37. Загрязнение окружающей среды и проблема охраны природы с точки зрения теории эволюции.

Загрязнение окружающей среды предоставляет нам возмож­ность наблюдать эволюцию в действии.

В настоящее время возникло одно внешнее условие, значение которого, к сожалению, все более и более возрастает. Это кон­центрация в окружающей среде токсичных побочных продуктов, образующихся в результате деятельности человека. Двуокись серы, выбрасываемая трубами электростанций, соединения ме­таллов (например, меди, цинка и свинца), сбрасываемые возле рудников или накапливающиеся в окрестностях обогатительных фабрик, — вот лишь некоторые из ограничивающих распростра­нение организмов (в особенности растений) загрязняющих ве­ществ. В небольших концентрациях эти вещества, как и многие другие, встречаются в природе и независимо от человеческой деятельности, а некоторые из них, кстати, являются совершен­но необходимыми для растений. Но в загрязненных районах их концентрации подчас достигают летальных уровней. И все же очень редко можно обнаружить крайне негостеприимные место­обитания, начисто лишенные растительности; почти всегда найдется хотя бы несколько особей нескольких видов, способных выжить даже в таких условиях.

Причина заключается в том, что обычно даже в природных популяциях, населяющих незагрязненные участки, изредка попадаются устойчивые особи; это просто-напросто проявление генетической изменчивости, свойственной популя­циям организмов, размножающихся половым путем. С повыше­нием уровня загрязнений эти устойчивые особи могут оказать­ся единственными выжившими; если же это семена, то на ого­ленной, отравленной почве они могут оказаться единственными семенами, которые взойдут и дадут начало новым растениям. В любом из этих случаев устойчивые особи могут стать основа­телями устойчивой популяции, унаследовавшей от них «гены устойчивости». По этой причине загрязнение окружающей сре­ды, по-видимому, предоставляет нам лучшую из имеющихся в нашем распоряжении возможностей наблюдать эволюцию в действии. Впрочем, достаточной степенью генетической изменчи­вости наделена далеко не каждая популяция; у одних видов устойчивые особи, дающие начало устойчивым популяциям, появляются то и дело, у других же—редко, а то и никогда.

Наибольшее значение имеет косвенный ущерб от воздействий, нарушающих сбалансированные соотношения и процессы в экосистемах и тем самым изменяющих направленность эволюции видов. Эволюционные изменения происходят в результате мутагенеза, дрейфа генов и естественного отбора. Радиационные и химические загрязнения обладают мутагеннным действием. Изъятие биологических ресурсов — значительной части природных популяций—превращается в фактор дрейфа генов, форсируя естественные колебания численности, утрату генетического разнообразия и, давая преимущество генотипам с ускоренным половым созреванием и высоким репродуктивным потенциалом (в силу этого неизбирательное изъятие обычно ведет к ускорению полового созревания и измельчанию). Направленность естественного отбора может измениться под воздействием разнообразных—биологических, химических. физических (шумовых, электромагнитных и т.д.)—загрязнений. Биологическое загрязнение — целенаправленная или случайная интродукция чуждых видов и биотехнологических продуктов (включая лабораторные штаммы микроорганизмов, искусственные гибриды и трансгенные организмы)—обычный фактор утраты естественного биологического разнообразия. Наиболее известные примеры—вселение плацентарных в Австралию (фактически реинтродукция, так как они обитали на этом континенте много миллионов лет назад), элодеи в водоемы Евразии, гребневика в Азовское море, амфиподы Corophium cnrvispinHm в Рейн из Понто-Каспийского региона (с первого появления в 1987 г. численность этого вида возросла до 100 тыс. особей на 1 кв.м., конкурируя с местными видами зообентоса, которые служат пищей промысловым рыбам и водоплавающим птицам). Биологическому загрязнению, несомненно, способствует изменение местообитаний в результате физических и химических воздействий (повышение температуры и солености, эвтрофирование в случае вселения амфипод—термофильных фильтраторов),

В ряде случаев воздействие вызывает цепную реакцию с далеко идущими последствиями. Например, поступление в прибрежные воды эвтрофирующих веществ с континента и от мари-культуры вызывает цветение динофлаеллят, вторичное загрязнение токсичными веществами—гибель китообразных и увеличение растворимости карбонатов—гибель кораллов и других скелетных форм бентоса. Кислотообразующие загрязнения водоемов, помимо прямого воздействия на дыхание (осаждение алюминия на жабрах) и репродуктивную функцию рыб-амфибии, создает угрозу исчезновения многих видов водных позвоночных и околоводных птиц из-за сокращения биомассы личинок веснянок, поденок, хирономид.

Сокращение разнообразия птиц нередко связано со вспышками гнездового хищничества и паразитизма в нарушенных ландшафтах. Даже эпизодическое посещение человеком колоний морских птиц способствует разорению гнезд. В этом отно­шении особых мер предосторожности требуют научно-исследовательские работы. Даже у таких наименее пугливых птиц как, пингвины адели, сердцебиение учащается (показатель стресса) на 50% при приближении человека и на 250% при отлове и взвешивании. После вертолетных облетов отмечается множество брошенных гнезд. Беспокойство может быть существенным фактором сокращения численности пингвинов (наряду с добычей криля). Недавно было показано, что остававшееся долгое время загадочным выбрасывание на берег и гибель китов — следствие морских маневров с участием подводных лодок.

Те же факторы изменяют соотношение генотипов в популяциях животных и растений, давая преимущество более устойчивым к различным видам стресса.

Загрязнение также становится мощным фактором естественного отбора. Классический пример—увеличение частоты меланистической формы бабочек Biston betularia в промышленных районах, которое пытались объяснить тем, что на покрытых сажей стволах они менее заметны для птиц, чем светлые формы. Это уже давно ставшее хрестоматийным объяснение кажется наивным, поскольку в условиях загрязнения меланистические формы оказываются более устойчивыми у многих видов, включая домашних кошек и людей. Этот пример предостерегает от упрощенных представлений о воздействии человека на биологическое разнообразие.