Биоразнообразие

Биоразнообра́зие (биологи́ческое разнообра́зие) — разнообразие жизни во всех её проявлениях. Также под биоразнообразием понимают разнообразие на трёх уровнях организации: генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов — аллелей), видовое разнообразие (разнообразие видов в экосистемах) и, наконец, экосистемное разнообразие, то есть разнообразие самих экосистем.
Основные научные концепции биоразнообразия были сформулированы лишь в середине ХХ века, что напрямую связано с развитием количественных методов в биологии.

История

Происхождение термина «биоразнообразие» спорно. Есть мнение^[1], что словосочетание «биологическое разнообразие» впервые применил Г. Бэйтс в 1892 г.^[2]. С другой стороны утверждают^[3], что термин «BioDiversity» впервые введён В. Розеном в 1986 году на национальном форуме «Стратегия США в отношении биологического разнообразия», причём «неологизм появился как сокращённый вариант „биологическое разнообразие“, исходно используемого лишь для описания числа видов.»

В работах Р. Уиттекера^[4][5][6], была предложена организация уровней экосистемного разнообразия и исследованы зависимости биоразнообразия от факторов окружающей среды. Согласно его представлениям выделяют:

• альфа-разнообразие — разнообразие внутри сообщества.
• бета-разнообразие — разнообразие между сообществами.
• гамма-разнообразие — разнообразие надценотической системы по градиентам среды.

Впоследствии эти идеи были развиты и предложен ряд различных классификаций^[7]. Всё это типологическое многообразие сводится к двум типам разнообразия — инвентаризационному, то есть разнообразию внутри биосистемы и дифференцирующему, то есть разнообразию между биосистемами. Инвентаризационное разнообразие обычно оценивается с помощью унарных индексов (например, мер разнообразия), а дифференцирующее с помощью n-арных (чаще бинарных) мер.

Коралловые рифы — пример горячей точки биоразнообразия (англ.)русск. (англ. Biodiversity hotspot)

Биологическое разнообразие — вариабельность живых организмов из всех источников, включая, среди прочего, наземные, морские и иные водные экосистемы и экологические комплексы, частью которых они являются; это понятие включает в себя разнообразие в рамках вида, между видами и разнообразие экосистем.

Определение Конвенции о биологическом разнообразии^[8]

Значение

Величина биоразнообразия как внутри вида, так и в рамках всей биосферы признана в биологии одним из главных показателей жизнеспособности (живучести) вида и экосистемы в целом и получила название «Принцип биологического разнообразия». Действительно, при большом однообразии характеристик особей внутри одного вида (от человека до растений и микробов) любое существенное изменение внешних условий (погода, эпидемия, изменение кормов и пр.) более критично скажется на выживаемости вида, чем в случае, когда последний имеет большую степень биологического разнообразия. То же (на другом уровне) относится и к богатству (биоразнообразию) видов в биосфере в целом.

История человечества накопила уже целый ряд примеров отрицательных последствий попыток слишком грубого и упрощённого «назначения» каких-то биологических видов, семейств и даже экосистем однозначно положительными, или однозначно отрицательными. Осушение болот приводило не только к уменьшению малярийных комаров, но и к более бурным весенним паводкам при иссушении близлежащих полей летом, отстрел волков («обидчиков» мирных пушистых оленей) на замкнутом плато — к неумеренному росту численности этих оленей, почти полному истреблению ими кормов и последующему повальному падежу.

Биоразнообразие — ключевое понятие в природоохранном дискурсе. Это определение стало официальным определением с точки зрения буквы закона, поскольку вошло в конвенцию ООН по вопросам биоразнообразия, которая принята всеми странами Земли, за исключением Андорры, Брунея, Ватикана, Ирака, Сомали и США. ООН установила Международный день биологического разнообразия.

