27.3: Загрози біорізномані

Основною загрозою біорізноманіття на планеті, а отже, загрозою добробуту людини є поєднання зростання людського населення та експлуатації ресурсів. Людське населення потребує ресурсів, щоб вижити і рости, і ці ресурси нестійко видаляються з навколишнього середовища. Три найбільші наближені загрози біорізноманіттю - це втрата середовища існування, надмірний збір врожаю та інтродукція екзотичних видів. Перші два з них є прямим результатом зростання людського населення і використання ресурсів. Третій — це збільшення мобільності та торгівлі. Четверта головна причина вимирання, антропогенні зміни клімату, за прогнозами, стане значною протягом цього століття. Глобальні зміни клімату також є наслідком потреби людського населення в енергії та використання викопного палива для задоволення цих потреб (рис.\(\PageIndex{1}\)). Екологічні проблеми, такі як токсичне забруднення, мають специфічний цілеспрямований вплив на види, але вони, як правило, не розглядаються як загрози за масштабами інших.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Рівні вуглекислого газу в атмосфері коливаються циклічно. Однак спалювання викопного палива в новітній історії спричинило різке підвищення рівня вуглекислого газу в атмосфері Землі, який зараз досяг рівнів, яких ніколи раніше не бачили в історії людства. Вчені прогнозують, що додавання цього «парникового газу» до атмосфери призводить до зміни клімату, що значно вплине на біорізноманіття в майбутньому столітті. (кредит: «Рівень вуглекислого газу в атмосфері» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)

Втрата середовища проживання

Втрата середовища існування є основною загрозою для біорізноманіття. Видаліть все середовище існування в межах виду, і, якщо вони не є одним з небагатьох видів, які добре справляються в середовищі, побудованому людиною, вид вимерне. Людське знищення середовищ існування прискорилося в другій половині ХХ століття. Розглянемо виняткове біорізноманіття Суматри: тут мешкає один вид орангутангів, вид критично зникаючих слонів, і суматранський тигр, але половина лісу Суматри зараз зникла. Сусідній острів Борнео, де мешкають інші види орангутангів, втратив аналогічну ділянку лісу. Втрата лісу триває навіть на заповідних територіях Борнео. Орангутан на Борнео занесений до списку вимираючих Міжнародним союзом охорони природи (МСОП), але це просто найпомітніший з тисяч видів, які не переживуть зникнення лісів Борнео. Ліси видаляють для лісу і для посадки плантацій пальмової олії (рис.\(\PageIndex{2}\)). Пальмова олія використовується в багатьох продуктах, включаючи харчові продукти, косметику та біодизель в Європі. П'ятирічна оцінка глобальних втрат лісового покриву за 2000-2005 роки становила 3,1 відсотка. У вологих тропіках, де втрата лісу відбувається переважно від видобутку деревини, ^{272 000 км 2} було втрачено із загальної загальної кількості 11 564 000 км ² (або 2,4 відсотка). У тропіках ці втрати, безумовно, також являють собою вимирання видів через високий рівень ендемізму.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): (а) Один вид орангутангів, Pongo pygmaeus, зустрічається тільки в тропічних лісах Борнео, а інший вид орангутангів (Pongo abelii) зустрічається тільки в тропічних лісах Суматри. Ці тварини є прикладами виняткового біорізноманіття (c) островів Суматра і Борнео. Інші види включають (б) суматранський тигр (Panthera tigris sumatrae) та (d) суматранський слон (Elephas maximus sumatranus), обидва види, що знаходяться під загрозою зникнення. Місце проживання тропічних лісів видаляється, щоб звільнити місце для (e) плантацій олійних пальм, таких як ця в провінції Сабах Борнео. (Кредит а: модифікація роботи Торстен Бахнер; кредит б: модифікація роботи Діка Мадде; кредит c: модифікація роботи Всесвітньої книги фактів ЦРУ США; кредит d: модифікація роботи «Некомерційні організації» /Flickr; кредит e: модифікація роботи доктора Ліан Пін Кох. «Втрата середовища проживання» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)

Запобігання руйнуванню середовища проживання за допомогою мудрого вибору деревини

Більшість споживачів не уявляють, що товари для поліпшення будинку, які вони купують, можуть сприяти втраті середовища існування та вимиранню видів. Тим не менш, ринок незаконно заготовленої деревини величезний, і вироби з деревини часто опиняються в будівельних магазинах постачання в Сполучених Штатах. Одна з оцінок полягає в тому, що 10 відсотків імпортованого потоку деревини в США, який є найбільшим у світі споживачем деревообробної продукції, потенційно незаконно зареєстрований. У 2006 році це склало $3,6 млрд в виробах з деревини. Велика частина нелегальної продукції імпортується з країн, які виступають посередниками і не є джерелами деревини.

