Как уже было отмечено, существует три основных уровня биоразнообразия: генетическое, видовое и разнообразие экосистем. Иногда в отдельную категорию выделяют разнообразие ландшафтов, отражающее особенности территориального устройства и влияние местных, региональных и национальных культур общества.

Все типы биологического разнообразия взаимосвязаны между собой: генетическое разнообразие обеспечивает разнообразие видов. Разнообразие экосистем и ландшафтов создает условия для образования новых видов. Повышение видового разнообразия увеличивает общий генетический потенциал живых организмов Биосферы. Каждый вид вносит свой вклад в разнообразие — с этой точки зрения не существует бесполезных и вредных видов.

Генетическое разнообразие отражает внутривидовое разнообразие и обусловлено изменчивостью особей, оно часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки.

Видовое разнообразие, отражает разнообразие живых организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов). На сегодняшний день таксономистами определено примерно 1,75 млн. видов (UNER-WCMC 2000).

Известно также, что среди животных по числу зарегистрированных видов лидируют насекомые. В царстве растений пальму первенства уверенно держат покрытосемен­ные, или цветковые.

Разнообразие экосистем охватывает различия между типами экосистем, разнообразием сред обитания и экологических процессов. Отмечают разнообразие экосистем не только по структурным и функциональным составляющим, но и по масштабу – от микробиогеоценоза до биосферы.

3. Биоразнообразие созданное человеком

Говоря о созданном человеком биоразнообразии, мы имеем в виду те биологические формы, которые целенаправленно были созданы человеком путем селекции, отбора, а теперь и генной инженерии.

В нашей стране выдающиеся исследования по теории и практике создания новых сельскохозяйственных растений принадлежат целой плеяде замечательных генетиков и селекционеров во главе с академиком Н. И. Вавиловым. Десятки тысяч сортов культурных растений были собраны в основанном им Всесоюзном институте растениеводства (ВИР) в Ленинграде, им было создано учение о центрах происхождения культурных растений.

Замечательный пример дает культура риса, которым питается около трети человечества: только в Китае известно 40000 сортов риса, а на Филиппинах создан банк «Гермапласт», в котором хранится 70 тыс. культурных сортов риса и 2 тыс. его диких вариантов.

Не менее замечательно разнообразие культивируемых животных, среди которых используются сотни пород рогатого скота, пушных зверей, лошадей, рыб, птиц и не менее 2 тыс. пород собак. Инициатором изучения генетической изменчивости домашних животных был российский генетик А. С. Серебровский, создавший в 1928 году особое научное направление – геногеографию, которая занимается картированием генетической изменчивости видов. Сам он занимался генетикой кур, среди которых в начале ХХ века в России были известны десятки пород. Его продолжателем стал академик Д. К. Беляев, изучавший генетическую изменчивость домашних животных, особенно в азиатской части России, и организовавший на Алтае первый в мире заповедник для домашних животных.

Генетики создали немало сельскохозяйственных культур путем отдаленного скрещивания растений, не встречающихся в дикой природе: тритикале, рапс, нектарину, грейпфруты и многие другие, культивируемые в огромных масштабах.

Генетика и селекция стали основным методом отбора культивируемых видов микроорганизмов, где генная инженерия – повседневный метод создания микроорганизмов с заданными человеком свойствами, и где природный генетический потенциал диких видов для селекции практически исчерпан.

Таким образом, человек не только повинен в исчезновении множества видов на нашей планете, но и создал десятки тысяч форм растений, животных, микроорганизмов, которые без его участия никогда бы не появились.

Источник: StudFiles.net

Как уже отмечалось, современные представления в биологии в зна­чительной мере связаны с концепцией уровней организации. При этом, несмотря на то, что разными исследователями выделяется различное число таких уровней, в связи с чем существует множество систем классифика­ции (Гиляров, 1954; Шмалыаузен, 1961; Наумов, 1964, 1977; Беклеми­шев, 1964; Завадский, 1966; Маркевич, 1968, 1985; Тимофеев-Ресовский идр., 1969; Маркевич, Депенчук, 1970; Ляпунов, 1972; Шварц, 1973, 1980; Одум, 1975; Шилов, 1981 и др.), однако мнение большинства совпадает, что все многообразие выделяемых уровней с точки зрения функциональ­ных особенностей биосистем можно свести к трем основным: организменному, популяционному и биоценотическому (довольно часто в каче­стве самостоятельного выделяют еще и биосферный уровень). Уровни ниже организменного самостоятельно не существуют и воспроизводятся только с воспроизведением организмов.