Каким-то объективным способом определить необходимость сохранения и поддержания биоразнообразия довольно трудно, поскольку это зависит от точки зрения того, кто оценивает эту необходимость. Тем не менее, существуют четыре главные причины сохранять биоразнообразие:

1. С точки зрения потребителя элементы биоразнообразия являются природными кладовыми, которые уже сегодня представляют зримую пользу для человека или могут оказаться полезными в будущем.
2. Биоразнообразие как таковое приносит как хозяйственную, так и научную пользу (например, в поисках новых лекарственных препаратов или способов лечения).
3. Выбор в пользу сохранения биоразнообразия — это этический выбор. Человечество в целом — это часть экологической системы планеты, и потому оно должно бережно относиться к биосфере (в сущности, мы все зависим от её благополучия).
4. Значимость биоразнообразия можно также характеризовать в эстетическом, сущностном и этическом плане. Природа прославляется и воспевается художниками, поэтами и музыкантами всего мира; для человека природа является вечной и непреходящей ценностью.

Теории

По причине того, что область биологии, изучающая причины биоразнообразия ещё не сложилась, в этой области наблюдается огромное число теорий и отдельных гипотез. Наиболее полный обзор теорий, претендующих на объяснение закономерностей изменения биоразнообразия, был представлен известным биологом-теоретиком Брайаном МакГиллом^[9]:

1. Теория континуума (continuum theory). Возникла на основе идей Р. Х. Уиттекера по градиентному анализу.
2. Нейтральная теория (neutral theory). Основные идеи изложены Стивеном Хаблом в его книге «The Unified Neutral Theory of Biodiversity and Biogeography» и представляют собой адаптацию для экологии идеи нейтральной эволюции Кимуры.
3. Теория метапопуляций (metapopulation). Возникла на основе идей метапопуляциях («пространственных пятнах популяции») в ландшафтной экологии и связанных с ними эффектах.
4. Фрактальная теория (fractal). Идеи об определении отношения типа виды-площадь (SAR) на основе фрактальных закономерностей.
5. Агрегированное пуассоновское распределение (clustered poisson). «Описание пространственной структуры сообщества на основе точечного процесса, когда по площади распределяются „материнские“ точки, вокруг которых неким образом распределяются „дочерние“ точки»^[10].
6. Максимизация энтропии (MaxEnt). Отражение давней тенденции проникновения в биологию методов теории информации, а также общесистемных формальных теорий.

Признаки и количественная оценка

В первом приближении биологическое разнообразие видов характеризуется двумя признаками — видовым богатством и выровненностью.
Видовое богатство отражает число видов, встречающихся в пределах экосистемы, в то время как выровненность характеризует равномерность распределения численности животных^[11]. Выделение этих составляющих связано с тем, что за редким исключением в экосистемах среди организмов, принадлежащих к одному трофическому уровню, экологической или таксономической группе, большая часть биомассы достигается за счёт вклада очень немногих видов.

Численность лесных птиц на участке берёзового сосняка в период гнездования (пар/га). Зяблик является доминирующим видом.

Основная статья: Мера разнообразия

Для количественной оценки инвентаризационного разнообразия используются меры разнообразия или двойственные им меры концентрации. Подразумевается, что наиболее разнообразное сообщество является «стратегическим запасом» биологической эволюции, а следовательно количественное определение таких сообществ позволяет обеспечить таким уникальным сообществам охранный статус. Близким понятием является понятие выравненности (evenness или equitability) видового состава сообщества.

Значение некоторых индексов для одной выборки[12]
Индекс	Значение
Шеннона	3,22
Пиелу	0,820
Симпсона	0,058
Число видов — 51, общее обилие — 432,12 пар/га

Другим направлением количественной оценки является определение доли редких и обильных видов, а также их влияния на структуру сообществ в целом. Близким направлением является оценка доминирования видов, в рамках концепции которой используется понятие значимости вида. Под значимостью может пониматься оценка его места в экосистеме — биомасса, численность и др.^[13].
Ещё одним (очень популярным и значимым) направлением в этой области является предсказание числа необнаруженных (unseen) видов сообщества. Для этих целей используют: простые статистические экстраполяции на основе методов анализа временных рядов, кривые зависимости типа «виды-площадь», построение моделей на основе фрактальных закономерностей и проч.
А. В. Марковым и А. В. Коротаевым была показана применимость гиперболических моделей положительной обратной связи для математического описания макродинамики биологического разнообразия^[14][15].

