Підручники з Біології / Біологія 11 клас / Шаламов Біологія 11 клас 2019

Найефективніший спосіб боротьби з відвалами пустої породи — це зменшення їхньої кількості завдяки зміні технологічних процесів, коли відпрацьована порода одного виробництва використовується на іншому. Ефективне очищення твердих відходів від токсичних речовин дозволяє використати їх у інших галузях господарства: побудові гребель, насипів, доріг, вирівнюванні рельєфу під час будівництва. Упровадження ідей зеленої хімії у виробництво дозволяє зменшити кількість токсичних відходів шляхом зміни розчинників, умов проведення реакцій, суті процесів на більш екологічно безпечні.

Правильна утилізація побутових відходів є необхідним заходом у боротьбі із забрудненням

Щороку кожен з українців у середньому створює близько 250 кг твердого побутового сміття, основними компонентами якого є папір, харчові рештки й бадилля, пластик, метали, резинові вироби, тканини, скло, деревина. Рівень утилізації побутового сміття в Україні за різними оцінками сягає 1–5 %, а основна його кількість накопичується на легальних і нелегальних сміттєзвалищах площею до 10 тис. га. І через низьку швидкість розкладання відходів (50–500 років залежно від матеріалу) площі сміттєвих полігонів надалі лише зростатимуть. При цьому увесь цей час сміттєзвалища будуть джерелом забруднення ґрунту й ґрунтових вод, смороду й отруйних речовин у повітрі, а також біологічних забруднювачів. Утім сміттєві полігони можуть використовуватися для отримання біогазу (складається з метану та деяких інших газів), що виділяється під час анаеробного розкладання органічних речовин і може використовуватися для отримання енергії (рис. 26.5, А). У такому випадку сміття, принаймні, не буде перегнивати задарма.

В

Рис. 26.5. Переробка промислових відходів

А. Біогазова свердловина на засипаному землею сміттєзвалищі. Б. Сміттєспалювальний завод «Енергія» в Києві. В. Контейнери для роздільного збору сміття у Львові.

171

Найпопулярнішим способом зменшення кількості сміття, що захоронюється на сміттєвих полігонах, є його спалювання. Станом на 2018 рік в Україні функціонує лише один такий завод (рис. 26.5, Б), на якому спалюється близько 250 тис. т побутового сміття щороку. Такий спосіб утилізації є вигідним з огляду на можливість отримання енергії з нього, але при цьому до атмосфери викидаються додаткові порції вуглекислого газу.

Тому більш ефективним способом утилізації є сортування побутових відходів й повторне їхнє використання. Під час сортування разом збираються ті відходи, що можна використати для однотипної повторної переробки чи знищення: пластик, скло, папір, харчові відходи, електроприлади (рис. 26.5, В). Отримані групи сміття надалі намагаються максимально повторно використати: із паперу, наприклад, роблять картон, пластик і метали переплавляють у нові вироби, із харчових відходів отримують органічні добрива. Для того, щоб спростити сортування і переробку матеріалів, виготовлених з одного матеріалу, їх позначають спеціальними міжнародними кодами переробки (рис. 26.6). Унаслідок кількість відходів значно зменшується: Швеції вдалося довести утилізацію сміття до такого рівня, що на сміттєві полігони потрапляє лише 1 % від усіх побутових відходів!

Не менш ефективним шляхом боротьби зі сміттям є зменшення його утворення. Наприклад, вироби повинні мати мінімальну можливу масу, а паперові документи якнайбільше замінятися електронними носіями інформації. Упровадження біодеградабельних матеріалів у виробництво сприятиме швидкому руйнуванню сміття в природі.

Численні держави світу, серед яких і Україна, упроваджують елементи природозбережливої освіти у свої навчальні програми. Вони сподіваються, що побутові філософії «нове замість ще справного старого», «усе нове — модне», «різноманітніше, більше, потужніше» повинні відійти в минуле, а нові придбання здійснюватися людьми лише з огляду на необхідність та екологічну ефективність.

Рис. 26.6. Міжнародні коди переробки різних матеріалів

А. Поліетилентерефталат використовують у виробництві пляшок для води.

Б.АБС-пластик широко застосовують для виготовлення корпусів комп’ютерів і гаджетів. В. Алюміній є основним матеріалом бляшанок і тюбиків крему.

Г. Акумулятори на основі літію є основним елементом живлення смартфонів.