Выделяемый многими исследователями видовой, или популяцион-но-видевой уровень организации устанавливается по таксономическому принципу.
льнейшее распределение живых организмов на основе так­сономических отношений предусматривает родовой и более высокие уров­ни организации. Мы на них останавливаться не будем. Во-первых, пото­му что не существует единой классификации живых организмов по так­сономическим признакам (нередко специалисты имеют неодинаковые, а иногда и противоположные взгляды на систематику тех или иных групп организмов), а принятые системы классификации достаточно часто из­меняются. Во-вторых, таксономическая соподчиненность организмов с позиций экологической теории не имеет значения, более весомым явля­ется их функциональная роль в экосистемах. Учитывая это, примем лишь видовой уровень, из которого легко выводятся все другие таксономичес­кие уровни, который является объектом видовой охраны и популяции ко­торого взаимодействуют между собой.

В литературе в большинстве случаев биоразнообразие рассматри­вается как генетическое, популяционное, видовое, ценотическое и эко-системное. Признанию и характеристике их мы обязаны критическому анализу четырех научных дисциплин: таксономии, генетики, биоценоло­гии и экологии. Первая устанавливает изменчивость надорганизменных систем, начиная с вида или подвида, вторая выявляет генную вариабель­ность внутривидовых систем, биоценология, соответственно, — группи­ровок всех рангов, экология — экосистем (Конвенщя про бюлопчнс роз-маптя: громадська об1знашсть i участь, 1997).

Исходя из общих принципов выделения уровней организации живого и анализа их существующих классификационных систем, можно прийти к выводу о том, что биоразнообразие имеет типичный веерный, дивер­гентный тип организации, от базовых уровней которого отходят произ­водные уровни. Они по мере удаления от базового все менее и менее жестко связаны между собой и тем более с базовыми, образуя все вместе функционирующую, т.е. переходящую из одного состояния в другое в виде циклов иерархическую систему. В основе выделения дивергентного ряда уровней лежит различие в системообразующем факторе, а базового и производных — степень его проявления. Все дивергентные иерархичес­кие ряды уровней связаны между собой многочисленными связями иного типа по сравнению с их организующим, образуя, таким образом, не­прерывную сеть взаимодействий (Емельянов, Шеляг-Сосонко, 1997; Ше-ляг-Сосонко, Емельянов, 1997).

Первый уровень — внутриорганизменный. Его уровни по сравне­нию со всеми последующими в наибольшей степени связаны между со­бой, так как образуют единый целостный, дискретно обособленный, функ­ционально самостоятельный организм. Основной его функцией является воспроизводство себе подобных. Это жестко детерминированная систе­ма, все уровни которой являются основой жизнеобеспечения. В ее струк­туре выделяются собственно генетические уровни: нуклеотидов, генов, хромосом и ядра у всех эукариотических организмов и условно генети­ческие уровни: клеток, тканей, органов и организма.
клеточном уров­не ядро, цитоплазма, клеточная оболочка образуют морфо-функциональ-ное единство, которое у одноклеточных является одновременно и орга­низмом. Ядерно-генетический аппарат управляет всеми белковыми син­тезами, и через них — физиологическими процессами в клетке, а цито­плазма регулирует активность ядра и снабжает его веществом и энерги­ей. В основе самовоспроизведения эукариотических клеток лежит митоз (Конвенщя про б!олопчне розмаггтя: громадська обЬнашсть i участь, 1997).

Организменный уровень является базовым для веера надорганиз­менных иерархических уровней. Принципиальной особенностью их яв­ляется то, что все они представляют собой совокупности индивидуумов, организованных на основе различных типов связей. Схематично, напри­мер для животного мира, прежде всего можно выделить генетическую линию, которая представляет собой наследуемые уровни организации в виде филогенетического древа различных таксономических уровней. Ба­зовым уровнем для нее является генетическая популяция со всей после­дующей иерархией единиц: вид, род, семейство, отряд, класс, тип, цар­ство.

