Биоразнообразие: общие положения

1.

«Многообразие живой природы ― залог нашего благополучия. Это основа нашей
жизни и необходимое ее условие» (Программа ООН по окружающей среде)
Раздел 1. Биоразнообразие:
общие положения

2. История термина

Словосочетание «биологическое
разнообразие» впервые применил Г.Бейтс в
работе «Натуралист на Амазонке» (1892). За
период часовой экскурсии этот
исследователь встретил 700 видов бабочек.

3. Изучение биоразнообразия биогеографами

• Оценки уровня биологического
разнообразия Земли впервые были
предприняты биогеографами
• В 18-19 вв. они разработали схемы
ботанико-географического и
зоогеографического разделения
поверхности нашей планеты по степени
своеобразия флор и фаун

4.

Биоразнообразие – это вариабельность живых
организмов, включающих наземные, морские и иные
водные экосистемы и экологические комплексы,
частью которых они являются;
(Конвенция о биологическом разнообразии, 1992)

5. Уровни организации жизни:

Организация живой материи имеет три
основных уровня:
• ниже организменного (клетки, ткани,
органы)
• организменный
• выше организменного (популяция,
экосистема, биосфера).

6.

Уровни биоразнообразия:
в рамках вида (генетическое
разнообразие),
между видами (видовое
разнообразие)
между экосистемами
(разнообразие экосистем).

7.

8.

Классификация Юрцева:
филетическое (таксономическое):
видовое, надвидовое и внутривидовое;
нефилетическое (типологическое).

9.

Генетическое разнообразие

10. Генетическое разнообразие

• Определяется варьированием
последовательностей четырех
комплиментарных нуклеотидов в
нуклеиновых кислотах, составляющих
генетический код.
• Каждый вид несет в себе огромное количество
генетической информации: ДНК бактерии
содержит около одной тысячи генов, ДНК
домовой мыши – до 100 тысяч.
• Новые генетические вариации возникают у
особей через генные и хромосомные мутации,
через половое размножение.

11. Генетическое разнообразие

• Каждая форма жизни уникальна, вымирание
одного биологического вида влечет за собой
безвозвратную потерю от тысячи до сотен
тысяч генов.
• Биологическая эволюция – это процесс
накопления изменений в организмах и
увеличение их разнообразия во времени.
• Эволюция состоит из двух стадий:
возникновение изменчивости в результате
мутаций и изменение ее направления под
действием естественного отбора.

12.

Видовое разнообразие

13.

Существует два основных определения
понятия вида:
Вид — совокупность особей, которая по тем или иным
морфологическим, физиологическим или биохимическим
характеристикам отличается от других групп
(морфологическое определение вида).
Вид ― это совокупность особей, между которыми
происходит свободное скрещивание, но при этом
отсутствует скрещивание с особями других групп
(биологическое определение вида).

14. Видовое разнообразие

В настоящее время описано 1 млн 750
тысяч видов живых организмов.
• Возможно, видовое разнообразие на
планете достигает не менее 10 млн видов,
а возможно, и больше трех десятков млн.
• Есть предположения, что существует не
менее млн видов микроорганизмов, около
1 млн видов нематод, около 10 млн видов
насекомых и, возможно, около 10 млн
видов грибов.

15. БР, созданное человеком

• Человек создал десятки тысяч сортов культурных
растений и пород животных, а также
микроорганизмов, в результате селекции,
искусственного отбора и генной инженерии.
• Так, только в Китае известно 40 тысяч сортов риса.
В мире существует свыше 2 тысяч пород собак,
множество пород кошек, кур, коров и других
домашних животных.

16.

Разнообразие сообществ и
экосистем

17.

• Экосистема (от греч. oikos - жилище,
местопребывание и systema - сочетание, объединение) –
совокупность всех популяций разных биологических
видов, проживающих на общей территории вместе с
окружающей их неживой средой.

18.

•Самая глобальная из экосистем –
биосфера

19.

• Миллионы лет человечество существовало и развивалось,
занимаясь собирательством, присвоением тех благ,
которые производила биосфера.
• Человек и биосфер не “мешали” друг другу, т. е.
наблюдалась их коэволюция.

20.

Исчезновение видов (1600-настоящее время)
Систематическая группа
Число исчезнувших видов
Число видов,
находящихся под
угрозой
Высшие растения
384
18700
Рыбы
23
320
Амфибии
2
48
Рептилии
21
1365
Птицы
113
924
Млекопитающие
83
414

21.

Сокращение видового разнообразия Земли

22.

Виды, навсегда покинувшие
планету Земля

23.

Факты исчезновения в конце плейстоцена и начале голоцена
«мамонтовой фауны» привели к гипотезе об истреблении их
человеком-охотником. Уоллес называет это явление первым
экологическим кризисом или кризисом консументов.

24. Потери палеолита: мамонт

25. Потери палеолита: шерстистый носорог

26. Потери палеолита: саблезубый тигр

27. Потери палеолита: пещерный медведь

28. Потери палеолита: гигантский олень

29. Потери палеолита: мастодонт

30. Потери палеолита: гигантская лама

31. Потери нашей эры

32.

