экология. Вырубка тропических лесов Западной Африки приводит к уменьшению количества атмосферных осадков над оставшейся частью леса утверждается в исследовании Университета Лидса, опубликованном в журнале
 Скачать 201.5 Kb.
|
Изменения генофонда популяцийСогласно известному правилу Харди–Вайнберга, частоты генов в популяции в течение определенного времени достигают равновесия и далее их соотношение в генофонде популяции остается неизменным. Однако это возможно лишь при условии, что вообще отсутствует какой–либо отбор или миграции особей с определенными свойствами, а скрещивание между особями происходит случайно (абсолютная панмиксия). Кроме того, численность такой популяции должна быть бесконечно большой. Очевидно, что в природе эти условия выполнимы лишь в определенной степени, а это означает, что генофонд природной популяции не может быть абсолютно стабильным. Генофонд может обогащаться за счет прибытия мигрантов из других популяций, а также за счет мутаций. Концентрации тех или иных аллелей могут меняться в результате воздействия внешних условий, приводящих к гибели или снижению плодовитости особей с тем или иным генотипом, т.е. в результате отбора. Правда, при прекращении отбора в случае сохранения гетерозиготности восстанавливаются прежние частоты генов. Генофонд, популяции может быть обеднен при регулярной утечке обладающих определенными свойствами мигрантов. Другая причина обеднения генофонда связана с так называемым дрейфом генов при малой численности популяции. Механизм этого явления достаточно четко описан в "Курсе общей энтомологии" Ю. А. Захватами (1986). Приведем здесь отрывок из этой книги. "В основу концепции дрейфа генов положены представления о случайном характере распределения частот генов и непредставительности (не презентативности) малых выборок. Обратимся к обычному для статистиков примеру. Из урны, заполненной 5000 белыми и 5000 черными шарам (символизируют для нас аллели А и а), вынем подряд первую тысячу шаров и убедимся, что около половины из них будут белыми. Допустим, что мы вынули 514 белых и 486 черных шаров. Увеличив каждое из этих чисел в 10 раз (размножение – В.Ч.), заполним вторую урну 5140 белыми и 4860 черными шарами и, перемешав их, повторим процедуру. Возможно, что из 1000 взятых на этот раз шаров 506 окажутся черными, а 494 белыми. Многократно повторив данный эксперимент, можно убедиться, что число шаров разного цвета каждый раз будет близким к 500. Однако если мы заполним урну только 100 шарами и вынем первые 10, то, возможно, среди них белых (или черных) будет несколько больше половины, например 6. Теперь возьмем 60 белых и 40 черных шаров и, перемешав их в урне, вынем снова первые 10. Скорее всего, число белы шаров будет большим и, многократно повторяя эту процедуру, мы увидим что число черных шаров становится все меньшим и, наконец, они все будут замещены только белыми. Неизбежное следствие наблюдаемого при этом "дрейфа генов" – утрата одних и фиксация других аллелей, а это, в свою очередь, приводит к сокращению гетерозиготности популяций и затуханию связанной с этим изменчивости. Скорость этого затухания прямо пропорциональна величине популяции, чем она меньше, тем быстрее проявляются все последствия дрейфа". Действительно, практика разведения насекомых показывает, что дрейф генов становится заметным лишь при исходной численности популяции менее 100 особей. Если же исходная численность более 500, дрейфом генов можно пренебречь. Очевидно, что при культивировании насекомых во многих случая можно обнаружить дрейф генов и соответствующее уменьшение гетерозиготности. Сохранять гетерозиготность по генам, не имеющим существенного значения для необходимых свойств культуры, и тем самым предотвращать ее возможное вырождение можно, сочетая инбридинг с аутбридингом (неродственным спариванием). Однако это целесообразно лишь в том случае, если гетерозис связан со сверхдоминированием по генам, влияющих на приспособленность. Если же инбредная депрессия обусловлена тем, что вредные рецессивные мутации становятся гомозиготными, максимальный эффект достигается отбором наилучших инбредных линий. Во многих же случаях дрейф генов вообще не проявляется, так как ему противостоит отбор по адаптивным признакам. Подчеркнем, что дрейф генов может иметь место и в природе при существенном сокращении численности популяций по любым причинам: от неблагоприятной погоды, эпизоотии, применения инсектицидов, или любых других защитных мероприятий. Возрождающаяся после таких воздействий популяция имеет уже несколько иной генофонд, причем изменения популяции направляются отбором в сторону наибольшей устойчивости к этим