Механізми вимирання

1. МЕХАНІЗМИ ВИМИРАННЯ

Soule, M. (ed). 1987. Viable Population for Conservation. Cambridge University Press,
Cambridge, UK
1

2. Вимирання були і в плейстоцені однак швидкість змін була невисокою.

Чому зараз неможлива адаптація біоти в планетарних масштабах?
•географічні руйнації місць мешкання;
•надзвичайно високі темпи змін, які вимірюються уже не
2
тисячоліттями, і навіть не століттями, а десятиліттями і роками.

3.

Можливо, якби люди, що жили в міжльодовикові епохи, керувалися б
нашими цінностями, мали б наші знання з генетики, екології, біогеографії
і володіли б нашим рівнем технічного розвитку, то значна частина
плейстоценових вимирань була б ними припинена.
3

4.

Фактори, що призвели зникаючі види США до ризику вимирання
Група зникаючих видів
Частка видів, що піддалися дії кожного фактора (%)
Втрата
місць
мешкання
Забруднення
Надмірн
а
експлуат
ація
Інтродуковані видіви
Хвороби
Всі види (1880)
85
24
17
49
3
Всі хребетні (494)
92
46
27
47
8
Ссавці (85)
89
19
47
27
8
Птахи (98)
90
22
33
69
37
Амфібії (60)
87
47
17
27
0
Риби (213)
97
90
15
17
0
Всі безхребетні (331)
87
45
23
27
0
Молюски(102)
97
90
15
17
0
Метелики (33)
97
24
30
36
0
Рослини (1055)
81
7
10
57
14

5.

Найбільше руйнування біологічних угруповань відбулось за останні 150
років, коли населення Землі зросло з 1 млрд. чол. в 1850р. до 2 млрд. в
1930 і 7 млрд. тепер.
В регіонах з найбільшим біологічним різноманіттям найвищий темп росту
населення.
5

6. Руйнування місць мешкання

• Пряме руйнування;
• Фрагментація.
6

7. Вологі тропічні ліси

В Кенії, Мадагаскарі, Індії, Філіппінах, Таїланді
більше 50% ключових для біологічного
різноманіття лісових місць мешкання
зруйновано.
Орангутанг втратив 63% своїх місць мешкання, а під
7
захистом перебуває лише 2% його первинного ареалу.

8. Водно-болотні місця мешкання

оз. Вікторія в східній
Африці має найбагатшу
фауну ендемічних риб, але
250 видів перебувають під
загрозою вимирання
8

9. Степи помірного поясу

В Іллінойсі та Індіані колись високотравні прерії складали 15 млн.га, а
9
зараз залишились недоторканими лише 1400 га – 1:10000 вихідної площі.

10. Коралові рифи

Тропічні коралові рифи
займають 0,2% площі океану,
але тут мешкає 1/3 відомих
видів океанічних риб.
Вже зараз 10% всіх коралових
рифів зруйновано та ще 50%
можуть бути зруйновані протягом
найближчих десятиліть.
Найдраматичніша
ситуація на Філіппінах, де
90% ушкоджених рифів
вже загинули, чи гинуть.
10

11. Коралові рифи

• забруднення;
• замулювання як
результат
вирубування
прибережних лісів;
• хижацький лов риби
з застосуванням
вибухівки та
ціанідів.
11

12. Опустелювання

9000000 кв.км
12

13.

“Якщо ми хочемо досягти успіху у збереження зразків нашої біологічної
спадщини, ми повинні дізнатись якомога більше про причини вимирання
видів, особливо, коли види мешкають у фрагментованих залишках
природних ландшафтів”. Дж.Тербер та Б.Уіннер.
13

14.

ВИМИРАННЯ НА ШЕЛЬФОВИХ ОСТРОВАХ
Шельфові острови стали островами при піднятті рівня моря 10000 р.
тому назад в плейстоцені.
Ті види, яких немає, очевидно зникли вже після відділення. 14

15.

В момент ізоляції
шельфові острови мали
повний набір
материкових видів.
15

16.

