86. Воссоздание утраченных и деформированных ландшафтов. Проблемы реконструкции экосистем

За последние 100 лет исчезло более 100 видов птиц и млекопитающих. Причина: истребление видов человеком с целью получения продуктов питания и хоз. деятельность-захват территории с целью построения различных объектов, отходы нарушают среду обитания организмов, уничтожение природных комплексов, изменение внешних условий. Результат: нарушение взаимосвязей м/у организмами, Уничтожение 1 вида приводит к уничтожению 5 и более видов организмов с ним связанных и т.д. Поэтому необходимо сохрананять численность особей внутри популяций и вида, сохранение генофонда. Способы сохранения генофонда: создание заповедников (30% поверхности Земли), а на данный момент-2%, введение диких животных в систему с/х и их одомашнивание, при проектировании городов необходимо предусмотреть места для обитания животных, создание парков и ботанических садов-трудности: как добиться размножения, какое число д/б, стресс животных. Проблемы перевозки:транспортировка замороженной спермы, пути разработки оплодотворения, проблема получения детенышей: необходимо обучать методам (м-д приемных родителей, м-д усыновления, м-д смешанных пар, м-д одичания). К способам сохранения генофонда относится также создание питомников, 3 вида: комплексные (много групп животных), специальные (1 группа), профильные (1 вид); создание ферм, у любителей, создание вивариев - создание чистых линий. Консервация геномов. Значение:сохраняется весь геном вида, экономически выгодно (сохраняется число животных), позволяет вводить гены инбридинговым животным, сохранение геномов с аномалиями, что позволяет выработать профилактику, дешевая транспортировка. Типы консервации: физиологическая-диапауза (клетки остаются живыми в течение долгого времени), глубокое замораживание биологических объектов.Реконструкция экосистем: опыт рекультивации мало пригоден для решения задач сохранения видового разнообразия, поскольку в нем практически нет элементов управления сукцессионными процессами, а естественная сукцессия «пользуется» только видами, имеющимися в существующих рядом экосистемах. Поэтому задачи управления ходом сукцессионных процессов и введения в экосистемы восстанавливаемых видов должны разрабатываться и решаться согласованно. При этом использование всех известных способов сохранения и восстановления исчезающих видов, от заповедников до криобанков, может позволить вести эту работу достаточно эффективном и в сроки, во много раз более сжатые,чем характерные временаестественнопротекающихсукцессионныхпроцессов.

87. Сохранение видов в виде генофонда в ботанических садах, банках генов. Генетические криобанки. Основные подходы и актуальные проблемы.

Наиболее обширный и разнообразный раздел работы. Должен осуществляться на основе отраслевых и комплексных программ оптимизации. В сфере биологического природопользования следует стремиться к реализации следующих принципов:отказ от монокультур или уменьшение их площадей; поддержание или восстановление экологической мозаики, чередование различных природных общностей;использование "эффекта опушки"; вовлечение в хозяйственный оборот наиболее продуктивных (с точки зрения данной отрасли) угодий, оставление непреобразованными менее продуктивных угодий (могут быть использованы для получения другой биологической продукции или целей рекреации);реализация принципов и методов комплексного (интегрированного) использования природных ресурсов;сохранение традиционных форм природопользования в интересах коренного населения. В деле сохранения генофонда природной флоры особая роль отводится ботаническим садам . Располагая возможностями выращивания растений, в садах можно организовать сравнительное эколого-биологическое изучение видов и популяций в природе и культуре, оценить возможность сохранения их в разных условиях на основе познания закономерностей роста, развития, возобновления и размножения, адаптационных свойств, прохождения онтогенетического развития и, тем самым продлить существование исчезающих видов , что составляет одну из актуальнейших проблем современности. генетические криобанки, создание которых только начинается. Еще в начале XX века, вскоре после того, как в технике научились получать сжиженные газы с очень низкими температурами кипения, было обнаружено, что многие семена растений и даже некоторые животные, такие как тихоходки, приспособленные к высушиванию, не теряют жизнеспособности после замораживания в жидком азоте при температуре -196 градусов. Возникла новая отрасль биологии, которая исследует воздействие на живые клетки, ткани и организмы низких и сверхнизких температур, — криобиология. С 1949 года криоконсервацию стали использовать на практике для сохранения семенной жидкости наиболее ценных быков-производителей и широкого использования метода искусственного оплодотворения коров для улучшения породных показателей стада. С 1980 года начались работы по применению метода криоконсервации для сохранения генетических материалов редких и исчезающих видов животных и растений. Теперь уже в генетических криобанках удается сохранять сперму большинства видов животных, зародыши и некоторые соматические клетки в виде замороженных культур, семена большинства видов растений. Преимущество криобанков в том, что при температуре жидкого азота практически исключаются мутации в молекулах ДНК под действием теплового шума, поэтому генетические материалы могут храниться без нарушений в течение десятков и сотен лет, а при защите от радиоактивного фона и космических лучей — до 3 тысяч лет. Кроме того, емкость криохранилищ может быть легко увеличена по мере увеличения количества сохраняемых образцов.Вместе с тем криобанк не снимает проблем предварительного размножения сохраняемых видов после восстановления живых растений и животных. Перед возвращением восстановленного из материалов криобанка вида в природу необходимо получить под контролем человека достаточно многочисленную популяцию, а для этого нужны питомники и прохождение этапа полувольного содержания. Просто наличие генетических материалов того или иного вида в криобанке позволяет заняться его восстановлением в любой необходимый или наиболее удобный момент с использованием оптимальных методов и без угрозы вырождения малочисленной популяции.Для разумной организации работ по восстановлению видов важно ясное понимание не только значения, но и биологического смысла биоразнообразия. Различают биоразнообразие таксономическое, экологическое и генетическое. Таксономическое разнообразие выражается перечнем (списком) видов, обитающих на той или иной территории, и отражает как эволюционную историю видов, так и современные экологические условия территории. Роль последних отражается в экологическом разнообразии, учитывающем соотношение численностей близких и далеких по требованиям к условиям среды видов или групп видов, позволяя отличать территории благоприятные для увеличения таксономического разнообразия и неблагоприятные. Понятие генетического разнообразия относится к отдельным видам или популяциям и выражается объемом аллелофонда (резерва наследственной изменчивости), который, как мы уже обсуждали, определяет приспособительные и эволюционные возможности вида. Очевидно, все эти ипостаси биологического разнообразия взаимосвязаны и должны учитываться при организации работ.Пока трудно дать надежную количественную оценку вклада таких участков переживания элементов дикой природы, естественных экосистем, на эксплуатируемых территориях. Можно лишь констатировать, что значительная часть видового разнообразия, свойственного, например листопадным лесам, сохраняется, когда лесными участками занято еще около 20% территории. Конечно, охрана таких участков от браконьерства, вытаптывания отдыхающими, перевыпаса скота и других воздействий человека не может быть организована так, как это можно сделать в заповедниках. природе.

