36. Мониторинг биологического разнообразия на разных уровнях исследования – определение, цели, задачи. Индикаторы биологического разнообразия.

Основной метод оценки состояния биологических систем – это мониторинг- это многократные измерения для слежения за изменением какого-либо параметра в некотором интервале времени; система долгосрочных наблюдений, оценки, контроля и прогноза состояния и изменения объектов. Биологический мониторинг предполагает слежение за биоразнообразием – наличием видов, их численностью и состоянием, появлением видов, не свойственных для данных экосистем и т. д. При осуществлении биомониторинга в целях контроля качества среды обитания, часто используют биоиндикаторы. Биоиндикаторы – организмы или сообщества организмов, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Многие организмы весьма чувствительны и избирательны по отношению к различным факторам среды обитания (химическому составу почвы, вод, атмосферы, климатическим и погодным условиям, присутствию других организмов и т. п.) и могут существовать только в определенных, часто узких границах изменения этих факторов. При помощи биоиндикаторов устанавливают содержание в субстрате биологически активных веществ, а также определяют интенсивность различных химических (рН, содержание солей и др.) и физических (радиоактивность и др.) факторов среды.

Важный аспект применения биоиндикаторов – оценка с их помощью загрязнения окружающей среды (биотестирование) и постоянный контроль ее качества и изменений (биомониторинг).

Существуют различные методы биотестирования:

- фитологическое картирование – картирование числа видов и степени проективного покрытия и сравнение с эталоном, в качестве которого обычно используют заповедные территории;

- экспозиция в загрязненной среде растений или животных – биоиндикаторов и сравнение их с выращенными в нормальных условиях;

- анализ изменений в составе и численности видов в сообществах;

- анализ видимых повреждений организмов и другие методы.

Важным инструментом осуществления мониторинга биологического разнообразия признается использование индикаторов – качественных и количественных характеристик биоты, позволяющих оценивать ее состояние, степень нагрузок на нее со стороны хозяйственной деятельности, проводить сравнительный анализ в пространстве и во времени, выявлять тенденции изменений и принимать адекватные управленческие решения.

37. Сокращение биологического разнообразия. Основные факторы потерь биоразнообразия, последствия.

Основными причины:

– разрушение естественных экосистем в результате вырубки лесов, расширения пахотных и пастбищных площадей, строительства городов, прокладки дорог, каналов, других коммуникаций;

– рост населения планеты и развитие его хозяйственной деятельности; загрязнение атмосферы производственными выбросами;

– применение ядохимикатов в сельском хозяйстве, вызывающее гибель насекомых, птиц, рыб, некоторых видов животных.

Сейчас темпы исчезновения отдельных биологических видов в 50— 100 раз превышают естественный показатель. В каталоги внесены 14 млн. видов животных и растений, исчезнувших к настоящему времени. Значительная часть территории, на которой ранее росли леса, превращается в сельскохозяйственные земли низкого качества, которые не могут прокормить живущих на этих землях людей.

Для сохранения биологического разнообразия необходимо обеспечить:

– сохранение лесов;

– охрану водной и воздушной среды;

– защиту нетронутого еще человеком биологического богатства.

Сохранение отдельных видов флоры и фауны обеспечивается путем создания заповедных территорий, которые являются средой обитания животных и растений, нигде более не встречающихся.

Деятельность человека в значительной степени способствует утрате биоразнообразия. Природные ресурсы, такие как земля и вода, без разбора эксплуатируются людьми. К косвенным человеческим факторам относятся демографические, экономические, технологические, культурные и религиозные факторы. Рост численности населения является одним из основных факторов, подпитывающих спрос на природные ресурсы. Это также приводит к увеличению образования отходов, что также является основной причиной загрязнения. Повышенная концентрация углекислого газа в атмосфере приводит к изменению климата. Из-за масштабной вырубки деревьев каждый год углекислый газ не может быть поглощен и его концентрация в воздухе увеличивается. Изменение климата привело к повышению температуры суши и океана, изменению количества осадков и повышению уровня моря.

