Биоразнообразие островов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Человека с давних пор привлекали к себе острова, однако в течение веков он не мог осознать уязвимость их природы. Ограниченный по размерам остров не в состоянии приспособиться к вторжению нового колонизатора - человека. Даже непреднамеренно человек, высаживаясь на остров, нарушает его экологию, поскольку он заносит туда семена и споры растений на своей одежде и обуви и насекомых в продуктах и личных вещах. Островные биологические виды немногочисленны по сравнению с разнообразными формами жизни на континенте, поэтому человек ввозит на острова злаковые культуры и домашних животных, изменяя местную экосистему. Даже те острова, на которых человек не пожелал поселиться, оказались подвержены его воздействию, ибо в прошлом, когда плавание под парусами было длительным, а съестные припасы скудными, мореплаватели оставляли на бесплодных скалистых островках коз и других неприхотливых животных, чтобы в последующем команды проходящих мимо кораблей могли пополнить запасы продовольствия.

В наши дни на уединенные острова устремляются туристы в надежде отдохнуть от городской суматохи. Туристов становится все больше, им нет дела до местной живой природы, которую они вытесняют. На других островах развитая экономика заставляет использовать каждую пядь земли. Каждый остров прекрасен. Какая-то суровая красота есть даже в голых скалистых утесах, выступающих из воды и противостоящих бушующим волнам. Пока еще есть далекие, труднодоступные или достаточно большие острова, на которых не сказалась губительная деятельность человека. Мы живем в эпоху, когда человек, чтобы выжить духовно и физически, должен осознать ценность природной среды. И в первую очередь надо обратить внимание на острова Мирового океана, ибо они так хрупки, что ими нельзя пренебрегать.

Проблема охраны растений и животных сейчас стала особенно актуальной. Ведь утрата любого биологического вида дикой природы наносит ущерб интересам общества, ведет к невосполнимым потерям генофонда, таит в себе опасность разрушения целых экосистем, ослабления защитных функций биосферы.

Цель данной работы: изучение биоразнообразия островных экосистем и влияние человеческого фактора на экологию островов.

Объект изучения: островные экосистемы.

Предмет изучения: органический мир островов.

Задачи работы:

1) изучить аспекты возникновения островных экосистем;

2) рассмотреть эволюцию органического мира островов;

3) подробно изучить влияние человека на островные экосистемы.

1. Сущность и возникновение островных экосистем

1.1 Понятие биоразнообразия

биоразнообразие остров экосистема

Биоразнообразие - это разнообразие жизни во всех ее проявлениях. В более узком смысле, под биоразнообразием понимают разнообразие на трех уровнях организации: генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов - аллелей), разнообразие видов в экосистемах и, наконец, разнообразие самих экосистем. Огромные поля, где растет более сотни видов трявянистых и кустарниковых растений, существует четкая, но сложная система взаимодействия между ними и животными, когда нарушение хотя бы одного звена может повлечь за собой гибель биогеоценоза. Леса, реки, озера России, тропические леса Африки, моря - такие же сложные и вариативные системы взаимодействия природы. Трудно представить себе нашу природу скудной, неразнообразной. Сегодня, как никогда, велика угроза существованию видов и экосистем. Угрожающими темпами продолжается исчезновение видов, вызванное деятельностью человека, поскольку нынешняя скорость вымирания видов - самая высокая за последние 60 миллионов лет, со времени исчезновения динозавров. По прогнозам исследований, проведенных под эгидой ООН, в течение ближайших 30 лет должны исчезнуть около 25% из ныне существующих видов млекопитающих и около 12% видов птиц. Некоторые ученые считают, что из-за разрушения ежегодно вымирают и будут исчезать в ближайшем будущем несколько десятков тысяч видов тропических дождевых лесов. На протяжении всей истории развития биосферы нашей планеты прослеживается тенденция увеличения количества видов на Земле. Это увеличение не было стабильным, а характеризовалось периодами быстрого видообразования, которые чередовались с периодами минимальных изменений видового богатства и периодами массового вымирания видов. Больше вымирание произошло в конце пермского периода (около 250 млн. лет назад), когда, как полагают ученые, исчезло 77-96% видов морской флоры и фауны той эпохи.

Однако в целом вымирания видов - такой же естественный процесс, как и образование их. Проблема заключается в соотношении этих двух процессов. Видообразование - медленный процесс, который длится десятки тысяч, а иногда и миллионы лет. Тогда, когда темпы видообразования соответствовали темпам вымирания видов или превышали их, видовое разнообразие находилась на постоянном уровне или росла. Ученые считают, что именно этот процесс преобладал в течение прошлых геологических эпох.

1.2 Возникновение островных экосистем

Сегодня, как и в прошлом, у берегов континентов и в открытом океане идет процесс образования островов. Океанические острова, никогда не имевшие связи с материком, увеличиваются по площади и высоте благодаря вулканической деятельности, в то время как другие острова - и континентальные, и океанические - разрушаются и погружаются в морскую пучину. Остров в большей мере, чем какая-либо другая геологическая форма, динамичен. Возраст одних островов исчисляется днями, других - тысячелетиями. Есть сравнительно немного и таких, которым уже десятки и сотни миллионов лет, к ним относятся в основном крупные острова. Примером цепи островов разного возраста, образовавшихся последовательно друг за другом, являются Гавайи: Кауаи, старший из крупных островов архипелага, возник свыше 5 миллионов лет назад, а острову Гавайи, расположенному на юго-восточном конце цепи, не более 1 миллиона лет. Острова, возникшие ранее Кауаи, растянулись далее к северо-западу от него и преимущественно скрылись под водой, оставив на поверхности коралловые атоллы и известковые островки. Вдоль каменистых побережий Северной Европы, Южной Африки, Северной Америки и Азии в результате систематического воздействия ветра и волн происходит отторжение участков суши от материка. Такие материковые фрагменты сначала отстояли от берега на расстоянии нескольких метров, а затем отступали далеко в море.

