27.4: Збереження біорізноманіття
- Page ID
- 7812
Збереження біорізноманіття - надзвичайний виклик, який повинен вирішуватися шляхом кращого розуміння самого біорізноманіття, змін у поведінці та переконаннях людини та різних стратегій збереження.
вимірювання біорізноманіття
Технологія молекулярної генетики та обробки та зберігання даних дозріває до того моменту, коли каталогізація видів планети доступним способом близька до здійсненної. Штрих-кодування ДНК - це один молекулярно-генетичний метод, який використовує перевагу швидкої еволюції в мітохондріальному гені, присутньому в еукаріотів, крім рослин, для ідентифікації видів, використовуючи послідовність частин гена. Рослини можуть бути штрих-кодовані за допомогою комбінації генів хлоропласту. Швидкі машини для секвенування маси роблять частину роботи молекулярної генетики відносно недорогою та швидкою. Комп'ютерні ресурси зберігають і роблять доступними великі обсяги даних. В даний час ведуться проекти з використання штрих-кодування ДНК для каталогізації музейних зразків, які вже були названі та вивчені, а також тестування методу на менш вивчених групах. Станом на середину 2012 року близько 150 000 названих видів були штрих-кодовані. Ранні дослідження показують, що існує значна кількість неописаних видів, які виглядали занадто схожими на види братів і сестер, щоб раніше були визнані різними, які тепер можна ідентифікувати за допомогою штрих-кодування ДНК.
Численні комп'ютерні бази даних тепер надають інформацію про названі види та рамки для додавання нових видів. Однак, як уже зазначалося, при нинішніх темпах опису нових видів пройде близько 500 років, перш ніж буде відомий повний каталог життя. У багатьох, мабуть, більшості видів на планеті не так вже й багато часу.
Існує також проблема розуміння того, які відомі науці види знаходяться під загрозою і в якій мірі їм загрожує. Це завдання виконується некомерційною МСОП, яка веде Червоний список - онлайн-список зникаючих видів, класифікованих за таксономією, типом загрози та іншими критеріями (Рисунок\(\PageIndex{1}\)). Червоний список підтримується науковими дослідженнями. У 2011 році список містив 61 000 видів, всі з підтверджуючою документацією.
Зміна поведінки людини
Законодавство у всьому світі було прийнято для захисту видів. Законодавство включає міжнародні договори, а також національні та державні закони. Конвенція про міжнародну торгівлю видами дикої фауни і флори, що знаходяться під загрозою зникнення (СІТЕС), набула чинності в 1975 році. Договір та національне законодавство, яке його підтримує, забезпечує правову базу для запобігання транспортуванню приблизно 33 000 перерахованих видів через кордони країн, тим самим захищаючи їх від спіймання або вбивства при залученні міжнародної торгівлі. Договір обмежений у своїй досяжності, оскільки він стосується лише міжнародного переміщення організмів або їх частин. Вона також обмежена можливостями або готовністю різних країн виконувати договір і підтримуюче законодавство. Незаконна торгівля організмами та їх частинами, ймовірно, є ринком у сотні мільйонів доларів. Незаконна торгівля дикими тваринами контролюється іншою некомерційною організацією: Аналіз торгових записів флори та фауни в торгівлі (ТРАФІК).
У багатьох країнах існують закони, які захищають зникаючі види та регулюють полювання та рибальство. У Сполучених Штатах Закон про вимираючі види (ESA) був прийнятий в 1973 році. Види, що піддаються ризику, перераховані Законом про вимираючі види; Служба риби та дикої природи США зобов'язана за законом розробляти плани управління, які захищають перераховані види та повертають їх до стійкого числа. Закон про види, що знаходяться під загрозою зникнення, та інші подібні до інших країн, є корисним інструментом, але він страждає, оскільки часто важко отримати список видів або отримати ефективний план управління на місці після його переліку. Крім того, види можуть бути суперечливо вилучені зі списку, не обов'язково змінивши свою ситуацію. Більш принципово, підхід до захисту окремих видів, а не цілих екосистем є одночасно неефективним і зосереджує зусилля на кількох добре помітних і часто харизматичних видах, можливо, за рахунок інших видів, які залишаються незахищеними. У той же час Закон про вимираючі види має критичне положення про середовище існування, викладене в механізмі відновлення, яке може принести користь видам, відмінним від того, який призначений для управління.