Ряд видів зникає. Малі шельфові
острови (до 100 км²) можуть вже не
відрізнятись за багатством фауни від
океанічних.
Тоді як великі (понад 10 000 км²)
містять значне багатство видів і після
тисяч років ізоляції.
16

17. Залежність числа видів рептилій та амфібій від площі острова

N
Гаїті
100
Пуерто-Рико
Куба
Ямайка
Монсеррат
10
Саба
Редонда
1
100000
10000
1000
100
10
1
S
кв.милі
17

18. Втрата видового різноманіття при колонізації острова

% видів, 100
що вижили,
90
(А) втрата 50% місць мешкання –
втрата 10% видів
(В) втрата 90% місць мешкання –
втрата 50% видів
50
10
10
50
100
% природних
екосистем
18

19. Особливості вимирання

Швидкому вимиранню
сприяють крупні розміри
тварин та спеціалізація до
місця мешкання.
З 179 вимерлих видів
84 можна віднести до
крупних, а 95 до
дрібних.
19

20.

Особливості вимирання
На прикладі Венесуели та Трінідаду показано, що 63%
“одинаків” вижило, а з тих що мешкали спільно з близькими
родичами вижило 62%.
20

21. Особливості вимирання

На багатство острівної фауни може вплинути реколонізація.
21

22. Острівні місця мешкання

22

23. Острівні місця мешкання

23

24. первинний механізм вимирання

на прикладі орнітофауни штату Сан Паулу в Бразилії.
24

25. первинний механізм вимирання

Фрагмент
Площа, Число видів, що Число %
зникл. зникл.
га
розмножуються
Початок
20ст.
видів
видів
1980р.
Борейро Ріко
1400
203
175
28
14
Санта же
Небра
250
203
119
84
41
Юнікемп
21
203
76
127
62
25

26.

первинний механізм вимирання
Юнікемп
Санта же Небра
Борейро Ріко
Видовий склад птахів фрагментів лісу в Сан Паулу
26

27.

первинний механізм вимирання
Риси ризику: крупні розміри, низька щільність популяцій
А) На багатьох з них негативним чином вплинуло полювання.
27

28.

первинний механізм вимирання
Б) Види пристосовані до життя в просвітах, що утворилися
на місці падіння старих дерев, або в лісових нетрях.
І перша й друга групи
мали низьку щільність
популяцій.
28

29.

первинний механізм вимирання
В) Види, що живляться плодами та нектаром, тобто
ресурсами, які можуть зникнути внаслідок незвичайних
кліматичних умов.
29

30.

первинний механізм вимирання
-
-
+
+
+
-
-
+
+
-
-
30

31. первинний механізм вимирання

фрагментація →
зниження чисельності →
нестабільна доступність ресурсів
Фрагментація запускає в
дію жорстокі закони
острівної екології
31

32. Небезпека фргаментації

450
900
450
32

33.

Небезпека фргаментації
33

34.

Небезпека фргаментації
34

35. Вторинні механізми вимирання

Вони пов’язані з:
а) зміною складної
системи взаємодій,
особливо між
хижаками і жертвою, а
також з участю
запилювачів і
поширювачів насіння;
б) вторинними і
третинними втратами
кормових рослин,
видів-жертв,
мутуалістів і т.д.
35

36.

Вторинні механізми вимирання
р. Чагрес
о.Борро Колорадо
17 кв.км
36

37.

Вторинні механізми вимирання
37

38. МІНІМАЛЬНА ЖИТТЄЗДАТНА ПОПУЛЯЦІЯ

39. Суть концепції МЖП

Засіб охорони екосистем – виділення охоронних територій.
39

40. мнт = мжп

Найпрактичніший спосіб вивчити життєздатність екосистеми часто
полягає у вивченні життєздатності ключових видів.
40

41.

Якщо не визначити пріоритети, то людство може промотати свої
обмежені кошти, оберігати одні види занадто, а на інші не звертати
уваги.
41

42. Ключові види

1.
2.
3.
4.
5.
Хижаки, які регулюють
чисельність популяцій інших
видів і відсутність яких врешті
решт веде до падіння
різноманіття.
Види, які своєю життєдіяльністю
створюють умови, необхідні для
організмів інших видів.
Види-мутуалісти, представники
яких своєю життєдіяльністю
підвищують життєстійкість
інших.
Види рідкісні, або ті, які
перебувають під загрозою
вимирання.
Види, представники яких мають
з точки зору людини, естетичну,
рекреаційну, духовну,
господарську цінність.
42

43. Числові орієнтири виживання

Досліди Ноя були успішними, бо йому допомагав сам Бог.
43

44. Числові орієнтири виживання

Життєздатна популяція має забезпечити достатньо тривале виживання
виду і адаптацію до умов району свого мешкання.
100 років
95%
Достатня плодючість, імунітет та генетична мінливість,
щоб адаптуватись до змін довкілля без підтримки людини.
44

45. Статистика виживання

♂♂
45

46.