172

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

1. Ліси протидіють опустелюванню завдяки А перешкоджанню ерозії ґрунту Б пришвидшенню колообігу Карбону

В зменшенню кількості опадів у регіоні Г зменшенню кислотності ґрунту 2. Укажіть дві риси сучасних екологічно безпечних пестицидів.

А велике різноманіття видів, на які діють, і стійкість у природі

Бтоксичність лише у великих дозах і нездатність накопичуватися в організмах В швидке руйнування в природі та малий спектр видів, на які діють Г швидке поширення харчовими ланцюгами та рідка форма 3. Оберіть групу відходів, що утилізуються разом.

А старі книги, картонні коробки, непотрібні паперові документи

Бноутбуки, мобільні телефони, автомобілі

В поліетиленові пакети, зламані меблі, одноразовий пластиковий посуд Г недоїдки, одяг, взуття

4. Увідповідніть антропічний вплив на літосферу та його наслідки.

на сміттєзвалищах

У житті все просто

5. Схарактеризуйте заходи, що дозволяють сповільнити дегуміфікацію

українських чорноземів.

6. Чому сміттєві полігони є не найкращим способом вирішення проблеми побутового сміття?

У житті не все просто

7. Часто можна почути думку про те, що викинуті в сміття батарейки є надзвичайно небезпечними для довкілля. Чи справді це так? Як переробляють і для чого використовують продукти переробки батарейок?

8. Як можна реалізувати ефективну утилізацію в межах населеного пункту, де ви проживаєте?

Проект для дружної компанії

9. Ліквідація стихійних сміттєзвалищ.

1) З’ясуйте наявність стихійних сміттєзвалищ поряд із вашим місцем проживання. 2) Перевірте чи позначені вони на інтерактивній мапі Міністерства еко-

логії та природних ресурсів України. Повідомте про ті, яких немає на мапі, за допомогою сервісу «Залишити звернення» на сайті.

3) Перевірте згодом виконання вашого звернення й ліквідацію сміттєзвалищ.

173

§ 27. Антропічний вплив на біорізноманіття

Біорізноманіття забезпечує стабільність екосистем і біосфери

Біологічне різноманіття, або скорочено біорізноманіття — це розмаїття організмів із усіх джерел та екологічних комплексів, складниками яких вони є. Зазвичай під біорізноманіттям розуміють видове різноманіття, але це поняття насправді є ширшим. Воно включає різноманіття організмів у межах виду, різноманіття й розподіл самих видів в екосистемах і біосфері та навіть різноманіття екосистем.

Біорізноманіття є головною цінністю біосфери. Річ у тім, що стабільність екосистем і біосфери в цілому залежить від нього. До прикладу, в екосистемах із низьким біорізноманіттям стають можливими неконтрольовані зростання чисельності шкідників чи паразитів, витіснення одним видом інших тощо. А чим меншим буде екосистемне різноманіття біосфери, тим яскравіше проявлятимуться стихійні лиха, посухи, урагани тощо. Завдяки живій речовині в біосфері відбуваються колообіги хімічних елементів. У разі зменшення біорізноманіття вони можуть бути суттєво порушені. Тому, якщо ми хочемо, щоб біосфера існувала й надалі, ми повинні охороняти біорізноманіття.

Темпи зменшення біорізноманіття значно пришвидшились через діяльність людини

Масове вимирання видів є природним процесом. Наприклад, під час масового пермського вимирання (252 млн років тому) з лиця Землі зникло 95 % видів живих організмів! Однак нормальний темп зникнення видів у періоди між вимиранням складає один вид на 10 років. Зі зростанням чисельності людського населення темп пришвидшувався: у XVII – XIX ст. зникало два-три види на десятиліття, нині ж темп вимирання оцінюють у десятки або навіть сотні видів за той же період! Якщо так буде й надалі, то за 50 років зникне половина

Ссавці

Рис. 27.1. Стан видового біорізноманіття на 2018 рік

174

приматів і чверть усіх птахів! Журналістка Елізабет Колберт, лауреатка Пулітцерівської премії, у 2014 році опублікувала книгу з дуже влучною назвою «Шосте вимирання: неприродна історія»1, у якій у науково-популярному стилі проілюструвала негативні впливи людини на живий світ. І ця назва гарно наголошує на тому, що відбувається, бо сьогоднішня швидкість зменшення біорізноманіття нагадує таку в періоди масових вимирань минулого. За даними Міжнародного союзу охорони природи під загрозою зникнення перебуває майже третина видів тварин і 70 % видів рослин (рис. 27.1). І чи існуватимуть ці організми на Землі надалі залежить від наших дій.