Закон про Договір про мігруючих птахів (MBTA) - це угода між Сполученими Штатами та Канадою, яка була підписана в законі в 1918 році у відповідь на зниження північноамериканських видів птахів, викликаних полюванням. Закон про договір про перелітних птахів тепер перераховує понад 800 охоронюваних видів. Це робить незаконним турбувати або вбивати охоронюваних видів або поширювати їх частини (значна частина полювання на птахів у минулому була за їх пір'ям).
Міжнародна реакція на глобальне потепління була неоднозначною. Кіотський протокол, міжнародна угода, яка вийшла з Рамкової конвенції Організації Об'єднаних Націй про зміну клімату, яка зобов'язувала країни скоротити викиди парникових газів до 2012 року, була ратифікована деякими країнами, але відхилена іншими. Дві важливі країни з точки зору свого потенційного впливу, які не ратифікували Кіотський протокол, були США та Китай. Сполучені Штати відхилили його в результаті потужної промисловості викопного палива та Китаю через занепокоєння, що це придушить зростання нації. Деякі цілі щодо скорочення викидів парникових газів були досягнуті та перевищені окремими країнами, але у всьому світі зусилля щодо обмеження виробництва парникових газів не увінчаються успіхом. Передбачувана заміна Кіотського протоколу не здійснилася, оскільки уряди не можуть домовитися про терміни та орієнтири. Тим часом вчені-кліматологи прогнозують, що отримані витрати для людських суспільств і біорізноманіття будуть високими.
Приватний некомерційний сектор відіграє велику роль у зусиллі щодо збереження як у Північній Америці, так і в усьому світі. Підходи варіюються від конкретних видів організацій до широко орієнтованих МСОП та ТРАФІК. Охорона природи приймає новий підхід. Він купує землю і захищає її, намагаючись створити заповідники для екосистем. Зрештою, поведінка людини зміниться, коли змінюються людські цінності. В даний час зростаюча урбанізація людського населення є силою, яка створює проблеми для оцінки біорізноманіття.
Консервація в пресервах
Створення дикої природи та екосистемних заповідників є одним із ключових інструментів у зусиллі щодо збереження. Заповідник - це ділянка землі, відведена з різним ступенем захисту для організмів, які існують в межах заповідника. Заповідники можуть бути ефективними в короткостроковій перспективі для захисту як видів, так і екосистем, але вони стикаються з проблемами, які вчені все ще досліджують, щоб зміцнити свою життєздатність як довгострокові рішення.
Скільки площі, щоб зберегти?
Через те, як розподіляються охоронювані землі (вони, як правило, містять менш економічно цінні ресурси, а не виділяються спеціально для видів або екосистем, що знаходяться під загрозою) та способом розповсюдження біорізноманіття, визначаючи цільовий відсоток суші чи морського середовища існування, який слід захищати підтримувати рівень біорізноманіття є складним завданням. Всесвітній конгрес парків МСОП підрахував, що 11,5 відсотка земної поверхні була покрита заповідниками різного роду в 2003 році. Ця область більша за попередні цілі; однак вона представляє лише 9 з 14 визнаних основних біомів. Дослідження показали, що 12 відсотків усіх видів живуть лише поза заповідниками; ці відсотки набагато вищі, коли розглядаються лише види, що знаходяться під загрозою та високоякісні консерви. Наприклад, високоякісні консерви включають лише близько 50 відсотків видів земноводних, що знаходяться під загрозою зникнення. Слід зробити висновок, що або відсоток охоронюваних територій повинен збільшуватися, або відсоток високоякісних консервів повинен збільшуватися, або консерви повинні бути орієнтовані з більшою увагою до захисту біорізноманіття. Дослідники стверджують, що до останнього рішення потрібно більше уваги.