неблагоприятным воздействиям. Аналогичная потеря богатства генофонда, вызванная дрейфом генов, имеет место в природе при заселении новой территории незначительным количеством мигрантов. Однако если поток мигрантов продолжается, происходит встречное обогащение генофонда Другая причина вырождения лабораторной культуры – это лабораторные условия, как правило, обеспечивающие сохранение и размножение ослабленных особей с неблагоприятным генотипом, которые неминуемо погибли бы в природе. Более того, эти ослабленные особи получают преимущество в размножении, так как они обычно менее агрессивны и лучше переносят высокую плотность популяции, которая в лаборатории обычно на несколько порядков выше, чем в природе, Тем не менее известно много случаев, когда лабораторная культура стабилизируется и может существовать на протяжении неопределенного числа поколений. Как мы отмечали выше, здесь многое зависит от того, насколько удачно взят исходный материал. Во многих же случаях после 3–4 поколений культура насекомых погибает и приходится брать новый материал. ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОФОНДА Изменение среды обитания, происходящее в результате деятельности человека, оказывает на человеческие популяции воздействие, которое по большей части вредоносно, приводит к росту заболеваемости и сокращению продолжительности жизни. Однако в развитых странах средняя продолжительность жизни неуклонно примерно на 2,5 года за десятилетие приближается к своему биологическому пределу (95 лет), в рамках которого конкретная причина смерти не имеет принципиального значения. Воздействия, казалось бы и не ведущие к преждевременной смерти, тем не менее нередко снижают качество жизни, но более глубокая проблема заключается в незаметном постепенном изменении генофонда, которое приобретает глобальные масштабы. Генофонд обычно определяют как совокупность генов, имеющихся у особей данной популяции, группы популяций или вида в пределах которых они характеризуются определенной частотой встречаемости. О воздействии на генофонд чаще всего говорят в связи с радиационным загрязнением, хотя это далеко не единственный фактор, влияющий на генофонд. По мнению В.А. Красилова, существует большой разрыв между обиходными и научными представлениями о влиянии радиации на генофонд. Например, нередко говорят об утрате генофонда, хотя совершенно ясно, что генофонд человеческого вида может быть утрачен лишь при условии практически поголовного уничтожения людей. Утрата генов или их вариантов в обозримых масштабах времени вероятна лишь в отношении очень редких вариантов. Во всяком случае не менее возможно появление новых вариантов гена, изменение генных частот и соответственно частот гетерозиготных и гомозиготных генотипов. Все эти события укладываются в представление об изменении генофонда (рис. 8). В.А. Красилов отмечает, что далеко не все оценивают изменение генофонда как негативное явление. Сторонники евгенических программ считают возможным избавиться от нежелательных генов путем физического уничтожения или исключения их носителей из процесса воспроизводства. Однако действие гена зависит от его окружения, взаимодействия с другими генами. На уровне личности дефекты нередко компенсируются развитием особых способностей (Гомер был слепым, Эзоп уродливым, Байрон и Пастернак хромыми). А доступные сегодня методы генной терапии открывают возможность исправления врожденных дефектов без вмешательства в генофонд. Стремление большинства людей сохранить генофонд таким, каким его создала природа, имеет под собой вполне естественные основания. Исторически генофонд сложился в результате длительной эволюции и обеспечил приспособление человеческих популяций к широкому спектру природных условий. Генетическое разнообразие людей на популяционном и индивидуальном уровнях иногда носит очевидный адаптивный характер (например, темный цвет кожи в низких широтах, связанный с устойчивостью к ультрафиолетовому излучению), в других же случаях нейтрально по отношению к факторам среды. Независимо от этого генетическое разнообразие предопределило многообразие и динамичность развития человеческой культуры. Высшее достижение этой культуры гуманистический принцип равноценности всех людей в переводе на биологический язык означает сохранение генофонда, не подлежащего искусственному отбору. Вместе с тем продолжается действие и естественных факторов изменения генофонда мутации, дрейф генов и естественный отбор. Загрязнение среды влияет на каждый из них. Хотя эти факторы действуют совместно, в аналитических целях имеет смысл рассмотреть их по отдельности. Факторы мутагенеза. К ним из физических воздействий