Для областей широкого континентального шельфа, полого опускающегося в сторону моря, характерны пляжи и песчаные отмели. В течение миллионов лет, когда под влиянием климатических и геологических факторов берег то выдвигался в океан, то отступал, формировался слой за слоем шельф. На шельфовом мелководье параллельные песчаные гряды, или бары, определяют контуры рельефа дна. Ближе к берегу они могут достигать достаточной высоты и выступать на поверхность, а могут вытягиваться в длинную песчаную косу, которая рано или поздно отделится от берега. Такие хрупкие острова становятся более устойчивыми, зарастая травой, так возникает экосистема. Растительный и животный мир таких островов, отделившихся от берега под действием мощных штормовых волн, некоторое время будет таким же, как и на материке. Поскольку такой остров расположен вдоль побережья как защитная преграда от разрушительных штормовых волн, его называют барьерным островом. За ним лежит спокойная бухта или лагуна.

Формирование островов под действием волн и течений происходит во многих местах скалистых побережий обоих полушарий там, где отвесные скалы обрываются в море. Так береговая линия всегда искривлена, энергия волн рассеивается на одних участках и концентрируется на других. Волны несут тонны взвеси, постоянно воздействуя на отдельные участки, они способствуют сначала образованию перешейка, а затем размыву его. В результате возникает остров.

Изменения уровня океана вслед за ним очертаний берегов происходит постоянно. В эпохи оледенений уровень океана понижался, вода доходила порой до кромки шельфа, где он круто обрывался к большим глубинам. В периоды потеплений уровень океана повышался, и иногда даже превышал современный. В меловой период, около 100 миллионов лет назад, море поглотило большую часть равнинной Европы и значительную часть Северной Америки. Уровень моря превышал современный на 150 м. При повышении уровня моря низкие острова с прибрежными низко лежащими участками затопляются, а внутренние возвышенности могут образовывать острова. При понижении уровня океана некоторые затопленные приподнятые участки мелководья выступают из-под воды и на них возникают благоприятные условия для жизни растений и животных. И сегодня некоторые подводные горы с плоской вершиной, так называемые гайоты, хранят окаменелости далеких времен. Континентальные же острова при понижении уровня океана вновь соединяются с материком.

Некоторые острова строятся организмами и растениями. В мелководных прибрежных водах Карибского моря и Юго-Западного Тихого океана, где произрастают мангровые деревья, возникает защищенная среда. Илистые отложения накапливаются здесь в течение веков и наконец выступают на поверхность воды, предоставляя место для произрастания наземной растительности. Корни новых поселенцев укрепляют ил, наращивают общую массу отложений; прилетающие птицы заносят сюда семена других растений. На вновь образовавшуюся сушу находят путь животные. И вот остров построен и заселен. Пожалуй, наиболее известными из такого рода созданий породы являются коралловые острова. Такие острова приобретают большую прочность, когда свободный материал и фрагменты спрессовываются и превращаются в камень. Кораллы лепятся друг к другу, постепенно увеличивая размеры острова. Травы, кустарники, пальмы и другие деревья пронизывают корнями скудную почву, связывают ее и, отмирая, понемногу обогащают плодородный слой.

Но наиболее величественно и драматично рождение острова происходит в условиях, когда вулкан, возможно, миллионы лет формировавшийся в мрачных глубинах океана, с громом выходит на дневную поверхность. Вместе с тем и разрушение таких островов происходит также быстро, когда в результате извержения острова разлетаются на куски. Сегодня из 73 крупнейших действующих вулканов 42 расположены на островах, которые в большинстве своем сами являются результатом вулканической деятельности.

Даже при небольших извержениях с относительно медленным движением лавы температура вязкой расплавленной породы достигает 1180⁰С. Очевидно, что при такой температуре никакая жизнь невозможна. Когда на Кракатау в 1883 г. произошло извержение вулкана, то от острова остались лишь вулканические останки - Раката. Извержение, одно из наиболее впечатляющих в летописной истории, было слышно за тысячи миль, а вулканический пепел, выброшенный высоко в атмосферу, вызвал интенсивные зори по всему земному шару в течение многих месяцев. Спустя несколько месяцев после извержения на острове не удалось обнаружить никаких признаков жизни; однако через три года там уже обосновались более двух десятков видов растений, а птицы регулярно посещали остров. В последующем колонизация Ракаты различными формами жизни развивалась быстро, и сегодня растительный и животный мир острова мало отличается от живого мира соседних островов. Темпам заселения Ракаты, конечно, благоприятствовало расположение ее в непосредственной близости от двух более крупных островов, но сам этот процесс не имел принципиальных отличий от развития живого мира на вулканических островах, возникших среди океанских просторов.

Как проникает жизнь на океанский остров? Ч. Дарвин во время экспедиции на «Бигле» брал в открытом океане пробы воздуха, в которых обнаружил споры, семена, насекомых и паутинки, переносимые ветром. Сейчас известно, что птицы могут переносить на лапах и перьях семена и споры растений, клещей, яйца насекомых и даже икринки рыб. Некоторые семена, например кокосовые орехи, могут преодолеть большие расстояния по океану, прежде чем будут выброшены на берег и прорастут. Морякам доводилось видеть далеко от берегов естественные плоты из переплетенных растений, унесенных потоком от берега реки или из прибрежной зоны. Такие плавучие скопища растений бывали иногда столь велики, что их принимали за острова. Эти естественные плоты могли нести небольших млекопитающих, рептилий, насекомых, пауков, многоножек, улиток и другие существа (по-видимому, среди них не могло быть земноводных и земляных червей, поскольку их влажная кожа чувствительна к иссушающему действию морской воды). Как попали на острова Новой Зеландии примитивные лягушки, остается загадкой.

