Уровни биоразнообразия

В настоящее время биоразнообразие принято рассматривать как генетическое, популяционное видовое (таксономическое) и ценотическое (сообщества и экосистемы).

Явление разнооб­разия жизни определяется фундаментальным свойством биологи­ческих макромолекул, особенно нуклеиновых кислот, — их спо­собностью к спонтанным изменениям структуры, что приводит к изменениям геномов, к наследственной изменчивости. На этой биохимической основе разнообразие создается в результате трех независимо действующих процессов: спонтанно возникающих генетических вариаций (мутаций), естественного отбора в смешанных популяциях, географической и репродуктивной изоляции.

Данные процессы, в свою очередь, ведут к дальнейшей таксоно­мической и экологической дифференциации ценозов и экосистем.

Доказано, что изменения, возникающие под действием есте­ственного отбора, могут иметь разные последствия в зависимости от условий существования. В том случае, когда условия среды, определяющие естественный отбор, однородны на протяжении ареала, приспособленность вида к среде обитания неуклонно воз­растает, а за достаточно продолжительный период времени таким путем могут возникнуть новые генотипы: генетическая структура отдельного ряда последовательных поколений постепенно и рав­номерно изменяется от поколения к поколению. Этот процесс называется филетической эволюцией.

Другой тип эволюционных преобразований наблюдается в том случае, когда разные популяции одного вида оказываются изоли­рованными друг от друга в различных условиях среды. Поскольку при этом естественный отбор действует на них по-разному, изоли­рованные популяции будут все более дивергировать, пока нако­нец единый исходный вид не распадется на два или более новых вида. Описанный процесс известен под названием видообразова­ния. Этот процесс ведет к дроблению единой генетической попу­ляции на ряд подгрупп, каждая из которых представляет собой независимую эволюционную линию. При этом дивергенция не­прерывна: она не прекращается и после того, как данная группа достигла ранга вида, а продолжается и дальше, приводя к воз­никновению более высоких таксономических категорий.

Генетики выделили удобный объект для сравнения организ­мов, каковым является геном — совокупность генов, характерных

для гаплоидного набора хромосом любого организма. Геном — фун­кциональная единица, своего рода программа, необходимая для нормального развития и воспроизводства организма в ряду поко­лений. Современная генетика располагает многочисленными сред­ствами исследования геномов — геномным анализом.

В разнообразии геномов домашних животных А. С. Серебровский еще в 20-е годы XX в. призывал видеть естественное богатство и обозначил этот генетический запас термином «генофонд». Основ­ной задачей геногеографии стало изучение пространственного распро­странения генофонда. А.С.Серебровский (1928) писал: «Изучение географического распространения концентраций различных генов и должно составить то, что мы предлагаем назвать геногеографией».

Советские генетики в 20 — 30-х годах не только заложили осно­вы геногеографии, но и дали блестящие образцы таких исследова­ний, выполненных в разном географическом масштабе. Среди них особое место занимают ставшие классическими работы Н.И.Ва­вилова по мировой геногеографии культурных растений.

География распространения генов в ареале вида является про­странственным воплощением генетических процессов, а геогра­фическое картографирование генофонда — способом увидеть его в зримых картографических образах, разглядеть процессы, проте­кающие в генофонде, уловить в нем и универсальные для всех популяций черты, и те особенные черты, что отличают генофонд каждой из них от всех других На основе этих данных можно пост­роить карту географического распределения генов, или геногеографическую карту — основной инструмент в работе геногеографа (рис. 97).

Видовое разнообразие организмов. Разнообразие видов обычно оценивается исходя из внутривидовой (вид — подвид — популя­ции разного уровня) и надвидовой (род — семейство — до цар­ства) таксономии. Видовой уровень разнообразия обычно рассмат­ривается как базовый, а вид является опорной единицей учета биоразнообразия.

Р.Уиттекер, К.Виллис, Р.Филд (R.Whittaker, K.Willis, R.Field, 2001), развивая концепцию биологического разнообразия, под­черкивают, что она основана на признании не только феномена богатства видов, но также и биогеографических причин, его обус­ловливающих, в том числе большое значение придается истори­ческому фактору и пространству, в котором формируется разно­образие. В процессе разработки этой теории сложилось представ­ление о базовых единицах биоразнообразия.

Альфа-разнообразие — разнообразие видов (видовое богатство), которое обычно выражается числом видов животных или растений на единицу площади в определенной стандартной выборке, часто внутри одного сообщества или местообитания (локальный уровень).

Бета-разнообразие — разнообразие видов в сообществах по гра­диентам факторов среды (по катене) в пределах ландшафта; это определенная степень различия в видовом составе между разными типами сообществ или местообитаний (ландшафтный уровень).

Гамма-разнообразие — разнообразие видов в пределах крупных регионов в соответствии с дифференциацией условий по важней­шим географическим градиентам: широтному, высотному и гра­диенту «океан —суша».

Одна из важнейших биогеографи­ческих задач — сохранение систем (совокупностей) видов — от типов биомов глобального уровня до конкретных биогеоценозов и их территориально сопряженных сочетаний на локальном уров­не. В связи с этим особую актуальность приобретает выделение территориальных (биохорологических) единиц биоразнообразия.

В качестве опорной единицы локального уровня рассматрива­ется биоразнообразие экосистем, которое часто оценивается через разнообразие видового компонента или биотопов, их составля­ющих. На планете существует большое разнообразие наземных и водных экосистем от относительно простых субнивальных и пус­тынных до богатейших и сложных экосистем тропических лесов с огромным видовым богатством. Для водных экосистем также мож­но проследить увеличение видового богатства от вод открытого океана до богатейших сообществ коралловых рифов.