Проблемы вымирания

Четыре причины для беспокойства о вымирании:

1. исчезновение видов как биологических сущностей;
2. дестабилизация экосистем;
3. угроза другим видам;
4. потеря незаменимого генетического материала.

Исчезновение видов является важнейшим фактором и как уменьшение богатства природы, и как моральная проблема для тех, кто верит, что люди обязаны сохранять естественную окружающую среду (также как и для тех, кто полагает, что виды животных имеют юридические права).

Дестабилизация становится хорошо понятной, когда звено цепи питания исчезает из экосистемы. Когда один вид исчезает, очень часто возникают популяционные изменения численности во вторичных видах. Может возникнуть ситуация, когда экосистема изменится заметно и необратимо.

Четвёртая причина является более тонкой, но, возможно, это самый важный пункт для человечества. Каждая разновидность несёт уникальный генетический материал в своей ДНК и производит уникальные химические соединения согласно генетическим инструкциям, заложенным в них. Например, в долинах центрального Китая, произрастает сладкая полынь, папоротникообразное растение, которое является единственным источником артемизинина - препарата, который почти на 100 процентов эффективен против малярии (Jonietz, 2006). Если бы это растение исчезло, то контроль над малярией (даже сегодня страшной болезнью), уменьшился бы. Есть множество других примеров химических соединений, уникальных для определённых видов. Число ещё не открытых соединений, которые могут исчезнуть в результате вымирания видов, не может быть определено, но это причина, вызывающая много споров, и, без сомнения, весьма важна.

Хотя вымирание может быть природным результатом естественного отбора (пример, массовое вымирание видов в голоцене), однако современный период вымирания уникален. Предыдущие периоды были вызваны физическими причинами, такими как столкновение с небесными телами, движение тектонических плит, высокая вулканическая активность, изменение климата. Текущий период вымирания вызван людьми и начался приблизительно 100 000 лет назад с расселением людей по планете. Входя в контакт с новыми для них экосистемами, которые прежде никогда не испытывали человеческого присутствия, люди разрушали экологический баланс, охотясь, разрушая среду обитания и разнося болезни. Период от 100 000 лет назад до 10 000 лет назад назван [кем? ] «первой фазой» шестого периода вымирания.

Вторая фаза периода началась приблизительно 10 000 лет назад с появлением сельского хозяйства . Люди начали процесс одомашнивания животных. Таким образом, люди стали первым видом, способным жить, при этом заметно изменяя исторически сложившиеся экосистемы. Обладая способностью жить за пределами местной экосистемы, люди были свободны от ограничений максимальной численности популяции и перенаселяли их, создавая большие напряжения для окружающей среды и производя разрушительные действия, необходимые для ещё большего прироста населения. Сегодня, эти действия включают сведение тропических лесов , уничтожение коралловых рифов, другие разрушения сред обитания, чрезмерную эксплуатацию видов, ввоз чужих, нехарактерных видов в экосистемы, загрязнение почвы , парниковый эффект .

Охранный статус

Ещё одной системой классификации видов, которые находятся под угрозой, является классификация CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora), разработанная для предотвращения международной торговли видами в форме, которая может угрожать их существованию.

Противоречие

Некоторые законы о вымирающих видах спорны. Типичные области для спора: критерии, применяемые при оценке для помещения вида в список подверженных угрозе вымирания; критерии, используемые для оценки необходимости удаления вида из этого списка, если его популяция восстановилась; необходимо ли ограничение на освоение земель на государственном уровне; нужно выплачивать при этом компенсацию частным землевладельцам; нахождение разумных исключений к законам о защите.

Часто происходит, что будучи внесенным в красную книгу, вид становится ещё более желанным объектом для коллекционеров и браконьеров. Другой проблемой при внесении вида в красную книгу становится эффект, который заключается в том, что землевладелец, переживающий потерю стоимости своих земель, может предпочесть тихо убить и тем самым избавиться от животных, либо разрушить их среду обитания, таким образом избавляясь от «проблемы» на своих землях.

См. также

• Конвенция по международной торговле вымирающими видами дикой фауны и флоры
• Международный союз охраны природы (МСОП)

Примечания

Ссылки

• The U.S. Fish and Wildlife Service (USFWS) - Endangered Species Program . The USFWS is the principal Federal agency responsible for protecting endangered and threatened species.
• U.S. Fish & Wildlife Service. Threatened and Endangered Species System (TESS) . Detailed information on Endangered, Threatened or candidate species in the U.S.
• Conservation Breeding Specialist Group, IUCN: CBSG «PHVA» Reports (Population and Habitat Viability Assessment)
• Endangered Species & Wetlands Report Independent print and online newsletter covering the ESA, wetlands and regulatory takings.
• Sundarbans Tiger Project Research and Conservation of tigers in the largest remaining mangrove forest in the world.
• Everything you wanted to know about endangered species - Provided by New Scientist .
• «Science counts species on brink» . (Nov 17, 2004). BBC News .
• ONLINE BOOK: «In situ conservation of livestock and poultry» , 1983, Food and Agriculture Organization of the United Nations and the United Nations Environment Programme
• Dotty Rhino - Animated website for kids. Meet Dotty Rhino & her friends who live in Mkomazi, a real-life game reserve in Africa which protects endangered species.