Таким образом, рассмотрев вышеизложенный материал, можно сделать вывод, о том, что под биоразнообразием понимают разнообразие на трех уровнях организации: генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов - аллелей), разнообразие видов в экосистемах и, наконец, разнообразие самих экосистем. А также, рассмотрев историю возникновения островных экосистем, можно убедиться, что этот процесс очень длителен. Также, можно отметить, что остров в большей мере, чем какая-либо другая геологическая форма, динамичен. В связи с этим, изучение биоразнообразия островных экосистем становится более интересным.

2. Биоразнообразие островных экосистем

2.1 Островная биогеография

Начало изучения островной биогеографии было положено замечательным английским натуралистом А. Уоллесом. Работая на островах Малайского архипелага, А. Уоллес поставил перед собой задачу найти границу между Индо-Малайской и Австралийской фаунами и в 1856 г. обнаружил ее между островами Бали и Ломбок; в 1863 г., анализируя фауны птиц на островах, он положил на карту линию разграничения между этими фаунами, получившую название «линия Уоллеса».

Линия Уоллеса - биогеографическая разделительная линия между азиатской и австралийской флорой и фауной. Названа в честь учёного-биолога Альфреда Рассела Уоллеса, который исследовал острова Индонезии между 1854 и 1862. Первым исследователем, указавшим на существование и местоположение подобной разделительной линии, был однако орнитолог Филип Латли Склейтер в 1857.

Заслуга А. Уоллеса заключается, не только в проведении разграничительной линии между двумя зоогеографическими областями, но и в объяснении причины ее образования: к западу от «линии Уоллеса» все острова расположены на мелководье континентального шельфа и в историческом прошлом они неоднократно соединялись с материком сухопутными связями. Именно Уоллесу биогеография обязана идеей рассматривать не только острова, но и озера, вершины гор, другие изолированные биоты в качестве «островных» экосистем среди окружающих ландшафтов.

В настоящее время изучение и анализ островных биот - активно развивающийся раздел биогеографии. Такие биоты характеризуются обилием не известных на материках видов, своеобразием флоры и фауны и более простой структурой экосистем. Они удобны для анализа динамики экосистем и часто являются объектами математического моделирования. Расселение обитателей островов

Острова Мирового океана различаются по происхождению (океанические и материковые), размерам, высоте над уровнем моря.

Океанические острова никогда не соединялись с сушей, они поднялись со дна океана. К их числу относятся коралловые, вулканические и острова складчатых дуг.

Материковые острова представляют собой части континентов, отделившиеся от них в ту или иную геологическую эпоху. Естественно, что условия для развития биоты на тех или других островах резко различны.

Острова материковые отделились от континента вместе со всей совокупностью живых организмов, которая этим участкам континента была свойственна. В дальнейшем часть первоначального населения вымерла, а на смену пришли виды, преодолевшие океан.

Дж. Грессит и С. Иошимото (1963) характеризуют способности к распространению животных, относящихся к разным систематическим группам. Они указывают, что из рептилий, например, очень широко распространены сцинки и гекконы, другие же группы ящериц, как и змеи, а также пресноводные рыбы на многих океанических островах отсутствуют.

Одной из наиболее многочисленных и широко распространенных групп современных ящериц являются сцинковые. Но числу известных видов они немного уступают лишь игуанам, но, в отличие от них, обладают гораздо более широким распространением, обитая во всех частях света, за исключением Антарктиды и Арктики.

Видимо, представители этих двух групп ящериц хорошо приспособлены к путешествиям на плавающих стволах деревьев или на их скоплениях - «плотах». Из других систематических групп соленую воду очень плохо переносят амфибии. Поэтому возможности их перемещения через океан крайне ограничены.

Среди беспозвоночных животных, обитающих на океанических островах, доминируют насекомые, второе по численности место занимают наземные моллюски. Насекомые распространяются всеми названными способами. Виды, распространяемые человеком, заметно отличаются от других, так как на островах они обычно являются синантропными, т.е. используют запасы пищи человека, его одежду (кожееды, моли и др.) и жилища, связаны с домашними животными и сельскохозяйственными растениями. Многие из них имеют космополитические ареалы. Перенос насекомых птицами редок. Соленая вода крайне неблагоприятно действует на них, поэтому виды, преодолевающие океанические пространства вплавь, также немногочисленны.

Взрослые растения редко остаются живыми при переносе через океан. Так могут перемещаться со стволами деревьев эпифиты. Обычно же растения расселяются с помощью диаспор. Легкие семена и споры переносятся ветром. Несомненно, важную роль в распространении растений играет человек, разносящий по всему миру, в том числе и по островам, сорняки.

Ф. Дарлингтон (1957) для Антильских островов установил следующее соотношение между размерами острова и числом видов амфибий и рептилий: при уменьшении размеров острова в 10 раз число видов этих групп уменьшается вдвое.

Чем ближе остров находится к источнику миграции, тем выше степень насыщения его мигрантами. Этой закономерности подчиняются биоты материковых и океанических островов. Хотя расселение каждой особи носит случайный характер, однако при длительном развитии миграционных процессов они подчиняются закону больших чисел, т.е. статистической вероятности. Ф. Дарлингтон указывал, что если успешно пересекала пространство шириной в 100 миль одна особь из 1000, то при преодолении следующих 100 миль успешно выполнит эту задачу опять одна особь из 1000, миновавших первые 100 миль. Иными словами, достигнет острова, находящегося в 200 милях от источника миграции, уже только одна особь из миллиона, а острова, лежащего в 300 милях от континента, - лишь одна особь из миллиарда.

Большое влияние оказывает и положение острова по отношению к направлению ветров, которые его пересекают, так называемый «ловчий угол» для насекомых и семян растений: если остров, вытянутый в длину, расположен перпендикулярно к потоку мигрантов, то будет больше шансов, что какой-либо вид его достигнет; если же остров расположен вдоль основного направления движения, то шансов, что организмы, переносимые ветром или морскими течениями, попадут на него, будет значительно меньше.

