Причины вымирания редких видов животных

Министерство образования  и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный  Технический Университет

 

 

Кафедра БТ

 

 

 

Реферат

Причины вымирания  редких видов животных

 

 

 

 

Факультет: ФЭН

Студент: Полещук А.М.

Группа: ЭК-71

Преподаватель: Дьяченко Г.И.

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2010

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………….3

2. Понятие «вымирающий организм»………………………………………….4

3. Причины вымирания видов  в природе………………………………………7

3.1 Биотические факторы

3.2. Абиотические факторы

4. Причины вымирания, связанные с человеческой деятельностью………..11

5. Заключение…………………………………………………………………..13

6. Список использованных  источников………………………………………14

7. Приложение………………………………………………………………….15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Мировой список видов, которым  угрожает вымирание, растет с угрожающей и беспрецедентной скоростью, в  то время как правительства уделяют  охране природы все меньше внимания, считают экологи.

Причины вымирания органических форм и их групп – одна из проблем, вызывающих животрепещущий интерес  у естествоиспытателей разных специальностей. Кроме того, она привлекает к себе внимание всех, кого волнуют вопросы  развития природы. Она имеет первостепенное значение для теории эволюции и занимает видное место в дарвиновском учении.

Число видов, составляющих нынешний органический мир, представляет лишь ничтожную  долю общего числа видов, появлявшихся на нашей планете от древнейших времен до нашей эпохи, несомненно, гораздо  менее одного процента этого последнего числа. Итак, окончательно вымерло несравненно  более 99% всех возникавших на земле  видов. Вполне понятно, что не только естествоиспытатель, соприкасающийся  с вымиранием в своих специальных  исследованиях, но всякий мыслящий человек  не может не задуматься над вопросом, почему же вымирали эти миллионы и  миллионы видов, разновременно населявших моря, континентальные водоемы, сушу?

Именно разъяснению причин вымирания животных и посвящена  эта работа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие «вымирающий организм»

 

Вымирание - 1) постепенно-закономерный или внезапно возникающий эволюционный процесс, характеризующийся замедленным размножением и повышенной смертностью. Ведет к сокращению численности, а затем и полному исчезновению особей какой-либо систематической группы животных, в том числе человека.

                         - 2) исчезновение любого таксона от вида и выше в результате опосредованного воздействия человека и его хозяйства, в том числе уничтожения мест обитания. В эволюционном смысле вымершей считается группа, исчезнувшая и не оставившая после себя к.-л. (даже измененных) потомков. В эпоху вымирания динозавров один вид исчезал за 1000 лет, с 1600 по 1950 год один вид исчезал за 10 лет, а в настоящее время один вид исчезает за один год.

Термин “исчезающий” или “вымирающий” имеет много нюансов и его значение может варьировать в зависимости от контекста. Вид считается полностью исчезнувшим (вымершим), когда нигде в мире не осталось ни одной живой особи этого вида: червеедка Бахмана вымерла (см. приложение). Если остаются живыми только отдельные особи в неволе или они так или иначе сохранились только под прямым контролем человека, то говорят, что вид исчез в естественных экосистемах.  Дерево Франклина исчезло в природе, но хорошо растет в питомниках. В обоих случаях вид считается повсеместно исчезнувшим. Вид считается локально исчезнувшим, если его больше не обнаруживают на всей площади исходного ареала, но еще обнаруживают в некоторых точках. Американский жук-могильщик (см. приложение), когда-то встречавшийся повсюду между восточной и центральной частями Северной Америки, сейчас локально исчез везде, кроме трех отдельных областей. Некоторые биологи говорят об экологически исчезнувших видах в том случае, если вид остался при такой малой численности, что его влияние на другие виды в сообществе пренебрежимо мало.