К числу основных факторов, способствующих утрате биоразнообразия, относятся следующие: Уничтожение среды обитания, интродукция экзотических видов, загрязнение, природные катаклизмы. Прочие факторы: К другим экологическим факторам, способствующим утрате биоразнообразия, относятся: а) диапазон распространения – угроза исчезновения возрастает по мере уменьшения размера диапазона распространения. b) степень специализации-специализированные организмы более уязвимы к вымиранию по сравнению с неспециализированными. (c) положение организма в пищевой цепи – чем выше положение организма в пищевой цепи, тем он более восприимчив.

Последствия утраты биоразнообразия

Негативные последствия утраты биоразнообразия в результате здорового стабильного состояния включают в себя резкое воздействие на пищевую сеть и цепи. Даже сокращение численности только одного вида может отрицательно сказаться на всей пищевой цепи, что в дальнейшем ведет к общему сокращению биоразнообразия.

-) Денежные последствия утраты биоразнообразия Экономические издержки биоразнообразия во всем мире возглавляют этот список. Нам придется оплачивать расходы на опыление, орошение, мелиорацию почв и другие функции, если природа не в состоянии позаботиться о них

-) Угроза для существующих видов Внедрение новых видов происходит и на фермах, где аборигены вытесняются из-за завоза иностранных пород скота. Следствием этого является сужение поголовья скота в мире. Они также становятся более восприимчивыми к болезням, засухе и изменениям климата.

-) Повышенный контакт с болезнями Утрата биоразнообразия оказывает два основных воздействия на здоровье человека и распространение болезней.

-) Более непредсказуемая погода

-)Потеря средств к существованию Биоразнообразие имеет важное значение для поддержания средств к существованию.

-) Теряя из виду природу Ценность природы для человечества гораздо выше ее полезности.

38. Генная инженерия и проблемы биоразнообразия.

Генная инженерия — это метод биотехнологии, который занимается исследованиями по перестройке генотипов.

генная инженерия – совокупность методов и технологий, в том числе технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие организмы;

Генно-инженерно-модифицированный организм – организм или несколько организмов, любое неклеточное, одноклеточное или многоклеточное образование, способные к воспроизводству или передаче наследственного генетического материала, отличные от природных организмов, полученные с применением методов генной инженерии и содержащие генно-инженерный материал, в том числе гены, их фрагменты или комбинации генов.

Биоэволюция — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы  в целом.

Биоразнообра́зие — разнообразие жизни во всех её проявлениях, а также показатель сложности биологической системы, разнокачественности её компонентов.

Интенсивное развитие биотехнологии сопровождается возникновением противоположных взглядов на необходимость внедрения его результатов в практику. Биоэволюция создает все необходимое для нормальной жизни организмов, а биотехнология - ненормальные биосистемы, т. е. естественные биосистемы важны для экосистем, а искусственные, наоборот, имеют много просчетов.

Положительные особенности. Генетически модифицированные организмы (ГМО) значительно повышают урожайность сельскохозяйственных культур, создают их устойчивость к болезням и к неблагоприятным условиям погоды, культуры быстрее созревают и дольше хранятся, самостоятельно вырабатывают инсектициды против вредителей. Выведены новые сорта картофеля, кукурузы, сои, риса, огурцов. Ген-номодифицированные животные могут служить источником лекарства против гемофилии, сахарного диабета, лейкоза. Клонированные животные дают ценных особей по различным показателям. Но такие особенности значительно уступают вредным биологическим последствиям влияния генетически модифицированных организмов, генетически модифицированных продуктов (ГМП) и т. д. Все искусственно создаваемое по качеству уступает естественным аналогам.

Отрицательные последствия. Генетически измененные растения, устойчивые к вирусам, могут вызвать мутации этих вирусов. Последние, став более опасными, поражают и другие растения. Возбудители заболеваний растений могут стать патогенными для животных и людей. Доказано, что некоторые трансгенные растения могут выделять токсины, причиняющие вред их потребителям. Пчелы при использовании таких растений погибают, а их мёд оказывается ядовитым. Генетически созданные пищевые добавки вызывали смертельные заболевания крови. Установлено, что при употреблении ГМП возрастают аллергические реакции в виде экземы, хронической усталости, невралгии. Они вызывают иммунные расстройства, провоцируют возникновение злокачественных опухолей.