кроме ионизирующего излучения, возможно, относятся электромагнитные поля. Установлено, например, повышение заболеваемости лейкемией у лиц, проживающих длительное время вблизи высоковольтных линий электропередачи. Из сотен тысяч разнообразных химических соединений, поступающих в среду в виде бытовых и производственных загрязнений, около 20% генотоксичны. Рис.8. Изменение генофонда (по В. А. Красилову) Мутационные изменения снижают жизнеспособность организма в 12-кратном соотношении со скоростью гаметного мутагенеза. Наряду с прямым канцерогенным эффектом мутациями, нарушающими взаимодействие клеточных клонов в процессе их роста и трансформации, происходит нарушение контрольных функций гормональной и иммунной систем, на фоне которого возрастает риск злокачественных новообразований как хемотоксичной, так и вирусной этиологии. Мутагенез, сопровождающий встраивание вирусной частицы в клеточный геном, также может возрастать вследствие иммунной недостаточности организма, появления новых штаммов вирусов или того и другого. Дрейф генов. В прошлом дрейф генов был связан с резкими колебаниями численности локальных популяций, истребляемых войнами и эпидемиями. Выжившие основатели новой популяции передавали ей черты своей генетической индивидуальности. Утраченная часть генетического разнообразия восстанавливалась за счет повторных мутаций и потока генов, но определенные отличия могли сохраняться длительное время. Сегодня рост численности и более подвижный образ жизни предохраняют генофонд от дрейфа генов, разве что за исключением малочисленных популяций на океанических островах, в горных районах или тропических лесах. Естественный отбор. Внимание общественности и экспертов в первую очередь привлекают генотоксичные факторы прямого действия и связанные с ними заболевания, тогда как естественный отбор в долгосрочном плане гораздо более мощный фактор изменения генофонда остается в тени. Между тем любое воздействие на среду хотя бы в небольшой степени изменяет направленность отбора, создавая давление на популяцию и сдвигая частоты соответствующих генотипов. Ген может долго удерживаться в популяции, несмотря на негативный отбор (который недостаточно эффективен при низких частотах), но угроза обеднения генофонда со временем становится все более реальной. Охрана среды обитания и системы здравоохранения факторы, но существу, противостоящие естественному отбору в человеческих популяциях. Тем не менее отбор действует в особенности на пренатальном уровне (например, в виде ранних самопроизвольных абортов, которые могут остаться незамеченными). Любое заболевание снижает шансы на успешную карьеру, создание семьи и полноценный генетический вклад в следующее поколение. Поскольку люди неравноценны в отношении устойчивости к воздействиям специфического и общего характера, то отбор работает в пользу более устойчивых, невзирая на их личностные качества, и тем более активно, чем больше загрязнение среды. Эти процессы не только сокращают разнообразие людей (3 тыс. лет назад светлокудрые ахейцы сражались с темноволосыми малоазийскими племенами; теперь настоящие блондины редки даже среди скандинавов, не говоря уже о греках), но и вымывают из популяции редкие гены, способствующие развитию социально ценных свойств, если они не сцеплены с генетическими факторами устойчивости к загрязнениям. 1.«Катастрофическое» вымирание. Существует мнение, что вымирание видов происходило в силу глобальных катастроф. Причины таких катастроф называют разные: падение крупного метеорита, сильная вулканическая активность, глобальные пожары, землетрясения, изменение орбиты Земли и т.д. Поскольку из всех вымерших организмов наибольший интерес вызывают динозавры, то большинство «катастрофических» гипотез касалось вымирания именно этих животных. Следует отметить, что в период господства креационной модели развития жизни, гибель большинства видов объяснялась именно катастрофами (самой крупной из которых был «Всемирный потоп», описанный в древних текстах). Закат катастрофизма пришёлся на 1830-е годы. Тогда в науке стала укрепляться идея униформизма (английского учёного Ч. Лайеля), согласно которой все жизненные и геологические процессы на протяжении всей истории Земли протекали точно так же, как и сегодня (т.