Зберегти дизайн
Були проведені великі дослідження оптимальних конструкцій збереження для підтримки біорізноманіття. Фундаментальним принципом, що стоїть за більшою частиною досліджень, була основна теоретична робота Роберта Макартура та Едварда Вілсона, опублікована в 1967 році на біогеографії острова (MacArthur & Wilson, 1967). Ця робота прагнула зрозуміти фактори, що впливають на біорізноманіття на островах. Фундаментальний висновок полягав у тому, що біорізноманіття на острові є функцією походження видів через міграцію, видоутворення та вимирання на цьому острові. На острови, що знаходяться далі від материка, важче дістатися, тому міграція нижча, а рівноважна кількість видів нижча. У межах популяцій островів дані свідчать про те, що кількість видів поступово збільшується до рівня, подібного до чисельності на материку, з якого, як підозрюється, мігрував вид. Крім того, менші острови знайти важче, тому їх імміграційні показники для нових видів нижчі. Менші острови також менш географічно різноманітні, тому є менше ніш для сприяння видоутворення. І нарешті, менші острови підтримують менші популяції, тому ймовірність зникнення вище.
Оскільки острови стають більшими, кількість видів прискорюється, хоча вплив території острова на чисельність видів не є прямою кореляцією. Збереження заповідників можна розглядати як «острови» середовища проживання в межах «океану», що не є середовищем існування. Щоб вид зберігався в заповіднику, заповідник повинен бути досить великим. Критичний розмір частково залежить від домашнього ареалу, характерного для виду. Заповідник для вовків, який сягає сотні кілометрів, повинен бути набагато більшим, ніж заповідник для метеликів, який може коливатися в межах десяти кілометрів протягом його життя. Але більші заповідники мають більшу площу ядра оптимального середовища проживання для окремих видів, вони мають більше ніш для підтримки більшої кількості видів, і вони приваблюють більше видів, оскільки їх можна знайти та досягти легше.
Консерви краще працюють тоді, коли навколо них є буферні зони неоптимального середовища проживання. Буфер дозволяє організмам вийти за межі заповідника без негайних негативних наслідків від хижацтва або нестачі ресурсів. Один великий заповідник кращий за ту ж площу декількох менших заповідників, оскільки є більше основних середовищ існування, не уражених краями. З цієї ж причини консерви у формі квадрата або кола будуть краще, ніж консерви з багатьма тонкими «руками». Якщо заповідники повинні бути меншими, то забезпечення коридорів дикої природи між ними, щоб особини та їх гени могли переміщатися між заповідниками, наприклад, вздовж річок та струмків, змусить менші заповідники поводитися більше як великі. Всі ці фактори враховуються при плануванні характеру заповідника перед відведенням землі.
На додаток до фізичних, біологічних та екологічних специфікацій заповідника, існують різноманітні політичні, законодавчі та виконавчі специфікації, пов'язані з використанням заповідника для функцій, відмінних від захисту видів. Вони можуть включати в себе все, що завгодно, починаючи від видобутку деревини, видобутку корисних копалин, регульованого полювання, проживання людини та неруйнівного відпочинку людини Багато з цих політичних рішень приймаються на основі політичного тиску, а не міркувань збереження. У деяких випадках політика захисту дикої природи була настільки суворою, що корінне населення, яке живе, було вимушено з родових земель, які потрапили в заповідник. В інших випадках, навіть якщо заповідник призначений для захисту дикої природи, якщо захист не є або не може бути застосований, статус заповідника матиме мало значення в умовах незаконного браконьєрства та видобутку деревини. Це поширена проблема з заповідниками в районах тропіків.
