наряду с прямым влиянием человечество всеми формами своей деятельности вносит косвенные изменения в состав и условия существования природных сообществ. Развитие транспорта и связи, грандиозные масштабы гидростроительства и мелиорации, изменение ландшафтов в связи с созданием городов и введением индустриальных методов сельского хозяйства – все это независимо от желания человека су­щественно изменяет условия существования окружающих его экосистем и отдельных видов живых организмов.

С развитием транспортных систем и транспортных пото­ков резко увеличивается переселение животных за пределы их естественных ареалов. Растения и животные «путешествуют» вместе с грузами (проникают в железнодорожные вагоны, салоны самолетов, трюмы судов, прикрепляются к днищам кораблей). Вместе с грузами переселяются крысы, мыши, тараканы, амбарные вредители, семена сорняков, возбудители болезней. Масштабы непредумышленного рас­селения животных и растений очень велики. Только в круп­ные порты регулярно завозятся многие виды. Например, в порт г. Гамбурга в течение трех лет было завезено 490 ви­дов животных (в том числе 4 вида ящериц, 7 видов змей, 2 – амфибий, 22 – моллюсков, остальные – насекомые и па­укообразные). При благоприятных кормовых и природных условиях возможно укоренение переселенного вида, этот вид может резко повысить численность (происходит «демогра­фический взрыв»), что сопровождается неприятными воздействиями на те или иные условия жизни человека. Даже самые строгие карантинные меры не всегда могут предотвратить непредусмотренную интродукцию чужеродных видов.

Аналогичные закономерности часто проявляются и при направленной акклиматизации видов, представляющих ценность для человека. Стихийная, экологически непродуманная интродукция вида в новые условия может окончиться неудачей. Например, вселение в 1965 г. в систему водое­мов Панамского канала чужеродного вида окуня привело к поеданию им популяций местных мелких рыб. В результате появились вспышки массового развития зоопланктона и цветения воды, а также возросла вероятность эпидемиче­ских вспышек малярии. Можно привести примеры положительной интродукции, которая не сопровождалась вытеснением местных видов. Так, в экосистему Каспийского моря была внедрена полихета – представитель беспозвоночных животных класса червей, составляющий большую часть планктона. Размножившись в большом количестве, новый вид сформировал устойчивую кормовую базу для ценных промысловых пород рыб.

Существенное значение в изменении состава и биотических связей в водных сообществах имеют гидротехнические сооружения. Например, после открытия в 1869 г. Суэцкого канала в Средиземном море появился ряд гидробионтов, обитающих в Красном море. Известно отрицательное влияние плотин гидроэлектростанций на воспроизводство запасов рыб в связи с перекрытием нерестовых путей; специальные каналы для пропуска рыб строятся далеко не везде, и не все рыбы эффективно могут ими пользоваться. Создаваемые плотинами водохранилища также нередко подрывают запасы рыб, затапливая прежние нерестилища.

В современных условиях антропогенное изменение ландшафтов представляет собой наиболее мощный и постоянный фактор, оказывающий влияние на видовой состав, структуру и экологические связи в экосистемах. Антропогенные изменения ведут к обеднению видового состава и упрощению биоценотических связей в экосистеме, что снижает устойчивость экосистем к внешним воздействиям и приводит к нарушению равновесия внутрисистемных взаимосвязей. С другой стороны, введение человеком в исходный тип ландшафта элементов мозаичности увеличивает биологическое разнообразие и усложняет связи в биоценозе, что повышает устойчивость таких антропогенных биоценозов. В антропогенных «культурных» ландшафтах создаются условия для формирования устойчивого комплекса птиц и насекомых, ограничи­вающих возможности вспышек вредителей.

Виды по–разному реагируют на антропогенное изменение ландшафтов. Основная причина вымирания животных в последние столетия заключается не столько в их физическом истреблении, сколько в нарушении условий нормального существования и воспроизводства. Отсюда следует, что для сохранения исчезающих видов их следует охранять на специальных заповедных территориях, которые сохранили «эталоны» нетронутых зональных экосистем, а если это невозможно – сохранять их в искусственных экосистемах. В то же самое время в составе экосистем всегда есть виды, которые получают в измененных ландшафтах достаточные возможности для реализации экологических требований к среде обитания (животные находят достаточное количество корма и приемлемую гармоничную среду обитания). Особенности городской архитектуры (ниши, щели, уступы, карнизы) открывают широкие возможности для поселения многих видов птиц и других животных. В современных городах ря­дом с человеком проживают стрижи и сизые голуби, в город­ских парках и на бульварах можно встретить дроздов, зябликов, белок и других животных. Животные, существование которых тесно связано с человеком и местом его проживания, получили название синантропные организмы (от греч. syn – вместе и anthropos – человек). Синантропными стали паразиты человека и домашних животных, клещи и многие насекомые, которых в настоящее время относят к амбарным вредителям, заселяющим зернохранилища. Некоторые синантропные организмы (мыши, крысы, клопы и тараканы) уже редко встречаются вне места жительства человека. На искусственных водоемах можно встретить гусей, уток и даже лебедей. Получая от людей корм, эти птицы часто остаются зимовать на этих водоемах, чего раньше не наблюдалось. Часть видов птиц связана с городскими свалками (грачи, галки, вороны, голуби и чайки в прибрежных городах). Подземные коммуникации широко используются грызунами.

