Обосновать что исчезновение одного вида вызывает нарушение работы всей экосистемы
Причины разрушения экосистем
Люди полагаются на экосистемы, чтобы поставлять пищу и другие предметы первой необходимости для здоровой жизни человека. Однако определенная деятельность человека оказывает разрушительное воздействие на экосистемы.
Экосистемы состоят из животных, растений и условий окружающей среды. Примерами экосистем являются водно-болотные угодья, леса и луга. Экосистемы поддерживают очень хрупкое равновесие. Различные виды человеческой деятельности угрожают нарушить этот баланс и разрушить экосистемы мира.
Из-за загрязнения окружающей среды, чрезмерного сбора урожая, эксплуатации дикой природы и естественной растительности людьми, некоторые экосистемы оказались в плохом состоянии.
Загрязнение окружающей среды
Загрязнение является одной из основных причин разрушения экосистем. Загрязнение может истощить природные ресурсы и разрушить местные популяции животных. К значительным источникам загрязнения относятся мусор, выбросы углекислого газа, разливы нефти и пестициды.
Многие побочные продукты индустриализации нанесли вред экосистемам. Например, при сжигании угля для производства энергии выделяются химические вещества, такие как диоксид серы.
Такие химические вещества в воздухе вызывают кислотные дожди и кислотные осадки, которые могут нанести вред растениям и животным, особенно потому, что они подкисляют водные экосистемы.
Кроме того, жидкие химические стоки в результате деятельности человека могут негативно повлиять на экосистемы. Такой сток производят не только крупные промышленные предприятия. Цинковые и свинцовые стоки с газонов, проездов и тротуаров в жилых районах могут нанести ущерб экосистемам.
Изменение климата
Изменение климата продолжает играть значительную роль в разрушении экосистемы. Глобальное потепление привело к повышению температуры, уровня моря и кислотности воды, что нарушает естественное равновесие экосистемы.
Эксплуатация природных ресурсов
Многие экосистемы богаты природными ресурсами, такими как богатая питательными веществами почва, вода, деревья и ископаемое топливо. Чрезмерные усилия по добыче этих ресурсов, такие как добыча полезных ископаемых, лесозаготовки и бурение скважин, способствуют разрушению экосистем.
Расчистка земель
По мере роста численности населения растет и необходимость освоения большего количества земель. Многие экосистемы разрушаются, чтобы очистить землю под застройку и дороги, сельскохозяйственные угодья и разведение скота.
Снижение численности популяций
Экосистемы являются жизненно важными источниками пищи и контроля над популяциями. Многие популяции животных сокращаются из-за чрезмерного вылова рыбы и охоты. На животных часто охотятся из-за их ценных шкур, оперения, рогов и мяса.
Чрезмерный вылов, иногда называемый чрезмерной эксплуатацией, происходит, когда виды вылавливаются из их естественной среды обитания. Это может произойти в результате разрушения среды обитания, но чаще всего в результате охоты или рыбалки.
Такие виды деятельности особенно характерны для рыбной промышленности, где резко сократились популяции некоторых видов. Чрезмерный вылов может привести к дисбалансу в экосистемах, нарушению пищевой цепи и нанесению вреда другим видам, не добываемым в промысле.
Влияние на экосистемы вселения новых видов
Вселение новых видов изредка происходит и в естественных условиях. Например, многие мелкие насекомые и клещи могут переноситься на огромные расстояния перелетными птицами, иногда сильными ветрами. Кокосовые орехи могут сохранять всхожесть после достаточно долгого пребывания в морской воде и благодаря этой их способности кокосовые пальмы растут часто даже на уединенных островах в океане. Одиночный вид-вселенец, если он находит в новой среде комплекс необходимых условий, постепенно встраивается в систему взаимосвязей новой экосистемы, иногда в силу конкурентного исключения вытесняет один из аборигенных видов, иногда находит свою уникальную экологическую нишу.