Унаслідок руйнування місць проживання зникають цілі екосистеми

Оскільки організми та їхні спільноти пристосувалися до специфічних умов свого середовища, то зі зміною чи його зникненням вони також вимиратимуть. Вирубування лісів, перетворення степів на поля й пасовища, розбудова портів, збільшення площ міст — усе це відбувається шляхом перетворення природних екосистем у штучні. Наразі площа лісу в світі скоротилася на 40 % порівняно з доіндустріальною епохою, а сільськогосподарські землі займають третину суходолу Землі. В Україні щороку вирубують близько 1 % всіх лісів, а його відновлення на місці вирубки займає, як мінімум, кілька десятків років (рис. 27.2), тож дерев стає все менше. Через діяльність людини території природних екосистем розділяються на фрагменти полями, дорогами, каналами, риболовецькими сітками, унаслідок чого виникають відокремлені дрібні нестійкі біоценози. Значні площі, зайняті звалищами відходів промисловості й побуту, більше не можуть бути домівкою диких тварин. Унаслідок такого винищення місць проживання гинуть не лише окремі популяції чи види, а зникають цілі екосистеми.

Рис. 27.2. Вирубка лісу

А. Темпи зменшення площі лісів у світі. Б.«Голий» схил карпатської гори із вирубкою.

1 Дотепер в історії Землі було п’ять масових вимирань, що мали природні причини, на відміну від сучасного різкого зменшення біорізноманіття внаслідок діяльності людини.

175

Стабільність природних екосистем порушується внаслідок появи інвазійних видів

Досить часто людська діяльність є причиною занесення нових видів, нехарактерних для екосистем певного регіону — видів-вселенців, або інтродуцентів1. Зазвичай вони освоюють вільні ніші в природних екосистемах, але їхня поява може посилювати конкуренцію, що негативно впливатиме на чисельність особин інших популяцій. Зрештою, через коливання абіотичних умов вид-інтроду- цент може повністю витіснити вид, що існував у екосистемі здавна. Якщо такі локальні «перемоги» стають постійними, чисельність та ареал вида-вселенця зростають і природні вороги не здатні стримати його поширення, то він стає загрозою для місцевого біорізноманіття й перетворюється на інвазійний вид2. Окрім колорадського жука й борщівника, про яких ішлося у § 23, в Україні нараховують іще більше сотні інвазійних видів рослин і тварин. Найрозповсюдженішими є амброзія полинолиста, клен ясенолистий, іспанський слизняк, рапана, сірий пацюк, сріблястий карась (рис. 27.3). Класичним зразком інвазії є масове розмноження кролів у Австралії у ХІХ–ХХ ст., що спричинило виїдання рослин лукових екосистем, вимирання видів, поширених лише на цьому континенті, пришвидшення ерозії ґрунтів і завдало значних збитків традиційному вівчарству. За відсутності природних хижаків, із навалою кроликів мусили боротися люди шляхом масового відстрілу, побудови парканів, зараженням тварин вірусами.

В

Рис. 27.3. Інвазійні види

А. Амброзія полинолиста, батьківщиною якої є Північна Америка, розростається на узбіччі доріг, на пасовищах і пустирях та утворює пилок, що є потужним алергеном. Б. Іспанський слизняк заполонив Західну Україну й активно почав винищувати городину. В. Прожерливий молюск-хижак рапана значно скоротив популяції устриць і мідій у Чорному морі, куди потрапив із кораблями з Далекого Сходу.

1 Від лат. introductio — уведення.

2 Від лат. invasio — нашестя, напад.

176

Види-інтродуценти збільшують біорізноманіття

Але далеко не завжди новий вид, занесений на чужорідну для нього територію, стає інвазійним. Наприклад, у Європі близько 15 % усього видового біорізноманіття представлено видами-вселенцями. Якщо чисельність і поширення виду-ін- тродуценту контролюється природними механізмами, то він може тривалий час існувати в екосистемах, збільшуючи їхні біорізноманіття й стійкість. Для цього виду потрібно акліматизуватися — пристосуватися до нових умов середовища в межах своєї модифікаційної мінливості1. Під час акліматизації в організмі змінюються процеси життєдіяльності під впливом внутрішніх регуляторних механізмів. У такого пристосування є генетично зумовлені межі — організм не може акліматизуватися до умов, що знаходяться поза його діапазоном толерантності. Тобто теплолюбна рослина не житиме в холоді, а вологолюбна — у посушливих умовах. Окрім цього, акліматизація — це повільний процес й організми не можуть миттєво пристосуватися до нових умов проживання.

