Підручник з Біології і екології. 11 клас. Шаламов - Нова програма

§ 27. Антропічний вплив на біорізноманіття

Біорізноманіття забезпечує стабільність екосистем і біосфери

Біологічне різноманіття, або скорочено біорізноманіття — це розмаїття організмів із усіх джерел та екологічних комплексів, складниками яких вони є. Зазвичай під біорізноманіттям розуміють видове різноманіття, але це поняття насправді є ширшим. Воно включає різноманіття організмів у межах виду, різноманіття й розподіл самих видів в екосистемах і біосфері та навіть різноманіття екосистем.

Біорізноманіття є головною цінністю біосфери. Річ у тім, що стабільність екосистем і біосфери в цілому залежить від нього. До прикладу, в екосистемах із низьким біорізноманіттям стають можливими неконтрольовані зростання чисельності шкідників чи паразитів, витіснення одним видом інших тощо. А чим меншим буде екосистемне різноманіття біосфери, тим яскравіше проявлятимуться стихійні лиха, посухи, урагани тощо. Завдяки живій речовині в біосфері відбуваються колообіги хімічних елементів. У разі зменшення біорізноманіття вони можуть бути суттєво порушені. Тому, якщо ми хочемо, щоб біосфера існувала й надалі, ми повинні охороняти біорізноманіття.

Темпи зменшення біорізноманіття значно пришвидшились через діяльність людини

Масове вимирання видів є природним процесом. Наприклад, під час масового пермського вимирання (252 млн років тому) з лиця Землі зникло 95 % видів живих організмів! Однак нормальний темп зникнення видів у періоди між вимиранням складає один вид на 10 років. Зі зростанням чисельності людського населення темп пришвидшувався: у XVII - XIX ст. зникало два-три види на десятиліття, нині ж темп вимирання оцінюють у десятки або навіть сотні видів за той же період! Якщо так буде й надалі, то за 50 років зникне половина приматів і чверть усіх птахів!

Рис. 27.1. Стан видового біорізноманіття на 2018 рік

Журналістка Елізабет Колберт, лауреатка Пулітцерівської премії, у 2014 році опублікувала книгу з дуже влучною назвою «Шосте вимирання: неприродна історія»1, у якій у науково-популярному стилі проілюструвала негативні впливи людини на живий світ. І ця назва гарно наголошує на тому, що відбувається, бо сьогоднішня швидкість зменшення біорізноманіття нагадує таку в періоди масових вимирань минулого. За даними Міжнародного союзу охорони природи під загрозою зникнення перебуває майже третина видів тварин і 70 % видів рослин (рис. 27.1). І чи існуватимуть ці організми на Землі надалі залежить від наших дій.

Унаслідок руйнування місць проживання зникають цілі екосистеми

Оскільки організми та їхні спільноти пристосувалися до специфічних умов свого середовища, то зі зміною чи його зникненням вони також вимиратимуть. Вирубування лісів, перетворення степів на поля й пасовища, розбудова портів, збільшення площ міст — усе це відбувається шляхом перетворення природних екосистем у штучні. Наразі площа лісу в світі скоротилася на 40 % порівняно з доіндустріальною епохою, а сільськогосподарські землі займають третину суходолу Землі. В Україні щороку вирубують близько 1 % всіх лісів, а його відновлення на місці вирубки займає, як мінімум, кілька десятків років (рис. 27.2), тож дерев стає все менше. Через діяльність людини території природних екосистем розділяються на фрагменти полями, дорогами, каналами, риболовецькими сітками, унаслідок чого виникають відокремлені дрібні нестійкі біоценози. Значні площі, зайняті звалищами відходів промисловості й побуту, більше не можуть бути домівкою диких тварин. Унаслідок такого винищення місць проживання гинуть не лише окремі популяції чи види, а зникають цілі екосистеми.

Рис. 27.2. Вирубка лісу

А. Темпи зменшення площі лісів у світі. Б. «Голий» схил карпатської гори із вирубкою.

1 Дотепер в історії Землі було п'ять масових вимирань, що мали природні причини, на відміну від сучасного різкого зменшення біорізноманіття внаслідок діяльності людини.