О постепенном вымирании видов на островах свидетельствует тот факт, что небольшие по площади острова континентального происхождения имеют почти чисто океаническую фауну, в отличие от крупных островов. Так, среди островов Пирл на большом о-ве Рей сосредоточена примерно треть континентальных видов, а на маленьком о-ве Контадора - сосредоточена примерно треть континентальных видов, а на маленьком о-ве Контадора - лишь 1 из 10. Как показали наблюдения Дж. Дайамонда на островах, лежащих у побережья Южной Калифорнии, ни на одном из них не было того количества видов, которое могло бы на нем существовать, если бы этот остров являлся частью материка. Через 50 лет после первых наблюдений на этих островах число видов составляло в среднем почти половину возможного.

Распространение, дисперсия, - лишь первый этап закрепления вида на острове. Он должен пройти полный цикл развития (эцезис) от появления в данном месте до принесения жизнеспособного потомства включительно. Более толерантные (выносливые) и эвривалентные (т.е. обладающие широкими экологическими возможностями) виды легче проходят стадию эцезиса, чем менее толерантные и стенобионтные.

Эцезис осуществляется при наличии благоприятных для жизни организма условий: света, тепла, влаги и особенно пищи. Он остается незавершенным чаще всего в результате недоступности необходимых ресурсов. Так, многие насекомые не могут обосноваться на островах из-за отсутствия кормовых растений для их личинок или взрослых особей или в тех случаях, когда нет открытых пресных водоемов, необходимых для прохождения первых стадий развития. Многие птицы не могут выводить птенцов ввиду отсутствия на острове подходящих для гнездования мест.

Среди растений наибольшими возможностями для успешного развития и размножения обладают обитатели побережий, семена которых, попадая на остров, встречают там среду, близкую к исходной. Наоборот, обитатели высокогорий имеют небольшие возможности для переноса своих семян через океан (горы часто расположены далеко от берега) и очень мало шансов для прохождения растениями эцезиса на новой родине, где высоких гор может и не быть.

2.2 Биоразнообразие островов Тихого океана

Любое живое существо, а равно и любое растение, отличается от любого другого. Индивидуальные отличия в длине конечностей, или площади листа, или размере крыла у отдельных особей, накапливаясь в поколениях, могут в конечном счете стать наследственной особенностью этих организмов. В прежде однородной популяции начинают проявляться признаки расщепления на группы с отчетливыми различиями в строении и поведении. Постепенно контакты между такими группами прекращаются. Одни птицы могут жить высоко в горах, другие - на скалистом побережье, третьи - в густых кустарниках. Различия между птицами, благоприятствующие их выживанию в столь разнящихся местах обитания, накапливаются, и по прошествию длительного времени такие группы эволюционируют в виды, которые не могут спариваться со своими родичами из-за пространственной отдаленности, манеры поведения, отличия морфологической или генной структуры. Такой эволюционный процесс постепенного образования из группы животных либо растений многочисленных новых видов, способных освоить еще не освоенные кормовые ресурсы, называется адаптивной радиацией.

Именно его наблюдал Ч. Дарвин в сентябре-октябре 1835 г. на скалистых вулканических островах Галапагос. Он обнаружил там птиц, которые хотя и напоминали вьюрков, виденных им в Южной Америке, но все были специализированы и мало похожи друг на друга. У этих 14 видов птиц, имевших общего предка, конкурентная борьба за корм и места гнездования была ослаблена либо исчезла вовсе. Особенно пристальное внимание он обратил на клюв вьюрков: у одних клюв был толстый, дробящий, у других - длинный, зондирующий, у третьих - острый, как ножницы. К одному из шести родов относится дятловый вьюрок, одно из редких в мире животных, использующих орудия. Галапагосские вьюрки вошли в историю как первый пример адаптивной радиации. На Гавайских островах эффект изоляции проявился еще более наглядно у гавайских цветочниц и улиток. Дарвин подметил также некоторые отличия между гигантскими сухопутными черепахами различных островов, он наблюдал за двумя видами игуан, избравших различные места обитания: море и сушу.

Как известно, сегодня около 40% из 700 видов растений Галапагосского архипелага эндемичны и почти все крупные наземные животные в процессе развития заметно изменились и отличаются от своих предков-иммигрантов.

Современник Ч. Дарвина Рассел Уоллес многие годы наблюдал мир дикой природы Амазонки и собирал ботанические и зоологические коллекции. Еще более длительным оказался для него период исследований островов Малайского архипелага. Путешествуя с острова на остров в архипелаге, вытянутом на 2500 миль, он не только обнаружил расходимость видов, но и убедился, что количество типов животных неуклонно уменьшается по мере удаления от Малаккского полуострова.

Одно из наиболее замечательных открытий Уоллеса связано с узким проливом между островами Бали и Ломбок - так называемой линией Уоллеса. В прошлом, когда уровень океана был ниже современного, острова, западнее этой линии, были связаны между собой, но пролив был достаточно глубок и отделял западную часть архипелага от восточной. Уоллес, который не был океанографом, все свои выводы о подводной топографии основывал на различиях в дикой природе островов.

Рассматривая органический мир островов, остановимся подробно на островах тихого океана. Органический мир Тихого океана наиболее богат по числу видов, экологических сообществ, общей биомассе и промысловым биологическим ресурсам благодаря огромным размерам акватории и разнообразию природных условий. На его долю приходится более половины всей биомассы Мирового океана.

Наибольшим числом видов отличаются западные районы Тихого океана в низких широтах. Так, в морях Малайского архипелага насчитывается более 2000 видов рыб, тогда как в морях северной части океана (Северотихоокеанская биогеографическая область) их известно лишь около 300 (однако и здесь количество видов рыб вдвое больше, чем в водах Североатлантической области). Органический мир южных районов океана (часть Антарктической области) имеет много общих черт с аналогичными частями Атлантического океана и Индийского океана.