Когда численность популяции  снижается до определенного критического уровня, вероятность его исчезновения становится очень высокой. В некоторых  популяциях отдельные оставшиеся особи  могут прожить годы или десятилетия  и даже размножаться, но все равно  их дальнейшая судьба – исчезновение, если только не будут приняты решительные  меры по их сохранению. В частности, среди древесной растительности последние изолированные нерепродуктивные экземпляры вида могут просуществовать  сотни лет. Такие виды называют потенциально исчезнувшими: даже если формально  вид еще не вымер, но популяция  более не способна размножаться, и  будущее вида ограничено временем жизни  оставшихся экземпляров. Чтобы успешно  сохранять виды, биологам необходимо выявлять те виды человеческой деятельности, которые влияют на устойчивость популяций  и приводят к вымиранию видов. Они также должны определить факторы, усиливающие подверженность популяций  вымиранию.

 

Вымиранию подвержены группы разных размеров и разных рангов. Нам  представляется полезным выделить пять модальных уровней вымирания:

1) вымирание вида на  большей часта его ареала;

2) вымирание вида в  целом; 

3) вымирание филетических  групп относительно низкого таксономического  ранга, например родов или семейств;

4) вымирание групп высокого  ранга, таких как отряды и классы;

5) массовое вымирание,  охватывающее много разных групп  в данную эпоху.

Экологи заметили, что не все виды имеют одинаковую вероятность  вымирания; определенные категории  видов особенно ему подвержены и  нуждаются в тщательной охране и контроле:

• Виды с узкими ареалами. Некоторые виды встречаются только в одном или нескольких местах географически ограниченных областях, и если весь ареал подвергается человеческой деятельности, эти виды могут исчезнуть. Многочисленными примерами тому являются вымершие виды птиц, обитавших на океанических островах. Исчезли также и многие виды рыб, обитавших в единственном озере или в бассейне одной реки.
•   Виды, образованные одной или несколькими популяциями. Любая популяция видов может стать локально исчезнувшей в результате землетрясений, пожаров, вспышек заболеваний и человеческой деятельности. Поэтому виды со многими популяциями менее подвержены глобальному вымиранию, чем виды, которые представлены только одной или несколькими популяциями.
• Виды с небольшим размером популяции, или “парадигма малой популяции”. У малых популяций больше вероятность исчезнуть, чем у больших, по причине их большей подверженности демографическим и природным изменениям и потере генетического разнообразия. Виды, для которых характерны небольшие размеры популяций, например крупные хищники и крайне специализированные виды вымрут с большей вероятностью, чем те виды, для которых характерны большие популяции.
• Виды, у которых размер популяций постепенно уменьшается, так называемая “парадигма уменьшения популяции". В нормальных случаях популяции обладают тенденцией к самовосстановлению, поэтому популяция, демонстрируя устойчивые признаки уменьшения, вероятнее всего, исчезнет, если причина сокращения не будет выявлена и устранена.
• Виды с низкой плотностью популяций. Виды с общей низкой плотностью популяций в случае, если целостность их ареала была нарушена деятельностью человека, в каждом фрагменте будут представлены низкой численностью. Размер популяции внутри каждого фрагмента может оказаться слишком маленьким для того, чтобы вид мог уцелеть. Он начинает исчезать в пределах всего своего ареала.
• Виды, которым необходимы большие ареалы. Виды, у которых отдельные особи или социальные группы добывают корм на больших территориях, склонны к вымиранию, если часть их ареала разрушена или фрагментирована человеческой деятельностью.
• Виды крупных размеров. По сравнению с мелкими животными, животные крупного размера обычно имеют более обширные индивидуальные территории. Им нужно больше корма, они чаще становятся предметом охоты человека. Крупных хищников часто истребляют, потому что они конкурируют с человеком за дичь, иногда нападают на домашних животных и людей, к тому же они являются объектом спортивной охоты. В каждой гильдии видов самые крупные виды – самые крупные хищники, самый крупный лемур, самый большой кит – более всего подвержены вымиранию.
• Виды, неспособные к расселению. При естественном ходе природных процессов изменения окружающей среды вынуждают виды или поведенчески, или физиологически адаптироваться к новым условиям. Виды, неспособные адаптироваться к изменяющейся среде, должны или мигрировать в более подходящие местообитания, или оказываются перед угрозой вымирания. Быстрые темпы вызванных человеком изменений часто опережают адаптацию, оставляя миграцию как единственную альтернативу. Виды, неспособные пересечь дороги, поля и другие нарушенные человеком места обитания, обречены на вымирание, поскольку их “родные” места обитания преобразованы в результате загрязнения, инвазии новых видов или из-за глобального изменения климата. Низкая способность к расселению объясняет, почему среди водных беспозвоночных Северной Америки исчезло или находится под угрозой вымирания 68% видов моллюсков, в отличие от видов стрекоз, которые могут откладывать яйца, перелетая с одного водоема на другой, поэтому для них этот показатель составляет 20%.
• Виды с низким генетическим разнообразием. Внутрипопуляционное генетическое разнообразие иногда позволяет видам успешно адаптироваться в изменяющейся среде. При появлении новой болезни, нового хищника или других изменений, виды с низким генетическим разнообразием могут исчезнуть с большей вероятностью.
• Виды с узкоспециальными требованиями к экологической нише. Некоторые виды приспособлены лишь к необычным типам редких, рассеянных местообитаний, например известковым выходам или пещерам. Если местообитание нарушено человеком, такой вид вряд ли сможет уцелеть. Виды с узкоспециализированными требованиями к пище тоже подвержены особому риску. Яркий тому пример – виды клещей, которые кормятся только на перьях определенного вида птицы. Если вид птицы исчезает, соответственно исчезает и вид перьевого клеща.
• Виды, на которые охотится или собирает человек. Предпосылкой к вымиранию видов всегда была их утилитарность. Чрезмерная эксплуатация может быстро сократить размер популяции видов, представляющих экономическую ценность для человека. Если охота или сбор не регулируются законодательно, или местными традициями, виды могут исчезнуть.