Экология

Жизнь на Земле всегда борется за выживание. Животные живут в постоянном стрессе, чтобы получить достаточно пищи и приспособиться к окружающей среде.

Некоторые животные, которые плохо умеют приспосабливаться к изменениям, испытывают трудности, голодают, перестают размножаться и в конечном итоге вымирают. В течение всей истории нашей планеты жизнь приобретала все новые формы, которые тут же тестировались на выживаемость.

Почему происходили массовые вымирания?

Когда климат и окружающая среда сильно менялись, многие живые существа, которые не смогли приспособиться к новым условиям, умирали. Массовые вымирания видов имели место не один раз. При таком явлении формы жизни исчезали бесследно, не оставив после себя ни окаменелостей, ни потомков. Массовые вымирания имели место с самого начала зарождения жизни на Земле.

Все животные, которые сегодня обитают на планете, являются всего лишь потомками тех существ, которым повезло, и они смогли приспособиться к изменившемуся миру. Предлагаем вам заглянуть в далекое прошлое и узнать о 10 самых серьезных массовых исчезновениях флоры и фауны на нашей планете.

1) Эдиакарийское массовое вымирание

В течение периода Эдиакарий сложные существа впервые стали приобретать определенную форму. Крошечные бактерии развились в более сложные формы жизни - эукариоты, некоторые из которых стали объединяться в группы для того, чтобы повысить шансы найти пищу и избежать участи стать чьей-то добычей. Большинство из этих существ не оставило после себя ничего, так как они не обладали скелетом. Они были мягкотелы и полностью разлагались после смерти, не сохраняясь в окаменелостях.

Первые простейшие существа

Только в очень редких случаях существа времен Эдиакария смогли дойти до нас в окаменелостях, например, если животное осталось лежать в мягкой грязи, которая очень быстро затвердела, поэтому на ней остался отпечаток. Эти немногие окаменелости говорят нам о наличии в морях и океанах странных существ, которые напоминали современных червей, губок и медуз.

Эти животные зависели от кислорода, как и мы с вами. Уровень кислорода в атмосфере стал падать 542 миллиона лет назад. Тогда-то и началось массовое вымирание. Более 50 процентов живых существ планеты погибло. Огромное количество мертвых тел живых существ сгнило, превратившись в ископаемое топливо.

Причина, почему снизились уровни кислорода, пока не известна ученым. Впрочем, у этого вымирания были и положительные последствия: оно послужило толчком для Кембрийского взрыва, неожиданного разнообразия сложных существ, которые были сложнее простых червей.

2) Кембрийско-Ордовикское вымирание

В течение Кембрийского периода жизнь на Земле процветала. Живые существа, появившиеся во времена Эдиакария оставались в основном неизмененными в течение миллионов лет, однако после наступления Кембрия формы жизни стали развиваться довольно быстро, эволюционировало великое множество невиданных живых существ. Экзотические ракообразные и трилобиты стали доминантными. Моллюски и гигантские морские членистоногие, похожие на насекомых, заполнили моря. Эти существа обладали жесткими внешними панцирями, благодаря которым они дошли до нас в виде окаменелостей.

Ледниковый период спровоцировал вымирание

Жизнь на Земле процветала, пока неожиданно (с геологической точки зрения) 40 процентов всех живых существ планеты вдруг исчезло 488 миллионов лет назад. Те, кому удалось выжить, с трудом справлялись с суровыми условиями окружающей среды. Что привело к массовому вымиранию этого периода, ученым не известно.

По одной из теорий, в это время имел место ледниковый период, вернее, самая холодная его часть. Последние 11 тысяч лет на Земле господствует так называемое "Межледниковье" . Экстремальное снижение температуры, вероятно, привело к гибели огромного количества видов. Именно это массовое вымирание ознаменовало границу между концом Кембрия и началом Ордовика.

3) Ордовикско-силурийское вымирание

Жизнь на Земле стала процветать снова в период, получивший название Ордовик. Наутилоиды (примитивные осьминоги), трилобиты, кораллы, морские звезды, угри и губочные рыбы заполнили океаны. Растения стали постепенно выбираться на сушу. Постепенно жизнь стала усложняться.

Второе по силе массовое вымирание видов

443 миллиона лет назад более 60 процентов жизни на Земле погибло в результате второго по силе массового вымирания в истории. Это вымирание было связано с резким наступлением ледникового периода, в результате которого снизились уровни углекислого газа. Большая часть вод, которые были домом для огромного количества живых существ, замерзли или покрылись ледяными шапками и ледниками, что привело к снижению уровня кислорода.

Считается, что вспышка гамма-лучей из космоса разрушила озоновый слой и на поверхность планеты стала вырываться ультрафиолетовая радиация Солнца, которая разрушила большую часть растений. К счастью, кое-кому удалось выжить, но чтобы полностью восстановиться планете понадобилось еще 300 миллионов лет.