Органический мир Тихого океана выделяются древностью многих видов, большой степенью эндемизма и гигантизмом многих их представителей. Здесь, например, водятся древние морские ежи, примитивные мечехвосты, некоторые древние рыбы, не обнаруженные в других океанах (иордания, гилъбертидия и др.). Почти все виды лососевых (95%) обитают в Тихом океане. Эндемичные формы есть и среди млекопитающих - морской котик, морской бобр, сивуч, которые в других океанах не водятся. В северной части океана известны гигантские мидии и устрицы, в приэкваториальной зоне обитает самый крупный двустворчатый моллюск тридакна весом до 300 кг. В южной части океана произрастают гигантские водоросли из ламинариевых, длина которых достигает 200 м.

Растительный мир Тихого океана

Фитопланктон Тихого океана представлен в основном одноклеточными водорослями, среди которых половина видов (около 1300) относится к перидинеям и диатомеям. Большая часть водорослей сосредоточена в прибрежных, относительно мелководных акваториях и в зонах апвеллинга.

В высоких и средних широтах обоих полушарий наблюдается массовое развитие бурых водорослей, особенно из группы ламинариевых. В экваториально-тропических широтах распространены фукусовые, крупные зеленые водоросли и известковые красные водоросли. Донная растительность Тихого океана представлена 4 тыс. видов, из них около 30 видов цветковых (морских трав).

Животный мир Тихого океана

Животный мир Тихого океана по видовому составу в несколько раз богаче, чем в других океанах мира. Здесь есть все группы животных организмов, населяющих Мировой океан.

В районе Зондских о-вов и к северо-востоку от Австралии широко развита фауна кораллов. Своеобразна глубоководная фауна. На глубинах более 8,5 км обитает немногим более 40 видов животных, из них примерно 70% эндемичны. Преобладают голотурии, которые могут пропускать через свою пищеварительную систему огромные массы грунта, являющегося на сверхглубинах практически единственным источником получения питательных веществ. За ними по численности следуют пластинчато-жаберные, полихеты, офиуры и другие организмы, приспособленные к жизни в условиях ультраабиссали. Высокая степень эндемизма (до 60% и более) свойственна каждому отдельному глубоководному желобу. В последние годы вблизи гидротерм открыто и частично изучено своеобразное экологическое сообщество, приспособленное к жизни в горячих водах. Так, обнаружены микроорганизмы, живущие при температуре 250°С и выше и давлении около 300 атм. (на глубине 3 км). Впервые они были выявлены именно в Тихом океане в районе Галапагосского рифта и в других рифтовых долинах Восточно-Тихоокеанского поднятия.

Биологические ресурсы Тихого океана

Тихий океан отличается высокой биологической продуктивностью (около 200 кг/км²). Распределение первичной продукции и биомассы определяется как широтной географической зональностью, так и положением основных океанских кругооборотов вод и динамических зон (конвергенций, дивергенций, апвеллинга).

Ареалы большой биопродуктивности приурочены к субполярным, умеренным и экваториальным зонам (250-500 мг-с/м², если первичную продукцию оценивать в миллиграммах углерода, образованного за сутки в процессе фотосинтеза в расчете на 1 м² поверхности слоя воды). Максимальные значения первичной продукции и биомассы наблюдаются в зонах апвеллинга, связанных с дивергенциями вод. В тропических широтах биопродуктивность ниже, а в центральных районах субтропических кругооборотов она минимальная.

Среди промысловых биологических ресурсов Тихого океана первое место занимают рыбы (85% уловов), второе - моллюски, ракообразные, иглокожие и другие нерыбные объекты промысла, включая водоросли (10%), и третье - морские млекопитающие (5%). В настоящее время в Тихом океане вылавливается примерно 45% рыбы, добываемой во всем мире. Главные районы промысла находятся в северо-западной, северо-восточной, восточной и юго-восточной частях океана. Это высокопродуктивные районы взаимодействия теплых вод Куросио и холодных ветвей Курильского течения, зона проникновения теплого Аляскинского течения в высокие широты, шельфовые области на западе океана и зоны апвеллинга у берегов Северной и особенно Южной Америки. Заметно вырос улов рыбы в приантарктических районах.

Основные промысловые рыбы Тихого океана - минтай, анчоус, сельдь, сардина, ставрида, скумбрия, сайра, лососевые, тунец (из пелагических), затем идут треска, хек, камбала, палтус, угольная рыба, морской окунь (придонные рыбы). Кроме рыб, в северной части океана ведется вылов крабов, креветок, морских гребешков, мидий, устриц, трепангов и пр. Однако их естественные запасы в настоящее время незначительны, и все эти ценные беспозвоночные становятся объектами марикультуры - их искусственно выращивают на морских плантациях в Японии, странах Юго-Восточной Азии, России (в заливах Посьета и Петра Великого). Также в океане промышляют китов (усатых, кашалотов), кальмаров, акул и др. На островах Берингова и Охотского морей добывают морских котиков (на этот промысел наложены определенные ограничения). Ведутся добыча и культивирование некоторых водорослей, преимущественно ламинарии (морской капусты).

Район у берегов Перу и Северного Чили - самый рыбопродуктивный во всем Мировом океане. Его продуктивность определяется проникновением холодного Перуанского течения в низкие широты и относительно устойчивым и интенсивным апвеллингом. Объектом постоянного промысла здесь служит перуанский анчоус.