Ценотическая линия формируется на основе способности особей пенопопуляций различных видов ассоциироваться в разной степени в ста­бильные, устойчивые фитосистемы. Здесь базовым уровнем является со­общество с последующей иерархией единиц: ассоциации, группа ассо­циаций, формации, класс формаций, тип, группа типов, царство.
ос­нове этой линии формируется линия биосистем. Для линии территори­альной неповторимости общности совокупностей локальных популяций (локопопуляций) различных видов разного географического происхож­дения базовым уровнем является флористический комплекс, а последу­ющими — элементарная флора, флористический район, округ, провин­ция, область, царство. Такой же является и линия территориальной неповторимости совокупностей сообществ, базовым уровнем которой яв­ляется ценокомплекс, а последующими — ценорайон, округ, провинция, область, царство. На этой линии основывается и более общая линия — комплекса биосистем (Шеляг-Сосонко, Емельянов, 1997).
Функциональная линия представляет собой системы топически, тро­фически, фабрически и т.д. связанных между собой и с физической сре­дой обитания совокупностей особей и популяций, образующих функцио­нальное единство.

Базовым уровнем здесь является экосистема, включа­ющая подсистемы биотических и абиотических компонентов, а ее эле­ментами — консорция и экопопуляция. Основная функция экосистем зак­лючается в постоянном биогенном круговороте веществ, в трансформа­ции и передаче энергии и информации. Экосистема является элементар­ной функциональной единицей биосферы. К сожалению, классификация экосистем пока еще не разработана. Имеющиеся попытки построить ее на ландшафтной или биогеоценотической основе методологически не кор­ректны.
этому целесообразно классифицировать экосистемы на струк­турно-функциональной основе и в качестве базового уровня выделить элементарную экосистему, состоящую из набора консорций одного типа или их комплекса и экопопуляций. Следующим уровнем будет макроэко­система, состоящая из комплекса элементарных экосистем одного типа. Далее — макроэкосистема второго порядка, состоящая, соответственно, из комплекса макроэкосистем первого порядка и т.д. до биосферы (Ше-ляг-Сосонш, Емельянов, 1997).

Таким образом, схема уровней организации биоразнообразия будет иметь следующий вид (рис. 1).
Как видно из схемы, в основе всех линий иерархического разнообразия лежат организм и популяция. Последнее свидетельствует о том, что эти уровни интеграции биосистем являются базовыми единицами дивергент­ного типа организации биоразнообразия.

Для решения наших задач наибольший интерес представляет функ­циональная линия, где в качестве базового уровня выступает элементарная экосистема, состоящая из набора консорций одного типа или их комплекса и экологических популяций.

Как известно, популяция является формой существования вида. Ес­тественно поэтому, что адаптация вида к условиям существования про­исходит посредством приспособления видовых популяций к конкретным условиям среды. При этом существование в живой природе двух систем интеграции — видовой и биоценотической — позволяет одновременно считать популяцию как частью целостного вида, так и компонентом экосистемы (Гиляров, 1954; Рафес, 1968; Наумов, 1973; Шварц, 1973, 1980; Межжерин, 1975а; Межжерин и др., 1985, 1991 и др.). 

Следовательно, с одной стороны, каждый вид представляет собой систему взаимодейству­ющих популяций (Завадский, 1968; Шмальгаузен, 1969; Наумов, 1971), причем экологическая и генетическая общность особей в популяциях на порядок выше, чем межпопуляционная в рамках вида. Это и определяет популяцию как главнейшую и единственную сравнительно устойчивую внутривидовую группу особей, характеризующуюся способностью к го-меостазу и являющуюся элементарной эволюционной единицей (Тимо­феев-Ресовский и др., 1969; Большаков, Кубанцев, 1984). С другой сторо­ны, каждая популяция функционирует как неотъемлемый компонент биотического сообщества (Одум, 1975, 1986а), выполняя определенную роль в экосистеме и входя в какую-либо из функциональных группиро­вок (продуценты, консументы, редуценты).