88. Экологическая оптимизация форм природопользования. Поддержание и восстановление экологической мозаики. Использование опушечного эффекта. Реализация принципов и методов комплексного использования природных ресурсов.

Наиболее обширный и разнообразный раздел работы. Должен осуществляться на основе отраслевых и комплексных программ оптимизации. В сфере биологического природопользования следует стремиться к реализации следующих принципов:отказ от монокультур или уменьшение их площадей; поддержание или восстановление экологической мозаики, чередование различных природных общностей;использование "эффекта опушки"; вовлечение в хозяйственный оборот наиболее продуктивных (с точки зрения данной отрасли) угодий, оставление непреобразованными менее продуктивных угодий (могут быть использованы для получения другой биологической продукции или целей рекреации);реализация принципов и методов комплексного (интегрированного) использования природных ресурсов;сохранение традиционных форм природопользования в интересах коренного населения.В сфере небиологического природопользования необходима реализация обширного комплекса мер, направленного на максимально возможное сохранение природной среды при городском и производственном строительстве, разработке и внедрению природоохранных и ресурсосберегающих технологий, очистке стоков и выбросов и т.д. Использование системы искусственных мероприятий по поддержанию и увеличению биоразнообразия и биологической продуктивности естественных и природноантропогенных экосистем: использование биологических методов борьбы с нежелательными видами растений и животных, разведение в неволе и полувольных условиях диких животных, биотехнические (охотхозяйственные и рыбохозяйственные) мероприятия, рациональное управление экосистемами и популяциями диких животных. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ МОЗАИКА-сочетание и чередование различных ландшафтов: леса и степи (поля), леса и луга, воды и суши и т. д., между которыми существуют переходные зоны — экотоны со свойственным им краевым эффектом. Пограничные зоны значительно уже территории сообществ, которые они разделяют. Экологическая мозаика создается чередованием не только различных ландшафтов, но и их структурных подразделений: типов и классов возраста леса внутри лесного массива; видов сельскохозяйственных культур в агрофитоценозе, экологическая мозаика не только увеличивает видовое разнообразие и плотность популяций растений и животных, но и способствует повышению стабильности экосистем, их общей биологической продуктивности. Учение об экологической мозаике, основываясь на многолетней практике, требует отказа от монокультур в сельском и лесном хозяйствах, оптимизации контура пашни, сохранения всех элементов ландшафта в процессе мелиорации и т. д. Экологическая мозаика выгодна для общества, поскольку повышает устойчивость экосистем, снижает затраты на поддержание их стабильности и увеличивает выход биологической продукции с единицы площади земельных и водных угодий. Сохранение природного разнообразия имеет также большое эстетическое, санитарно-гигиеническое, воспитательное и научное значение.