В отдельные годы улов анчоуса достигает 11-13 млн. тонн в год (около 7000 кг/км²). Это объясняется тем, что под влиянием преобладающих юго-восточных ветров и поперечной составляющей в Перуанском течении происходит подъем холодных (14-18°С) вод с глубин 100-200 м. В поверхностном слое вод весь год идет интенсивный фотосинтез, создается большая биомасса диатомей, которые служат кормом крупной популяции анчоуса. В береговой зоне материка и на островах обитают многочисленные бакланы, пеликаны, чайки, питающиеся анчоусом. Раз в несколько лет в результате изменений в циркуляции атмосферы теплые экваториальные воды, обычно проникающие в этот район под влиянием северо-восточного пассата в декабре-январе до 5° ю. ш., развивают такую мощность, что перемещаются на юг до 15° ю. ш., а иногда значительно южнее. Перуанское течение отходит далеко от берега. Апвеллинг вблизи берегов прекращается. Температура воды существенно повышается, уменьшается содержание кислорода, биомасса холодолюбивых диатомей резко уменьшается. Анчоус исчезает из этого района, большое его количество гибнет. Погибают и птицы, которые им питаются. Уловы анчоуса в такие годы падают почти в 3 раза.

Одним из непрерывно свершающихся чудес нашей планеты является эволюция форм жизни: организмы одного типа, изменяясь, постепенно превращаются в другие, лучше приспособленные к изменившейся среде. Наш мир очень богат примерами эволюционных превращений. Этим мы обязаны целому ряду факторов, в том числе изоляции. Наземные растения и животные на острове отделены от ближайшей территории водой. Они замкнуты в своем островном мире. Как уже говорилось, организмы попадают на острова разными способами. Вероятность добраться до острова очень мала. Тем не менее нет такого острова, на котором за достаточно длительный срок не появилось бы жизни. Как только организм обосновался на новом месте, начинают проявляться следствия его изоляции.

3. Человек и острова

3.1 Влияние человеческого фактора на биоразнообразие островов

Выше говорилось об относительной недолговечности островов. В масштабах человеческой жизни более наглядно проявляется недолговечность растений и животных, населяющих острова. Существуя тысячелетия в условиях неизменной среды, где посторонние организмы появляются лишь случайно, биологические сообщества острова специализируются настолько, что становятся крайне уязвимыми при вмешательстве извне. В XVII-XVIII вв. команды кораблей оставляли на островах коз и свиней; эти брошенные животные истребляли туземную флору, а со многими видами растений исчезали насекомые, птицы, рептилии, млекопитающие. Кошки и собаки уничтожали мелких островных обитателей, не имевших ни физических возможностей, ни поведенческих навыков для защиты от этих хищников. Новые травы, злаки, сорняки, кустарники, деревья, сельскохозяйственные культуры вытесняли туземную растительность, которая смогла сохраниться лишь в глубоких долинах, горах или потаенных недоступных местах. Ни в тропиках, ни в средних широтах сегодня уже не осталось девственных островов.

Первые мореплаватели отмечали особенности увиденных животных. Одним из наиболее удивительных был дронт на о. Маврикий в Индийском океане. Эта птица не летала, имела сильно редуцированные крылья. Но следует предположить, что когда-то их предки были способны к полету. Эти птицы были любопытны и доверчивы. Ловить и убивать их было нетрудно, а места их обитания не были защищены от вторжения свиней и других домашних животных. Сегодня дронтов уже не сохранилось, лишь на некоторых языках слово додо (или дронт) стало употребляться для обозначения глупого существа.

Дронтам были свойственны многие характерные особенности островных животных: гигантизм, доверчивость, некоторая вялость (хотя они довольно быстро бегали и, имея массивный клюв, сильно кусались), отсутствие способности к полету и многочисленность.

Многие, хотя и не все, островные животные достигают больших размеров. Хотя в развитии некоторых животных отразилась и противоположная тенденция, и они стали меньше, тем самым как бы расширив свою территорию. Пример такой карликовости - некоторые виды ящериц на тропических островах. Но возвращаясь к гигантизму, отметим, что самые большие виды птиц обитали на островах - ныне они истреблены человеком. Девятнадцать видов моа были распространены в Новой Зеландии до прибытия маури, начавших охоту на этих птиц. Самый крупный из этих ныне вымерших видов достигал трехметровой высоты и весил около 250 кг, а его яйцо весило 7 кг. Далеко от этих мест, на Мадагаскаре, обитала еще более крупная нелетающая птица - слоновая птица. Она не была столь высокой, но весила в два раза больше и откладывала яйцо диаметром 35 см, равное по объему 180 куриным яйцам.

Гигантизм как одно из следствий изоляции распространяется и на растения. На многих океанических островах кустарники по высоте не уступают деревьям, но еще более замечательно, что им не уступают и травы. Представители семейства подсолнечниковых на Галапагосах, плющ в Новой Зеландии - все эти растения не ниже деревьев. Из травянистых растений такой высоты достигает подорожник, латук на Канарских островах. В чем преимущества гигантизма? Ответ легче дать от обратного: в условиях островной среды большие размеры не приносят организмам вреда. Травоядные животные нашли на островах изобилие растительного корма и за тысячелетия и за много поколений стали крупнее. Иногда единичный вид, например, комодоский варан на Малайском архипелаге, оказывался в роли основного эндемичного хищника на острове, изобилующем добычей. Некоторые рептилии, к примеру гигантские черепахи, растут до конца жизни. Если на острове нет хищников - во всяком случае хищников, угрожающих взрослым особям, - и нет серьезной межвидовой конкуренции, такие животные могут достигать огромных размеров.

Утрата способности к полету свойственна не только островным птицам, таким, как моа, дронт, новозеладский киви, гавайский пастушок, галапагоский баклан, но и некоторым насекомым. Крупным птицам развитые летные качества не так уж необходимы. Гавайская казарка, выраженный потомок канадской казарки, подолгу разгуливает по горным склонам в поисках пищи. В XIX в. еще существовали большие стаи этих птиц, но уже тогда они летали меньше и не столь далеко, как их материковые сородичи.