е. безо всяких катастроф). Об этом непроменул отметить Дарвин: «Старый взгляд, по которому всё население земли уничтожалось катастрофами, повторявшимися в последовательные периоды, теперь оставлено почти всеми. Напротив того, виды и группы видов исчезают постепенно, один за другим, сначала в одном месте, затем в другом и, наконец, повсюду на Земле»(Дарвин, 1991). Что же заставило учёных вновь обратиться к отвергнутой ранее идее катастроф? Как ни странно, – та жа палеонтология. Во время раскопок специалисты всё чаще наталкивались не на отдельные, случайно сохранившиеся останки живых организмов, а целые кладбища окаменелостей. Вот как описывает Г. Мартинсон раскопки в пустыне Гоби: «Нас поразило огромное скопление ископаемых рыб, заключенных в большие плиты плотных песчаников. Встречались также обломки костей динозавров и черепах, целые горизонты с раковинами моллюсков и остракод. В отложениях прибрежных участков собраны останки различных насекомых. В одних горизонтах встречались отпечатки папоротников и листья иных растений, в других – раковины моллюсков, скелетные остатки ракообразных, рыб и множество насекомых. Большое количество остатков стволов ископаемых болотных кипарисов… Неоднократно попадались кости динозавров и целые горизонты с панцирями черепах. Эти панцири в некоторых местах лежали так густо, что напоминали булыжную мостовую. Невольно напрашивается вопрос: какая причина могла вызвать столь массовую гибель этих животных?.. В Улан-Баторе в палеонтологической лаборатории геологического института АН МНР выставлены скелеты двух динозавров, сцепившихся в мертвой схватке. Небольшой хищный динозавр схватил в свои объятия рогатого динозавра – протоцератопса и вместе с ним был захоронен на илистом дне водоёма» (Мартинсон, 1980). Подобный экспонат мог появиться только в том случае, если смерть внезапно настигла их обоих, если бы они упали в водоём ещё живыми, то барахтаясь в воде, обязательно расцепились бы. Подобного рода описания можно приводить до бесконечности. Помимо этого на всей земле были открыты огромные площади, занимаемые турбидитными отложениями и полистратовые окаменелости, образоваться которые могли только в условиях быстропротекающих геологических процессов. Чем больше учёные изучали геологические слои, тем больше появлялось свидетельств в пользу их быстрого образования: слои, на формирование которых по теории Лайеля необходимы миллионы лет, могли образоваться за месяцы, недели и даже дни. Самым решающим доводом в пользу быстрого образования геологических слоёв стали реальные наблюдения за крупными катастрофами и их последствиями. Так, в результате землетрясения и извержения вулкана Сант-Геленз (США, Вашингтон) в 1980 г. только за одни сутки образовался обширный слой осадочных пород толщиной в 8 м тонкой слоистой структуры, ничем не отличающейся от той, которую мы прослеживаем на срезе древних осадочных пород (Чащихин, 2001). «Большая часть униформистских идей Лайеля, – пишет известнейший американский геолог Джеймс Ши, – и особенно его идеи об идентичности причин, послуживших основой для современных и древних процессов, а также о медленном характере изменений и постоянство скоростей, были убедительно опровергнуты современными научными трудами. Сыграла свою роль и повсеместно растущая убежденность в том, что в качестве самостоятельной теории его взгляды на эти вопросы были попросту ошибочны» (Shea, 1982). Но не следует думать, что все эти открытия были сделаны только в последнее время. Обо всём этом знали ещё во времена Дарвина. «Чарльз Лайель был опытным юристом, – пишет американский палеонтолог и эволюционист С. Гулд, – и его книга представляет собой скорее адвокатскую речь в защиту униформизма, чем непредвзятое изложение фактов… Лайель очернил катастрофизм как отчаянную попытку шарлатанов сохранить Моисееву хронологию Земли, насчитывающую всего несколько тысяч лет. Сомневаюсь, что признанному научному мировоззрению когда-либо давалась более несправедливая характеристика» (Gould, 1989). Однако современный катастрофизм (неокатастрофизм) довольно существенно отличается от катастрофизма времён Ж. Кювье, и оказался неспособным объяснить хоть и массовое, но избирательное вымирание видов. Ведь вымирания касались не экологических групп, а систематических (например, вымирают все динозавры – водные, наземные, летающие). «Никакие катастрофы не объясняют избирательности вымирания организмов, – пишет И. Попов, –принадлежащих к определенным группам высокого таксономического уровня: выжившие после «катастроф» и вымершие нередко мало различаются между собой в отношении способностей сопротивляться метеоритам, кометам, вулканам и пр.»(Попов, 2008).Следует отметить, что катастрофизм объясняет только факты массового вымирания в прежние геологические эпохи, но не объясняет причины исчезновения видов в периоды между катастрофами и в настоящее время. Потому ряд учёных-эволюционистов, особенно сторонников ортогенеза, вновь привлекла казалось бы забытая теория старения видов Д. Брокки. 2.