Стабільність природних екосистем порушується внаслідок появи інвазійних видів

Досить часто людська діяльність є причиною занесення нових видів, нехарактерних для екосистем певного регіону — видів-вселенців, або інтродуцентів1. Зазвичай вони освоюють вільні ніші в природних екосистемах, але їхня поява може посилювати конкуренцію, що негативно впливатиме на чисельність особин інших популяцій. Зрештою, через коливання абіотичних умов вид-інтродуцент може повністю витіснити вид, що існував у екосистемі здавна. Якщо такі локальні «перемоги» стають постійними, чисельність та ареал вида-вселенця зростають і природні вороги не здатні стримати його поширення, то він стає загрозою для місцевого біорізноманіття й перетворюється на інвазійний вид2. Окрім колорадського жука й борщівника, про яких ішлося у § 23, в Україні нараховують іще більше сотні інвазійних видів рослин і тварин. Найрозповсюдженішими є амброзія полинолиста, клен ясенолистий, іспанський слизняк, рапана, сірий пацюк, сріблястий карась (рис. 27.3). Класичним зразком інвазії є масове розмноження кролів у Австралії у ХІХ-ХХ ст., що спричинило виїдання рослин лукових екосистем, вимирання видів, поширених лише на цьому континенті, пришвидшення ерозії ґрунтів і завдало значних збитків традиційному вівчарству. За відсутності природних хижаків, із навалою кроликів мусили боротися люди шляхом масового відстрілу, побудови парканів, зараженням тварин вірусами.

Рис. 27.3. Інвазійні види

А. Амброзія полинолиста, батьківщиною якої є Північна Америка, розростається на узбіччі доріг, на пасовищах і пустирях та утворює пилок, що є потужним алергеном. Б. Іспанський слизняк заполонив Західну Україну й активно почав винищувати городину. В. Прожерливий молюск-хижак рапана значно скоротив популяції устриць і мідій у Чорному морі, куди потрапив із кораблями з Далекого Сходу.

1 Від лат. introductio — уведення.

2 Від лат. invasio — нашестя, напад.

Види-інтродуценти збільшують біорізноманіття

Але далеко не завжди новий вид, занесений на чужорідну для нього територію, стає інвазійним. Наприклад, у Європі близько 15 % усього видового біорізноманіття представлено видами-вселенцями. Якщо чисельність і поширення виду-інтродуценту контролюється природними механізмами, то він може тривалий час існувати в екосистемах, збільшуючи їхні біорізноманіття й стійкість. Для цього виду потрібно акліматизуватися — пристосуватися до нових умов середовища в межах своєї модифікаційної мінливості1. Під час акліматизації в організмі змінюються процеси життєдіяльності під впливом внутрішніх регуляторних механізмів. У такого пристосування є генетично зумовлені межі — організм не може акліматизуватися до умов, що знаходяться поза його діапазоном толерантності. Тобто теплолюбна рослина не житиме в холоді, а вологолюбна — у посушливих умовах. Окрім цього, акліматизація — це повільний процес й організми не можуть миттєво пристосуватися до нових умов проживання.

Найчастіше інтродукція є штучним процесом, коли людина свідомо чи ні заносить нові види. Часто це робиться задля розведення й отримання харчів. Із цією метою в нас акліматизовано картоплю, помідори, соняшник, кукурудзу, фазанів, коропів, товстолобів, плямистих оленів. Подекуди організми інтродукують із декоративною метою — так в Україні з'явилися кінський каштан і туя.

Час від часу люди здійснюють реінтродукцію — повернення видів на територію, на якій вони з певних причин зникли. У такому випадку організми повинні реакліматизуватися — знову пристосуватися (акліматизуватися) до колишніх умов існування. Найчастіше реінтродукція здійснюється для відновлення видів, що зникли чи зникають і підтримки сталості природних екосистем. Проблемою реакліматизації є те, що організми могли втратити навички життя в природному середовищі, якщо вони тривалий час жили в неволі. Тому цей процес потребує ретельного контролю й поступовості. В Україні реінтродукції зазнали, наприклад, зубр і польський коник (нащадок вимерлого тарпана) — вони були поселені в природоохоронні зони із зоопарків і приватних господарств (рис. 27.4).

Рис. 27.4. Реінтродуковані тварини

А. Зубр. Б. Польський коник.

1 Не варто плутати адаптацію — пристосування до умов середовища, що успадковується, й акліматизацію — пристосування без зміни генотипу.