С насекомыми дело обстоит иначе. Небольшое, переносимое по воздуху крылатое насекомое, поднимись оно случайно слишком высоко, может быть подхвачено пассатным потоком и погибнет в океане. Поэтому, если у некоторых особей крылья окажутся меньше и слабее, то это будет способствовать их выживанию, и качество станет наследственным. Бескрылые мухи обычны на океанских островах.

Обитатели островов, как правило, очень доверчивы. Альбатросы на островах Мидуэй не отказываются от обычных мест гнездования, пусть даже по ним протянулась взлетно-посадочная полоса.

Заметная вялость некоторых островных животных, возможно, связана с отсутствием естественных хищников и, соответственно, чувства страха. Что может угрожать животным, утратившим способность ловко и быстро передвигаться, в условиях избытка пищи, отсутствия хищников и мягкого климата?

И, наконец, животные островов характеризуются многочисленностью. На островах редко встречается многообразие видов, зато каждый вид представлен избыточно.

3.2 Сохранение компонентов биосферы

биоразнообразие остров экосистема

Охрана природы - это комплексная система мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природных систем и ресурсов Земли в интересах существующих и будущих поколений людей. Главная цель рационального использования природных ресурсов - сбережение видового разнообразия (генофонда) флоры и фауны планеты, ее недр, водных ресурсов, атмосферного воздуха, естественных экосистем, т.е. сохранение природных условий развития человеческого общества. Система охраны природы действует на основе международного, государственного и местного законодательства. Процесс обеднения флоры и фауны наиболее заметен при изучении сравнительно небольших территорий. Для реализации этой цели разработана система природоохранных мероприятий, среди которых важнейшими являются следующие:

1. разработка системы длительного наблюдения - мониторинга (в том числе и биомониторинга), - позволяющей осуществлять контроль за состоянием параметров окружающей среды, судить о степени ее ухудшения, источниках загрязнения, а также делить прогнозы о дальнейших тенденциях развития и функционирования экосистем;

2 - создание охраняемых территорий (заповедников, заказников, резерватов, национальных парков);

3.принятие законов, обеспечивающих правовую основу природоохранных мероприятий;

4.разработка методов разведения редких и исчезающих видов растений и животных и их переселение (интродукция) на охраняемые территории или новые места обитания;

В деле сохранения биоразнообразия сложились три главных уровня и два направления. Первое направление - это сохранение видового (фаунистического и флористического) разнообразия. Второе направление - это сохранение экологического разнообразия, т.е. охрана биоценозов, местообитаний, экосистем, природных сообществ всех уровней. По каждому из этих двух направлений работы развиваются на трех главных уровнях: глобальном, региональном (в частности, национальном) и локальном.

Процесс обеднения флоры и фауны наиболее заметен при изучении сравнительно небольших территорий. Для реализации этой цели разработана система природоохранных мероприятий, среди которых важнейшими являются следующие:

1. разработка системы длительного наблюдения - мониторинга (в том числе и биомониторинга), - позволяющей осуществлять контроль за состоянием параметров окружающей среды, судить о степени ее ухудшения, источниках загрязнения, а также делить прогнозы о дальнейших тенденциях развития и функционирования экосистем;

2. создание охраняемых территорий (заповедников, заказников, резерватов, национальных парков);

3.принятие законов, обеспечивающих правовую основу природоохранных мероприятий;

4.разработка методов разведения редких и исчезающих видов растений и животных и их переселение (интродукция) на охраняемые территории или новые места обитания; Адаптация происходит при переселении организмов в новые для них районы или места, где они ранее были истреблены (реакклиматизация). Адаптация наблюдается при изменении условий обитания, например, при вырубке лесов или посадке лесных полос, орошении пустынь или осушении болот и т.д. В этих случаях одни организмы откочёвывают или (как и растения) гибнут, другие приспосабливаются к новым условиям среды, т.е. акклиматизируются. Акклиматизироваться могут как культурные виды животных и растений при их интродукции (искусственная адаптация), так и дикие виды в природных условиях (естественная адаптация) при переселении в новые районы (миграции или кочёвки животных, случайный перенос растений человеком, животными, ветром и т.д.). Узконаправленный режим охраны, обеспечивающий процветание одного или немногих ценных видов, нередко требует особых биотехнических мероприятий, которые уводят экосистемы и сообщества от их изначального состояния. В самом деле, для громадного большинства организмов охрана вида в первую очередь требует охраны соответствующих экосистем. В тех же случаях, когда человек частично или полностью берет на себя попечительство о какой-то группе особей данного вида, т.е. выключает эту группу из естественной системы связей, происходит нежелательная потеря важной потенциальной информации о закономерностях функционирования этой системы связей. По этому понятно стремление возвратить в природу особей редкого вида, разведенного в зоопарке, как только для этого предоставляются возможности.

Понятна также озабоченность, которая может возникнуть, если опекаемый в заповеднике вид из-за чрезмерного усердия почти целиком переключается на искусственно созданные связи (например, трофические - подкормка копытных сеном или на специальных полях). Такого рода ситуацию следует рассматривать лишь как временную необходимость, последнюю меру по спасению исчезающего вида. Более того, ограничение плотности ценного вида системой естественных регуляторов (включая хищников и паразитов) ведет не только к сохранению сообщества, но и к сохранению кондиции самого охраняемого вида. Из всех заповедников направленного режима наиболее важную роль в сохранении всей совокупности сообщества могут играть те, которые призваны сохранять крупных хищных животных высших трофических уровней (например, тигров или гепардов). Даже периодическая подкормка крупных хищников и определяемая этим завышенная их концентрация не приведут к столь заметным изменениям биоценозов, как, например, наблюдается при повышенном поголовье крупных травоядных (слонов, оленей, лосей, кабанов).

