О СИСТЕМНОМ АСПЕКТЕ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ

545
О СИСТЕМНОМ АСПЕКТЕ СОХРАНЕНИЯ БИОРАЗНООБРАЗИЯ В УСЛОВИЯХ
ГЛОБАЛЬНОЙ УРБАНИЗАЦИИ
В.М. Макеева, А.В. Смуров
Музей землеведения и экоцентр Московского государственного университета им.М.В. Ломоносова,
Москва, [email protected]
В условиях глобальной урбанизации планеты для решения задачи
устойчивого сохранения биоразнообразия необходим системный подход к его охране. Этот подход основан на использовании экологогенетических принципов сохранения системной организации видов и
популяций
(Макеева,
Смуров,
2009). Главный принцип – принцип
разнообразия структурных элементов на всех уровнях исторически
сложившейся
структурнофункциональной организации природных охраняемых экосистем. Таким образом, виды необходимо сохранять как целостные эволюционно-сложившиеся иерархически соподчиненные системы популяций,
характеризующиеся определенным
соотношением частот аллелей генов (Алтухов, 2003; Макеева, 2008;
Макеева, Белоконь, Смуров, 2011).
По результатам 30-летнего эколого-генетического
мониторинга
динамики генофонда 36 популяций
модельных видов животных (одного
вида наземных моллюсков и двух
видов бурых лягушек) в условиях
антропогенного ландшафта Москвы
(20 популяций) и Подмосковья (16
популяций) была выявлена роль
антропогенной изоляции как фактора, разрушающего иерархичность
популяционной структурированности видов.
Суждение об иерархичности
эволюционно сложившейся системы
обследованных
популяций
(Москвы и юго-западного Подмосковья) делалось на основании их
сравнения по суммарному соотношению частот аллелей генов (Nei,
1972). Среди крупных эталонных
«региональных» популяций подтверждена иерархичность популяционной структуры, выявленная ранее (Макеева и др. 2005; 2006). В то
ж время, в пределах урбанизированной территории в мелких изолированных популяциях было выявлено нарушение иерархичности популяционной структуры вследствие
фиксации разных аллелей одних и
тех же полиморфных локусов по
признакам раковины (наличие и отсутствие полосы, цвет раковины) и
по биохимическим маркерам аллелей генов.
Разрушение иерархичности популяционной структуры означает резкое снижение адаптационного потенциала популяции вследствие действия отрицательных генетических процессов – дрейфа генов и инбридинга. Дрейф генов, как и мутации и миграции, изменяет частоты аллелей генов независимо от того, вызывает ли это повышение или понижение приспособленности. Случайность процессов с точки зрения приспособленности объясняет их разрушительное влияние на организацию популяционной структурированности видов. Только действие естественного отбора предотвращает разрушительные последствия всех остальных
процессов и способствует возникновению адаптивности популяции. Действие естественного отбора было выявлено в отношении конхологических признаков и биохимических маркеров в крупных природных популяциях кустарниковой улитки Bradybaena fruticum Mull. (Макеева, Пахорукова, 2000).
Таким образом, принципиальное отличие урбанизированных ландшафтов от естественных состоит в том, что в крупных природных популяциях естественных ландшафтов ведущая роль в сохранении постоянства генетической структуры популяций принадлежит естественному отбору. В мелких изолятах антропогенных ландшафтов преобладают случайные процессы и инбридинг, нарушающие это постоянство. В урбанистических ландшафтах происходит изменение удельного веса факторов
и на первое место выходит дрейф генов.
Для проблемы сохранения биоразнообразия урбанизированных
ландшафтов этот вывод имеет принципиальное значение. Он показывает, что главная проблема охраны биоразнообразия, состоящая в сохранении численности популяций и качества генофонда не может быть решена человеком только с помощью территориальной охраны, т.к. она не
может остановить процесс деградации генофонда популяций и распада
системной организации видов, являющихся основой функционирования
охраняемых экосистем.