4) Массовое вымирание Лау

После Ордовикско-силурийского вымирания начался период Силур. Жизнь снова была восстановлена на планете и в это время эволюционировали первые акулы и костистые рыбы, большинство из которых очень похожи на современных. Мхи и мелкие растения стали свободно расти на суше вдоль побережья, а некоторые членистоногие эволюционировали в пауков и многоножек, которые адаптировались к сухому воздуху и стали обитать среди растений вдоль побережья.

Разнообразие морских обитателей

Гигантские морские скорпионы отличались большим разнообразием, стали доминировать трилобиты. 420 миллионов лет назад произошло резкое изменение климата, в результате которого исчезло около 30 процентов видов. Атмосферные газы изменились в пропорциях, что для многих животных стало непригодным для жизни и отравляющим. Причины этого события неизвестны.

Жизнь на планете испытывала серьезные трудности до конца Силурского периода и до начала периода Девон, когда эволюции удалось произвести совершенно другие модели жизни, которые стали процветать и отлично себя чувствовать.

5) Массовое вымирание позднего Девона

В Девонский период у некоторых видов рыб появились плавники, которые они стали использовать в качестве конечностей, позволяющих им ползать по суше. Эти живые существа, в конечном итоге, эволюционировали в рептилий и земноводных. В морях гигантские коралловые рифы были наполнены рыбами, включая акул, и другими морскими обитателями, некоторые из которых питались трилобитами.

Успешные акулы

Трилобиты перестали занимать доминантные позиции в воде впервые за 100 миллионов лет, с тех пор, как появились. На самом деле акулы этого периода были настолько успешны, что им уже не нужно было особенно меняться. Некоторые современные акулы выглядят точно так же, как их далекие предки Девонского периода.

Наземные растения стали давать семена и достигли большого разнообразия. Эволюционировали более сложные виды растений на суше, и впервые в истории Земли появилась почва. Появились странные леса с 8-ми метровыми грибами, которые сегодня мы можем наблюдать только в фантастических фильмах. Однако 374 миллиона лет назад 75 процентов всей этой удивительной живности вымерло. Это снова было связано с изменением композиции атмосферы, вероятно, из-за интенсивной вулканической активности, либо из-за падения метеорита.

6) Исчезновение тропических лесов Каменноугольного периода

Следом за Девоном последовал период Карбон (Каменноугольный период). Несколько наземных животных к этому времени развили способность откладывать яйца на суше, что позволяло им обитать где угодно, а не зависеть от водных пространств прибрежных районов, где они раньше откладывали яйца, как это сегодня делают черепахи. Появились летающие насекомые. Акулы наслаждались своим золотым веком и несколько трилобитов, которые пережили последнее вымирание, стали встречаться все реже и реже.

Хвойные деревья Карбона дошли до нас

Появились деревья-гиганты и огромные тропические леса стали покрывать большую часть суши нашей планеты, увеличив содержание в атмосфере кислорода до 35 процентов. Для сравнения, сегодня наша атмосфера содержит всего 21 процент кислорода. Хвойные деревья Карбона остались практически неизмененными сегодня.

305 миллионов лет назад имел место короткий, но внезапный ледниковый период, вызванный снижением углекислого газа до рекордного уровня. Большие леса стали умирать, а вместе с ними и многие наземные животные. В то время исчезло около 10 процентов всех живых существ планеты. Деревья начинали гнить, уплотняться, что привело в конечном итоге к образованию залежей каменного угля, поэтому этот период получил название Каменноугольный.

7) Массовое пермское вымирание

После того, как исчезли гигантские тропические леса, на суше остались жить наиболее успешные животные, которые откладывали яйца. Они очень быстро заняли доминантные позиции, пока другие виды все еще восстанавливались. Появилось большое количество самых разнообразных рептилий и синапсидов, которые напоминали млекопитающих и являлись их предками.

Самая страшная катастрофа Земли

252 миллиона лет назад произошла катастрофа, которой Земля никогда не видела ни до, ни после. Изменения последовали за падением метеорита или вулканической активностью, что изменило композицию атмосферы радикальным образом. От 90 до 99 процентов всех живых существ Земли погибло. Это самое крупное массовое вымирание в истории планеты.

Если сравнить с вымиранием видов, которое вызвано деятельностью человека, то за нашу историю, мы являемся виновниками смерти всего 1 тысячи видов животных. Так как сегодня на планете обитает около 8 миллионов известных видов животных, то это значит, вымерло всего 0,01 процент. Это ничто по сравнению с тем, что произошло во времена Массового пермского вымирания.

8) Триасово–юрское вымирание

После опустошения Пермского периода рептилии снова заняли доминантные позиции. Появились динозавры. Динозавры не занимали лидирующее положение и в то время по размерам были не больше лошадей. Их потомки стали знаменитыми и страшными существами, о которых всем нам известно.