Найчастіше інтродукція є штучним процесом, коли людина свідомо чи ні заносить нові види. Часто це робиться задля розведення й отримання харчів. Із цією метою в нас акліматизовано картоплю, помідори, соняшник, кукурудзу, фазанів, коропів, товстолобів, плямистих оленів. Подекуди організми інтродукують із декоративною метою — так в Україні з’явилися кінський каштан і туя.

Час від часу люди здійснюють реінтродукцію — повернення видів на територію, на якій вони з певних причин зникли. У такому випадку організми повинні реакліматизуватися — знову пристосуватися (акліматизуватися) до колишніх умов існування. Найчастіше реінтродукція здійснюється для відновлення видів, що зникли чи зникають і підтримки сталості природних екосистем. Проблемою реакліматизації є те, що організми могли втратити навички життя в природному середовищі, якщо вони тривалий час жили в неволі. Тому цей процес потребує ретельного контролю й поступовості. В Україні реінтродукції зазнали, наприклад, зубр і польський коник (нащадок вимерлого тарпана) — вони були поселені в природоохоронні зони із зоопарків і приватних господарств (рис. 27.4).

Рис. 27.4. Реінтродуковані тварини

А. Зубр. Б. Польський коник.

1 Не варто плутати адаптацію — пристосування до умов середовища, що успадковується, й акліматизацію — пристосування без зміни генотипу.

177

Причиною природної інтродукції може бути зміна клімату. Так, наприклад, через зростання температури води океанічні риби мігрують із перегрітих тропічних ділянок у більш холодні північні. Така міграція не оминула й живий світ України. Через зростання температури кліматичні зони змістилися на північ: болота Полісся майже повністю опинилися в Білорусі, степ укриває тепер лани в Черкаській і Полтавській областях, а Південь України нагадує субтропічну напівпустелю. У Херсонській, Миколаївський та Одеській областях нині вже можна вирощувати теплолюбні нут і арахіс, а інтродукований сорго росте не гірше, ніж у Ефіопії, з якої походить. Разом із південними культурами до України мігрував і південний шкідник — кукурудзяний жук, що жив до цього в Італії та на Балканах. Павуки каракурти поширились від узбережжя Азовського моря на північ і тепер зустрічаються на Черкащині, Вінниччині й навіть Полтавщині.

Забруднення й глобальне потепління спричиняють скорочення популяцій і вимирання видів

Черезвисокірівнізабрудненняспостерігаєтьсязначнезменшеннябіорізноманіття. Поява «мертвих зон» у водоймах унаслідок евтрофікації, забруднення пестицидами, важкими металами, органічними розчинниками й отрутохімікатами, підвищення кислотності води й ґрунту через кислотні опади — усе це суттєво погіршує умови існування організмів, робить їх більш вразливими до інфекцій і паразитів, спричиняє хвороби, знижує опірність змінам у довкіллі. Деякі пестициди можуть передаватися харчовими ланцюгами, через що великі кількості їх накопичуються в тілах кінцевих консументів, стаючи причиною отруєння, хвороб і смерті. Забруднення середовища антибіотиками спричиняє збільшення стійкості до них бактерій (про це йшлося в § 4). Викиди парникових газів спричиняють глобальне потепління й зміни клімату, які багато організмів не зможуть пережити (рис. 27.5).

