Фундаментальні та прикладні проблеми біорізноманіття: пріоритетні напрямки досліджень
УДК 574:581.4:591.5:575.85/.89
І. Г. Ємельянов*, Л. В. Ємельянова**
*Інститут зоології ім. І. І. Шмальгаузена НАН України, м. Київ, Україна,
E-mail: emeln@izan.kiev.ua
**Інститут гідробіології НАН України, м. Київ, Україна
Ключові слова: біорізноманіття, біотичні угруповання, популяції, екосистеми, моніторинг, сталий розвиток
FUNDAMENTAL AND APPLIED PROBLEMS OF BIODIVERSITY: PRIORITY LINES OF INVESTIGATIONS
I. G. Yemel’yanov*, L. V. Yemel’yanova**
* Schmalhausen Institute of Zoology of the NASU, Kyiv, Ukraine, E-mail: emeln@izan.kiev.ua
**Institute of Hydrobiology, National Academy of Sciences, Kyiv, Ukraine
Key words: biodiversity, biotic communities, populations, ecosystems, monitoring, sustainable development
Біорізноманіття (БР) являє собою найважливіший природний ресурс, глобальне надбання всього людства та національне надбання кожної держави. Цінність БР виявляється в тому, що воно є джерелом стабільності, тобто виконує буферну роль у біосфері, завдяки чому зменшує негативні для всього живого (у тому числі і для людини) флуктуації абіотичних чинників. Тому винятково важливе значення має збереження наявного БР природних екосистем, яке забезпечує їхню функціональну стійкість до збурюючої дії чинників довкілля, у тому числі й антропогенного походження.
У зв’язку з тим, що проблема БР надто глобальна і вирішити її в усіх відношеннях найближчим часом просто неможливо, першочергового значення набуває принцип пріоритетності щодо напрямків досліджень БР та методів його оцінки. Серед останніх базовим є метод інвентаризації БР – складання списку біооб’єктів певної території чи акваторії. Інвентаризація як дія включає опис географічних і екологічних умов місцезнаходження, попередню ідентифікацію біооб’єктів, їх колекціонування, каталогізацію, картування з повторюванням через деякий час, а також синтез даних щодо таксономічного статусу та екологічних характеристик біооб’єктів. Така інформація – початкова точка відліку для будь-яких подальших спостережень за змінами ключових параметрів БР та їх аналізу, тобто для моніторингу БР.
Враховуючи непересічне значення БР для підтримання стійкості окремих екосистем і біосфери в цілому, а також те, що осередки БР є природними банками генофонду й ценофонду живого та можуть служити невичерпним джерелом для вiдновлення девастованих ландшафтів нашої держави, на сьогодні вкрай важливим є питання добору критеріїв для визначення еталонних за БР територій (акваторій). Вирішення цього питання – чи не найважливіший аспект серед багатьох прикладних проблем, пов’язаних з вивченням і збереженням БР.
Як еталони природи з позицій збереження наявного БР найважливішими для оцінки слід вважати такі властивості екосистем, як мінімальний ступінь їх ураженості від антропогенного пресу; можливість втрати (заміщення природних біотичних угруповань антропогенними), що може статися або внаслідок малої площі екосистем, або ж у результаті надмірного господарювання людини (це залежить також і від їхньої функціональної стійкості, тобто здатності до саморегуляції та самовідновлення при дії збурюючих чинників); риси унікальності та рідкісності, що зумовлюють їх цінність; багатство та різноманіття біотичних угруповань, які вони репрезентують, включаючи видове, а також на рівні таксонів більш високого рангу (роду, родини, ряду тощо); різноманіття життєвих форм (екоморф), фауністичних чи флористичних комплексів, функціональних груп, генофонду та ценофонду тощо.
На сьогодні опрацьовано алгоритм, який включає показники щодо оцінки репрезентативності, унікальності та цінності екосистем за багатством і різноманіттям біотичних угруповань (Ємельянов, 1999; Емельянов и др., 1999; Гродзинський та ін., 2001). За цим алгоритмом можна одержати кількісну оцінку наявного багатства та різноманіття фауністичних чи флористичних угруповань природно-територіальних комплексів, що надасть можливість проводити ексклюзивне виявлення репрезентативних, унікальних і цінних за БР територій (акваторій), перспективних для включення в мережу природно-заповідного фонду держави, та надалі проводити моніторингові роботи.