Основная статья: Коэффициент сходства

Для оценки дифференцирующего разнообразия используются меры сходства. По сути оценка этого типа разнообразия происходит через сравнение и выявление сходных элементов биосистем.

Причины сокращения

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 19 апреля 2012.

Исчезновение биологических видов является нормальным процессом развития жизни на Земле. В процессе эволюции неоднократно происходило массовое вымирание видов. Примером может служить пермское вымирание, приведшее к исчезновению всех трилобитов.
Начиная с XVII века^{[источник не указан 246 дней]}, основным фактором ускорения вымирания стала хозяйственная деятельность человека. В общем плане причинами снижения разнообразия служат растущее потребление ресурсов, пренебрежительное отношение к видам и экосистемам, недостаточно продуманная государственная политика в области эксплуатации природных ресурсов, непонимание значимости биологического разнообразия и рост численности населения Земли^{[прим. 1]}.
Причинами исчезновения отдельных видов обычно являются нарушение местообитания и чрезмерная добыча. В связи с разрушением экосистем уже погибли многие десятки видов. Только около обитателей тропических лесов исчезло порядка 100 видов. От чрезмерной добычи страдают промысловые животные, особенно те, которые высоко ценятся на международном рынке. Под угрозой находятся редкие виды, обладающие коллекционной ценностью.
К числу других причин относятся: влияние со стороны интродуцированных видов, ухудшение кормовой базы, целенаправленное уничтожение с целью защиты сельского хозяйства и промысловых объектов. Считается, что 12 видов живых существ были уничтожены случайно.^{[источник не указан 246 дней]}

Охрана

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011.

1. Когда учёт долговременных хозяйственных интересов затруднён или попросту невозможен, следует применять этический принцип: «Все живые существа в своём роде неповторимы и чем-то важны для биосферы в целом и человечества, как его частицы».
2. Работа по сохранению биоразнообразия в рамках всего человечества не может быть ограничена охраной лишь нескольких особо богатых видами экосистем (таких, например, как тропические леса или коралловые рифы).
3. В фокусе этой деятельности должны быть не только охраняемые природные территории (например, заповедники, местообитания тех или иных редких видов и др.), но и местности, где люди живут и работают.
4. В качестве первоочередных направлений указанной деятельности целесообразно принятие разумных мер по сохранению и обоснованному учёту биологического разнообразия внутри самого человечества, как биологического вида, и отдельных населяющих его народов. Уравнительные, «среднестатистические» подходы к человеку (когда есть возможность и общественная обоснованность учёта биоразнообразия отдельного человека) приводят к огромному и неоправданному хозяйственному, моральному и экологическому ущербу^[16]. Больные, бедные и малограмотные (вследствие подобных подходов) граждане просто не имеют сил и воодушевления задумываться о долговременных экологических последствиях.
5. Увеличение финансирования деятельности по сохранению биоразнообразия само по себе не замедлит темпов исчезновения видов, биотопов и ландшафтов. Необходима особая политика государств и целая совокупность преобразований (в законодательстве, структуре природоохранной деятельности и т. д.), которые создадут условия, при которых увеличение расходов на сохранение биоразнообразия действительно будет успешным (на заданном временном периоде).
6. Сохранение биоразнообразия — это сохранение природных даров, которые важны как на местном уровне, так и с точки зрения страны и всего человечества. Однако хозяйственная выгодность сохранения биоразнообразия заметно проявляется лишь при учёте его долговременных последствий и на уровне большой страны, материка, всего земного шара и интересов их населения за длительный период, поэтому для предотвращения ущерба биоразнообразию из сиюминутных и узкокорыстных побуждений необходимо применение соответствующих как ограничительных (для нарушителей), так и поддерживающих (для сознательных) законодательных, хозяйственных и просветительских мер. Иначе говоря, грамотные, своевременные и уместные усилия по сохранению биоразнообразия должны быть выгодны в моральном и материальном отношении и на всех уровнях общества (от отдельного человека, учреждения до министерства и страны в целом), а иные усилия — менее или вовсе не выгодны.
7. Сохранение биоразнообразия в будущем может быть устойчивым только в том случае, если осведомлённость и ответственность общества (на всех его уровнях), убеждённость в необходимости действий в этом направлении будут постоянно возрастать.
8. Очень важно, чтобы политики и чиновники имели как необходимые сведения, на основе которой они могли бы делать обоснованный выбор и предпринимать соответствующие действия, так и законодательную ответственность за непринятие (или несвоевременное принятие) соответствующих решений (и, конечно, премии, награды и иное общественное признание — за своевременные и грамотные решения).
9. Усиление подотчётности политиков, министерств и ведомств перед обществом в их деятельности (в том числе по вопросам сохранения биоразнообразия) тесно связано с расширением в том числе законодательных возможностей ответственного и грамотного участия и осведомлённости общественности, добровольческих обществ в решении соответствующих вопросов. И то и другое — важнейшие условия, при которых возможна успешная деятельность по сохранению биоразнообразия.
10. Расходы, которые необходимы для сохранения биоразнообразия, доходы и прибыль, которые даёт или даст в будущем эта деятельность, целесообразно более справедливо распределять между разными странами и между людьми внутри отдельных стран. Этот принцип подразумевает как высокий уровень международного сотрудничества, в пределе — братства и взаимопомощи, так и основательную и выверенную законодательную и научную поддержку (в том числе матем. моделирование последствий принимаемых решений) для предотвращения как отказов в помощи и поддержки на всех уровнях и по всем вопросам, где это действительно заслуженно и необходимо, так и иждивенчества и иных возможных злоупотреблений в иных случаях.
11. Приоритеты в области сохранения биоразнообразия различаются на разных уровнях. Местные предпочтения могут не совпадать с общенародными или общечеловеческими, однако учёт и насколько возможно правильная настройка местных интересов на сохранение биоразнообразия здесь и сейчас важна и существенна, поскольку любые ограничительно-запретительные меры, если они существенно противоречат местным хозяйственным интересам и обычаям населения, будут так или иначе обходиться и нарушаться.
12. Как часть ещё более масштабной деятельности по достижению устойчивого развития человечества сохранение биоразнообразия требует основополагающего изменения в подходах, составе и в практике развития хозяйственной деятельности во всём мире.
13. Культурное разнообразие тесно связано с разнообразием природным. Представления человечества о разнообразии природы, его значении и использовании основываются на культурном разнообразии народов и наоборот, действия по сохранению биологического разнообразия часто усиливают культурную интеграцию и повышают её значимость.

