Генофонд и причины гибели видов

Органический мир Земли образован совокупностью видов животных, растений, грибов, микроорганизмов. Каждый компонент органического мира взаимосвязан с другим, справедлив закон «все связано со всем». Изменение и тем более уничтожение одного из компонентов системы влечет за собой изменение, а в предельном случае гибель всей системы. Все это делает необходимым осуществление специальных природоохранных мероприятий, направленных на защиту всех живых организмов, сохранению биоразнообразия на планете.

Главная задача охраны природы — охрана генофонда — совокупности генов, которые имеются у всех особей популяций. Изменение генофонда происходит за счет мутаций, вызванных естественными факторами и факторами антропогенного происхождения. Уничтожение, истребление отдельных видов популяции обедняет генофонд планеты, который в настоящее время насчитывает около 1,3 млн видов только животных. Из 300 тыс. видов высших растений мировой флоры лишь около 2,5 тыс. постоянно применяют в сельском хозяйстве, а 20 тыс. — по мере необходимости.

Разнообразие природных форм организмов необходимо для проведения селекции. Селекция — наука о методах создания сортов, гибридов растений и пород животных, штаммов микроорганизмов с нужными человеку признаками. Под руководством академика Н. И. Вавилова были выполнены работы по изучению многообразия и географического распространения культурных растений. Им было выделено семь центров происхождения культурных растений, в которых сосредоточено наибольшее разнообразие наследственных форм этих видов. Их охрана — гарантия практических успехов селекции.

Непосредственная причина вымирания видов в есте­ственных условиях — снижение его численности ниже критического уровня, который зависит от структуры по­пуляций вида и определяется законами популяционной генетики. Критическим называют тот уровень численно­сти, ниже которого вероятность близкородственного скре­щивания становится достаточно большой. Это ведет к уменьшению генетического разнообразия вида, так назы­ваемого резерва наследственной изменчивости. Следст­вием такого снижения численности становятся поэтому повышение доли потомков, имеющих врожденные на­рушения, которые повышают смертность в новых поко­лениях, снижают приспособителъные возможности и пло­довитость остающихся в живых. В результате численность уже необратимо падает и через небольшое число поколе­ний вид полностью исчезает. В этом смысле в опасном по­ложении находятся сейчас уже многие виды. Например, гепард, уникальный «спринтер» среди хищных млекопи­тающих, в Африке не только малочислен, но и имеет очень низкие показатели внутривидового генетического разно­образия. Фактически все африканские гепарды оказались более или менее близкими родственниками. У них мак­симальная среди представителей семейства кошачьих смертность молодых животных в первые дни и неделя жизни, они больше других кошачьих подвержены ин­фекционным заболеваниям.

Однако снижение численности — в той же мере непо­средственная причина вымирания вида, в какой останов­ка сердца — непосредственная причина гибели отдельно­го животного. Истинная причина вымирания — это те условия, которые приводят численность вида на критиче­ский уровень и продолжают действовать в течение жизни нескольких поколений. Из всего разнообразия внешних условий для каждого вида живых существ можно вы­делить отдельные факторы, которые принято разделять на биотические, связанные с другими видами (объекты питания, хищники, паразиты, конкуренты и т. п.), и абио­тические, факторы неживой природы (температура, влаж­ность, свет, соленость и т. п.).

Как правило, только один из факторов оказывается главным ограничителем численности интересующего нас вида. Такой фактор называется лимитирующим. Напри­мер, для большинства лососевых лимитирующим факто­ром оказывается содержание кислорода в воде, в которой развивается их крупная икра. Это определяет характер нерестовых рек лососевых — низкая температура и бы­строе течение, насыщающие воду кислородом, низкое со­держание органических веществ, окисление которых снижает содержание в воде кислорода, низкая минера­лизация воды. Загрязнение нерестовых рек быстро ведет к снижению численности лососевых. Для белки в зоне тайги лимитирующий фактор — урожай семян ели, для водяной крысы в поймах рек — уровень весеннего поло­водья. Надо иметь в виду, что выделить из множества биотических и абиотических факторов единственный лимитирующий не всегда просто, а иногда лимитирую­щим оказывается взаимодействие двух или более фак­торов. Например, для многих водных беспозвоночных температурный оптимум оказывается разным при раз­личной солености, и их численность лимитируется вза­имодействием этих факторов.

Биотические факторы

В природе происходят периодические изменения ус­ловий, в частности климатических, связанные с циклами солнечной активности, периодическими измененияии основных направлений переноса влаги ветрами и с дру­гими причинами, часто взаимодействующими слишком сложным образом, чтобы можно было всегда уверенно указать основные причины подъема или снижения чис­ленности того или иного вида. Кроме того, многие виды зависят от численности друг друга, как, например, в слу­чае взаимодействия хищников и жертв. Чис­ленность многих видов соответственно имеет многолетние, связанные с солнечными, и другие циклы, в которых бывают минимумы, когда вид становится наиболее уяз­вимым. Это явление особенно характерно для относитель­но простых экосист