Типологическое разнообразие.

 

Типологическое разнообразие предполагает объединение организмов в группы по другим, причем самым разнообразным (структурным, функциональным и т.д.) признакам,  но не по родству. Одной из наиболее признанных является классификация по жизненным формам.

Этот термин предложил в 1806 г. А.Гумбольдт, хотя еще Теофраст употреблял такие понятия как деревья, кустарники и травы, соответстсвующие некоторым современным типам жизненных форм растений. Основы современных представлений о жизненных формах растений заложены работами Е.Варминга, К.Раункиера, наших соотечественников В.Алехина,А.Шенникова и ряда других, но наибольшее признание получила иерархически-соподчиненная система  жизненных форм И.Г.Серебрякова, в которой учитывается ряд признаков.

Зоологи также давно выделяют различные экологические группы животных, что нашло отражение в существовании укоренившихся в обиходе таких названий как «землерои» и т.д., которые соответствуют жизненным формам некоторых классификационных схем. В XX столетии в разработку учения о жизненных формах животных важнейший вклад внесли К.Фридерикс (1930), Д.Н. Кашкаров(1933,1945), А.Н. Формозов и их последователи. Их трудами установлено, что жизненные формы животных обычно представляют собой группы небольших таксонов (чаще всего в пределах отрядов или групп отрядов), которые сформировались на основе одинакового плана (схемы) организации и сходных морфоэкологических приспособлений для обитания в одной среде.

Жизненные формы высшего ранга, как правило, формируются при значительной перестройке организации живых существ (например, при переходе от водного образа жизни к наземному). Формы низшего ранга обычно формируются,  когда организмы, выработав важные адаптации общего порядка, переходят к более полному использованию частных особенностей среды. Для многих организмов важным фактором, направляющим развитие жизненных форм выступает ландшафт. Так, считается, что класс млекопитающих дивергентно распался на отряды вследствие того, что разные древние группы разошлись в разные условия обитания и приобрели различную специализацию (насекомоядные, грызуны и т.д.). Отряды распались на семейства, которые характеризуются морфологическими и экологическими особенностями, а роды и виды специализировались по образу жизни, объектам питания и т.п.

Видовое богатство мира

 

Как известно Аристотель описал около 500 видов животных, а Теофраст 460 видов растений (4-3 в.в. до н.э.). В 10-м издании «Системы природы» К.Линнея (1758) описано уже 4200 видов животных и 10000 видов растений. В настоящее время по разным источникам известно около 1-1,5 млн. видов описанных животных и 270-300 тыс. видов растений и открытие новых видов продолжается. В связи с этим реальное соотношение видов живых организмов в мировом богатстве с учетом еще не известных науке, по-видимому, существенно отличается от известных в настоящее время. Рассмотрим это соотношение по основным систематическим группам.

В царстве вирусов по современным данным насчитывается около 500 видов, обитающих в животных и 300 в растениях, что суммарно составляет менее 1% общего количества известных видов. По прогнозу же их доля предположительно достигает 4%,  т.е. в будущем следует ожидать увеличения их количества в 4-5 раз. В мире бактерий описано около 30000 видов – или 1,0%;  реальная же их численность может достигать 3%. В царстве грибов описано около 100 000 или 3%, реальная же численность может достигать 8%.  Мир водорослей изучен более детально и соотношение описанных и реально существующих определяется как 35 и 40 тыс.видов, что составляет около 2% их общего числа.В царстве растений также следует ожидать увеличения количества видов (против 270-300 тыс. описанных),хотя их доля в мировом разнообразии должна заметно снизиться- от 14% известных до 2% в прогнозе. Сейчас лишайников насчитывается 25 тыс.видов, в прогнозе возможно более 30 тыс., голосемянных описано 750, увеличение возможно до 1000, покрытосемянных известно около 240000, возможно более 300000 и т.д..

В царстве животных по разным источникам описано 1-1,5 млн. видов, что, по-видимому, составляет не более 10% реально существующих. Наиболее значительные изменения здесь ожидаются только в численности членистоногих. Увеличится количество представителей и других типов, хотя их доля существенно не изменится:

- доля простейших (30000 видов) останется на уровне 2%;

-доля червей (особенно круглых и кольчатых)увеличивается от 1 до 4%, а моллюсков несколько уменьшится (до 2,0%), хотя число уже описанных видов превышает 110 тысяч.

Наиболее существенные изменения ожидаются в типе членистоногих. Здесь лишь несколько уменьшится доля ракообразных (с 2 до 1%), но ожидается существенное (до 6%) увеличение количества видов паукообразных  и насекомых (особенно двукрылых и клопов), среди которых ежегодно описывается до 10000 новых видов.

На этом фоне ожидается резкое сокращение доли позвоночных животных. Их сейчас известно около 50 тысяч видов, что составляет примерно 3% общего количества видового состава, а в будущем их доля, очевидно, не превысит 1% (расчет 50тыс. от 1 млн.)

Еще более сложной становится ситуация при анализе внутривидовых различий. Так, даже у сравнительно хорошо изученных птиц, у которых сейчас известно 26000 подвидов, ежегодно описывается около 200 новых. У насекомых же количество подвидов, рас и других внутривидовых категорий вообще трудно представить.