Задачи в сфере охраны биоразнообразия

1. Экономическая — включение биоразнообразия в макроэкономические показатели страны; потенциальные экономические доходы от биоразнообразия, в их числе: прямые (медицина, сырьё и материалы для селекции и фармации и т. д.), и косвенные (экотуризм), а также издержки — восстановление разрушенного биоразнообразия.
2. Управленческая — создание сотрудничества путём вовлечения в совместную деятельность государственных и коммерческих учреждений, армии и флота, негосударственных объединений, местного населения и всей общественности.
3. Юридическая — включение определений и понятий, связанных с биоразнообразием, во все соответствующие законодательные нормы, создание правовой поддержки сохранения биоразнообразия.
4. Научная — формализация процедур принятия решений, поиск индикаторов биоразнообразия, составление кадастров биоразнообразия, организация мониторинга.
5. Эколого-просветительская — экологическое образование населения, распространение идей охраны биоразнообразия, как важнейшей составляющей части Биосферы.

Год биологического разнообразия

20 декабря 2006 года Генеральная Ассамблея своей резолюцией 61/203 провозгласила 2010 год Международным годом биоразнообразия.

19 декабря 2008 года Ассамблея призвала все государства-члены выполнить их обязательства по значительному снижению к 2010 году темпов утраты биоразнообразия, уделяя надлежащее внимание данной проблеме в их соответствующих стратегиях и программах (резолюция 63/219). Ассамблея предложила всем государствам-членам создать для проведения Международного года биоразнообразия национальные комитеты, включающие представителей коренных народов и местных общин, и предложила всем международным организациям также отметить это событие.

В поддержку Международного года биоразнообразия Ассамблея проведёт в 2010 году во время своей шестьдесят пятой сессии однодневное совещание высокого уровня с участием глав государств, правительств и делегаций.