особина
популяція
=
смерть
вимирання
1. Чим малочисельніша популяція, тим імовірніше її
вимирання протягом заданого проміжку часу.
2. Чим триваліший проміжок часу, який ми
розглядаємо, тим імовірніше вимирання популяції
заданої чисельності.
46

47.

Невизначеність демографічна
Невизначеність середовищна
Невизначеність катастрофічна
Невизначеність генетична
Марк Шаффер
47

48. Малі популяції вразливі

48

49. Невизначеність демографічна

Породжується випадковими подіями, пов’язаними з виживанням і
відтворенням особин.
0
49

50. Невизначеність демографічна

Т
T - тривалість виживання
N - чисельність популяції
Демографічна невизначеність
серйозно загрожує лише
порівняно малочисельним
популяціям.
200
100
N
50

51. Невизначеність середовищна

Пов’язана з середовищною складовою дисперсії швидкості росту популяції.
Визначається змінами доступності ресурсів, змінами пресу хижаків тощо.
51

52. Невизначеність середовищна

Т
T - тривалість виживання
N - чисельність популяції
200
100
N
52

53. Невизначеність катастрофічна

53

54. Невизначеність катастрофічна

Т
T - тривалість виживання
N - чисельність популяції
200
100
демографічна
середовищна
катастрофічна
N
54

55. Невизначеність генетична

Т
T - тривалість виживання
N - чисельність популяції
200
100
демографічна
середовищна
катастрофічна
N
55

56.

Невизначеність генетична
Життєздатність
зростає при
збільшенні
гетерозиготності.
Підтримка генетичного різноманіття життєво необхідна
для збереження індивідуальної життєстійкості і
життєздатності популяцій.
56

57. Дрейф генів

С’юал Райт
H=1-1/2Ne
Н – частка гетерозигготних особин
Ne – число особин, що розмножуються
57

58. Зміни генетичної мінливості в малих ізольованих популяціях, %

59. Інбредна депресія

%

60.

Інбредна депресія
Залежність
схожості
насіння Гілії
пурпурної від
чисельності
популяції
60

61.

Правило 50/500
Для короткочасного виживання популяції її ефективна
чисельність повинна складати хоча б 50 особин.
50
500
61

62.

Ефективний розмір популяції
4 Nm Nf
Ne = -----------------Nm+Nf
20
N=26
Ne = 12
6
62

63.

Ефективний розмір популяції
N
Ne
Т

64. Основна загроза для більшості популяцій походить від середовищної та катастрофіної невизначеності.

Демографічні показники
Змінність параметрів середовища
N
t
64

65.

для виживання протягом 100 років з імовірністю 95%
10г
маса
1т
1000000
мжп
100
10 кв.км
мнт
1000000кв.км
65

66. Розміри популяцій ссавців, що охороняються в національних парках Африки

N
5
10
3
10
- дрібні травоїдні
● - крупні травоїдні
- крупні хижаки
10
1
10
2
10
4
10
6
S
66

67.

Якщо враховувати катастрофічну невизначеність, то жодна
популяція не проживе 200 років!!!
Т
T - тривалість виживання
N - чисельність популяції
200
100
демографічна
середовищна
катастрофічна
N
67

68.

96%
80%
2 виходи:
•Зберігати не одну, а 2 і більше популяції;
•Корегуючиим діями досягнути пом’якшення наслідків катастроф.68

69.

Чи виживе ковила?
Заказник “Березоворудський”
Пам'ятка природи “Бурти”
69

70.

МЕХАНІЗМИ ВИМИРАННЯ
ПРОЕКТУВАННЯ ЗАПОВІДНИХ
ТЕРИТОРІЙ
ОГОЛОШЕННЯ ЗАПОВІДНИХ
ТЕРИТОРІЙ
УПРАВЛІННЯ ЗАПОВІДНИМИ
ТЕРИТОРІЯМИ
70