Влияние человека
С развитием цивилизации все чаще причиной вселения новых видов становится деятельность человека. Человек расселил практически по всем континентам культурные растения и домашних животных. Вместе с ними, хотя иногда с некоторым разрывом по времени, — большинство их вредителей и паразитов. Так, например, картофель «переехал» из Америки в Европу еще в XVII веке, а колорадский жук «догнал» его только в середине нашего века. Иногда домашнее животное, привезенное человеком на новую территорию, где отсутствуют конкуренты его дикого аналога, дичает, интенсивно размножается и входит в состав новых экосистем. В одних случаях, как это было в Америке с мустангом, потомком одичавших лошадей, привезенных испанскими конкистадорами, вид-вселенец удачно вписывается в структуру экосистем. В других, как в случае завоза в Австралию кролика, ввезенный человеком вид становится серьезным конкурентом многих видов аборигенной фауны.
В довоенные годы в нашей стране были акклиматизированы, то есть переселены на новые места или ввезены из других стран и выпущены в природу несколько видов пушных зверей. В случаях, когда вид-вселенец приживался на новом месте, результат далеко не всегда оказывался экологически и экономически оправданным. Например, вселенная из Америки ондатра частично потеснила водяную крысу и дала действительно дополнительный источник получения пушнины. В то же время акклиматизация американского енота в Закавказье не дала заметного экономического эффекта; енотовидная собака с Дальнего Востока в Европейской части России немного добавила к пушным ресурсам, но местами заметно снизила численность гнездящихся на земле куриных — тетеревов и глухарей. Так что даже в случаях целенаправленной интродукции видов, не свойственных той или иной экосистеме, далеко не всегда удается правильно предсказать не только реакцию экосистемы, но и судьбу самого интродуцируемого вида.
Особенно много видов человек переселяет непреднамеренно. Развитие международных путей сообщений, торговли и других форм общения стран и народов ведет ко все большей интенсификации этого процесса. Например, идущие незагруженными крупные суда часто для сохранения остойчивости набирают в грузовые трюмы или танки так называемую балластную воду, которую выливают за борт по прибытии в порт назначения. С балластными водами судов во множестве прибывают личинки многих видов морских или речных животных, преодолевшие при помощи человека иногда тысячи миль. У многих оказывается шанс закрепиться на новом месте. Иногда такие нечаянные вселенцы могут вызвать серьезные нарушения в местных экосистемах и принести значительные убытки экономике.
Совсем недавно началось вселение на Американский континент европейского моллюска дрейссены. Это двустворчатый моллюск, раковина которого плотно прирастает к твердому субстрату — камню, бетону, металлу. Родина дрейссены — низовья рек бассейнов Черного и Каспийского морей. Личинки дрейссены свободно плавают, пока не осядут на любой твердый субстрат, которым может оказаться днище судна, раковина другого моллюска, металлические сетки и трубы водозаборных сооружений. На своей родине и в реках Европы, в которые дрейссена проникла еще в прошлом веке, у нее есть естественные враги: молодые моллюски во множестве поедаются многими рыбами отряда карпообразных, в частности плотвой, которые ограничивают рост их численности. На американском континенте дрейссена впервые была обнаружена в 1988 году в озере Сент-Клер, куда ее личинки попали с балластными водами судов, приходивших из Европы. При отсутствии в системе Великих Озер врагов дрейссена, которую американцы назвали зебро-моллюском, уже в первые годы необычайно быстро размножилась и стала забивать своими раковинами водозаборные сооружения и заставила истратить на ремонтные работы сотни миллионов долларов.
Однако дрейссена оказалась опасной не только для технических сооружений. Массовое размножение этого моллюска-фильтратора, активно поедающего мелкие планктонные организмы, приводит к значительному снижению численности многих аборигенных видов моллюсков и рыб, чья молодь также питается мелкими планктонными животными и водорослями. Весь биоценоз может измениться за счет подавления видов, связанных с планктоном и стать биоценозом преимущественно бентосного типа, в котором многие аборигенные виды окажутся перед угрозой исчезновения.