Старение видов. В додарвиновский период броккизм (или теория филогеронтии) был столь же популярен, как и катастрофизм. Истоки его также лежат в креационизме: ряд библейских текстов недвусмысленно указывает на закон постепенной деградации всего живого мира. Вторая волна популярности пришла к броккизму в первой половине XX в. благодаря работам А. Гайэтта (1895), Ш. Дерпере (1907), Ф. Ле Дантека (1910), Д. Соболева (1924), А. Декюжи (1941), Ж. Салета и Л. Лафонта (1943). Последние авторы выпустили ряд книг с характерным названием «Старение живого мира» (Декюжи, 1941), «Регрессивная эволюция» (Салет, Лафонт, 1943) и др., в которых рисовали мрачную картину всеобщего упадка и деградации органического мира после грехопадения людей. Декюжи даже привёл список живых организмов, которые, как он полагал, имеют признаки старения и в скором времени вымрут. По его мнению, только человек может противостоять этому процессу. (Попов, 2008; Назаров, 2005). Впоследствии их выводы поддержали такие видные учёные как микробиолог и протистолог А. Львов (1944), генетик и селекционер Н. Гериберт-Нильссон (1953), зоолог А. Вандель (1964) и др. Сторонники дарвинизма жёстко критиковали броккизм, считая, что это «недопустимая в естествознании фантасмагория». «Представление о том, что филогенетические ветви проходят жизненный цикл, начинающийся возникновением и кончающийся смертью вида (или группы), должно быть отвергнуто как явно антинаучное», – писал советский дарвинист Л. Давиташвили (Давиташвил, 1948). И это вполне понятно: броккизм не только противоречил теории естественного отбора (по вышеназванной причине, см. сноску 4), но и объяснялся неким «мистическим» законом направленного развития, который непонятно откуда взялся и кем направляется, а то и вообще в духе креационизма. Впрочем, современные броккисты нашли более подходящее, так сказать, «немистическое», объяснение. Например, зоолог И. Попов (С.-Петерб. ун-т) описывает механизм старения видов следующим образом: в процессе размножения каждый организм стремится воспроизвести свои копии, однако из-за ошибок, возникающих в процессе копирования ДНК (мутаций), он не может воспроизводить абсолютно точные копии неопределенно долгое время, поэтому в ходе смены поколений вид неизбежно изменяется, даже если он хорошо приспособлен к окружающей среде. В какой-то момент времени эти изменения становятся нерациональными и приводят вид к вымиранию (Попов, 2008). Такое объяснение кажется вполне приемлемым, однако, едва ли способно убедить в правоте броккизма, поскольку, как пишут А. Яблоков и А. Юсуфов «против такой финалистической концепции свидетельствуют факты существования достаточно многочисленных [«живых ископаемых»], явно как и факты крайне быстрого вымирания некоторых видов»(Яблоков, 2006). Живые ископаемые – это представители ныне живущих (или недавно вымерших) групп, найденные в практически неизменной форме в самых древних слоях геохронологической колонки. Список таких видов просто огромен: это плеченогие Lingula, впервые обнаруженные в кембрии, т.е. в слоях более чем пятисотмиллионлетней давности, мечехвосты Limulus, типичные представители силурской фауны (450 млн. лет), моллюски (Neopilina, Pleuotomaria, Nucula, Nautilus, Leda, Modiolus), морские звёзды, морские лилии, пауки-пикногоны, кистепёрые и двоякодышащие рыбы, рептилии гаттерия и туатару, опоссум, голосеменные растения (араукарии, воллемия, метасеквойя, гинкго), покрытосеменные (магнолии, тюльпанное дерево), хвощи (Equisetum), папоротники (Osmunda, Gleichenia), плауны (Lycopodium, Selaginella), а также множество водорослей, грибов, простейших, бактерий[5] – все они за предполагаемые сотни миллионов лет своего существования не претерпели почти никаких изменений. Действительно, реликтовые виды – довольно весомый аргумент против всеобщей теории старения видов, однако для самого дарвинизма они представляют куда более серьёзную проблему, чем для броккистов. «Ещё один парадокс заключается в длительном существовании архаичных форм, казалось бы давно побежденных в борьбе за существование, но тем не менее проявляющих завидную стойкость. Сказать, что, раз они выжили, стало быть, достаточно приспособлены к тем условиям, в которых выжили, значило бы полностью заслужить упрек в тавтологичности, часто бросаемый теории отбора» (Красилов, 1986). 