Як можна визначити, чи дерев'яний виріб, наприклад, підлогове покриття, було заготовлено сталим або навіть законним шляхом? Лісова опікунська рада (FSC) засвідчує стійко заготовлену лісову продукцію, тому, шукаючи їх сертифікації на підлозі та інших твердих порід листяних виробів є одним із способів гарантувати, що деревина не була взята незаконно з тропічного лісу. Сертифікація застосовується до конкретних продуктів, а не до виробника; продукція деяких виробників може не мати сертифікації, тоді як інші продукти сертифіковані. Хоча існують інші галузеві сертифікати, крім FSC, вони ненадійні через відсутність незалежності від галузі. Інший підхід полягає в покупці вітчизняних порід деревини. Хоча було б чудово, якби існував перелік легальних проти незаконних виробів з деревини, це не так просто. Закони про лісозаготівлю та управління лісами різняться залежно від країни; те, що є незаконним в одній країні, може бути законним в іншій. Де і як збирають продукт і чи зберігається ліс, з якого він надходить, весь фактор того, чи буде продукт з деревини сертифікований FSC. Завжди є гарною ідеєю задати питання про те, звідки взявся виріб з деревини і як постачальник знає, що він був заготовлений на законних підставах.

Знищення середовища проживання може вплинути на екосистеми, крім лісів. Річки та потоки є важливими екосистемами і часто модифікуються шляхом освоєння земель та від дамбування або видалення води. Загребання річок впливає на водний потік і доступ до всіх частин річки. Різні режими потоку можуть зменшити або усунути популяції, адаптовані до цих змін у структурі потоку. Наприклад, за оцінками, 91 відсоток довжини річок у Сполучених Штатах було розроблено: вони мають модифікації, такі як греблі, для створення енергії або зберігання води; дамби, щоб запобігти затопленню; або днопоглиблення або зміна маршруту, щоб створити землю, яка більше підходить для людського розвитку. Багато видів риб у Сполучених Штатах, особливо рідкісні види або види з обмеженим розповсюдженням, спостерігали зниження, спричинене загребінням річки та втратою середовища існування. Дослідження підтвердили, що види земноводних, які повинні виконувати частини своїх життєвих циклів як у водних, так і в наземних середовищах існування, мають більший шанс страждати від зниження популяції та вимирання через підвищену ймовірність того, що одне з їхніх місць існування або доступ між ними буде втрачено.

Перезбір врожаю

Надмірний збір є серйозною загрозою для багатьох видів, але особливо для водних видів. Є багато прикладів регульованого комерційного рибальства, що контролюється вченими рибальства, які тим не менше впали. Риболовля тріски в Західній Атлантиці - найефектніший недавній крах. Хоча це було надзвичайно продуктивним рибальством протягом 400 років, впровадження сучасних заводських траулерів у 1980-х роках та тиск на промисел призвели до того, що він став нестійким. Причини рибного колапсу носять як економічний, так і політичний характер. Більшість рибальства управляються як загальний (спільний) ресурс, навіть коли рибальська територія знаходиться в територіальних водах країни. Загальні ресурси піддаються економічному тиску, відомому як трагедія громад, в якій по суті жоден рибалка не має мотивації проявляти стриманість при збирання риби, коли він не належить цьому рибалці. Природним результатом загальних врожаїв ресурсів є їх надмірна експлуатація. Хоча великі рибальства регулюються, щоб намагатися уникнути цього тиску, він все ще існує на задньому плані. Ця надмірна експлуатація посилюється, коли доступ до рибальства відкритий і нерегульований і коли технологія дає рибалкам можливість надмірно рибалити. У кількох рибальствах біологічне зростання ресурсу менше, ніж потенційне зростання прибутку, отриманого від риболовлі, якщо цей час і гроші були вкладені в інше місце. У цих випадках - прикладом є кити - економічні сили завжди будуть рухатися до промислу населення до вимирання.

