Эволюционно-генетические аспекты сохранения биологического разнообразия Крыма
Долговременное выживание изолированных популяций сильно зависит от площади обитания. Время и площадь играют противоположные роли в вымирании: то, что происходит за столетия на большой площади, протекает в течение десятилетий на малой (Сулей, 1983, Франклин, 1983). Наилучшим индикатором уязвимости вида является его редкость. Редкими могут быть хищники высшего трофического уровня и др. виды крупных животных; виды, узко приспособленные к местообитанию; популяции, обитающие у границ географического распространения вида. Фрагментация местообитаний приводит к разрушительной экологической реакции цепного типа, которая начинается со стохастической потери редких видов. Среди них особенно важны хищники высшего трофического уровня - в силу их ключевой роли в регуляции популяций жертв. Далее происходит распад эволюционно сложившихся связей. Это завершается новым равновесием, которое значительно проще, чем исходное по разнообразию видов и взаимодействий. Таким образом, необходимо заботиться о сохранении полных экосистем.
Естественные биоценозы обладают способностью регулировать свою структуру и функции. Они имеют некоторую программу такой авторегуляции, которая находится в геномах составляющих их видов (популяций), сбалансированную в ходе длительной сопряженной эволюции. В измененных биоценозах роль регулятора отношений со средой необходимо выполнять обществу, что несомненно требует существенных затрат и усилий. И в этом случае основное направление исследований должно быть связано с созданием управляемых экосистем.
Невозможность сохранения в условиях Крыма больших территорий естественных ландшафтов и ненарушенных экосистем требует использования новых подходов для сохранения генофонда. Сейчас во многих странах мира разрабатывается стратегия создания резерватов, которые позволяют сохранять не популяции, а целые экосистемы, максимально приближенные к естественным условиям. Чтобы снизить до минимума вымирание видов растений, насекомых и немногих позвоночных, территория для охраняемых зон должна отражать реальное разнообразие местообитаний. В случае единственного резервата, содержащего последние остатки одного или нескольких ценных видов, растет риск накопления рецессивных мутаций в силу происходящего инбридинга. Увеличивается тенденция утрачивать генетическую изменчивость, что относится также к генам устойчивости. Это может привести к постепенному росту восприимчивости к болезням (лептоспирозы, бруцеллез, эпидемическая геморрагическая болезнь и др.), изменению паразитологической ситуации. Наличие нескольких охраняемых территорий более целесообразно для поддержания генетического разнообразия. Так, в популяциях одного вида в разных резерватах при этом сохранились бы различные комбинации редких аллелей. Очевидно, в условиях Крыма наиболее приемлемо создание нескольких небольших по площади охраняемых территорий, каждая с репрезентативными популяциями желаемых форм и с соответствующими местообитаниями. Именно для этих целей в Стратегии биоразнообразия (1999,с.99) указано, что минимальное количество охраняемых территорий в пределах зон равнинного Крыма должно достигать 14-26%, предгорного - 14-30% и горного - 60%. При этом существование многих зон контактов различных экосистем может позволить, в некоторой степени, искусственно регулировать эффективную численность популяций охраняемых видов.
Для восстановления природных и нарушенных экосистем бывает достаточно дополнительного вселения в необходимый регион нескольких половозрелых особей-основателей. В результате отдельные популяции могут успешно преодолеть критический период резкого сокращения численности (образно называют период "бутылочного горлышка") и восстановить свой состав. Однако, для последующего длительного существования популяции необходимо поддержание минимальной эффективой численности (Ne). И эти процессы требуют постоянного внимания и регуляции со стороны человека. Для сохранения генофонда некоторых ценных, а также видов, занесенных в Красную Книгу, следует резко увеличить количество питомников, специальных фермерских хозяйств, из которых в дальнейшем возможно распространение особей в новые территории.
При планировании работы в питомниках, минимальная эффективная численность популяции может быть много меньше, чем в природных популяциях. В зоопарках животные, как правило, содержатся лишь в нескольких экземплярах, что приводит к утрате разнообразных признаков и гибели животных под действием инбредной депрессии. Тем не менее, в мире накоплен колоссальный опыт по разведению отдельных видов в неволе.
Сейчас возникла острая необходимость специальных генетических исследований (анализ кариотипов, хромосомной эволюции и др.) диких видов и содержащихся в неволе. Подобные цитогенетические исследования позволят решить многие проблемы генетических новоообразований и связанные с этим возможные эволюционные сдвиги. В США довольно широко используется также метод сохранения клеточных культур в жидком азоте. Как правило, хранятся линии клеток, полученные путем биопсии млекопитающих, умерших в зоопарке. С помощью этой методики клетки впоследствии можно "воскресить" в любое время. Путем замораживания клеток возможно накапливать генофонды для их дальнейшего изучения и использования.
Таким образом, сохраняя биологическое разнообразие любыми способами возможно в дальнейшем распространение этих видов и регулируемое создание новых экологических взаимоотношений. Все эти работы требуют значительных капиталовложений и поэтому необходима материальная поддержка и координация с существующими государственными и международными программами.
Список литературы
Биологическое и ландшафтное биоразнообразие Крыма проблемы и перспективы // Вопросы развития Крыма.- Симферополь: Сонат, 1999, c. 11.-174 с.
Конвей У. Общий обзор разведения животных в неволе.// Биология охраны природы.- М.: Мир, 1983.- С.225-236.
Левонтин Р.К. Адаптация // Эволюция.- М.; Мир, 1981.- С.241-264.
Стойко С.М. Екологична стратегiя функцiонування бiосферних резерватiв в Украiнi та пiдвищення репрезентативности iх мережi // Укр. ботан. журн.,1999,т.56,c. 1.- С.74-105.
Стратегия сохранения биологического и ландшафтного разнообразия Крыма.// Понтида.-1999, c. 1.-С.74-105
Сулей М. Пороги для выживания: поддержание приспособленности и эволюционного потенциала // Биология охраны природы.- М.: Мир, 1983.- С. 177-196
Франклин Ян. Эволюционные изменения в небольших популяциях // Биология охраны природы. - М.: Мир, 1983.- С. 160- 174.
Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции.- М.: Наука, 1980.- 278 с.
Яблоков А.В. Популяционная биология.- М.: Высшая школа, 1987. - С.270-296.