Тур

33. Тур

• Тур (Bos primigenius) – дикий бык,
родоначальник домашнего европейского
рогатого скота, исчез в XVII веке.
• Последний экземпляр этого животного
погиб в 1627 г.

34. Тарпан

35. Тарпан

• Тарпан (Eguus caballus) – европейская
степная дикая лошадь в прошлом была
многочисленна на обширных степных
пространствах Южной Европы. Распашка
степей и повсеместная охота за ней
привели в конечном итоге к уничтожению
этого вида.
• В Польше тарпаны исчезли к 1813 г.

36.

Стеллерова корова

37. Стеллерова корова

• Единственный представитель отряда сирен в
северной части Тихого океана. Впервые была
открыта экспедицией Беринга в 1741 г. и описана
академиком Стеллером.
• Обитала у берегов Командорских островов, где
паслась стадами на мелководьях среди зарослей
водорослей, которыми питалась.
• Это крупное (длиной 7-8 м и массой более 3,5 т),
малоподвижное животное обладало вкусным
мясом.
• Интенсивная охота привела к тому, что через 27
лет после открытия вида, морских коров уже не
стало.

38.

Бескрылая гагарка

39. Бескрылая гагарка

• Бескрылая гагарка (Pinguinus impenning) – самый
крупный представитель отряда чистиковых птиц
(высотой до 75 см), утративший способность к
полету.
• В прошлом гагарка была многочисленна и широко
распространена по скалистым побережьям и
островам всей северной части Атлантики.
Хищническое истребление беззащитных птиц
привело к тому, что в 1844 г. была убита
последняя пара гагарок у берегов Исландии.

40.

Очковый баклан

41. Очковый баклан

• Очковый, или стеллеров, баклан
(Phalacrocorax perspicillatus), открытый
Стеллером в 1741 г. на острове Беринга,
истреблен около середины XIX века.
• Птица была многочисленной до начала 19
в.
• Вымерла от преследования человеком, хотя
сокращению численности, может быть,
способствовала и какая-либо эпизоотия.

42. Голубая лошадиная антилопа

43. Зебра квагга

44.

Голубь дронт

45. Скорость исчезновения видов

• Скорость исчезновения отдельных видов в
5 тысяч раз превышает скорость
естественной эволюции.
• Не исключена возможность потери
половины видов наземных организмов в
течение ближайших 50 лет.

46. Скорость исчезновения видов

• Средняя продолжительность существования
видов составляет 5-6 млн. лет.
• За последние 200 млн. лет исчезло около 900
тыс. видов, или в среднем менее одного вида в
год.
В настоящее время скорость исчезновения видов
на пять порядков больше: за сутки исчезает 24
вида. Предполагается, что к 2000 г. в сутки будет
исчезать 100 видов.

47. Функции биоразнообразия в биосфере:

• Структурно-функциональная
организация экосистем.
• Поддержание процесса биологической
эволюции.
• Репарационная – восстановление
сообществ живых организмов.

48. Роль биоразнообразия в жизни человека:

Продукты питания.
Кислород.
Озон в атмосфере.
Прагматическая ценность (одежда,
лекарства, древесина, рекреация, туризм).
• Эстетическая ценность.

49.

70% населения
развивающихся стран
полностью зависят от
милости природы;
более 3 млрд. человек
зависят от от биологического
разнообразия океанов, морей
или рек;
1,6 млрд. пользуются
дарами леса;
около 1 млрд. человек живут
в пустынях и засушливых
районах.

50.

Если не принять меры по сокращению вредных
воздействий на ОС, к 2100 году исчезнет до 30%
видов растений и животных ― 6 массовое
вымирание видов в истории Земли и
первое вымирание, инициированное человеком.

51.

Причины снижения биологического
разнообразия

52.

МСОП выделяет 7 основных факторов,
способствующих потере биологического
разнообразия:
1 - трансформация и фрагментация естественной
среды;
2 - конкуренция со стороны инвазивных видов;
3 - загрязнение окружающей среды;
4 - глобальные климатические изменения;
5 - опустынивание;
6 - рост населения и чрезмерное потребление;
7- безрассудное использование природных ресурсов.

53.

Масштабное разрушение природных экосистем в мире

54.

Нижний Новгород
Волгоград
Астрахань
(Мартынов А.С. ,Виноградов В.Г. , Артюхов В.В., 1998)

55.

Трансформация местообитаний биоты
Вырубка леса
За время развития цивилизации человечество
уничтожило почти 40-50% первоначально
существовавших лесных экосистем.

56.

Тропические леса
Сегодня тропические леса занимают всего 7 % суши, т. е. в 2 раза меньше,
чем 100―200 лет назад.
И их площадь уменьшается с катастрофической скоростью ― на 1,25%
ежегодно.
В Латинской Америке в 90-х гг. уничтожали до 6 млн га лесов в год.
Африка с начала 80-х гг. потеряла более 50 млн га тропических лесов.

57.

Добыча и эксплуатация
природных ресурсов

58.