Начало гибели динозавров

Все крупные динозавры, тираннозавры, стегозавры, трицератопсы и гигантские динозавры-завроподы с длинными шеями, появились в Юрский и Меловой периоды. 250 миллионов лет назад 65 процентов живых существ Триасового периода вымерло, включая всех крупных наземных животных. Многие динозавры выжили благодаря мелким размерам.

Большинство массовых вымираний длилось около миллиона лет, но это вымирание произошло всего за 10 тысяч лет. Вероятно, оно было вызвано интенсивными извержениями вулканов, которые выделили в атмосферу огромное количество углекислого или сернистого газа, что привело к изменению климата.

9) Массовое вымирание конца Юрского периода

В течение Юрского периода гигантские морские рептилии, такие как знаменитый плезиозавр , доминировали в океанах. Птерозавры были хозяевами неба, а динозавры – земли. Стегозавры, длинные диплодоки и хищные динозавры-аллозавры стали широко распространены. Хвойные, цикадовые деревья, гинкго и папоротники составляли большую часть лесной растительности. Более мелкие динозавры обзавелись перьями, стали появляться первые птицы.

Гибель обитателей морского дна

200 миллионов лет назад около 20 процентов всей этой живности внезапно исчезло из палеонтологической летописи, в основном морские виды. Моллюски и кораллы были широко распространены, однако в результате этого события они почти исчезли. Те немногие, кому удалось выжить, постепенно населили моря в последующие несколько миллионов лет. Это массовое вымирание не особенно сильно повлияло на наземных животных, исчезло только несколько видов динозавров.

Причина вымирания морских животных является предметом спора в научном мире, однако согласно ведущей теории, есть вероятность, что тектонические плиты океанов немного опустились, сделав океаны глубже . Большая часть морской живности была приспособлена к мелководью, поэтому стала погибать, все больше удаляясь от поверхности.

10) Мел-палеогеновое вымирание

Это наиболее известное массовое вымирание видов. После того, как закончился Юрский период, динозавры продолжали размножаться и эволюционировать в последующий период – Мел. Эти животные стали приобретать внешность, с которой знакомы почти все современные дети. Но что важнее всего, именно в Меловой период жизнь наконец окончательно восстановила силы после более раннего Ордовикско-силурийского вымирания.

Гибель динозавров

Число видов только сейчас впервые достигло уровня Ордовика, периода, который имел место за 300 миллионов лет до Мела. Синапсиды в конечном счете эволюционировали в мелких, похожих на грызунов существ, которые были первыми настоящими млекопитающими.

65 миллионов лет назад огромный метеорит столкнулся с Землей в районе современной Мексики, разрушив атмосферу и вызвав страшное глобальное потепление, в результате чего исчезло 75 процентов живых существ.

Этот метеорит содержал высокую концентрацию иридия, редкого элемента на Земле. Все земные породы, которые существовали 65 миллионов лет назад, содержат тонкий слой иридия, который остался в результате падения метеорита. Удалось выжить только некоторым мелким рептилиям и млекопитающим. Млекопитающие заменили динозавров и стали доминантными наземными животными на планете.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Калининградский Государственный Технический университет»

(ФГБОУ ВПО «КГТУ»)

Кафедра ихтиологии и экологии

Причины исчезновения видов животных и растений в прошлом и настоящем

Курсовая работа по дисциплине

«Прикладная экология»

Калининград

Введение……………………………………………………….……………………………..…3

1 Понятие «вымирающий организм», общая характеристика причин вымирания животных и растений…………………………………………………….……...……………………….…4

2Причины вымирания видов в природе……………………..….………………………….…9

2.1Биотические факторы……………………………………..………………………….….….10

2.2.Абиотические факторы…………………………………………………………….………11

3Причины вымирания видов, связанные с человеческой деятельностью………………………………………..…………………………………………13

Заключение………………………………………..………………………………………….…16

Использованные источники……………………………..…………………………………..…17

Введение

Мировой список видов, которым угрожает вымирание, растет с угрожающей и беспрецедентной скоростью, в то время как правительства уделяют охране природы все меньше внимания, считают экологи.

По словам гендиректора организации Ахима Штайнера, темпы вымирания видов ускоряются и уже почти в тысячу раз превосходят прогнозы. В ближайшие 50 лет с лица Земли исчезнут свыше 30 процентов существующих сегодня видов животных и растений.

Причины вымирания органических форм и их групп – одна из проблем, вызывающих животрепещущий интерес у естествоиспытателей разных специальностей. Кроме того, она привлекает к себе внимание всех, кого волнуют вопросы развития природы. Она имеет первостепенное значение для теории эволюции и занимает видное место в дарвиновском учении.

Число видов, составляющих нынешний органический мир, пред­ставляет лишь ничтожную долю общего числа видов, появляв­шихся на нашей планете от древнейших времен до нашей эпохи.