Рассматривая популяцию в качестве компонента экосистемы, сле­дует отметить, что любая популяция сама по себе не может обеспечить поддержание стационарного состояния, так как элементарной единицей, способной к самостоятельному существованию, следует считать более крупное объединение — экосистему (Allee et al., 1949; O'Neill et al., 1986; Межжерин и др., 1991). Причем это объединение должно быть такого типа, при котором совокупность популяций разных видов живых орга­низмов упорядочена в цепи питания и на основе сложных межпопуляци-онных взаимосвязей и взаимодействий обеспечивает перенос вещества, энергии и информации от одного трофического уровня к другому, сба­лансированность экосистемных процессов и поддержание биотического круговорота веществ в пределах экосистемы.

Устойчивое существование экосистем возможно лишь при опре­деленных количественных соотношениях взаимодействующих друг с дру­гом популяций живых организмов (т.е. выступающих в роли подсистем), занимающих определенное место в цепях питания и обеспечивающих био­тический круговорот веществ и трансформированной энергии в экосис­темах. Изменения, происходящие в экосистемах, так или иначе влияют на отдельные подсистемы, что влечет за собой изменения популяцион-ной структуры живых организмов, их численности. В свою очередь, каж­дая популяция, в процессе жизнедеятельности воздействуя на среду и на популяции других видов, служит фактором, обусловливающим динами­ку экосистемы как целостной системы.
Поэтому для познания структурно-функциональной организации эко­систем необходимым условием является всестороннее изучение биосистем разных уровней интеграции, которые входят в состав экосистем как подсистемы, а также выяснение процессов, происходящих в результате их взаимодействия.

Источник: ecodelo.org

На каждом уровне биологического разнообразия – генетическом, видовом и разнообразии сообществ (экосистемном) специалисты изучают механизмы, которые изменяют или сохраняют разнообразие.

Генетическое разнообразиепредставляет собой объем генетической информации, содержащийся в генах организмов, населяющих Землю.

Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Популяция – это группа особей одного вида, обменивающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов.

Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как его аллели. Различия возникают при мутациях – изменениях в ДНК, которая находится в хромосомах конкретной особи. Аллели гена могут по-разному влиять на развитие и физиологию особи. Селекционеры сортов растений и пород животных, отбирая определенные генные варианты, создают высокоурожайные, устойчивые к вредителям виды, например зерновых культур (пшеницы, кукурузы), домашнего скота и птицы.

Генетическое разнообразие в популяции определяется как числом генов с более чем одним аллелями (так называемых полиморфных генов), так и числом аллелей каждого полиморфного гена. Существование полиморфного гена приводит к появлению в популяции гетерозиготных особей, получающих от родителей различные аллели гена. Генетическая вариабельность позволяет видам адаптироваться к изменениям окружающей среды, например, повышению температуры или к вспышке нового заболевания. В целом установлено, что редкие виды имеют меньшее генетическое разнообразие, чем широко распространенные, и соответственно они более подвержены угрозе вымирания при изменении условий окружающей среды.

Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое определение вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (например, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молекулярные маркеры. Второе определение вида – это совокупность особей, между которыми происходит свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).

Трудности, связанные с описанием новых для науки видов, заставляют нас с осторожностью оценивать их общую численность. Число видов животных и растений, известных науке, возросло с 11 тыс. во времена К. Линнея до 2 млн в наши дни и продолжает расти. Постоянно ученые описывают и называют новые виды животных, растений и микроорганиз­мов. Точное число обитающих на нашей планете видов не может привести никто, но известно, что число видов животных значительно превосходит число видов растений, грибов и бактерий. Известно также, что среди животных по числу зарегистрированных видов лидируют насекомые. Их многообразие таково, что по числу видов они превосходят не только всех остальных животных, но также растения и микроорганизмы вместе взятые. В царстве растений пальму первенства уверенно держат покрытосемен­ные, или цветковые.

Разнообразие экосистем касается различных сред обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере, а также огромного разнообразия сред обитания и процессов в рамках экосистемы.

Количественные показатели биоразнообразия в экосистемах сильно варьируют в зависимости от влияния различных факторов. Следует обратить внимание на то, что в биоценоз входят не только виды, постоянно обитающие в экосистеме, но и виды, проводящие в ней только часть своего жизненного цикла (например, личинки комаров, стрекоз).