Крупнейшие массивы хвойных
таежных лесов сохранились в
России, Канаде и США.
Россия имеет самые большие в
мире плошади лесов ― 7,7 млн
км2, т. е. свыше 45% всех
внетропических лесов мира.

59.

Лесные пожары
В 1996 г. в Монголии пожары уничтожили около 3 млн
га лесов, а в следующем году та же участь постигла 3
млн га лесов в Индонезии.
В России только на Дальнем Востоке в конце хх в леса
сгорели на 2 млн га.
Крупнейший пожар в
национальном парке
Колорадо

60.

Опустынивание
- это процесс необратимого изменения почвы и
растительности и снижения биологической продуктивности,
который в экстремальных случаях может привести к полному
разрушению биосферного потенциала и превращению
территории в пустыню.

61.

Причины опустынивания:
- сведение лесов;
- неумеренная эксплуатация пастбищ;
- нерациональное использование водных ресурсов при
орошении земель.
Для формирования почвенного слоя толщиной 2,5 см может
потребоваться около 500 лет.
Колманскоп – заброшенный
Город в Намибии

62.

Аридизация почвы – сложный и разнообразный
комплекс процессов уменьшения увлажненности обширных
территорий, что приводит к сокращению биологической
продуктивности экологических систем «почва – растения»

63.

Основные факторы, угрожающие биологическому
разнообразию засушливых районов:
Изменение естественных мест обитания;
Воздействие выпаса;
Интродукция новых видов, пород и культур;
Пожароопасность;
Изменение водного режима;
Разрушение почвы;
Чрезмерное потребление природных ресурсов;
Изменение климата.

64.

Осушение болот В северных районах европейской части
России осушено примерно 3% всей территории, в Белоруссии —
более 10%, в странах Балтии — свыше 20%. По размерам добычи
торфа Россия занимает первое место в мире
При пересушке
происходит быстрая
деградация земель:
истощаются запасы
органики, содержащиеся
в торфяниках, растения
испытывают дефицит
влаги, усиливается
опасность пожаров.

65. Формы деградации ВБУ

• Полная утрата/уничтожение
ВБУ;
• Изменение гидрологического
режима, приводящая в т.ч. к
трансформации
биоразнообразия;
• Изменение качества воды,
приводящее в т.ч. к
трансформации
биоразнообразия;
• Избыточная добыча ресурсных
видов;
• Внедрение инвазивных видов,
разрушающих естественную
структуру биоразнообразия.

66. Масштабы утраты ВБУ в странах мира

В США с конца 18 века в целом утрачено
более 50% ВБУ
90% от всех водоемов утрачено в Огайо и
Калифорнии
В 10 штатах утрачено более 70% водоемов
46 % - во Флориде (http://www.ramsar.org)
В Канаде утрачено или сильно изменено до
70% ВБУ (http://www.ramsar.org)
В Европе:
Площадь ВБУ сократилась более чем на 50
% в Нидерландах, Германии, Испании,
Греции, Италии и Португалии (Jones,
Hughes,1993; European Commission,1995);
В Великобритании утрачено 23% эстуариев,
50% соленых маршей (Davidson et al. 1991) и
40% сырых лугов (RSPB 1993);
Площадь торфяников в 11 странах Европы
сократилась более чем на 50% (Immirzi et
al., 1992).
В Южной Австралии утрачено 70% ВБУ
(Davis,Froend, 1999)
В некоторых странах Азии утрата ВБУ
составила:
Сингапур – 97 %
Таиланд – 78%

67.

68.

Нефтепераб
заводы

69.

Загрязнение гидросферы
Сегодня почти во всех районах Мирового океана в результате аварий
танкеров или неосмотрительного бурения нефтяных скважин можно
обнаружить нефтяные загрязнения.

70.

Загрязнение педосферы: тяжёлые металлы,
пестициды, удобрения

71.

Биота Мирового океана насчитывает 140 тыс. видов, а общий объем
биомассы оценивается в 35 млрд. т. В наши дни чрезмерный вылов
угрожает большинству запасов наиболее известных видов рыб.

72.

Рост населения

73. Угрожаемые экосистемы

• На территории России утрачена целая
природно–географическая зона – степная.
Основные площади в настоящее время
распаханы или используются под пастбищное
животноводство. Потеря степных биомов –
ощутимая утрата целого комплекса степных
видов растений и животных (стрепет, дрофа,
сайгак, кулан, степной орёл, сурки и многие
другие виды).

74. Потеря экосистем:

Степная зона
прерии - Сев. Америка
пампы – Юж. Америка
вельды – Африка

75. Угрожаемые экосистемы

• Под угрозой находится пойменный
ландшафт: многие поймы затоплены
водохранилищами, распаханы или
используются в пастбищных целях.
• В мире в целом происходит быстрое изменение
площади естественных экосистем, со скоростью
примерно 1% в год.
• К началу третьего тысячелетия сохранилось
на планете всего 30% площадей естественных
экосистем.

76.

77.

Генеральная Ассамблея Организации Объединенных Наций
провозгласила 22 мая Международным днем биологического
разнообразия

78. Спасибо за внимание!

78