Здебільшого вимирання рибальства не еквівалентно біологічному вимиранню - остання риба виду рідко виловлюється з океану. У той же час вимирання риб все ще шкідливо для видів риб та їх екосистем. Є деякі випадки, коли справжнє вимирання є можливим. Кити мають повільно зростаючі популяції і піддаються ризику повного зникнення через полювання. Є деякі види акул з обмеженим розподілом, які піддаються ризику зникнення. Групери - це ще одна популяція, як правило, повільно зростаючих риб, яка в Карибському басейні включає ряд видів, які ризикують зникнути від надмірного вилову.

Коралові рифи - надзвичайно різноманітні морські екосистеми, які стикаються з небезпекою від декількох процесів. Рифи є домом для 1/3 світових видів морських риб - близько 4,000 видів - незважаючи на те, що становлять лише 1 відсоток морського середовища існування. Більшість домашніх морських акваріумів забезпечені дикими організмами, а не культурними організмами. Хоча відомо, що жоден вид не був вимерлий через торгівлю домашніми тваринами морськими видами, існують дослідження, які показують, що популяція деяких видів зменшилася у відповідь на збирання врожаю, що свідчить про те, що урожай не є стійким на цих рівнях. Існують побоювання щодо впливу торгівлі домашніми тваринами на деякі наземні види, такі як черепахи, земноводні, птахи, рослини і навіть орангутанги.

М'ясо куща є загальним терміном, що використовується для диких тварин, вбитих в їжу. Полювання практикується у всьому світі, але мисливська практика, особливо в екваторіальній Африці та деяких районах Азії, як вважають, загрожує зникненням кількох видів. Традиційно на м'ясо куща в Африці полювали, щоб годувати сім'ї безпосередньо; однак, нещодавня комерціалізація цієї практики тепер має кущове м'ясо, доступне в продуктових магазинах, що збільшило показники врожаю до рівня нестійкості. Крім того, зростання людського населення збільшило потребу в білковій їжі, яка не задовольняється сільським господарством. Види, яким загрожує торгівля м'ясом куща, - це переважно ссавці, включаючи багатьох приматів, що мешкають у басейні Конго.

екзотичні види

Екзотичні види - це види, які були навмисно або ненавмисно введені людиною в екосистему, в якій вони не еволюціонували. Такі інтродукції, ймовірно, трапляються часто як природні явища. Наприклад, Кудзу (Pueraria lobata), який є родом з Японії, був завезений в США в 1876 році. Пізніше його посадили для збереження грунту. Проблематично він занадто добре росте на південному сході Сполучених Штатів - до фута на день. Зараз це вид шкідників і займає понад 7 мільйонів акрів на південному сході США. Якщо інтродукований вид здатний вижити в новому середовищі існування, це впровадження тепер відбивається на спостережуваному асортименті виду. Перевезення людей та товарів, включаючи навмисне транспортування організмів для торгівлі, різко збільшило впровадження видів у нові екосистеми, іноді на відстані, які значно перевищують здатність виду коли-небудь подорожувати самостійно та поза межами ареалу виду» природні хижаки.

Більшість екзотичних видів інтродукції, ймовірно, зазнають невдачі через низьку кількість внесених особин або погану адаптацію до екосистеми, в яку вони потрапляють. Однак деякі види мають попередню адаптацію, яка може зробити їх особливо успішними в новій екосистемі. Ці екзотичні види часто зазнають різкого збільшення популяції в новому середовищі існування та скидають екологічні умови в новому середовищі, загрожуючи існуючим там видам. З цієї причини екзотичні види також називають інвазивними видами. Екзотичні види можуть загрожувати іншим видам через конкуренцію за ресурси, хижацтво або хвороби.