В 1993 году Конгресс США издал труд «Вредные нетуземные виды в Соединенных Штатах», в котором констатируется, что дрейссена «завоевала» уже 18 восточных штатов, а ее потенциальный вред оценивается более чем в 3,3 миллиарда долларов. Приводимые в этой работе данные позволяют довольно полно представить, каких масштабов достигает вселение чужеродных видов и насколько серьезно воздействие их на экономику. А последнее реализуется преимущественно через влияние на аборигенные экосистемы. Экономический ущерб, уже нанесенный Соединенным Штатам видами-интродуцентами, определен только для отдельных видов и он, очевидно, занижен, поскольку практически невозможно учесть экономический эффект всех нарушений в экосистемах, вызванных этими видами.
Сравнимую по масштабам с «дрейссеновой» катастрофу в экосистеме Черного моря вызвал гребневик мнемиопсис, личинки которого в конце 70-х годов попали туда также с балластными водами судов, приходивших из Америки. Этот гребневик обитает в эстуариях американских рек и в разной степени опресненных прибрежных водах, поэтому он приспособлен к широкому диапазону изменений солености воды. Мнемиопсис — хищник, питающийся самыми различными планктонными животными, от мелких ракообразных и их личинок до мелких рыб. Это типичный эврибионт как минимум по отношению к двум факторам: к солености (эвригалинный вид) и к пищевым ресурсам (эвритрофный вид). Не имея в Черном море естественных врагов, он быстро размножился и произвел значительные опустошения в исходных экосистемах как прибрежных вод, так и открытого моря. Результатом вызванного мнемиопсисом снижения численности большинства планктонных животных значительно сократилась кормовая база многих промысловых рыб, уловы которых сократились в несколько раз. Пока трудно предсказать, какой станет экосистема Черного моря после установления равновесия, когда численность гребневика-вселенца стабилизируется при новом уровне численности других животных и изменении характеристик их воздействия на сообщества водорослей и высших растений.
Можно ожидать, что при дальнейшей интенсификации работы мировых транспортных сетей количество видов, случайно переселяемых человеком, будет только возрастать. Кроме нарушения исторически сложившихся экосистемных связей и структуры водных и наземных экосистем, эта интенсификация интродукции видов может иметь и чисто эволюционные последствия. Один из важнейших факторов видообразования — географическая изоляция. Очевидно, нарушение изоляции для некоторых видов может оказаться препятствием для образования новых форм, которые могли бы стать новыми видами, для других, «заброшенных» человеком за непреодолимые для них преграды (например, океан для пресноводных или наземных видов), наоборот, создать условия для образования новых видов.
Предвидеть результат такого переселения для каждого конкретного вида не представляется возможным, как невозможно в деталях предвидеть характер воздействия вида-вселенца на новую для него экосистему. По-видимому, нужно разрабатывать новые способы предотвращения непреднамеренного переселения человеком животных и растений из одних биогеографических провинций в другие, поскольку в подавляющем большинстве случаев это ведет к тяжелым последствиям как для экосистем, так и для экономики.
Что такое вымирание видов и что мы теряем, когда вид исчезает?
66 миллионов лет назад это было ярким солнечным утром. Птицы щебечут, мелкие грызуны гоняются друг за другом по джунглям, а динозавры занимаются своими повседневными делами. Вряд ли эти существа знали, что их жизнь навсегда изменится.
Перенесемся на несколько миллионов лет в наши дни, и, хотите, верьте, хотите нет, история остается той же. В то время как динозавры вымерли из-за природных катастрофических процессов, все больше и больше видов вымирают прямо сейчас из-за людей. Более тревожным является то, что темпы исчезновения намного выше, сегодня чем в любой другой период истории.
К сожалению, мы слишком долго ждем, пока вид почти не исчезнет, или после того, как он исчезнет, чтобы признать его важность. К тому времени уже слишком поздно. Так как же виды вымирают, и как мы можем это остановить?