Примечания

1. ↑ Из закона константности биосферы следует, что рост биомассы одного вида влечёт за собой сокращение биомассы других видов.

Источники

1. ↑ Лебедева Н.В, Дроздов Н. Н., Криволуцкий Д. А. Биоразнообразие и методы его оценки. — М.: МГУ, 1999. — 94 с.
2. ↑ Бейтс Г. У. Натуралист на реке Амазонке: рассказ о тропических картинах природы, о нравах животных, о жизни бразильцев и индейцев и о путевых приключениях автора во время его одиннадцатилетних странствий. — М.: Географгиз, 1958. — 430 с.
3. ↑ Адрианов А. В. Современные проблемы изучения морского биологического разнообразия // Биология моря. 2004. Т.30. № 1. С. 3-19.
4. ↑ Whittaker R.H. Vegetation of the Siskiyou Mountains, Oregon and California // Ecol. Monogr. 1960. №30. P. 279-338.
5. ↑ Whittaker R.H. Evolution and measurement of species diversity // Taxon. 1972. № 2. P. 213—251.
6. ↑ Whittaker R.H. Communities and ecosystems. — N-Y.: London: Macmillan., 1970. — 162 p.
7. ↑ География и мониторинг биоразнообразия // Колл. авторов. — М.: Научный и научно-методический центр, 2002. — 432 с.
8. ↑ Конвенция о биологическом разнообразии (рус.). Архивировано из первоисточника 28 августа 2011. Проверено 5 мая 2010.
9. ↑ McGill B.J. Towards a unification of unified theories of biodiversity // Ecology Letters. 2010. № 13(5). P. 627—642.
10. ↑ Статья блога basil_yakimov, посвящённая статье Б.МакГилла о теориях биоразнообразия
11. ↑ Одум Ю. Экология / под ред. академика В.Е. Соколова. — перев. с англ. к.б.н Б.Я. Виленкина. — Москва: Мир, 1986. — Т. 2. — С. 126. — 376 с.
12. ↑ Исходные данные взяты из публикации В.Д. Захаров Видовое разнообразие населения птиц национального парка "Таганай" (рус.) // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. — 2005. — В. 1. — С. 111-114.
13. ↑ Залепухин В.В. Теоретические аспекты биоразнообразия: Учебное пособие. — Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2003. — С. 169. — 192 с. — ISBN 5-85534-815-6
14. ↑ Марков А. В., Коротаев А. В.Динамика разнообразия фанерозойских морских животных соответствует модели гиперболического роста // Журнал Общей Биологии. 2007. № 1. С. 1-12.
15. ↑ Тишков А. А. Теория и практика сохранения биоразнообразия (к методологии охраны живой природы в России)
16. ↑ проф., д.п.н. Кумарин В. В.(1928—2002) Педагогика стандартности или почему детям плохо в школе. М., 1996 г.

Ссылки

• Биоразнообразие Алтае-Саянского экорегиона — Biodiversity of Altai-Sayan Ecoregion [1]
• Проект ПРООН/ГЭФ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского экорегиона»
• Проект «Биоразнообразие» на сайте «Practical Science»
• Библиотечка по эволюции на сетевой стр. «Проблемы эволюции».
• «Зелёный шлюз» — подборка ссылок по экологии и охране природы
• Боринская С.А. Генетическое разнообразие народов // Природа, №10, 2004 г.
• Броневич М. А. «Роль биоразнообразия в живой природе», реферат
• Марков А. В., Коротаев А. В. Гиперболический рост разнообразия морской и континентальной биот фанерозоя и эволюция сообществ // Журнал Общей Биологии. 2008. № 3. С. 175—194.
• Елена Наймарк. Биоразнообразие, как и народонаселение, растёт по гиперболе (журналистская статья по статье вышеупомянутых А.В.Маркова и А.В.Коротаева в том же издании (Журнал общей биологии) от 2007 г.)
• Актуальные проблемы сохранения биоразнообразия России Ret Code: Страница не найдена (на 1.06.2012).

Библиография

• Сохранение биоразнообразия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах // Доклады академии наук (ДАН). 2002. т.382. № 1. C.138-141 [2]