Всякий ландшафт на земном шаре претерпевает изменения под дей­ствием климатических условий. Огромно влияние на них растительного мира. Ландшафты во всем их разнообразии формировались на протяжении многих тысячелетий и в результате деятельности человека. Они непрерывно изменяются благодаря постоянным поискам эффективных форм земле­пользования и добычи полезных ископаемых. Человек строит города и прокладывает дороги. Таким образом, ландшафты состоят из ряда природных и культурных элементов. Они воплощают в себе коллективную память природы и тех, кто ее населяет, образуя сложный элемент окружающей среды.

Вопросы для самоконтроля:

1. Кто и когда впервые применил словосочетание «биологическое разнообразие»?

2. Что представляет собой Конвенция о биологическом разнообразии?

3. Значение биоразнообразия для биосферы и человека.

4. Какие уровни биологического разнообразия вам известны?

5. Охарактеризуйте основные принципы Орхусской Конвенции.

 

 

ЛЕКЦИЯ № 12

Тема: Причины сокращения биологического разнообразия

Цель лекции: выявить причины скоращения биоразнообразия, их темпы и подверженность отдельных видов к вымиранию

Ключевые слова: популяция, сохраниение, деградация, потепление, проблемы, катастрофа, изменение, вид, исчезновение, деградация и др.

Основные вопросы (положения) и краткое содержание:

1. Темпы исчезновения видов

2. Причины вымирания видов

3. Подверженность к вымиранию

Источник: helpiks.org

Выделяют три уровня биологического разнообразия: видовое, генетическое и структурное.

Видовое разнообразие отражает число видов и встречаемость их особей на конкретной территории. Различают альфа- разнообразие (число видов в рассматриваемом биотопе), бета- разнообразие (число видов во всех биотопах данной области) и гамма-разнообразие (показатель, объединяющий альфа- и бета-разнообразия).

 

Показателем видового разнообразия принято считать соотношение между числом видов и показателями их удельного значения (численность, биомасса, продуктивность и т.д.) или отношение числа видов к единице площади. В качестве оценочного показателя используется также видовое богатство — характеристика сообщества, определяемая либо абсолютным, либо относительным числом видов.

Однако не может быть и речи о том, чтобы в обозримом будущем описать все разнообразие видов в силу целого ряда обстоятельств: отсутствия общих критериев выявления новых видов, ошибочного описания некоторых видов и т.д. Например, даже в относительно хорошо изученных группах позвоночных, составляющих не более 2 % всего видового разнообразия, каждый год прибавляется около 20 новых видов. В то же время огромное видовое богатство полога тропического леса, почвы и морского дна еще практически не изучено.

Более объективный подход требует разработки детализированной таксономической классификации сообществ как одного из условий сохранения БР. Это закономерно, поскольку сохранение БР во многом зависит от знания эволюционных процессов и ныне действующих факторов, под влиянием которых оно и сложилось. К тому же точно определить функциональное назначение каждого вида в любой экосистеме весьма сложно. Так, изъятие конкретного вида далеко не всегда приводит к ее разрушению. Многое зависит от сложности экосистемы (например, в арктических сообществах с относительно простой трофической структурой удельный вес каждого вида намного выше, чем в тропиках), ее сукцессионной и эволюционной стадий развития, определяющим перекрытие (дублирование) экологических ниш и избыточность структурных элементов. У нас можно узнать, как правильно хранить фасоль. При этом дублирование и избыточность в теории систем рассматриваются как факторы устойчивости. Отсюда правомерно заключить, что отдельный элемент, в том числе и вид, не всегда играет существенную роль в БР. Оно функционально, и каждый его компонент формируется системой, в которую входит. В свою очередь, он (компонент) по принципу обратной связи определяет особенности ее структуры.

До сих пор мучаетесь с сорняками? Тогда узнайте, экономический порог вредоносности сорняков у нас на сайте.

Тем не менее одной из основных характеристик любого биоценоза является его видовой состав или общее число видов растений, животных и микроорганизмов на конкретной площади земли или в определенном объеме жидкости. Состав и число видовых популяций не остаются постоянными на фоне природных и антропогенных воздействий.

Источник: belagrobiznes.ru