Эволюционно-генетические аспекты сохранения биологического разнообразия Крыма

Киселева Г.А.

Для нормальной работы биосферы: сохранения состава пресных вод и атмосферы, поддержания плодородия почв и продуктивности океана необходимо качественное многообразие жизни и оптимальное количество живого вещества. Познание особенностей биологического разнообразия требует использования знаний и подходов эволюционно-генетических закономерностей. Именно они в значительной степени определяют механизмы нормального функционирования и микроэволюционные процессы, протекающие на уровне популяции.

В Крыму почти не осталось ландшафтов, так или иначе, не затронутых антропогенными перестройками. Более 70% площади полуострова занято различными вариантами природно-антропогенных и техногенных ландшафтов, в которых природные биоценозы исчезли. Лишь на 3-4% территории сохранились первичные, коренные биоценозы (Биологическое и ландшафтное биоразнообразие Крыма, 1999.)

В ответ на масштабное разрушение местообитаний мы можем наблюдать всплеск эволюционных изменений. Если численность особей фрагментированных популяций оказывается значительной, а смена поколений быстрой, антропогенное влияние может быть причиной убыстрения выработки новых приспособлений к сложившимся условиям и в результате к новому расцвету популяции. Эти процессы часто наблюдаются при распространении видов, подавляемых человеком. Отмечается появление резистентных к ядохимикатам насекомых вредителей сельского хозяйства, многих видов сорных растений, приближение некоторых видов животных к поселениям людей (зайцы, каменные куницы, некоторые виды птиц и др.) Отдельные виды легко приспосабливаются к новой для них среде, другие не могут и оказываются под угрозой исчезновения. Как отмечает Р.Левонтин (1981,с.242), "вид всегда остается позади, немного не достигая идеальной приспособленности; в конце концов, если вид отстает от изменений среды из-за недостаточной генетической изменчивости, на основе которой работает естественный отбор, вид элиминируется." Неустойчивость, несбалансированность многих антропогенных биоценозов, их неестественно высокий динамизм (формирование новых биоценозов при строительстве водохранилищ, в зоне Северо-Крымского канала, при рубке леса, трелевке древесины и т.д.) являются причинами выпадения аборигенных видо. Исследования показывают, что в результате утраты местообитаний, во-первых, исключается часть фауны, особенно редкие виды с пятнистым распределением и, во-вторых, увеличивается скорость вымирания оставшихся видов из-за уменьшения размеров популяции.

Степень устойчивости природных популяций к антропогенным воздействиям в значительной степени связана с сохранением и поддержанием ее структурированности. Антропогенные влияния затрагивают пространственную, генетическую, возрастную и половую структуры популяции. Все эти параметры находятся в сбалансированном состоянии лишь в больших по численности популяциях и занимающих значительные ареалы. Изменение возрастной структуры популяции сопровождается изменением ее генетической структуры. Если по каким-либо причинам смертность особей (особенно у животных) разного возраста будет различной, то это приведет к существенному изменению генетической структуры популяции. У многих видов животных определяется генетическое своеобразие разных генераций (Шварц,1980). В относительно стабильных условиях изменение генетической структуры популяции, связанное с динамикой ее возрастного состава, имеет характер колебаний около некоторой многолетней средней. При изменении условий среды возрастной отбор может явиться фактором быстрых эволюционных преобразований. Изменение роли различных возрастных групп в поддержании численности популяции определяется не только селективной смертностью, но и изменением в характере размножения. Сложная пространственная структура популяции лишь в особых случаях приводит к дифференциации популяции и к последующему формообразованию. Но в большинстве случаев она является мощным фактором эволюции единой популяции. Большинство межпопуляционных отличий имеет полигенную природу (Шварц,1980). При этом один и тот же признак может иметь различную генетическую основу, а совместное действие разных генов оказывает взаимно усиливающий эффект. Если действие генов суммируется (аддитивный эффект), то в результате объединения микропопуляций в единую систему, возникнут новые генотипы, обладающие более сильным фенотипическим выражением. В большинстве случаев происходит обогащение общего генофонда популяции, ее возможности более полного и быстрого приспособления к среде увеличиваются.

Определением минимальной численности, при которой популяция могла бы длительное время сохраняться и эволюционировать, занимаются многие исследователи (Сулей, 1983, Яблоков, 1987, Стойко, 1999). Для решения этой задачи имеет значение не общее число живущих особей, а число размножающихся особей, обеспечивающих устойчивое воспроизведение популяции. Это эффективная численность популяции (Ne), которая по подсчетам Яна Франклина (1983) составляет от 60 до 85% реального числа особей в локальной популяции. Минимальная численность популяции должна быть такой, чтобы никакая "волна жизни" (характерное явление для любых панмиктических популяций) не привела численность особей одного из полов к нулю или не сократила ее настолько, что существенно затруднится встреча партнеров по спариванию в природе. К сожалению, очевидно, в условиях Крыма такое положение для отдельных популяций, особенно малоподвижных видов, вполне реально.

Минимальная величина