7.4. Глобальное биологическое разнообразие и подходы к его изучению

Современные представления о видовом разнообразии биосферы. Оценка количества видов. Причины видового разнообразия. Современные подходы к исследованию биоразнообразия. Особенности популяционного подхода. Структура экосистемного подхода.

Биологическое разнообразие характерно для всей совокупности форм земной жизни на всех её уровнях - молекулярном, клеточном, видовом, экологическом, ландшафтном. Постичь эту обширнейшую и сложнейшую проблему практически невозможно, не разделив её на более удобные для понимания элементы, с каждым из которых можно работать по отдельности. Одним из общепринятых и вполне успешных подходов является, например, видовая классификация организмов, установление на этой основе количества видов и их относительной численности.

Изучение биологического разнообразия - это изучение того, каким образом сохраняется сама жизнь на Земле, и потому оно имеет отнюдь не абстрактное, а практическое значение, так как выживание самого человека тесно связано с выживанием других организмов. Для существования всех живых организмов требуются одни и те же ресурсы: вода, необходимые элементы в почве и атмосфере, а также энергия в той или иной форме. Заботясь о себе, человек мало думает о выживании или вымирании других организмов и тем самым постепенно готовит собственную деградацию и исчезновение.

7.4.1. Современные представления о видовом разнообразии биосферы74

Хотя точные данные постоянно меняются, в самом первом приближении можно считать, что учёные описали около 2 млн. видов живых существ. Более половины их приходится на представителей только одного класса животных – насекомых, около 1/5 – на высшие (сосудистые) растения, а во всех остальных вместе взятых группах растений, животных, грибов, бактерий и вирусов набирается не более 1/4 от общего числа известных науке видов. Такие пропорции в соотношении числа видов порождают целый ряд вопросов. Прежде всего, почему на планете, 2/3 которой покрыты водой, наибольшего разнообразия достигли группы организмов, обитающие почти исключительно на суше?

Впрочем, колоссальное видовое разнообразие наземных организмов определяется, по сути дела, только двумя относительно молодыми группами – насекомыми и покрытосеменными. Эволюция обеих групп происходила согласованно: насекомые были и остаются главными опылителями покрытосеменных, а покрытосеменные не только основной источник пищи для многих насекомых, но и тот физический субстрат, на котором протекает вся их жизнь.

Недавно проведённые в тропических лесах исследования показали: с большой степенью уверенности можно говорить о том, что всего наземных насекомых (членистоногих) насчитывается от 10 до 50 млн. видов.

Помимо насекомых есть и другие группы организмов, среди которых, вероятно, много новых видов. Так, всего грибов в настоящее время описано около 70 тыс. видов, но на самом деле их видимо гораздо больше и приблизительно может быть оценено в 1.5 млн. видов. Новые виды продолжают обнаруживаться даже среди млекопитающих (1988 г. Мадагаскар – новый вид лемуров; Центральная Африка – новый вид мартышек и т. д.).

Трудами многих исследователей разных стран за последние десятилетия достигнут значительный прогресс в понимании того, какие механизмы определяют возможность совместного обитания разных видов, а, следовательно, и уровень разнообразия конкретных сообществ. К примеру, оказалось, что сосуществование разных видов растений зависит не только от конкуренции за одни и те же ресурсы, но и от того, насколько гетерогенна среда их обитания. Приобретение одними организмами в процессе эволюции каких-либо преимуществ по сравнению с другими всегда требует затрат и ведёт к тому, что какие-то возможности организма утрачиваются или ослабляются.

Так, растения, побеждающие в конкурентной борьбе благодаря способности поддерживать свой рост при очень малом содержании лимитирующего элемента питания (например, азота), в условиях его обилия растут гораздо медленнее, чем другие виды, требующие для своего роста более высокого содержания этого элемента. Среди растений разных видов могут устанавливаться и взаимовыгодные отношения. Например, быстро растущие виды могут образовывать большое количество сравнительно легко разлагаемого опада и таким образом через обогащение почвы элементами минерального питания способствовать поддержанию медленно растущих конкурентов.

Очевидно, что в свете подобных явлений, открытых совсем недавно, представление о сообществе как о совокупности разных видов с чётко разделяющимися экологическими нишами уже не может удовлетворить исследователей. Виды, экологически очень близкие (занимающие практически одну и ту же нишу), нередко успешно сосуществуют, демонстрируя сходное распределение в пространстве и сходную динамику во времени.

Немалый прогресс достигнут в последнее время и благодаря изучению того, как увеличивается видовое разнообразие отдельных групп организмов в процессе их эволюции. Выяснилось, что множество новых видов может возникнуть в течение очень короткого времени. В этом процессе экологическая специализация оказывается нередко более важной, чем пространственная изоляция. Ярким и удивительным примером такого «взрывного» видообразования является существование рыб цихлид, обитающих в африканском озере Виктория. Более 300! видов цихлид возникло за примерно 10 000 лет – срок ничтожно малый даже в масштабах экологического времени. Какие механизмы обеспечили столь быстрое видообразование? Скорее всего, на первых порах ведущее значение имел половой отбор, определяемый предпочтением самок определённого окраса самцов. Но основным фактором была экологическая специализация, связанная с добыванием определённого вида корма, приведшая, прежде всего к изменению челюстного аппарата.