При генетических модификациях в геномы других организмов встраиваются «чужие» геномы, что может вызвать бесплодие. Встраивание «чужих» генов в геномы других организмов будет способствовать возникновению новых трансгенных организмов и автоматически приводить к бесплодию. Масштабное применение ГМО может привести к уничтожению всего живого на планете.

Искусственный генный материал, выпущенный в окружающую среду, может внедриться в генетический материал клеток всех видов, включая и человека. Этот процесс, называемый горизонтальным перемещением генов, уже привел к появлению новых вирусов и бактерий, ведущих к страшным мутациям и вызывающих острый токсикоз, аутоиммунные реакции, онкологические заболевания.

Таким образом, если взаимодействия между видами, созданными биоэволюцией, являются для них только положительными, то искусственно созданные (созданные биотехнологией) биосистемы имеют между собой и с естественными организмами только отрицательные взаимоотношения.

В результате переопыления растений ГМ(генно0модифицированная) пыльцой и попадания ГМ семян происходит генетическое загрязнение даже тех территорий, где генно модифицированные культуры не выращивались. ГМО могут быть использованы как биологическое оружие: гены внедряются в организмы, а в результате генетических мутаций в них образуются токсические белки. ГМО применяться и как химическое оружие, так как генно модифицирование растения, устойчивые к пестицидам и другим ядохимикатам, накапливают токсические белки.

В целом ГМО имеют следующие отрицательные свойства:

1) вытеснение устойчивости к внешним воздействиям генетически модифицированными растениями других растений, что может привести к значительному сокращению биоразнообразия;

2) нарушение, а иногда разрушение трофических цепей: появление ГМ растений, устойчивых к насекомым, может стать причиной исчезновения сначала многих насекомых, потом птиц и мелких млекопитающих, питающихся насекомыми, а затем и крупных млекопитающих, употребляющих в пищу мелких животных;

3) встраивание чужих генов в геномы других организмов, что приводит к блокированию процессов размножения (так как способствует возникновению новых трансгенных организмов). Масштабное применение ГМО может привести к уничтожению всего живого на планете;

4) применение ГМО в качестве биологического оружия (например, применение ГМ пыльцы или «бесплодной пшеницы» и других растений).

Положительные терапевтические возможности генной инженерии. Это один из способов медицины, т. е. способ сохранения слабых, больных, старых особей популяции, что тоже приводит к рождению слабого потомства, ослаблению человеческого рода.

Клонирование человека также вызывает противоречивое отношение. Считают, что клонирование необходимо использовать при бесплодии, при однополых браках. Но биоэволюция не предусмотрела однополые браки. А естественное бесплодие является одним из проявлений природы (как и другие болезни). Для динамического развития популяции не обязательно, чтобы все организмы были плодовитыми. Считают, что создание клонов аморально, а получение эмбриональных стволовых клеток - убийством зарождающейся жизни. Вот почему биоэволюция не предусмотрела (не создала) клонированных животных и человека: клонированные животные, даже здоровые и рождающие нормальных детенышей, впоследствии оказываются ненормальными. По некоторым данным, многие клоны обладают слабым иммунитетом, а природные клоны -монозиготные близнецы этими пороками не обладают.

«Получить генетически полностью «своего» ребенка с помощью клонирования бездетная семья не может так же, как и при использовании донорских половых клеток («дети из пробирки», полученные с помощью собственных половых клеток мужа и жены, генетически не отличаются от «обычных» детей). Для рождения одного клона необходимо получить огромное количество яйцеклеток и этот клон может быть больным, а его потомки иметь различные отклонения в развитии.

В ходе биоэволюции не возникают биосистемы, создаваемые биотехнологией, так как они не нужны для нормального функционирования экосистем, для обоюдоположительных биологических последствий взаимоотношений видов и т. д.

Виды животных, растений, микроорганизмов не могут существовать без взаимоотношений между собой и с окружающей средой. И нормально динамически развивающаяся экосистема должна иметь взаимовыгодные обоюдоположительные взаимоотношения видов между собой и с окружающей средой. Из изложенного можно заключить, что все искусственное по качеству, значимости и т. д. уступает естественному, биоэволюция не имеет просчетов, а биоэкология имеет больше просчетов, чем расчетов.

Л. Н. Толстой писал: «Человек не может и не смеет переделывать того, что создает жизнь; это бессмысленно - пытаться исправлять природу бессмысленно».