Причиною природної інтродукції може бути зміна клімату. Так, наприклад, через зростання температури води океанічні риби мігрують із перегрітих тропічних ділянок у більш холодні північні. Така міграція не оминула й живий світ України. Через зростання температури кліматичні зони змістилися на північ: болота Полісся майже повністю опинилися в Білорусі, степ укриває тепер лани в Черкаській і Полтавській областях, а Південь України нагадує субтропічну напівпустелю. У Херсонській, Миколаївський та Одеській областях нині вже можна вирощувати теплолюбні нут і арахіс, а інтродукований сорго росте не гірше, ніж у Ефіопії, з якої походить. Разом із південними культурами до України мігрував і південний шкідник — кукурудзяний жук, що жив до цього в Італії та на Балканах. Павуки каракурти поширились від узбережжя Азовського моря на північ і тепер зустрічаються на Черкащині, Вінниччині й навіть Полтавщині.

Забруднення й глобальне потепління спричиняють скорочення популяцій і вимирання видів

Через високі рівні забруднення спостерігається значне зменшення біорізноманіття. Поява «мертвих зон» у водоймах унаслідок евтрофікації, забруднення пестицидами, важкими металами, органічними розчинниками й отрутохімікатами, підвищення кислотності води й ґрунту через кислотні опади — усе це суттєво погіршує умови існування організмів, робить їх більш вразливими до інфекцій і паразитів, спричиняє хвороби, знижує опірність змінам у довкіллі. Деякі пестициди можуть передаватися харчовими ланцюгами, через що великі кількості їх накопичуються в тілах кінцевих консументів, стаючи причиною отруєння, хвороб і смерті. Забруднення середовища антибіотиками спричиняє збільшення стійкості до них бактерій (про це йшлося в § 4). Викиди парникових газів спричиняють глобальне потепління й зміни клімату, які багато організмів не зможуть пережити (рис. 27.5).

Рис. 27.5. Імовірні зміни біорізноманіття унаслідок глобального потепління

Для задоволення людських потреб винищуються надмірні кількості живих істот

Оскільки частина продуктів харчування виробляється із добутих у дикій природі об'єктів, то зі зростанням чисельності людства масштаби винищення живого також збільшуються. Майже три чверті всіх комерційних видів риб виловлюються в надмірній кількості і не встигають відновлювати свою чисельність. Через це кількість представників окремих видів скоротилася в понад 10 разів! Якщо темпи вилову не зменшаться, то 90 % усіх рибних запасів Землі буде вичерпано за наступні 50 років. Екосистеми Африки, для яких характерне найбільше видове різноманіття, страждають від непомірного винищення диких тварин, м'ясо яких є чи не єдиним джерелом білка для зубожілого населення країн. Навіть заборона полювання не зупиняє браконьєрів, особливо коли мова йде про природні продукти, які дорого можна продати (рис. 27.6, А). Народна медицина й кухня багатьох країн стимулюють винищення навіть рідкісних видів тварин, і лише для задоволення непомірних бажань людей. Так, у китайській кухні надзвичайно смачною і урочистою стравою є суп з акулячих плавців. Після внесення цієї страви в меню тисяч ресторанів світу акулячий промисел набув непомірних масштабів. Унаслідок тисячі особин цих риб гинуть заради десятихвилинної услади смакових рецепторів гурманів (рис. 27.6, Б). Збір диких рослин (як-от орхідей) і виловлення тварин (папуг, риб, змій, черепах) та їх експорт як домашніх улюбленців має гігантські масштаби. Водночас більше половини організмів гине під час транспортування. І, на жаль, нерозуміння наслідків задоволення своїх бажань продовжує стимулювати загибель мільйонів живих істот (рис. 27.6, В). І ми в змозі змінити думку оточення щодо цієї проблеми! Для цього потрібно якнайширше поширювати інформацію про це: обговорювати з друзями, робити репортажі в ЗМІ, доповнювати подібними темами освітні програми різних рівнів.

Рис. 27.6. Тварини, що страждають від браконьєрства

A. Носоріг, убитий браконьєрами із метою вилучення в нього рогу. Б. Щороку під час добуванні акулячих плавців для приготування супу виловлюють 30-70 млн особин риб і викидають їх іще живі, але вже нездатні до руху скривавлені тіла назад до води. B. Мільйони особин диких хутряних тварин убивають для виготовлення зимового одягу.

Цікаве життя

Віра в традиції й бажання поласувати делікатесом коштує життя рідкісним тваринам

Рис. А. Один із півсотні останніх на планеті яванських носорогів.

Рис. Б. Тіла мертвих акул із відрізаними плавцями.