Обмеження на пресерви
Деякі обмеження на консерви як інструменти збереження очевидні з обговорення збереження дизайну. Політичний та економічний тиск, як правило, робить консерви меншими, а не більшими, тому відкласти досить великі площі важко. Якщо відведена площа досить велика, може бути недостатньо площі для створення буфера навколо заповідника. При цьому ділянка на зовнішніх краях заповідника неминуче стає більш ризикованим неоптимальним місцем проживання для виду, що знаходиться в заповіднику. Забезпечення захисту також є важливою проблемою в країнах, які не мають ресурсів чи політичної волі для запобігання браконьєрству та незаконному видобутку ресурсів.
Зміна клімату створить неминучі проблеми з розташуванням заповідників. Види всередині них будуть мігрувати у вищі широти, оскільки середовище проживання заповідника стає менш сприятливим. Вчені планують вплив глобального потепління на майбутні консерви та прагнуть передбачити потребу в нових заповідниках для розміщення очікуваних змін у середовищах існування; однак кінцева ефективність є слабкою, оскільки ці зусилля ґрунтуються на прогнозуванні.
Нарешті, можна зробити аргумент, що консерватори зміцнюють культурне сприйняття того, що люди відокремлені від природи, що люди можуть існувати поза природою, і що люди можуть діяти лише способами, що шкодять біорізноманіттю. Існує занепокоєння тим, що створення заповідників дикої природи зменшує тиск на діяльність людини за межами заповідників, щоб бути стійким і не завдає шкоди біорізноманіттю. Зрештою, політичний, економічний та людський демографічний тиск погіршить та зменшить розмір консервації, якщо діяльність поза ними не буде змінена, щоб бути менш шкідливою для біорізноманіття.
Відновлення середовища проживання
Відновлення середовища існування має значні перспективи як механізм відновлення та збереження біорізноманіття. Звичайно, як тільки вид вимер, його відновлення неможливо. Однак відновлення може покращити біорізноманіття деградованих екосистем. Повторне введення вовків, найвищого хижака, до Єллоустонського національного парку в 1995 році призвело до різких змін в екосистемі, що збільшило біорізноманіття. Вовки (рис.\(\PageIndex{2}\)) Функція придушення популяцій лосів і койотів і забезпечити більш рясні ресурси для гільдії пожирачів падаль. Скорочення популяцій лосів дозволило відновити рослинність прибережних районів, що збільшило різноманітність видів у цьому середовищі існування. Зменшення популяції койотів збільшило популяції видів, які раніше були придушені цим хижаком. Кількість видів падалоїдів зросла через хижої діяльності вовків. У цьому середовищі існування вовк є ключовим видом, що означає вид, який відіграє важливу роль у підтримці різноманітності в екосистемі. Видалення виду ключових каменів з екологічної спільноти може спричинити крах різноманітності. Результати Єллоустонського експерименту свідчать про те, що відновлення виду ключових каменів може мати ефект відновлення біорізноманіття в громаді. Екологи стверджували за ідентифікацію видів ключових каменів там, де це можливо, та зосередити зусилля щодо захисту на цих видах; так само має сенс спробувати повернути їх до своєї екосистеми, якщо вони були видалені.
