Биологическое разнообразие

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ (биоразнообразие), понятие, вошедшее в широкое употребление в 1980-х годах в сферах фундаментальной и прикладной биологии, эксплуатации биологических ресурсов, политики в связи с усилением природоохранного движения, осознанием уникальности каждого биологического вида и необходимости сохранения всего многообразия жизни для устойчивого развития биосферы и человеческого общества. Это нашло отражение в международной Конвенции по биологическому разнообразию, принятой в Рио-де-Жанейро в 1992 году (Россией подписана в 1995 году). В научной литературе понятие «биологическое разнообразие» используется в широком смысле для обозначения богатства жизни в целом и её составных частей или как совокупность параметров флор, фаун и сообществ (число видов и набор приспособительных типов, индексы, отражающие соотношение видов по численности особей, - выравненность, доминирование и так далее). Формы биологического разнообразия можно выделить на всех уровнях организации жизни. Говорят о разнообразии видовом, таксономическом, генотипическом, популяционном, биоценотическом, флористическом, фаунистическом и др. На каждом уровне существуют свои системы, категории и методы оценки разнообразия. К началу 21 века биологи насчитывали до 2 миллионов видов всех групп организмов: многоклеточные животные — примерно 1,4 миллиона видов (в том числе насекомые - около 1 миллиона), высшие растения - 290 тысяч видов (в том числе покрытосеменные - 255 тысяч), грибы - 120 тысяч видов, водоросли — 40 тысяч, протесты - 40 тысяч, лишайники - 20 тысяч, бактерии - 5 тысяч видов. Некоторые авторы с учётом предполагаемого количества ещё не описанных видов оценивают богатство современного органического мира гораздо большим числом видов - вплоть до 15 миллионов. В экологии при анализе структуры и динамики сообществ широко используется система биологического разнообразия американского эколога Р. Уиттекера. Из предложенных им категорий биологического разнообразия наиболее употребимы альфа-разнообразие (видовая структура конкретного сообщества), бета-разнообразие (изменения в ряду сообществ, например в зависимости от температурных условий) и гамма-разнообразие (структура биоты в масштабе всего ландшафта). Интенсивно развивается синтаксономия - классификация растительного сообщества на основе их видового разнообразия.

Биологическое разнообразие — главный итог и в то же время фактор эволюционного процесса. Появление новых видов и жизненных форм усложняет среду обитания и обусловливает прогрессивное развитие организмов. Наиболее сложные, эволюционно продвинутые формы возникают и процветают в условиях экваториального и тропического поясов, где отмечается максимум видового богатства. И сама жизнь могла развиться как планетарное явление на основе разделения функций в первичных экосистемах, т. е. при определённом уровне разнообразия организмов. Круговорот веществ в биосфере может осуществляться только при достаточном биологическом разнообразии, на котором базируются механизмы устойчивости и регуляции динамики экологических систем. Такие важнейшие особенности их структуры, как взаимозаменяемость, экологической викариат, множественное обеспечение функций, возможны лишь при значительном видовом и адаптивном (приспособительные формы) разнообразии.

Уровень биологического разнообразия на Земле в первую очередь определяется количеством тепла. От экватора к полюсам все показатели биологического разнообразия резко снижаются. Так, на долю флоры и фауны экваториального и тропического поясов приходится не менее 85% общего видового богатства органического мира; виды, обитающие в умеренных поясах, составляют примерно 15%, а в Арктике - лишь около 1%. В условиях умеренного пояса, в котором расположена большая часть России, самый высокий уровень биологического разнообразия в его южной полосе. Например, число видов птиц от лесостепи и широколиственных лесов до тундры уменьшается в 3 раза, цветковых растений - в 5 раз. В соответствии со сменой природных поясов и зон закономерно меняется структура всего биологического разнообразия. На фоне общего снижения видового богатства органического мира к полюсам отдельные группы сохраняют достаточно высокий его уровень и их удельный вес в фауне и флоре, а также биоценотическая роль повышаются. Чем суровее условия обитания, тем выше доля в биоте относительно примитивных групп организмов. Например, разнообразие цветковых растений, составляющих основу флоры Земли, с продвижением в высокие широты снижается гораздо резче, чем мохообразных, которые в тундре не уступают им по видовому богатству, а в полярных пустынях в два раза превосходят. В условиях крайнего климатического пессимума, например в антарктических оазисах, обитают в основном прокариоты и единичные виды лишайников, мхов, водорослей, микроскопических животных.

Усиление специфичности среды, экстремальность (очень высокая или низкая температура, сильная засолённость, высокое давление, присутствие токсичных соединений, повышенная кислотность и так далее) снижают параметры биологического разнообразия, в частности видовое разнообразие сообществ. Но при этом отдельные виды или группы организмов, устойчивые к данному фактору (например, некоторые цианобактерии в сильно загрязнённых водоёмах), могут размножаться в чрезвычайно больших количествах. В экологии сформулирован так называемый основной биоценотический закон или правило Тинемана: биотопы с условиями, резко отличными от оптимальных, населены меньшим количеством видов, которые, однако, представлены большим количеством особей. Иными словами, обеднение видового состава компенсируется повышением плотности популяций отдельных видов.

Среди направлений изучения биологического разнообразия, прежде всего, выделяют инвентаризацию видового состава, базирующуюся на систематике. С последней связаны флористика и фаунистика, ареалогия, фито- и зоогеография. Чрезвычайно важно знание факторов и понимание механизмов эволюции биологического разнообразия, генетических основ разнообразия организмов и популяций, экологической и эволюционной роли полиморфизма, закономерностей адаптивной радиации и процессов разграничения экологических ниш в экосистемах. Изучение биологического разнообразия в этих аспектах смыкается с важнейшими направлениями современной теоретической и прикладной биологии. Особая роль отводится номенклатуре, типологии и инвентаризации сообществ, растительности и животного населения, созданию баз данных по различным компонентам экологических систем, что необходимо для оценки состояния всего живого покрова Земли и биосферы, для решения конкретных задач охраны окружающей среды, заповедного дела, использования биоресурсов, многих насущных вопросов сохранения биологического разнообразия на региональном, государственном и глобальном уровнях.

Лит.: Чернов Ю.И. Биологическое разнообразие: сущность и проблемы // Успехи современной биологии. 1991. Т. 111. Вып. 4; Алимов А. Ф. и др. Проблемы исследования разнообразия животного мира России // Журнал общей биологии. 1996. Т. 57. № 2; Groombridge В., Jenkins М.D. Global biodiversity. Camb., 2000; Алексеев А. С., Дмитриев В.Ю., Пономаренко А. Г. Эволюция таксономического разнообразия. М., 2001.