1 Понятие «вымирающий организм», общая характеристика причин вымирания животных и растений

Вымирание-постепенно-закономерный или внезапно возникаю­щий эволюционный процесс, харак­теризующийся замедленным размно­жением и повышенной смертностью. Ведет к сокращению численности, а за­тем и полному исчезновению особей какой-либо систематической группы живот­ных, в том числе человека.

Вымирание - исчезновение любого таксона от вида и выше в результате опосредо­ванного воздействия человека и его хозяйства, в том числе уничтожения мест обитания. В эволюционном смыс­ле вымершей считается группа, ис­чезнувшая и не оставившая после себя каких-либо потомков. В эпоху вымирания динозавров один вид исчезал за 1000 лет, с 1600 по 1950 год один вид исчезал за 10 лет, а в насто­ящее время один вид исчезает за один год.

Термин “исчезающий” или “вымирающий” имеет много нюансов и его значение может варьировать в зависимости от контекста. Вид считается полностью исчезнувшим (вымершим), когда нигде в мире не осталось ни одной живой особи этого вида. Если остаются живыми только отдельные особи в неволе или они так или иначе сохранились только под прямым контролем человека, то говорят, что вид исчез в естественных экосистемах.

Когда численность популяции снижается до определенного критического уровня, вероятность его исчезновения становится очень высокой. В некоторых популяциях отдельные оставшиеся особи могут прожить годы или десятилетия и даже размножаться, но все равно их дальнейшая судьба – исчезновение, если только не будут приняты решительные меры по их сохранению. Такие виды называют потенциально исчезнувшими: даже если формально вид еще не вымер, но популяция более не способна размножаться, и будущее вида ограничено временем жизни оставшихся экземпляров. Чтобы успешно сохранять виды, биологам необходимо выявлять те виды человеческой деятельности, которые влияют на устойчивость популяций и приводят к вымиранию видов.

Вымиранию подвержены группы разных размеров и разных рангов. Нам представляется полезным выделить пять модальных уровней вымирания: 1) вымирание вида на большей часта его ареала; 2) вымирание вида в целом; 3) вымирание филетических групп относительно низкого таксономического ранга, например родов или семейств; 4) вымирание групп высокого ранга, таких как отряды и классы: 5) массовое вымирание, охватывающее много разных групп в данную эпоху.

В общем, группы высокого таксономического ранга сохраняются в течение более длительного времени, чем филетические группы низких рангов, а последние в свою очередь существуют в среднем дольше, чем виды.

Экологи заметили, что не все виды имеют одинаковую вероятность вымирания; определенные категории видов особенно ему подвержены и нуждаются в тщательной охране и контроле:

Виды с узкими ареалами. Некоторые виды встречаются только в одном или нескольких местах географически ограниченных областях, и если весь ареал подвергается человеческой деятельности, эти виды могут исчезнуть. Многочисленными примерами тому являются вымершие виды птиц, обитавших на океанических островах. Исчезли также и многие виды рыб, обитавших в единственном озере или в бассейне одной реки.

Виды, образованные одной или несколькими популяциями. Любая популяция видов может стать локально исчезнувшей в результате землетрясений, пожаров, вспышек заболеваний и человеческой деятельности. Поэтому виды со многими популяциями менее подвержены глобальному вымиранию, чем виды, которые представлены только одной или несколькими популяциями.

Виды с небольшим размером популяции, или “парадигма малой популяции”. У малых популяций больше вероятность исчезнуть, чем у больших, по причине их большей подверженности демографическим и природным изменениям и потере генетического разнообразия. Виды, для которых характерны небольшие размеры популяций, например крупные хищники и крайне специализированные виды вымрут с большей вероятностью, чем те виды, для которых характерны большие популяции.

Виды, у которых размер популяций постепенно уменьшается, так называемая “парадигма уменьшения популяции". В нормальных случаях популяции обладают тенденцией к самовосстановлению, поэтому популяция, демонстрируя устойчивые признаки уменьшения, вероятнее всего, исчезнет, если причина сокращения не будет выявлена и устранена.

Виды с низкой плотностью популяций. Виды с общей низкой плотностью популяций в случае, если целостность их ареала была нарушена деятельностью человека, в каждом фрагменте будут представлены низкой численностью. Размер популяции внутри каждого фрагмента может оказаться слишком маленьким для того, чтобы вид мог уцелеть. Он начинает исчезать в пределах всего своего ареала.

Виды, которым необходимы большие ареалы. Виды, у которых отдельные особи или социальные группы добывают корм на больших территориях, склонны к вымиранию, если часть их ареала разрушена или фрагментирована человеческой деятельностью.

Виды крупных размеров. По сравнению с мелкими животными, животные крупного размера обычно имеют более обширные индивидуальные территории. Им нужно больше корма, они чаще становятся предметом охоты человека. Крупных хищников часто истребляют, потому что они конкурируют с человеком за дичь, иногда нападают на домашних животных и людей, к тому же они являются объектом спортивной охоты. В каждой гильдии видов самые крупные виды – самые крупные хищники, самый крупный лемур, самый большой кит – более всего подвержены вымиранию.