3.4. ПРИНЦИПЫ И СПОСОБЫ СОХРАНЕНИЯ РЕДКИХ И НАХОДЯЩИХСЯ ПОД УГРОЗОЙ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДОВ ЖИВОТНЫХ, РАСТЕНИЙ И ГРИБОВ Редкие и находящиеся под угрозой исчезновения виды животных, растений и грибов, их популяции и отдельные организмы относятся к разным уровням организации живой природы и характеризуются различной структурой, законами развития и функционирования. На разных иерархических уровнях необходимо определить: принципы, то есть частные методологические подходы, основанные на исходных научных положениях об объектах биологического разнообразия, и основные задачи по сохранению объектов. На основании принципов определяются способы сохранения -совокупность основных методов и приемов по сохранению редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, а на их основе - мероприятия и устройства, т. е. конкретные организационные и технические средства их реализации. Видовой принцип Объект: вид (подвид). Исходное научное положение: вид есть наименьшая генетически закрытая система, обладающая неповторимым генофондом; вид представляет собой, как правило, систему взаимосвязанных локальных популяций, внутривидовых форм и подвидов. Основные задачи: - Сохранение численности и ареалов видов (подвидов); - Сохранение пространственно-генетической популяционной структуры вида; - Сохранение разнообразия популяций, внутривидовых форм (сезонных рас, экологических форм и др.). Способы сохранения в природной среде обитания: - Сохранение популяций и видов, контроль за их состоянием; - Сохранение и восстановление природной среды обитания, реконструкция биотопов; - Охрана видов на особо охраняемых природных территориях (ООПТ); - Реинтродукция (реакклиматизация) видов, воссоздание утраченных популяций. Необходимое условие устойчивого сохранения вида - сохранение его популяционной структуры. Локальные популяции, внутривидовые формы и подвиды являются носителями уникальных адаптаций вида к конкретным условиям среды. Их уничтожение или нарушение нормальной степени изоляции ведет к разрушению сложившейся в ходе эволюции адаптивной пространственно-генетической структуры вида, утрате уникальных адаптаций. Для поддержания пространственно-генетической структуры вида необходимо сохранение той степени изоляции популяций и форм, которая характерна для ненарушенных природных популяций. Губительны как усиление изоляции популяций и форм, так и разрушение природных барьеров между ними, их искусственное смешивание. Популяционный принцип Объект: популяция. Исходное научное положение: популяции представляют собой форму существования вида, являются элементарными единицами эволюционного процесса и обладают уникальным генофондом. Основные задачи: Сохранение или восстановление численности и ареалов природных популяций, достаточных для их устойчивого существования; Поддержание оптимального здоровья организмов в популяциях; Сохранение внутрипопуляционного генетического разнообразия и генетического своеобразия (уникальности) популяции; Сохранение разнообразия структуры популяции (пространственной, половой, возрастной, этолого-социальной). Способы сохранения в искусственно созданной среде обитания: сохранение популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов в питомниках, зоопарках, ботанических садах, осуществление оптимальной схемы обмена особями между питомниками, зоопарками и ботаническими садами для сохранения генетического разнообразия как внутри отдельных групп организмов, так и в популяции в целом. Способы сохранения в природной среде обитания: - Сохранение популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов и контроль за их состоянием; - Сохранение и восстановление природной среды обитания, реконструкция биотопов; - Охрана популяций редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных, растений и грибов на ООПТ; - Искусственное воспроизводство природных популяций; - Технологические и организационные меры по защите животных от гибели на инженерных сооружениях, при проведении хозяйственных работ; помощь животным в чрезвычайных ситуациях; - Разработка и реализация системы мероприятий по предотвращению неконтролируемого распространения инвазивных чужеродных видов и ликвидация последствий этих процессов; - Предотвращение проникновения в природную среду живых генетически измененных организмов и дальнейшей гибридизации с сохраняемыми популяциями; - Устранение факторов, приводящих к ухудшению здоровья живых организмов; - Реинтродукция (реакклиматизация) исчезнувших популяций в естественных местообитаниях, восстановление (генетическое «оздоровление») малочисленных популяций; - Переселение популяций из местообитаний, неминуемо разрушаемых в результате хозяйственной деятельности (например, строительство водохранилищ и пр.) и воздействия природных факторов (например, повышение уровня озер с затоплением прилегающих низин и пр.). При сохранении популяций важнейшее значение имеет их численность. Сокращение численности повышает вероятность случайного вымирания