В объеме реферата невозможно раскрыть каждую из существующих гипотез  причин вымирания животных, поэтому будем придерживаться  в качестве основополагающих причины вымирания видов: 1) в природе и 2) связанные с человеческой деятельностью. Периодически в реферате будут рассматриваться те или иные конкретные причины вымирания.

 

 

Причины вымирания видов  в природе

 

Непосредственная причина  вымирания вида в естественных условиях — снижение его численности ниже критического уровня, который зависит  от структуры популяций вида и  определяется законами популяционной  генетики. Критическим называют тот  уровень численности, ниже которого вероятность близкородственного скрещивания  становится достаточно большой. Это  ведет к уменьшению генетического  разнообразия вида, так называемого  резерва наследственной изменчивости. Следствием такого снижения численности  становятся поэтому повышение доли потомков, имеющих врожденные нарушения, которые повышают смертность в новых  поколениях, снижают приспособительные  возможности и плодовитость остающихся в живых. В результате численность  уже необратимо падает и через  небольшое число поколений вид  полностью исчезает. В этом смысле в опасном положении находятся  сейчас уже многие виды. Например, гепард, уникальный «спринтер» среди хищных млекопитающих, в Африке не только малочислен, но и имеет очень низкие показатели внутривидового генетического разнообразия. Фактически все африканские гепарды  оказались более или менее  близкими родственниками. У них максимальная среди представителей семейства  кошачьих смертность молодых животных в первые дни и неделя жизни, они  больше других кошачьих подвержены инфекционным заболеваниям.

Однако снижение численности  — в той же мере непосредственная причина вымирания вида, в какой  остановка сердца — непосредственная причина гибели отдельного животного. Истинная причина вымирания —  это те условия, которые приводят численность вида на критический  уровень и продолжают действовать  в течение жизни нескольких поколений. Из всего разнообразия внешних условий  для каждого вида живых существ  можно выделить отдельные факторы, которые принято разделять на биотические, связанные с другими  видами (объекты питания, хищники, паразиты, конкуренты и т. п.), и абиотические, факторы неживой природы (температура, влажность, свет, соленость и т. п.). Рассмотрим подробнее каждый из этих факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Биотические факторы

 