Інші масштабні реставраційні експерименти передбачають видалення греблі. У Сполучених Штатах, починаючи з середини 1980-х років, багато старіючих дамб розглядаються для видалення, а не для заміни через зміну переконань про екологічну цінність сипучих річок і тому, що багато гребель більше не забезпечують користь і функції, які вони робили, коли вони були вперше побудовані. Виміряні переваги видалення греблі включають відновлення природним коливанням рівня води (метою гребель часто є зменшення коливань річкових потоків), що призводить до збільшення різноманітності риб та поліпшення якості води. Очікується, що на північному заході Тихого океану проекти видалення греблі збільшать популяції лосося, який вважається ключовим видом, оскільки він транспортує ключові поживні речовини до внутрішніх екосистем під час щорічних нерестових міграцій. В інших регіонах, таких як узбережжя Атлантичного океану, видалення греблі дозволило повернути нерестові анадромні види риб (види, які народжуються в прісній воді, більшу частину життя живуть у солоній воді та повертаються до прісної води на нерест). Деякі з найбільших проектів видалення греблі ще не відбулися або відбулися занадто недавно для вимірювання наслідків. Масштабні екологічні експерименти, які складають ці проекти видалення, нададуть цінні дані для інших проектів греблі, призначених для видалення або будівництва.
Роль селекції в неволі
Зоопарки прагнули відігравати певну роль у зусиллі щодо збереження як через програми розведення неволі, так і освіти. Продовжується трансформація місій зоопарків від колекційних та виставкових приміщень до організацій, які присвячені збереженню. Загалом, було визнано, що, за винятком деяких конкретних цільових випадків, програми розведення неволі для зникаючих видів неефективні і часто схильні до невдач, коли вид знову впроваджується в дику природу. Зоопарки занадто обмежені, щоб споглядати програми розведення в неволі для кількості видів, які зараз знаходяться під загрозою. Освіта є ще одним потенційним позитивним впливом зоопарків на зусилля з охорони природи, особливо з огляду на глобальну тенденцію до урбанізації та, як наслідок, скорочення контактів між людьми та дикою природою. Було проведено ряд досліджень, щоб подивитися на ефективність зоопарків щодо ставлення та дій людей щодо збереження; в даний час результати, як правило, змішані.
Резюме
Нові технологічні методи, такі як штрих-кодування ДНК та обробка інформації та доступність, полегшують каталогізацію біорізноманіття планети. Існує також законодавча база для захисту біорізноманіття. Міжнародні договори, такі як СІТЕС, регулюють перевезення зникаючих видів через міжнародні кордони. Законодавство в окремих країнах, що охороняють види, і угоди про глобальне потепління мали обмежений успіх; в даний час немає міжнародної угоди про цілі викидів парникових газів. У Сполучених Штатах Закон про вимираючі види захищає перераховані види, але йому перешкоджають процедурні труднощі та зосередженість на окремих видах. Закон про мігруючих птахів - це угода між Канадою та США про захист перелітних птахів. Некомерційний сектор також дуже активний у заходах по збереженню різними способами.
Збереження заповідників є основним інструментом захисту біорізноманіття. В даний час 11 відсотків земної поверхні певним чином захищені. Наука про біогеографію острова поінформувала оптимальну конструкцію заповідників; однак заповідники мають обмеження, накладені політичними та економічними силами. Крім того, зміна клімату обмежить ефективність консервів в майбутньому. Недоліком заповідників є те, що вони можуть зменшити тиск на людські суспільства, щоб вони працювали більш стійко за межами заповідників.
Відновлення середовища існування має потенціал для відновлення екосистем до попередніх рівнів біорізноманіття до вимерання видів. Приклади реставрації включають реінтродукцію видів трапецеїдальних каменів і видалення гребель на річках. Зоопарки намагалися взяти на себе більш активну роль у збереженні і можуть відігравати обмежену роль у програмах розведення неволі. Зоопарки також можуть відігравати корисну роль у вихованні.
Посилання
Макартур, Р. і Вілсон, Е.О. 1967. Теорія біогеографії острова (Прінстон, штат Нью-Джерсі: Преса Прінстонського університету)
OpenStax, Біологія. OpenStax CNX. 26 червня 2020 року. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.137:noBcfThl@7/Understanding-Evolution.
Червоний список МСОП видів, що знаходяться під загрозою зникнення. Версія 2020-3. [Цитується 22 лютого 2021 р.]. Доступно з https://www.iucnredlist.org/resources/summary-statistics#Summary%20Tables