Охрана растительного и животного мира требует усилий и компетенции самых различных специалистов и организаций. Подчас человек изменяет окружающую среду быстрее, чем ее изучает, а это таит в себе опасность невосполнимого ущерба флоре и фауне. Это одна из главных причин, которая «вызвала к жизни» Красную книгу. Красный цвет – это сигнал тревоги, действенное средство для привлечения внимания к тому или иному виду, который оказался под угрозой исчезновения. В Красную книгу РФ занесены редкие и исче­зающие виды, приводится их строгое научное описание: сис­тематическое положение, внешний вид, распространение, основные сведения по биологии, численности и необходимые меры охраны. Состав видов, включаемых в Красную книгу, не остается постоянным, он меняется от выпуска к выпуску этой книги, как в результате накопления новых знаний, так и в результате изменения ситуации с тем или иным видом в лучшую или худшую сторону. В зависимости от ситуации и степени угрозы исчезновения все виды, вносимые в Красную книгу РФ, делятся на пять категорий – от видов, находящихся под непосредственной угрозой полного исчезновения, до видов, которые с помощью принятых мер уже восстановили свою численность, но нуждаются в постоянном контроле.

Красная книга – список и описание редких и находящихся под угрозой исчезновения животных, растений и грибов, аннотированный перечень их видов и подвидов с указанием современного и прошлого распространения, численности и причин ее сокращения, особенности воспроизводства, уже принятых и необходимых мер охраны вида. Существуют международный (МСОП – Международный союз охраны природы), национальный (в масштабах государств) и локальный варианты Красной книги. В Международную Красную книгу входят следующие тома: «Млекопитающие» – 310 видов, «Птицы» – 320 видов, «Земноводные и пресмыкающиеся» – 162 вида, «Рыбы» – 40 видов. Международная Красная книга растений включает 250 таксономических групп (в охране нуждаются примерно 20 тыс. видов высших растений, что составляет около 10% мировой фауны).

Рис. 82. Эмблемы всемирных природоохранных организаций:

а – Международный совет по охране птиц (Кембридж, Великобритания);

б – Всемирный фонд природы (Годалминг, Великобритания);

в – Международный фонд животных (Кроуборо, Великобри­тания);

г – Всемирное общество защиты животных (Лондон, Вели­кобритания);

д – Международное исследовательское бюро по водоплавающим и болотным птицам

(Слимбридж, Великобритания);

е – Гринпис – международная неправительственная организация (Лондон, Великобритания)

МСОП собирает информацию о состоянии природы в разных регионах мира, организует кампании против торговли продуктами животного происхождения и мероприятия по спасению растений и животных от вымирания. На рис. 82 приведены эмблемы основных Крупных всемирных природоохранных организаций.

Пути решения проблемы сохранения генофонда планеты:

1. Разработка и осуществление согласованной международной программы охраны окружающей среды, включаю­щей следующие мероприятия:

♦ создание международного экологического фонда для организации и проведения природоохранных мер мирового значения (по прекращению вырубки тропических лесов, улуч­шению качества питьевой воды и пр.);

• установление международных экологических стандартов и контроля за состоянием природной среды (с правом инспектирования любой страны);

• введение международных квот (норм) на вредные выбросы в атмосферу (такой опыт уже существует с 1987 г. в отношении фтор–, хлорсодержащих углеводородов – фреонов, разрушающих озоновый слой);

• объявление природной среды достоянием всего человечества и введение в международную практику принципа «платит загрязняющий» (например, введение международного «зеленого налога» на вредные выбросы).

2. Постоянное, полное и правдивое информирование людей о состоянии среды их обитания, экологическое просвещение и воспитание, формирование экологического мировоззрения в обществе.

3. Создание обоснованного природоохранного законодательства, в котором должны быть предусмотрены высокая ответственность за его нарушение и действенные стимулы, побуждающие к охране окружающей среды (например, введение специальных «экологических налогов» на применение наиболее «грязных» технологий и, наоборот, – налоговых льгот для экологически чистых производств).

4. Переход к новой экологичной технологической культуре (рациональные подходы к использованию природных ресурсов, применение наиболее «чистых» и наименее редких из них, забота о воспроизводстве возобновляемых ресурсов, внедрение безотходных и малоотходных, ресурсо– и природосберегающих технологий, экозащитных систем и т. д.).