Україна – одна з держав, що має великий рекреаційний потенціал із значним БР. Тому вона може стати джерелом відновлення БР у країнах Європи, де стан з його збереженням набагато гірший. Усвідомлюючи непересічне значення БР для підтримання функціональної стійкості екосистем і оптимізації умов існування етносу України, а також для реалізації концепції сталого розвитку нашої держави на далеку перспективу, більше уваги слід приділити розкриттю механізмів формування БР, з’ясуванню його функціональної та еволюційної ролі в підтриманні екологічної рівноваги біосфери, визначенню критичних параметрів різноманіття на різних щаблях організації живого. Потребують більш ретельного обгрунтування методичні підходи щодо розрахунку ризиків існування популяцій окремих видів рослин і тварин, а також біотичних угруповань при різних рівнях антропогенного навантаження на екосистеми, з’ясування механізмів, що забезпечують стійкість біосистем у просторі й часі. На разі відомо, що під будь-якими «механізмами…» у широкому сенсі цього слова, перш за все, розуміють причинно-наслідковий (каузальний) зв’язок. Тобто, щоб встановити механізми, які призводять до появи нової якості, треба перш за все визначити причину тієї чи іншої дії, того чи іншого явища. При цьому необхідно пам’ятати, що наслідкам усякого впливу передує ціла низка змін, що, кінець кінцем, зумовлює ті чи інші порушення на рівні структурно-функціональної організації популяцій чи біотичних угруповань. Встановити та описати певні механізми, які забезпечують функціонування живих систем у природних умовах, дуже важко, але відслідкувати наслідки їхньої дії через зміну структурно-функціональної організації біосистем різних рівнів інтеграції в достатній мірі можливо.
У зв’язку з тим, що стійкість екосистем є функцією від БР, а воно може істотно постраждати на переломах перебудови в Україні (приватизація землі тощо), вагомого значення набуває встановлення критичних значень БР для конкретних екосистем.
Все це викликає необхідність значно глибшої проробки питань стійкості біосистем різних рівнів інтеграції та екосистем в цілому під впливом природних і антропогенних чинників, встановлення можливих ризиків досягнення біосистемами критичних рівнів різноманіття в сучасних умовах, що має велике значення в контексті сталого соціально-економічного розвитку України.
Вивчення БР – це не тільки і не стільки інвентаризація видів, що його складають, скільки нове холістичне, в певній мірі світоглядне бачення цієї глобальної для людства проблеми. Її вирішення пов’язане з переглядом та узгодженням економічних, екологічних і правничих аспектів на національному і міжнародному рівнях відповідно до концепції сталого розвитку; докорінними змінами у сферах виробництва та споживання; переходом на новітні екологічно безпечні технології; створенням національних програм з БР як обов’язкового елементу державної політики; зміною пріоритетів у галузі класичних біологічних наук, які мають дати відповідь на питання, що таке БР, виявити закономірності його структури, походження, еволюції, функцій; розробкою заходів щодо збереження БР з обґрунтуванням пріоритетів і критеріїв його невиснажливого багатоцільового використання, добору індикаторів для моніторингу тощо.
Для вирішення цих фундаментальних аспектів зазначеної проблеми необхідне глибоке й детальне вивчення феномена різноманіття, залучення широкого кола фахівців з природничих наук (екологів, ботаніків, зоологів, генетиків, географів, геологів та ін.) для досліджень механізмів, що забезпечують підтримання різноманіття на різних рівнях організації живого. Але щоб знайти відповіді на деякі з цих питань, вже зараз необхідно намітити певні стежки, подальша розробка яких може призвести до розкриття фундаментальних механізмів формування БР. Зокрема, ще й досі не вирішено проблему нерівномірності еволюції, існують різні точки зору щодо причин і механізмів так званої «когерентної» та «некогерентної» еволюції, потребує більш глибокого вивчення та з’ясування нетотожність темпів еволюційного процесу на молекулярному, хромосомному і морфологічному рівнях і багато інших питань.
Деякі аспекти перелічених проблем можна пояснити, виходячи з «принципу альтернативного різноманіття» (Емельянов, 1992, 1999), який пов’язаний з дією компенсаторних механізмів, що зумовлюють зміни структурного різноманіття біосистем у відповідь на дію чинників довкілля. Диференційована дія таких механізмів на різних рівнях організації живого може призводити до випередження еволюційних перетворень то на нижчих, то на вищих щаблях інтеграції біосистем у залежності від амплітуди коливань чинників навколишнього середовища та пов’язаних з цим компенсаторних змін різноманіття біосистем. Зазначені теоретичні доробки потребують подальшого поглибленого аналізу й обґрунтування.
Zoocenosis — 2005
Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 117-120.