Озера та острови особливо вразливі до загроз зникнення від інтродукованих видів. В озері Вікторія навмисне впровадження нільського окуня багато в чому стало причиною вимирання близько 200 видів цихлід. Випадкове введення змії коричневого дерева літаком (рис.\(\PageIndex{3}\)) з Соломонових островів на Гуам в 1950 році призвело до вимирання трьох видів птахів і трьох-п'яти видів рептилій, ендемічних на острові. Кілька інших видів все ще знаходяться під загрозою. Змія коричневого дерева вміє експлуатувати людський транспорт як засіб міграції; один був навіть знайдений на літаку, що прибув до Корпус-Крісті, штат Техас. Постійна пильність з боку персоналу аеропорту, військових і комерційних літаків необхідна, щоб запобігти переміщенню змії з Гуаму на інші острови Тихого океану, особливо на Гаваї. Острови не складають великої площі суші на земній кулі, але вони містять непропорційну кількість ендемічних видів через їх ізоляцію від материкових предків.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Змія коричневого дерева Boiga irregularis - екзотичний вид, який спричинив численні вимирання на острові Гуам з моменту його випадкового введення в 1950 році. (Кредит: NPS. «Бойга нерегулярна» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)

Зараз виявляється, що глобальний спад видів земноводних, визнаних у 1990-х роках, в деякій частині викликаний грибком Batrachochytrium dendrobatidis, який викликає захворювання хітридіомікоз (рис.\(\PageIndex{4}\)). Є дані, що гриб є рідним для Африки і, можливо, був поширений по всьому світу транспортуванням широко використовуваних лабораторних і домашніх тварин видів: африканської пазучої жаби (Xenopus laevis). Цілком може бути, що біологи самі несуть відповідальність за поширення цього захворювання по всьому світу. Північноамериканська жаба, Rana catesbeiana, яка також широко впроваджена як харчова тварина, але яка легко рятується з полону, виживає більшість інфекцій Batrachochytrium dendrobatidis і може виступати резервуаром для хвороби.

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Ця жаба Limosa Arlequin (Atelopus limosus), зникаючий вид з Панами, помер від грибкового захворювання під назвою хітридіомікоз. Червоні поразки є симптоматикою захворювання. (Кредит: Брайан Гретвіке. «Хітридіомікоз» від OpenSTAX ліцензований під CC BY 4.0)

Ранні дані свідчать про те, що інший грибковий збудник, Geomyces destructans, завезений з Європи, відповідає за синдром білого носа, який заражає печерних кажанів на сході Північної Америки і поширився з точки походження в західному штаті Нью-Йорк (рис.\(\PageIndex{5}\)). Хвороба знищила популяції кажанів і загрожує вимиранням видів, які вже перераховані як зникаючі: індіанська кажана, Myotis sodalis, і потенційно Вірджинська велика вуха кажана, Corynorhinus townsendii virginianus. Як був завезений гриб, незрозуміло, але однією логічною презумпцією було б те, що рекреаційні спелеологи ненавмисно привезли грибок на одязі або спорядженні з Європи.

Малюнок\(\PageIndex{5}\): У цього маленького коричневого кажана в шахті Грилі, штат Вермонт, 26 березня 2009 року, був виявлений синдром білого носа. (кредит: Марвін Моріарті, USFWS. «Синдром білого носа» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)

Зміна клімату

Зміна клімату, і особливо антропогенна (тобто викликана людьми) тенденція потепління, яка зараз триває, визнається великою загрозою вимирання, особливо в поєднанні з іншими загрозами, такими як втрата середовища існування. Вчені не згодні з приводу ймовірної величини наслідків, причому оцінки швидкості вимирання коливаються від 15 до 40 відсотків видів, прихильних до вимирання до 2050 року. Однак вчені погоджуються, що зміна клімату змінить регіональний клімат, включаючи кількість опадів та снігопадів, зробивши місця проживання менш гостинними для видів, що мешкають в них. Тенденція потепління змістить більш холодний клімат у бік північного та південного полюсів, змушуючи види рухатися зі своїми адаптованими кліматичними нормами, стикаючись з прогалинами середовища існування на цьому шляху. Зміна діапазонів накладе нові конкурентні режими для видів, оскільки вони опиняються в контакті з іншими видами, не присутніми в їх історичному асортименті. Одним з таких несподіваних видів контакту є між білими ведмедями і ведмедями грізлі (рис.\(\PageIndex{6}\)). Раніше ці два види мали окремі ареали. Зараз їх ареали перекриваються, і є задокументовані випадки спаровування цих двох видів та отримання життєздатного потомства. Зміна клімату також скидає делікатні пристосування видів до сезонних харчових ресурсів та часу розмноження. Багато сучасних невідповідності змінам доступності ресурсів та термінів вже задокументовані.