Все это свидетельствует о том, что общая инвентаризация видов и внутривидовых категорий является  делом исключительной сложности, а поле деятельности для систематиков практически безгранично.

Сложная ситуация проявляется и в распределении биоразнообразия. Анализ распространения видов в пределах ареала рода, таксонов более высокого рангаили подвидов в ареале вида, показывает, что оно чаще всего бывает неравномерным. Нередко на небольшой площади род, например, бывает представлен всего одним или небольшим числом видов, в то время как в какой-то определенной части ареала рода отмечается их большое количество. Область, в которой встречается наибольшее число видов данного таксонаназывают центром таксономического разнообразия.

В ряде случаев центр разнообразия является и центром происхождения данного таксона. В других случаях центры разнообразия являются вторичными и значительно удалены от области происхождения, что, например, может быть связано с глобальными изменениями климата. При решении этих вопросов используется различные методы – изучение морфологии видов, географических особенностей их распространения, но основное вникание, как правило, уделяют хромосомной характеристике таксонов, что в совокупности позволяет восстановить область возникновения и пути расселения различных форм.

 

Видовое богатство России

 

Россия занимает 1/7 часть мира. Обширность территории и разнообразие условий определили значительное богатство ее растительного и животного мира. Сейчас биоразноообразие страны является своеобразным гарантом устойчивого развития нашей планеты в целом, поскольку здесь сосредоточено около 40%ненарушенных арктических экосистем, почти 25% лесов, значительные площади других зональных и азональных экосистем,крупнейшие в мире реки и озера, уникальные очаги биоразнообразия на Кавказе, Урале, Алтае, Саянах, Забайкалье и Дальнем Востоке. Общий вклад биоразнообразия страны в глобальное разнообразие в некоторых таксономических группах организмов достигает 24% (почвенные водоросли), хотя в большинстве таксонов значительно меньше (млекопитающих и птиц, например, по 7,0 и 7,6 %).

К настоящему времени на территории страны выявлено более 9000 морских,  пресноводных и почвенных водорослей, что составляет ¼ мировой альгофлоры. Количество выявленных лишайников составляет около 3 тысяч и несколько тысяч описано грибов.Сосудистых растений зарегистрировано около 11,5 тысяч видов, которые объединены примерно в 1,5 тыс. родов и 200 семейств. Однако процесс выявления состава флоры не закончен и ежегодно на территории страны описывается десятки новых для науки видов, обычно произрастающих на сопредельной территории или широко распространенных (т.н. адвентивные виды). В Оренбургской области к настоящему времени выявлено 14 видов грибов и 1650 (возможно около 2050) видов сосудистых растений.

Из животных наиболее многочисленные беспозвоночные, общее количество видов которых оценивается примерно в 150 тысяч. Из них простейших известно около 6,5 тысяч,кишечнополостных-500, примерно по 2 тысячи видов плоских, круглых и около 1000 кольчатых червей. Моллюсков также описано примерно 2000 видов.

Среди членистоногих меньше всего насчитывается ракообразных- всего 2 тысячи видов, паукообразных известно около 10000 и примерно 100 тысяч различных насекомых, среди которых наиболее многочисленны жуки (22000), перепончатокрылые (14000), бабочки (12000) и двукрылые (9000).

Представители других таксонов гораздо малочисленнее.

Позвоночных животных известно около 1,5 тысяч видов, что составляет примерно 3% мирового разнообразия,  в т.ч. млекопитающих- 320, птиц – 732, рептилий- 75, амфибий – 27, рыб- 270и круглоротых – 8. В Оренбургской области в настоящее время выявлено около 470 видов, среди которых наиболее многочисленны птицы – их выявлено 305 видов, млекопитающих насчитывается около 80 видов, рыб – 56, рептилий-12, амфибий- 10 и круглоротых-1.

В России выделяется несколько регионов с высоким уровнем видового богатства. Это Дальний Восток, юг Сибири и Северный Кавказ. Для этих же регионов довольно высок и уровень эндемизма фауны, что обусловлено историей их развития.

К сожалению, как среди растений, так и среди животных находится много редких и находящихся под угрозой исчезновения видов, что в целом свидетельствует о неблагополучном состоянии флоры и фауны. Так, в Красную книгу России сейчас занесено 649 видов растений, 23 грибов и 415 животных. Во второе издание Красной книги Оренбургской области занесено 177 видов растений, 14 грибов  и 139 видов животных. Современное состояние целого ряда видов и подвидов вызывает серьезные опасения на национальном уровне, что обусловлено как ухудшением качества среды обитания, так и высоким уровнем промысла(включая браконьерство).

Не меньший интерес представляет разнообразие сортов культурных растений и пород домашних животных, которые целенаправленно были созданы человеком путем селекции, отбора и генной инженерии. В России сейчас известно примерно 30120 сортов культурных растений (в том числе = 11120 отечественных, из которых 375 сохраняется), общее количество известных у нас пород домашних животных достигает 454, из которых сохраняется 124(Н.И.Вавилов, А.С.Серебровский).

 

Лекция 4.