Рис. 27.5. Імовірні зміни біорізноманіття унаслідок глобального потепління

178

Для задоволення людських потреб винищуються надмірні кількості живих істот

Оскільки частина продуктів харчування виробляється із добутих у дикій природі об’єктів, то зі зростанням чисельності людства масштаби винищення живого також збільшуються. Майже три чверті всіх комерційних видів риб виловлюються в надмірній кількості і не встигають відновлювати свою чисельність. Через це кількість представників окремих видів скоротилася в понад 10 разів! Якщо темпи вилову не зменшаться, то 90 % усіх рибних запасів Землі буде вичерпано за наступні 50 років. Екосистеми Африки, для яких характерне найбільше видове різноманіття, страждають від непомірного винищення диких тварин, м’ясо яких є чи не єдиним джерелом білка для зубожілого населення країн. Навіть заборона полювання не зупиняє браконьєрів, особливо коли мова йде про природні продукти, які дорого можна продати (рис. 27.6, А). Народна медицина й кухня багатьох країн стимулюють винищення навіть рідкісних видів тварин, і лише для задоволення непомірних бажань людей. Так, у китайській кухні надзвичайно смачною і урочистою стравою є суп з акулячих плавців. Після внесення цієї страви в меню тисяч ресторанів світу акулячий промисел набув непомірних масштабів. Унаслідок тисячі особин цих риб гинуть заради десятихвилинної услади смакових рецепторів гурманів (рис. 27.6, Б). Збір диких рослин (як-от орхідей) і виловлення тварин (папуг, риб, змій, черепах) та їх експорт як домашніх улюбленців має гігантські масштаби. Водночас більше половини організмів гине під час транспортування. І, на жаль, нерозуміння наслідків задоволення своїх бажань продовжує стимулювати загибель мільйонів живих істот (рис. 27.6, В). І ми в змозі змінити думку оточення щодо цієї проблеми! Для цього потрібно якнайширше поширювати інформацію про це: обговорювати з друзями, робити репортажі в ЗМІ, доповнювати подібними темами освітні програми різних рівнів.

Рис. 27.6. Тварини, що страждають від браконьєрства

А. Носоріг, убитий браконьєрами із метою вилучення в нього рогу. Б. Щороку під час добуванні акулячих плавців для приготування супу виловлюють 30–70 млн особин риб і викидають їх іще живі, але вже нездатні до руху скривавлені тіла назад до води. В. Мільйони особин диких хутряних тварин убивають для виготовлення зимового одягу.

179

Цікаве життя

Віра в традиції й бажання поласувати делікатесом

коштує життя рідкісним тваринам

Рис. А. Один із півсотні останніх на пла- Рис. Б. Тіла мертвих акул із відрізаними неті яванських носорогів. плавцями.

Народна медицина є популярним способом лікування в багатьох країнах Азії. Але її ефективність, порівняно із доказовою медициною, є значно нижчою. До того ж часто лікувальні суміші виготовляють із частин тіла рідкісних тварин. Так, наприклад, порошок із рогу носорога вважають

ефективним засобом боротьби з гарячкою, судомами, потужним афродизіаком

іпротиотрутою. Ціна кілограма рогу найрідкіснішого яванського носорога (на Землі лишилося 40–60 особин цього виду, рис. А) може сягати 30 тис. доларів США. Тому його вбивство часто є найшвидшим шляхом збагачення для бідного населення країн Південно-Східної Азії. Утім хімічний аналіз не виявив жодних біологічно активних інгредієнтів у складі рогу.

Схожа доля спіткала й тигрів і леопардів. Якщо ще 30–40 років тому браконьєри полювали за шкурами цих тварин, то тепер цілителям потрібні їхні кістки, які нібито лікують від болю в кістках. Ведмедів убивають заради добування з їхніх тіл жовчних міхурів, компоненти яких полегшують запалення

ізнищують бактерій. І це не зважаючи на те, що активні речовини ведмежої жовчі давно синтезовано штучно. Кишківник і шкіра гігантських саламандр, оленячі роги, геніталії собак використовуються в традиційній китайській медицині. Й оскільки обсяги чорного ринку цих продуктів відомі лише приблизно, то й складно оцінити масштаби негативного впливу на біорізноманіття такого «медичного» браконьєрства. Також часто необроблені продукти народної медицини, отримані з мертвих тіл диких тварин, самі є причиною смертельних кишкових інфекцій.

Не меншої шкоди тваринному світові завдає винищення диких тварин заради їжі. Так, зелену, кайманову, грифову й далекосхідну черепах використовують для приготування делікатесного супу, який, як уважають, тонізує статеві функції. У такий же спосіб заради супу з акулячих плавців виловлюють навіть найбільших китову й гігантську акул, чиї плавці коштують до 20 тис. доларів США за кілограм! І численні види диких змій, крокодилів, амфібій

іриб неконтрольовано винищуються лише через делікатесний статус страв, приготованих із них.

180