Сколько видов существует на Земле?
Прежде чем мы рассмотрим, что и как происходит с исчезновением, давайте сначала разберемся, сколько видов существует на планете. С тех пор как Карл Линней классифицировал жизнь на Земле в 1735 году, было обнаружено и каталогизировано около 1,25 миллиона видов (
1 миллион в наземных экосистемах и 250 000 в океанах). Однако, согласно недавним оценкам биоразнообразия, существует более 8,7 миллиона видов эукариот (плюс-минус 1,3 миллиона видов) на Земле. Это открытие означает, что по крайней мере 91% морских видов и 86% наземных видов еще предстоит обнаружить!
Что такое вымирание и как оно происходит?
Вымирание происходит, когда нигде в мире больше нет живых особей определенного вида. Это полное исчезновение вида. Вымирание может быть локальным (истребление) или глобальным.
В условиях локального исчезновения виды больше не встречаются в определенных географических регионах, хотя могут существовать в других регионах мира. Хорошая новость заключается в том, что такие виды могут быть повторно интродуцированы в места обитания, откуда они были истреблены (например, реинтродукция волков в Европе). Напротив, глобальное вымирание происходит тогда, когда вид полностью истребляется с планеты Земля (например, птица додо).
Вид может быть доведен до вымирания факторами окружающей среды, такими как изменение климата или эволюционные изменения (инбридинг), или людьми (например, вызванная человеком фрагментация и потеря среды обитания). В прошлом изменение климата привело к нескольким массовым вымираниям, включая ордовикско-силурийское вымирание 444 миллиона лет назад, в то время как вулканическая деятельность также вызвала крупномасштабные вымирания, такие как вымирание в позднем девоне 380 миллионов лет назад. Точно так же астероид уничтожил динозавров на нашей планеты во время последнего массового вымирания. Однако сегодня все обстоит иначе. Большинство видов не уничтожаются экологическими факторами, а вымирают из-за людей.
Среди многих угроз для других видов потеря среды обитания, вызванная деятельностью человека (включая увеличение численности населения и расчистку земель для сельского хозяйства и поселений), является главной движущей силой вымирания видов. Даже если места обитания не полностью утрачены, они могут быть сильно изменены, что делает их непригодными для жизни диких животных. Медленно и неуклонно дикие животные исчезают один за другим, пока не останется ни одного.
К сожалению, сложно выделить все виды, которым угрожает исчезновение. Во многом это потому, что мы не знаем наверняка, сколько существует видов! Во-вторых, Международный союз охраны природы (МСОП) до сих пор смог оценить уровень угрозы только для 106 000 видов из 1,5 миллиона видов животных и 300 000 видов растений, классифицированных учеными. Однако, по их словам, 26 500 видов находятся под угрозой исчезновения, в том числе 40% земноводных, 33% кораллов, 25% млекопитающих и 14% птиц. Но подождите, это еще не все. Недавние оценки показывают, что люди приводят 1 миллион видов к исчезновению и что темпы исчезновения сегодня в 1000 раз выше, чем в доисторические времена; в будущем, вероятно, будет в 10 000 раз выше.
Теперь вы можете задаться вопросом: “Почему ученые так часто бьют тревогу, когда вид вымирает?” В конце концов, на нашей планете еще остались миллионы других видов. Проще говоря, каждый вид имеет значение.
Что на самом деле происходит, когда вид вымирает?
Исчезновение даже одного вида может вызвать волну во всем мире. Как и в игре Дженга, удаление одной части может привести к обрушению всей конструкции. Жизнь на Земле работает примерно так же. Удалите один организм, и целые экосистемы могут разрушиться.
Пищевая сеть и цепь
Сколько видов пострадало бы, если бы лягушка вымерла?