В природе происходят периодические  изменения условий, в частности  климатических, связанные с циклами  солнечной активности, периодическими изменениями основных направлений переноса влаги ветрами и с другими причинами, часто взаимодействующими слишком сложным образом, чтобы можно было всегда уверенно указать основные причины подъема или снижения численности того или иного вида. Кроме того, многие виды зависят от численности друг друга, как, например, в случае взаимодействия хищников и жертв. Численность многих видов соответственно имеет многолетние, связанные с солнечными, и другие циклы, в которых бывают минимумы, когда вид становится наиболее уязвимым. Это явление особенно характерно для относительно простых экосистем, где обычно небольшое число видов представлено большим числом особей. Для выживания в таких экосистемах с суровыми и часто переменчивыми условиями жизни оказалась, очевидно, выгодной и закрепилась эволюцией изменчивость численности в широких пределах как форма существования видов. Простейший пример такого вида с большой амплитудой колебаний численности представляет обыкновенная домашняя муха, численность которой в конце лета и ранней весной может отличаться в сотни тысяч раз.

В мире растений господствует вытеснение менее совершенных форм более совершенными. Отстающие группы вытеснялись теми растениями, которые  осуществили важные достижения прогрессивного значения. Так, Prototaxitaceae были постепенно замещены сосудистыми растениями суши, псилофиты — более высокоорганизованными споровыми растениями, Lepidodendraceae были вытеснены более совершенными древесными растениями и т. д. У лептоспорангиатных папоротников имеются приспособления к быстрому опоражниванию спорангиев и разбрасыванию спор, чего не было у эвспорангиатных папоротников, господствовавших в палеозое, но затем отошедших на второй план. Для того чтобы подобные усовершенствования («изобретения») вели к вытеснению отстававших конкурентов, требовалось, конечно, много времени. И в некоторых условиях среды «отстающие» могли все же выживать долго, даже до нашего времени.

 

 

 

 

 

 

 

Абиотические  факторы

 

Кроме того, в процессе геологической  эволюции земной коры возникают и  разрушаются горные цепи, перемещаются континенты, изменяется климат, огромные массы пресной воды то связываются  в полярных льдах, то вновь поступают  в атмосферногидросферный круговорот. Геологические изменения сопровождаются, таким образом, изменениями географии  планеты, но эти изменения происходят чрезвычайно медленно, причем длительные, продолжающиеся миллионы и десятки  миллионов лет периоды относительно спокойной эволюции земной коры сменяются  иногда периодами бурного развития геологических процессов, занимающими  «всего», десятки и сотни тысячелетий.

На фоне идущих с переменной скоростью процессов геологической  эволюции земной коры и географической среды работают механизмы биологической  эволюции,  которые, по-видимому, достаточно универсальны, но в зависимости от условий, в которых они протекают, могут давать различные результаты. В основе изменчивости лежит мутационный  процесс. Мутации — это изменения  в структуре молекул вещества — носителя генетической информации, ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). На молекулярном уровне они вызываются воздействиями, энергия которых  сравнима с энергией ковалентных  связей, удерживающих тот или иной мономер — нуклеотид на своем  месте в полимерной молекуле ДНК. К числу таких воздействий  относятся различные мутагенные факторы — радиация, рентгеновское  и жесткое ультрафиолетовое излучения, космические лучи, тепловой шум, некоторые  химические вещества. Мутации имеют  принципиально случайный характер.

Кроме генных мутаций, изменяющих молекулу ДНК, возможны мутации геномные, или хромосомные, результатом которых  становится изменение числа хромосом или их размера и формы за счет перераспределения генетического  материала. И если с первым типом  мутаций связывается изменение  свойств и признаков особи  и вида, то со вторым — возникновение  генетической изоляции между близкими видами в результате их расхождения  и независимого накопления разных геномных мутаций. Наиболее ярко это выражается в образовании  так называемых видов-двойников, которые неотличимы друг от друга по внешним признакам  и, следовательно, по набору структурных (несущих информацию о конкретных белках) генов, но имеют разные по числу  и форме наборы хромосом. Это обеспечивает их видовую самостоятельность, нескрещиваемость и является следствием длительной изоляции популяций некогда единого вида.