популяции и сопровождается сокращением внутрипопуляционного генетического разнообразия. При этом важен не только минимальный уровень численности, достигнутый популяцией, но и длительность периода, в течение которого популяция была малочисленной. Единого значения минимальной численности для популяций разных видов, существующих в разных условиях, не существует. Минимальные или критические значения численности и плотности популяций, определяющие момент их перехода из безопасного состояния в состояние под угрозой исчезновения, могут быть определены лишь в каждом конкретном случае. Эти значения зависят от множества факторов: особенностей биологии, скорости прироста численности популяции, степени ее дифференциации на субпопуляции, характера скрещивания особей, условий существования популяции и др. Генетическое разнообразие, этолого-социальная, пространственная, возрастная и половая структуры популяции определяют ее устойчивость, способность к адаптации и возможность выживания в изменяющихся условиях среды.Внутрипопуляционное генетическое разнообразие определяет возможности ее адаптации и выживания в изменяющихся условиях среды, в том числе и при антропогенных воздействиях. Сокращение внутрипопуляционного разнообразия снижает возможности популяции адаптироваться к изменениям внешней среды, делает популяцию нестабильной, снижает ее устойчивость. Численность и генетическое разнообразие популяции недостаточны для оценки ее состояния, так как ряд форм воздействия человека на природные системы приводит к сильному ухудшению здоровья отдельных особей, тогда как численность популяций и их генетическое разнообразие какое-то время еще могут оставаться неизменными или даже расти. Поэтому важным показателем состояния популяций, определяющим возможность их долговременного устойчивого сохранения, является здоровье отдельных особей в популяции. Еще одно необходимое условие полноценного долговременного сохранения популяции - сохранение типичной для нее природной среды обитания. Долговременное и полноценное сохранение генофонда вида возможно только в исторически типичной для него среде.Если популяция длительное время сохраняется в нехарактерной для нее среде, неизбежно происходит трансформация ее генетической структуры из-за изменения направлений отбора. Популяционный принцип должен составлять основу стратегии сохранения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, так как только сохранение отдельных природных популяций может обеспечить полноценное сохранение вида. Организменный принцип Объект: отдельная особь. Исходное научное положение: организм - наименьшая единица жизни, самостоятельно существующая в среде и являющаяся носителями наследственной информации о главных свойствах и признаках вида. Основные задачи: Сохранение отдельных особей и обеспечение их воспроизводства; Сохранение генотипов. Способы сохранения в искусственно созданной среде обитания: - Содержание и разведение отдельных особей в питомниках, зоопарках, ботанических садах и т.п.; - Хранение генетических материалов(гамет, зигот, соматических клеток, зародышей) в низкотемпературных генетических банках, в банках клеточных и тканевых культур, а также в банках семян; - Введение видов в культуру. Организменный принцип позволяет сохранить лишь часть генетического разнообразия природных популяций. В генетических банках, различных питомниках, зоопарках, ботанических садах и пр., как правило,сохраняются только отдельные особи (генетический материал) или их небольшие группы. Генетическое разнообразие даже очень многочисленных популяций, восстановленных из сохраненных в искусственно созданной среде обитания особей, будет основано лишь на тех генах, которыми обладали особи-основатели (за исключением новых мутаций). При долговременном разведении в питомниках, зоопарках, ботанических садах малочисленных групп живых организмов в них нарушаются генетические процессы, свойственные природным популяциям, происходит сокращение генетического разнообразия. Введение видов в культуру также не может сохранить генофонд природных популяций и видов, поскольку при доместикации неизбежны существенные изменения свойств организмов и генетической структуры популяции. Организменный принцип может рассматриваться как основной лишь в случаях, когда исчерпаны все резервы сохранения популяции/вида в природной среде обитания, а именно: - вид/популяция исчезли из природы, - угроза исчезновения для вида/популяции настолько велика, что гарантировать сохранение в природной среде обитания невозможно; - в случаях неконтролируемой интродукции и гибридизации, ведущих к утрате чистоты генофонда природных популяций. |