Темпы снижения биоразнообразия человеком можно оценить лишь приблизительно, поскольку неизвестно, сколько видов населяет нашу планету. Наукой описано около 2 млн видов, а есть прогнозы, что истинное биоразнообразие составляет 5, 10, 30 и даже 50 млн (наименее изучена разная «мелюзга» из числа простейших, грибов и др., причем основная ее часть сконцентрирована в тропическом поясе). Более или менее точно потери биоразнообразия подсчитаны только для млекопитающих и птиц. Всего с 1600 г. исчезло 85 видов млекопитающих и 113 видов птиц, что составляет, соответственно, 2,1% и 1,3% общего числа этих видов. Наиболее ощутимым был урон биоразнообразия Австралии, Северной и Южной Америки, где после появления человека погибло от 74 до 86% мегафауны (млекопитающих с массой более 44 кг), что было связано не только с охотой, но и с выжиганием и расчисткой лесов.

В числе исчезнувших видов - тур, тарпан, зебра-квагга, сумчатый волк, морская корова Стеллера, европейский ибис и др. Особенно пугающей стала тенденция возрастания темпов исчезновения видов за последние 150 лет. Если за 1600-1700 гг. исчезновение птиц и млекопитающих составляло примерно 1 вид за десятилетие, то за 1850-1950 гг. оно возросло до 1 вида в год. Сегодня более 11 тыс. видов занесены в списки растений и животных, которым угрожает исчезновение, и еще 5 тыс. видов являются кандидатами в эти списки. Сегодня уничтожение угрожает каждому восьмому виду птиц, каждому четвертому виду млекопитающих и каждому третьему виду рыб. Такого всплеска вымирания видов не было уже 65 млн лет, с конца мелового периода, когда исчезли динозавры.

Примеры катастрофического снижения биоразнообразия - остров Мадагаскар и Западный Эквадор. На Мадагаскаре при уничтожении тропических лесов на 90% исчезло не менее половины всех видов, 60% которых - эндемики. В Западном Эквадоре также в результате превращения тропических лесов в банановые плантации исчезло по крайней мере 50 тыс. видов организмов.

После 1966 г. число видов млекопитающих, включенных в Красную книгу, возросло с 1096 до 1130, птиц - с 1107 до 1183. До сих пор несмотря на все принимаемые меры продолжается интенсивная торговля дикими животными. По оценкам Интерпола, в 1998 г. объем международной торговли дикими животными и растениями в мире (без учета древесины и рыбной продукции) составил 6 млрд долл. Этот показатель выше, чем торговля оружием, и уступает только обороту наркотиков.

В не меньшей степени, чем разнообразие диких животных и растений, сокращается разнообразие культурных фауны и флоры. За последние 15 лет из 6 тыс. пород сельскохозяйственных животных исчезло не менее 300, а еще 1350 могут исчезнуть в ближайшее время. Аналогично гибнут «народные» сорта растений, сегодня 75% потребляемого продовольствия в мире дают всего лишь 12 сельскохозяйственных культур, причем 4 из них - 50%; 4 млрд человек на Земле питаются за счет всего трех культур - пшеницы, риса и кукурузы.

Нагрузка на островные ресурсы растет. К 2030 году ожидается увеличение населения Тихоокеанского региона на 50 процентов, что приведет к росту спроса на эти уязвимые и ограниченные ресурсы. Острова Карибского бассейна, Юго-Восточной Азии, Микронезии, Западной и Восточной Африки и Индийского океана идут по аналогичному пути. Практика управления земельными ресурсами лесного и сельского хозяйства (растительными и животными ресурсами) должна быть устойчивой. Для рыбного промысла в прибрежной зоне и в открытом море существует риск избыточной эксплуатации рыбных ресурсов, которая имеет место около крупных населенных пунктов. Нерегулируемое освоение прибрежных районов повышает уязвимость перед лицом прогнозируемых последствий изменения климата на этих территориях. Для сдерживания и устранения этих тенденций необходимы политическое руководство и меры регулирования.

На данном этапе формирования мер по защите островных экосистем создано большое количество различных программ. Основными препятствиями на пути успешного осуществления этих программ на большинстве островов по-прежнему остается ограниченный организационный, технический и экономический потенциал правительств, общин и частного сектора (зачастую связанный также с вопросами землевладения); подверженность воздействию инвазивных чужеродных видов, изменению климата и природным бедствиям; изолированность и отдаленность; и уязвимость перед глобальными рынками и тенденциями.

Заключение

Острова имеют большое значение для всего мира:

a) на 175 000 островов мира проживают более 600 миллионов человек, а важнейшими ресурсами они обеспечивают намного больше людей. Более двух третей Сторон Конвенции о биологическом разнообразии имеют обширные островные экосистемы, а более 75% Тихого океана находится в исключительных экономических зонах островных государств Тихого океана;

b) охрана окружающей среды на островах и их морских территориях (одна шестая часть всей площади Земли) влияет на глобальный климат, обеспечение продовольствием и ресурсные циклы (см. ниже рисунки 1-3);

c) на островах находится более 50 процентов известного морского биоразнообразия мира, семь из существующих в мире 10 «горячих точек», связанных с коралловыми рифами, и 10 из 34 «горячих точек», связанных с сохранением биоразнообразия;

d) особенно подвергается угрозам биоразнообразие островов: 64 процента всех зарегистрированных случаев исчезновения видов в истории человечества произошли на островах. В островных экосистемах темпы исчезновения млекопитающих в 177 раз выше совокупного среднего показателя всех экосистем;

e) в большинстве островных государств и, в частности, малых островных развивающихся государств биоразнообразие является важнейшим источником продуктов и услуг для жизнеобеспечения и здоровья. Наземные, пресноводные и морские экосистемы составляют основу большинства островных экономик (рыбного промысла, лесного хозяйства, сельского хозяйства и туризма) и культур.

В программе работы по биоразнообразию островов существует много трудностей, которыми отмечена деятельность, проводимая островами в целях воздействия на системные проблемы, и которые все еще не утратили свою актуальность:

- небольшая численность населения и экономика,

- слабый организационный потенциал как в государственном, так и в частном секторах,