Виды, неспособные к расселению. При естественном ходе природных процессов изменения окружающей среды вынуждают виды или поведенчески, или физиологически адаптироваться к новым условиям. Виды, неспособные адаптироваться к изменяющейся среде, должны или мигрировать в более подходящие местообитания, или оказываются перед угрозой вымирания. Быстрые темпы вызванных человеком изменений часто опережают адаптацию, оставляя миграцию как единственную альтернативу. Виды, неспособные пересечь дороги, поля и другие нарушенные человеком места обитания, обречены на вымирание, поскольку их “родные” места обитания преобразованы в результате загрязнения, инвазии новых видов или из-за глобального изменения климата. Низкая способность к расселению объясняет, почему среди водных беспозвоночных Северной Америки исчезло или находится под угрозой вымирания 68% видов моллюсков, в отличие от видов стрекоз, которые могут откладывать яйца, перелетая с одного водоема на другой, поэтому для них этот показатель составляет 20%.

Сезонные мигранты. Сезонно мигрирующие виды связаны с двумя или более отдаленными друг от друга местообитаниями. Если одно из местообитаний нарушено, виды не могут существовать. Выживание и размножение миллиардов певчих птиц 120 видов, каждый год мигрирующих между Канадой и Южной Америкой, зависит от наличия подходящих местообитаний на обеих территориях. Дороги, изгороди или дамбы создают барьеры между необходимыми местообитаниями, которые некоторым видам нужны для прохождения всего жизненного цикла. Например, лососям плотины мешают продвигаться вверх по рекам для нереста.

Виды с низким генетическим разнообразием. Внутрипопуляционное генетическое разнообразие иногда позволяет видам успешно адаптироваться в изменяющейся среде. При появлении новой болезни, нового хищника или других изменений, виды с низким генетическим разнообразием могут исчезнуть с большей вероятностью.

Виды с узкоспециальными требованиями к экологической нише. Некоторые виды приспособлены лишь к необычным типам редких, рассеянных местообитаний, например известковым выходам или пещерам. Если местообитание нарушено человеком, такой вид вряд ли сможет уцелеть. Виды с узкоспециализированными требованиями к пище тоже подвержены особому риску. Яркий тому пример – виды клещей, которые кормятся только на перьях определенного вида птицы. Если вид птицы исчезает, соответственно исчезает и вид перьевого клеща.

Виды, обитающие в стабильных средах. Многие виды адаптированы к средам, параметры которых меняются очень слабо. Например, живущие под пологом первичного дождевого тропического леса. Часто такие виды медленно растут, малорепродуктивны, дают потомство лишь несколько раз в жизни. Когда дождевые леса вырубаются, выжигаются или еще как-то изменяются человеком, многие живущие здесь виды оказываются неспособными выжить при возникающих изменениях микроклимата (увеличение освещенности, уменьшение влажности, колебания температур) и при появлении конкуренции с раннесукцессионными и инвазивными видами.

Виды, образующие постоянные или временные агрегации. Очень подвержены местному вымиранию виды, которые образуют скопления в определенных местах. Например, летучие мыши по ночам кормятся на большой территории, но день обычно проводят в определенной пещере. Охотники, пришедшие днем в эту пещеру, могут собрать всю популяцию до последней особи. Стада бизонов, стаи странствующих голубей и косяки рыб – это агрегации, которые активно использовались человеком, вплоть до полного истощения вида или даже вымирания, как это случилось со странствующим голубем. Некоторые виды социальных животных не могут существовать, когда численность их популяции снижается ниже определенного уровня, поскольку они больше не могут добывать корм, спариваться и защищаться.

Виды, на которые охотится или собирает человек. Предпосылкой к вымиранию видов всегда была их утилитарность. Чрезмерная эксплуатация может быстро сократить размер популяции видов, представляющих экономическую ценность для человека. Если охота или сбор не регулируются законодательно, или местными традициями, виды могут исчезнуть.

Эти характеристики подверженных вымиранию видов не независимы, а группируются в более крупные категории. Например, виды крупных животных склонны к образованию популяций с низкой плотностью и большими ареалами – все это особенности подверженных вымиранию видов. Выявление таких характеристик помогает биологам заранее принимать меры для сохранения видов, особенно нуждающихся в защите и управлении.

В тех случаях, когда вымирание происходило в геологическом прошлом, причины его установить трудно. Неясны причины исчезновения в четвертичном периоде видов, особенно хорошо представленных в палеонтологической летописи, и неудивительно, что по мере продвижения вглубь геологического времени и перехода от видового уровня к крупным группам и массовым вымираниям, проблема всё усложняется.

Итак, рассмотрение причин исчезновения групп органических форм нередко приводило серьезных исследователей к выводу, что нет возможностей даже в общих чертах представить себе факторы, которые могли погубить эти группы, что такие события не поддаются объяснению на основе действия знакомых нам сил природы.