В урбанизированных ландшафтах для сохранения разнообразия видов необходимо учитывать процессы изменения популяционной структурированности видов, происходящие под воздействием человека. Авторами разработан, апробирован и внедрен в систему городских особо
охраняемых природных территорий (на примере города Москвы) эколого-генетический подход (методология, концепция, стратегия, генетические технологии), позволяющий восстанавливать целостность видовых и
популяционных систем за счет управления качеством генофонда популяций (Макеева, 2008; Макеева, Смуров, 2009; Макеева, Белоконь, Смуров, 2011).
Эколого-генетический подход является основой геноурбанологии –
самостоятельного перспективного научно-практического направления
(синтез популяционной генетики и системной экологии). Направление
выделено по итогам эмпирического и теоретического обобщения оригинальных данных 30-летнего изучения воздействия урбанизации (фрагментации ландшафта) на структуру и функцию популяций животных,
обитающих на территории антропогенного ландшафта Москвы и Подмосковья (Макеева, 2005; Макеева и др., 2006; Макеева, Смуров, 2011).
Геноурбанология позволяет эффективно и экономически выгодно сохранять и восстанавливать генетический фундамент экосистем, используя
наряду с территориальной охраной эколого-генетическую адаптационную стратегию повышения генетического разнообразия и устойчивости
охраняемых популяций видов и экосистем в целом.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Макеева В. М, Смуров А. В. Эколого-генетические принципы сохранения
разнообразия и численности животных антропогенных экосистем (на
примере модельных видов в Москве и Подмосковье) // Сборник трудов
3-й Международной научно-практической конференции «Сохранение
546
разнообразия животных и охотничье хозяйство России» (19-20
февраля 2009 г.). М. : МСХ им.
К.А. Тимирязева. 2009. С. 58-61.
Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях: учебное пособие. - 3-е издание. М. : ИКЦ
Академкнига, 2003. 431 с.
Макеева В. М. Эколого-генетические основы охраны животных
антропогенных экосистем (на
примере Москвы и Подмосковья):
автореф. дис… д-ра биол. наук.
М., 2008. 47 с.
Макеева В. М, Белоконь М. М.,
Смуров
А.
В.
Экологогенетический подход к охране
животных антропогенных экосистем (на примере модельных видов в Москве и Подмосковье). М.
: Изд-во МГУ, 2011. 160 с.
Nei M. Genetic distance between
populations // The American Naturalist. - 1972. Vol.106. - P. 283-292.
Макеева В. М., Белоконь М. М., Малюченко О. П. Оценка состояния генофонда природных популяций беспозвоночных животных в условиях
фрагментированного ландшафта Москвы и Подмосковья (на примере
кустарниковой улитки, Bradybaena fruticum (Mull.) // Генетика.- 2005. № 11. - С. 1495-1510.
Оценка состояние генофонда природных популяций позвоночных животных в условиях фрагментированного ландшафта Москвы и Подмосковья (на примере бурых лягушек) Макеева В. М., Белоконь М. М.,
Малюченко О. П., Леонтьева О. А. // Генетика. 2006. Т. 42. № 4. С. 115.
Макеева В. М., Пахорукова Л. В. Роль естественного отбора в поддержании устойчивости генотипического состава природных популяций
кустарниковой улитки Bradybaena fruticum (Mull.), Mollusca, Gastropoda
по результатам экологического мониторинга // Журнал общей биологии. 2000. Т. 61. № 6. С. 638-661.
Макеева В.М. О целесообразности выделения геноурбанологии в качестве самостоятельного научного направления // Сборник трудов VII
Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». М. :
Изд-во МГРИ, 2005, Т. 4. С.28.
Макеева В. М., Смуров А. В. Геноурбанология как методологическая основа сохранения биологических ресурсов // Известия Самарского
научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 1(6).
С. 1354-1356.