Народна медицина є популярним способом лікування в багатьох країнах Азії. Але її ефективність, порівняно із доказовою медициною, є значно нижчою. До того ж часто лікувальні суміші виготовляють із частин тіла рідкісних тварин. Так, наприклад, порошок із рогу носорога вважають ефективним засобом боротьби з гарячкою, судомами, потужним афродизіаком і протиотрутою. Ціна кілограма рогу найрідкіснішого яванського носорога (на Землі лишилося 40-60 особин цього виду, рис. А) може сягати 30 тис. доларів США. Тому його вбивство часто є найшвидшим шляхом збагачення для бідного населення країн Південно-Східної Азії. Утім хімічний аналіз не виявив жодних біологічно активних інгредієнтів у складі рогу.

Схожа доля спіткала й тигрів і леопардів. Якщо ще 30-40 років тому браконьєри полювали за шкурами цих тварин, то тепер цілителям потрібні їхні кістки, які нібито лікують від болю в кістках. Ведмедів убивають заради добування з їхніх тіл жовчних міхурів, компоненти яких полегшують запалення і знищують бактерій. І це не зважаючи на те, що активні речовини ведмежої жовчі давно синтезовано штучно. Кишківник і шкіра гігантських саламандр, оленячі роги, геніталії собак використовуються в традиційній китайській медицині. Й оскільки обсяги чорного ринку цих продуктів відомі лише приблизно, то й складно оцінити масштаби негативного впливу на біорізноманіття такого «медичного» браконьєрства. Також часто необроблені продукти народної медицини, отримані з мертвих тіл диких тварин, самі є причиною смертельних кишкових інфекцій.

Не меншої шкоди тваринному світові завдає винищення диких тварин заради їжі. Так, зелену, кайманову, грифову й далекосхідну черепах використовують для приготування делікатесного супу, який, як уважають, тонізує статеві функції. У такий же спосіб заради супу з акулячих плавців виловлюють навіть найбільших китову й гігантську акул, чиї плавці коштують до 20 тис. доларів США за кілограм! І численні види диких змій, крокодилів, амфібій і риб неконтрольовано винищуються лише через делікатесний статус страв, приготованих із них.

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. Сучасне зменшення біорізноманіття називають «шостим вимиранням» через те, що

  • А темп загибелі видів у шість разів більший, ніж у період попереднього вимирання
  • Б швидкість вимирання видів така сама, як і під час попередніх вимирань
  • В причиною вимирання є шостий компонент біосфери — людина
  • Г під загрозою зникнення знаходиться кожен шостий вид на планеті

• 2. Заповніть пропуски в реченні про інтродукцію.

Під час інтродукції організми (1) й займають (2) в екосистемі.

  • А 1 - акліматизуються, 2 - увесь трофічний рівень
  • Б 1 - реакліматизуються, 2 - місце іншої популяції
  • В 1 - акліматизуються, 2 - вільну екологічну нішу
  • Г 1 - реакліматизуються, 2 - не менше половини біотопу

• 3. Наслідком забруднення середовища пестицидами НЕ є

  • А почастішання паразитарних інфекцій
  • Б збільшення частоти появи злоякісних пухлин
  • В погіршення можливостей акліматизації
  • Г посилення міжвидової конкуренції

• 4. Щоб зменшити надмірне винищення тварин, потрібно

  • А дозволити полювання на рідкісних тварин
  • Б стимулювати проведення освітніх заходів на цю тему
  • В збільшити штрафи за завезення інвазійних видів рослин
  • Г посилити контроль над нелегальною торгівлею цуценятами

• 5. Увідповідніть тип впливу на біорізноманіття із наслідком діяльності людини.

  • 1 руйнування місць проживання організмів
  • 2 занесення видів-інтродуцентів
  • 3 забруднення біотопу
  • 4 надмірне винищення організмів
  • А закислення ґрунту
  • Б розвиток екосистеми на застиглій вулканічній лаві
  • В витіснення аборигенних видів інвазійним видом
  • Г браконьєрство
  • Д прокладання залізниці через ліс

У житті все просто

• 6. Поясніть, чому консументи вищих порядків більше страждають від пестицидів, що передаються харчовими ланцюгами, ніж консументи нижчих рівнів.

• 7. Узагальніть антропогенні зміни біорізноманіття України у вигляді мапи думок (її можна зробити на комп'ютері чи плакаті).

У житті не все просто

• 8. Які вигоди людство отримує від біорізноманіття? Що ми втратимо через його зменшення?