И все-таки среди биологов довольно широко распространены многочисленные разновидности объяснений причин вымирания, например:

Гипотезы «внутренних» причин вымирания;

Теории «монодинамических», или «ударных» факторов вымирания;

Гипотезы причин вымирания в трудах Дарвина, Неймайра, Андрусова;

Отдельные гипотезы причин вымирания относительно к каждому виду;

Вымирание, зависящее от локальных и региональных изменений абиотических условий среды.

Вам известно, что развитие живой природы, как правило, идет по пути усложнения организации. Почему же одни виды вымирают и сменяются другими?

Основными направлениями эволюционного процесса являются биологический прогресс и регресс. Эти направления были выявлены А.Н.Северцовым и И.И.Шмальгаузеном.

Биологический прогресс характеризуется возрастанием численности особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.

Биологический прогресс может быть достигнут путем ароморфозов, идиоадаптаций или дегенерации. Например, биологическому прогрессу покрытосеменных растений способствовали ароморфозы — появление цветка и плода, что привело к значительному усовершенствованию процессов опыления, оплодотворения, образования и распространения семян, размножения растений в целом.

Дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания. Идиоадаптаций привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми. Благодаря идиоадаптациям образовалось большое число видов покрытосеменных растений.

Биологический регресс — направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов, популяций, сокращением ареала. Биологический регресс затронул многие виды земноводных, папоротниковидных. Конечный результат регресса — вымирание вида.

Причиной биологического регресса часто является деятельность человека. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания. Так, в начале XVII в. — были истреблены дикие быки — туры. Ко второй половине XVIII в. были полностью уничтожены морские млекопитающие — стеллеровы коровы. К началу XIX в. охотниками были полностью истреблены водившиеся в лесах Новой Зеландии крупные нелетающие птицы моа, достигавшие трехметрового роста.

Существуют и другие причины исчезновения видов. Эволюц deb ия видов определяется взаимодействием естественного отбора и особенностями биологической организации видов. Однако возможности эволюционных изменений вида небезграничны, существуют эволюционные ограничения. Например, для каждого вида характерен определенный спектр мутаций. Некоторые мутации из-за отсутствия генетических предпосылок невозможны. Так, у мухдрозофил невозможны мутации, которые определили бы появление особей с зелеными или синими глазами.

Иногда самое успешное приспособление, способствующее прогрессу, на определенном этапе развития становится причиной эволюционных ограничений. Например, появление у насекомых трахей (органов воздушного дыхания) дало им широкие возможности для освоения воздушной среды обитания. Однако с по явлением трахей у насекомых кровеносная система стала более просто устроенной, в результате ухудшилось снабжение органов питательными веществами, что привело к уменьшению размеров тела. Самые крупные вымершие стрекозы достигали в длину 75 см, а самые крупные современные насекомые не превышают 12-15 см.

Таким образом, ограничивающие факторы сужают возможности дальнейших эволюционных изменений и зачастую приводят к биологическому регрессу.

Пермское вымирание стало одной из крупнейших катастроф, случившихся за долгую историю Земли. Биосфера планеты потеряла почти всех морских животных и более 70% наземных представителей. Удалось ли ученым понять причины вымирания и оценить его последствия? Какие выдвинуты теории и можно ли им верить?

Пермский период

Чтобы примерно представить последовательность настолько далеких событий, необходимо обратиться к геохронологической шкале. Всего палеозой насчитывает 6 периодов. Пермь - период на границе палеозоя и мезозоя. Его длительность по 47 млн лет (от 298 до 251 млн лет тому). Обе эры, и палеозой, и мезозой, являются частью фанерозойского эона.

Каждый период палеозойской эры по-своему интересен и богат на события. В пермский период произошел эволюционный толчок, развивший новые формы жизни, и пермское вымирание видов, уничтожившее большую часть животных Земли.

С чем связано название периода

«Пермь» - удивительно знакомое название, вам не кажется? Да, вы не ошиблись, оно имеет русские корни. Дело в том, что в 1841 году была обнаружена тектоническая структура, соответствующая этому периоду палеозойской эры. Находка располагалась недалеко от города Пермь. А вся тектоническая структура сегодня носит название Предуральского краевого прогиба.

Концепция массовых вымираний

Концепция массовых вымираний введена в научный оборот учеными Чикагского университета. Работу провели Д. Сепкоски и Д. Рауп. По статистическому анализу было выделено 5 массовых вымираний и почти 20 катастроф меньшего масштаба. Бралась к рассмотрению информация за последние 540 млн лет, так как за более ранние периоды данных недостаточно.

К крупнейшим вымираниям отнесены:

• ордовикско-силурийское;
• девонское;
• пермское вымирание видов (причины которого мы рассматриваем);
• триасовое;
• мел-палеогеновое.

Все эти события происходили в палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Их периодичность от 26 до 30 млн лет, но установленную периодичность многие ученые не принимают.