Малюнок\(\PageIndex{6}\): З 2008 року ведмеді грізлі (Ursus arctos horribilis) були помічені далі на північ, ніж їх історичний ареал, що є можливим наслідком зміни клімату. В результаті середовище проживання ведмедя грізлі зараз перекриває середовище проживання білого ведмедя (Ursus maritimus). Два види ведмедів, які здатні спарюватися і давати життєздатне потомство, вважаються окремими видами, оскільки історично вони жили в різних місцях проживання і ніколи не зустрічалися. Однак у 2006 році мисливець вистрілив гібрида дикого грізлі-білого ведмедя, відомого як ведмідь гролар, перший дикий гібрид, який коли-небудь знайшов. (кредит: «середовище проживання ведмедів» від OpenStax ліцензується відповідно до CC BY 4.0)

Зсуви ареалу вже спостерігаються: наприклад, деякі європейські хребти видів птахів перемістилися на 91 км на північ. Це ж дослідження показало, що оптимальний зсув, заснований на тенденціях потепління, був удвічі більшою відстані, що свідчить про те, що населення не рухається досить швидко. Зсуви діапазону також спостерігалися у рослин, метеликів, інших комах, прісноводних риб, плазунів та ссавців.

Кліматичні градієнти також рухатимуться вгору по горах, врешті-решт скупчуючи види вище по висоті та усуваючи середовище існування для тих видів, пристосованих до найвищих висот. Деякі кліматичні явища повністю зникнуть. Швидкість потепління, схоже, прискорюється в Арктиці, що визнається серйозною загрозою для популяції білих ведмедів, яким потрібен морський лід для полювання на тюленів протягом зимових місяців: тюлені є єдиним джерелом білка, доступного білим ведмежам. Тенденція до зменшення покриття морським льодом виникла з моменту початку спостережень в середині ХХ століття. Темпи зниження, що спостерігаються в останні роки, набагато більші, ніж раніше прогнозували кліматичні моделі.

Нарешті, глобальне потепління підвищить рівень океану завдяки талій воді з льодовиків та більшого обсягу теплішої води. Берегові лінії будуть затоплені, зменшуючи розміри острова, що вплине на деякі види, а ряд островів зникне цілком. Крім того, поступове танення та подальше заморожування полюсів, льодовиків та високогірних гір - цикл, який протягом століть забезпечував прісну воду для навколишнього середовища - також буде поставлено під загрозу. Це може призвести до надлишку солоної води і нестачі прісної води.

Резюме

Основними загрозами біорізноманіття є зростання людського населення та нестійке використання ресурсів. На сьогоднішній день найбільш значущими причинами вимирання є втрата середовища проживання, інтродукція екзотичних видів, перезбір врожаю. За прогнозами, зміна клімату стане вагомою причиною вимирання в майбутньому столітті. Втрата середовища проживання відбувається через вирубку лісів, загребання річок та інші види діяльності. Надмірне збирання є загрозою, особливо для водних видів, тоді як взяття кущового м'яса у вологих тропіках загрожує багатьом видам в Азії, Африці та Америці. Екзотичні види стали причиною ряду вимирань і особливо шкодять островам і озерам. Інтродукція екзотичних видів зростає через збільшення мобільності людського населення та зростання світової торгівлі та транспортування. Зміна клімату змушує зміни діапазону, які можуть призвести до вимирання. Це також впливає на адаптацію до термінів доступності ресурсів, що негативно впливає на види в сезонних умовах. Вплив зміни клімату найбільший в Арктиці. Глобальне потепління також підвищить рівень моря, ліквідуючи деякі острови і зменшивши площу всіх інших.

Посилання

OpenStax, Біологія. OpenStax CNX. 26 червня 2020 року. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.137:noBcfThl@7/Understanding-Evolution.