Опыление
Другой ключевой особенностью, поражающей во время вымирания вида, является опыление. Как известно, 75% растений и культур опыляются пчелами, птицами и насекомыми. Однако число опылителей во многих странах, особенно пчел, быстро сокращается. Полное уничтожение таких опылителей угрожает многим растениям. Например, опыление более 200 видов растений зависит от летучих лисиц, и эти растения производят более 400 различных продуктов, многие из которых представляют ценность для человека.
Точно так же многие птицы и животные опыляют семена, когда переходят из одного района в другой. Когда вымирают плодоядные и травоядные, растения и деревья страдают, поскольку у них больше нет опылителей, которые могли бы распространять свои семена; тогда им тоже грозит исчезновение.
Еще большее беспокойство вызывает исчезновение видов-опылителей, которые являются специализированными кормильцами (то есть питаются только несколькими конкретными растениями). Например, на островах рептилии, птицы и млекопитающие являются специалистами и являются чрезвычайно важными распространителями семян для тех растений, которые не поедаются другими организмами. Таким образом, если эта группа вымрет, зависящие от нее растения также столкнутся с исчезновением.
Как видите, исчезновение даже одного вида может иметь серьезные последствия для других, включая нас, людей. Следовательно, коллективно мы должны сделать все возможное, чтобы ни один вид не погиб.
Обосновать что исчезновение одного вида вызывает нарушение работы всей экосистемы
Катастрофическое снижение численности многих видов растений и диких животных вызывает серьезное беспокойство. Такое состояние является следствием действия различных негативных природных и антропогенных факторов. По приблизительным подсчетам около 2% фауны современных земноводных и пресмыкающихся, 3,5% пресноводных рыб, почти 5% птиц, свыше 6% млекопитающих, около 10% видов сосудистых в мире растений находятся на грани исчезновения.
К негативных природных факторов относятся природные аномалии, стихийные явления и бедствия (ураганы, пожары, наводнения и засуха, морозы, землетрясения), массовое размножение вредителей и паразитов, эпифитотии и эпизоотии.
Однако, очень важным фактором, который резко влияет на живую природу, является хозяйственная деятельность человека. По сравнительно короткую свою историю человек коренным образом изменила лицо Планеты. Ее влияние сопровождался как позитивными, так и негативными последствиями. Человек разнообразила сортами окультуренные виды растений и породами одомашненные виды животных, заменила коренные природные ландшафты и экосистемы культурными, индустриальными, урбанизированными. Это привело к резкой смене условий проживания, биотического и абиотического сред, что негативно отразилось на популяционно-видовом составе флоры и фауны. Вследствие этого нарушен экологический баланс и экологический равновесие и устойчивость биосферы.
Число вымерших видов
2. Разрушение мест обитания
3. Вселение новых видов
4. Прямое уничтожение
5. Болезни и другие причины гибели
6. Природные факторы
7. 3 неизвестным причинам
Еще больше настораживают данные о число видов позвоночных, которым, по данным международной Красной книги, грозит исчезновения (табл. 12.2).
Для раскрытия характера действия этих причин необходимо конкретнее проанализировать каждый из факторов, поскольку они вызвали вымирание некоторых видов животных и негативно влияют на растения.
Всеобщим причиной, что приводит к сокращению численности, а нередко и к вымиранию целых популяций отдельных видов и даже групп их, является разрушение мест обитания животных и произрастания растений.
1. Сверхурочный промысел
2. Разрушение сред обитания
3. Влияние вселение видов
4. Прямое уничтожение
5. Болезни и другие причины гибели
6. Природные факторы
7. Загрязнение среды
8. Тревога, нарушение покоя
Хозяйственное освоение территории оставляет все меньше мест для жизни диких животных и растений.
Рис. 12.1. Пример инсуляризации местообитаний: сокращение площади, занятой лесами, наділянці 10 км в штате Вісконсія (США) с 1821 до 1950 г.
Значительное количество видов дикорастущих растений выпадает из состава флоры многих регионов через выпаса скота, мелиорацию и распашка естественных угодий и вырубка лесов.
о. Суматра (Индонезия) и находится на грани исчезновения.