Величайшая экологическая катастрофа

Пермское вымирание - самая массовая катастрофа в истории нашей планеты. Морская фауна вымерла почти полностью, наземных видов сохранилось всего 17% от общего количества. Вымерло более 80% видов насекомых, чего не случалось во времена других массовых вымираний. Все эти потери случились примерно за 60 тыс. лет, хотя некоторые ученые предполагают, что период массового мора продолжался около 100 тыс. лет. Глобальные потери, которые принесло большое пермское вымирание, провели итоговую черту - переступив ее, биосфера Земли начала эволюцию.

Восстановление фауны после величайшей экологической катастрофы продолжалось очень долго. Можно сказать, что намного дольше, чем после других массовых вымираний. Ученые пытаются воссоздать модели, по которым мог протекать массовый мор, но пока не могут сойтись даже в количестве толчков внутри самого процесса. Некоторые ученые считают, что Великое пермское вымирание 250 млн лет назад имело 3 пиковых толчка, другие научные школы склоняются к тому, что их было 8.

Одна из новых теорий

По предположениям ученых, пермскому вымиранию предшествовала еще одна массовая катастрофа. Она случилась за 8 млн лет до основного события и значительно подорвала экосистему Земли. Животный мир стал уязвим, поэтому второе вымирание в рамках одного периода оказалось величайшей трагедией. Если удастся доказать, что в пермский период произошло два вымирания, то под сомнением окажется концепция о периодичности массовых катастроф. Справедливости ради уточним, что эту концепцию оспаривают с многих позиций, даже без учета возможного дополнительного вымирания. Но данная точка зрения пока удерживает научные позиции.

Возможные причины пермской катастрофы

Пермское вымирание до сих пор вызывает множество споров. Острая полемика разворачивается вокруг причин экологического катаклизма. Как равнозначные рассматриваются все возможные основания, в том числе:

• внешние и внутренние катастрофические события;
• постепенные изменения в окружающей среде.

Попытаемся рассмотреть некоторые составляющие обеих позиций подробнее, чтобы понять, насколько велика вероятность их влияния на Пермское вымирание. Фото подтверждающих или опровергающих находок предоставляют ученые многих университетов по мере изучения вопроса.

Катастрофа как причина пермского вымирания

Внешние и внутренние катастрофические события принято рассматривать как самые вероятные причины Великого вымирания:

1. В этот период произошло значительное усиление деятельности вулканов на территории современной Сибири, что привело к большому излиянию траппов. Это означает, что произошло огромное извержение базальта за короткое в геологическом понятии время. Базальт слабо подвержен эрозии, а окружающие осадочные породы легко разрушаются. Как доказательство траппового магматизма ученые приводят в пример огромные территории в виде плоских ступенчатых равнин на базальтовом основании. Крупнейшей трапповой местностью является Сибирский трапп, образовавшийся в конце пермского периода. Его площадь более 2 млн. км². Ученые Нанкинского института геологии (Китай) провели изучение изотопного состава горных пород Сибирских траппов и установили, что пермское вымирание происходило именно в период их образования. Оно заняло не больше 100 тыс. лет (до этого считалось, что оно заняло более длительный промежуток времени - около 1 млн лет). Деятельность вулканов могла спровоцировать парниковый эффект, вулканическую зиму и другие процессы, губительные для биосферы.
2. Причинами биосферной катастрофы могло стать падение одного или нескольких метеоритов, столкновение планеты с крупным астероидом. В качестве доказательства приводится кратер площадью более 500 км (Земля Уилкса, Антарктида). Также свидетельства ударных событий найдены в Австралии (структура Бедоут, Северо-восток континента). Многие полученные образцы позднее были опровергнуты в процессе более глубокого изучения.
3. Одной из возможных причин считают резкий выброс метана со дна морей, что могло привести к тотальной гибели морских видов животных.
4. К катастрофе могло привести получение одним из доменов живых одноклеточных организмов (археи) способности перерабатывать органику, выделяя большие объемы метана.

Постепенные изменения в окружающей среде

1. Постепенные изменения состава морской воды и атмосферы, в результате чего возникла аноксия (недостаток кислорода).
2. Повышение сухости климата Земли - животный мир не смог приспособиться к изменениям.
3. Следствием изменения климата стали нарушения океанических течений и уменьшение уровня моря.

Скорее всего, повлиял целый комплекс причин, поскольку катастрофа носила массовый характер, и произошла за короткий период.

Последствия Великого вымирания

Великое пермское вымирание, причины которого пытается установить ученый мир, имело серьезные последствия. Полностью исчезли целые отряды и классы. Вымерла большая часть парарептилий (остались только предки современных черепах). Исчезло огромное количество видов членистоногих и рыб. Изменился состав микроорганизмов. Фактически планета опустела, оказавшись во власти грибков, питающихся падалью.

После пермского вымирания выжили виды, максимально приспособленные к перегреву, низкому уровню кислорода, недостатку пищи и избыточному содержанию серы.

Массовый биосферный катаклизм открыл дорогу новым видам животных. Триас, первый период мезозойской эры, явил миру архозавров (прародителей динозавров, крокодилов и птиц). После Великого вымирания на Земле появились первые виды млекопитающих. На восстановление биосферы ушло от 5 до 30 миллионов лет.