Чрезмерный промысел (изъятие из природной среды растений и животных для различных целей: коллекционирование, изготовление сувениров, получения медицинских препаратов, содержание в неволе и т.п.) является второй важной причиной, что вызывает резкое сокращение численности видов промышленных и декоративных животных, лекарственных и ранневесенних растений.
Стоит заметить, что через эти причины сократили свою численность осетровые и другие промысловые рыбы, морские и наземные черепахи, крокодилы, фазаны, попугаи, певчие птицы, декоративные бабочки, а также кактусы и другие виды ценных диких растений.
Вселение новых видов (интродукция, миграция, пассивное и случайное завоз и занос) в большинстве случаев имеет негативные последствия. Чужаки часто агрессивно и быстро завоевывают новые территории, вытесняя местные эндемичные виды. Для примера: в 1978 г. на Гавайские острова было интродуцировано 22 вида млекопитающих, около 160 видов птиц, около 1300 видов насекомых, более 2 тыс. видов цветковых растений. Это стало причиной того, что со времени открытия этих островов вымерло до 22 видов птиц (30% аборигенной орнитофауны), 14 видов моллюсков (34% аборигенной малакофауны ). Перед угрозой исчезновения находится 70% видов гавайской флоры.
Известны также примеры негативного влияния вселенной в Прибалтику ондатры на популяции раков, американской норки (более крупной) на меньшую европейскую норку, канадского бобра на европейского бобра. Эти примеры являются предостережением контрабандного ввоза и необоснованной интродукции отдельных видов растений и животных. На пользу этого свидетельствует тот факт, что с інтродуцентами часто заносятся опасные сорняки (например, амброзия полыннолистная в южные районы Украины), вредители (колорадский жук), паразиты и возбудители заболеваний. Последние могут быть безвредными для интродуцированного, а местные виды часто беззащитны перед ними. Так, гриб, завезенный с саженцами с Азии в США, почти полностью уничтожил американский вид каштана. Интродукция коз на о. Св. Елены привела к почти полному уничтожению 33 эндемичных видов растений.
Известны факты, свидетельствующие о повышенную способность интродуцированных растений подавлять местные виды через алелопатію (непривычные для аборигенов химические выделения).
Упомянутый фактор влияния на местную флору и фауну вселенных видов является закономерным явлением, обусловленным живым миграцией людей. Он является причиной того, что коренная естественная
флора и фауна регионов изменилась смешанной (аборигены + интродуценты ). Важно сдерживать и регулировать этот процесс, чтобы сохранить эндемичные и аборигенные виды.
Техногенное загрязнение среды является одним из факторов резкого отрицательного влияния на живую природу.
Искусственная химизация окружающей среды уже достигло таких масштабов и уровня, что стала реальной угрозой нормального функционирования и существования биосферы. Несовершенные промышленные технологии, неправильное хранение и использование минеральных удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве стали источником загрязнения всех сред жизни (водной, наземно-воздушной, почвенной) и превратили их в неблагоприятные для многих видов живых организмов, в том числе и самого человека, деятельность которой породила этот искусственный фактор.
Миграция токсикантов и загрязнителей и биоаккумуляцию их в организмах в пределах трофического цепи биоценозов стала причиной нарушения стабильности природных экосистем, исчезновение многих ценных видов растений и их спутников животных. Высокие концентрации в воздухе диоксида серы, окислов азота, углерода, сажа губительно действуют на растения, особенно на зеленые насаждения городов.
Как отходы промышленных предприятий в различные среды поступают многие соединений металлов, которые, особенно в избыточных количествах, являются опасными для животных. Это, в частности, такие тяжелые металлы, как свинец, ртуть, селен, кадмий и др. Они действуют на организм животного непосредственно или через различные звенья трофической цепи.
Ярким примером, демонстрирующим негативные последствия химического загрязнения среды является адаптация вредителей к инсектицидов (рис. 12.2) и биоаккумуляцию их в звеньях трофической цепи (рис. 12.3).
