Изменение генофонда популяций

Изменение генофонда популяций – это сигнал о существенном изменении окружающей среды. Генетическое разнообразие обеспечивает правильное развитие популяции и делает ее устойчивой к неблагоприятным факторам окружающей среды и патогенам. Наблюдаемое в настоящее время истощение генофонда многих видов приводит их к уничтожению, которое человек не может предотвратить, несмотря на многочисленные усилия.

Причины изменения генофонда популяции

Есть много видов, генетическое разнообразие которых постоянно сокращается и которым угрожает исчезновение. К ним относятся, например, зубр, сапсан, гепард, арабский орикс, гигантская панда и горная горилла. Эти виды имеют истощенный генетический фонд, что связано с их значительной восприимчивостью к определенным заболеваниям и потерей способности адаптироваться к изменениям в условиях среды обитания, а зачастую и со снижением плодовитости.

Для справки! Гигантская панда очень неохотно размножается в неволе, а в дикой природе встречается редко. Кроме того, ее способность к оплодотворению длится всего 2-3 дня и происходит только один раз в год. Чтобы спасти вымирающий вид, ученые разводят этих животных.

Непосредственной причиной снижения генетического разнообразия является уменьшение количества особей в популяции. Гены передаются из поколения в поколение случайным образом. Чем больше количество особей имеет данный аллель, тем больше вероятность того, что он будет передан потомкам и закреплен в популяции.

Если, с другой стороны, конкретный аллель спорадически встречается в популяции, высока вероятность его исчезновения из генофонда. Следовательно, только достаточно большая популяция гарантирует передачу разнообразного генетического материала следующим поколениям. У большого количества особей также больше шансов на появление мутаций и получение новых аллелей генов, имеющих адаптивное значение.

В чем источник изменений в генофонде?

Важной причиной снижения генетического разнообразия является исчезновение местных подвидов или разновидностей диких организмов, а также появление все большего числа отобранных, генетически однородных разновидностей сельскохозяйственных культур и пород животных. С исчезновением диких разновидностей исчезают все уникальные аллели, которые были в их генотипе и обуславливали адаптацию к местным условиям окружающей среды.

Когда каспийский тигр вымер, все аллели, специфичные для этого подвида, не встречающиеся у других подвидов тигра, исчезли. В девятнадцатом веке вытеснение старых сортов картофеля новыми привело к потере гена, определяющего устойчивость этого растения к фитофторозу, что привело к исчезновению этого овоща и сильному голоду, опустошающему население Ирландии.

Изменение генофонда – величайшая угроза нормальному функционированию жизни

Каждый вид имеет свое место и выполняет определенную функцию в экосистеме. Если он умирает, экосистема становится менее стабильной. Живые организмы влияют друг на друга. Они связаны друг с другом, в том числе пищевыми отношениями, благодаря которым в природе происходит круговорот материи и поток энергии.

Зеленые растения осуществляют процесс фотосинтеза: из воды и углекислого газа под действием света образуются простые органические соединения, называемые продуцентами. Есть и потребители:

• травоядные – потребители первого порядка;
• плотоядные – потребители второго и третьего порядка;
• организмы, расщепляющие органические вещества – деструкторы.

Организмы могут конкурировать за свет, пищу, жизненное пространство, воду, минеральные соли или партнера. Два вида могут тесно сосуществовать друг с другом, не причиняя друг другу вреда, от которого выигрывает каждая или только одна из сторон.

Например, одна из них может паразитировать на другой. В этом случае одна сторона выигрывает, а другой причиняется вред. Все организмы в процессе эволюции приспособились к условиям, в которых они живут. Зависимости создают сложную сеть связей.

Какое значение имеет изменение генофонда?

В настоящее время наблюдается резкое сокращение биоразнообразия, а вместе с ним и генофонда популяций. Потеря большего количества видов снижает шансы на выживание. Наиболее важными факторами, способствующими снижению биоразнообразия, являются:

• исчезновение местообитаний и экологических коридоров;
• приток чужеродных инвазивных видов;
• изменение климата;
• загрязнение окружающей среды;
• чрезмерная эксплуатация живых ресурсов;

Среды обитания, которые раньше представляли собой огромные пространства, были разделены барьерами в результате деятельности человека:

• строительством автомобильных и железных дорог;
• регулированием рек;
• вырубкой лесов;
• внедрением промышленного земледелия;
• интенсивно удобряемыми монокультурами на больших площадях,

Следствием этого является истощение генофонда популяции, что может привести к ее исчезновению. Вслед за этим смена эволюционного направления развития – вот какое значение имеет изменение генофонда.

В настоящее время ежегодно вымирает от 5 000 до 50 000 видов растений и животных. Это в 100-1000 раз больше, чем процесс естественного вымирания без влияния человеческой цивилизации. Нужно помнить, что умирают крупные и впечатляющие виды, такие как рысь, тигр, жираф или ныне вымерший черный носорог, а также маленькие незаметные виды, которых, возможно, еще предстоит обнаружить и назвать.

Для справки! Согласно отчету WWF «Living Planet Report 2016», с 1970 по 2012 год популяция позвоночных сократилась на 58%! Результаты анализа публикаций и проведенных исследований насекомых за последние 40 лет впечатляют. Прогнозируется, что, если люди продолжат ухудшать окружающую среду, до 40% всех видов насекомых могут исчезнуть в течение следующих нескольких десятилетий.

Виды изменения генофонда:

1. Естественные, в результате взаимодействия разных популяций, болезней, изменения климата;
2. Антропологические – генофонд популяций сокращается в результате чрезмерной эксплуатации ресурсов организмов, например, чрезмерного вылова рыбы или охоты.

Загрязнители воды, почвы и воздуха также влияют на живые организмы. Реакция на любые изменения в окружающей среде варьируется от вида к виду. Начиная от изменения скорости роста, размножения и заканчивая вымиранием наиболее уязвимых. Здесь также могут быть предприняты действия по сохранению генофонда популяций и биоразнообразия.

Меры по сохранению генофонда популяций

Чтобы предотвратить утрату биоразнообразия, принимаются активные меры защиты. Один из них заключается в восстановлении условий среды обитания для нормального функционирования экосистем, поддержки природных процессов, которые были нарушены, или восстановления популяции.

Остальные – обеспечивают связь между разделенными фрагментами среды обитания, создавая новые или соединяя нарушенные экологические коридоры. Поддержание этой взаимосвязанности всегда следует рассматривать в трех пространственных масштабах:

• местном (популяция вида);
• региональном (связи между популяциями);
• континентальном (вся область распространения вида).

Некоторые меры, которые население может самостоятельно предпринять для защиты генофонда популяций:

• ограничить потребление. Покупать столько продуктов, сколько можно использовать;
• выбирать местные продукты и те, производство которых не оказывает негативного воздействия на биоразнообразие (например, избегать пальмового масла);
• не приносить из отпуска сувениры из исчезающих растений и животных;
• отказаться от аккуратно подстриженной лужайки в пользу разноцветной поляны;
• выращивать местные виды растений, особенно те, которые дружелюбны к насекомым, птицам и мелким млекопитающим;
• беречь старые деревья, аллеи и сажать новые;
• если кормить птиц, делать это ответственно. Не кормить их хлебом;
• не вводить чужеродные виды в окружающую среду;
• выбирать место для отдыха, учитывая, не вредит ли присутствие окружающей природе;
• узнать об инвазивных чужеродных видов, угрожающих природе, и не вводить их в культуру;
• перейти от пластика к многоразовым изделиям;
• сортировать отходы;
• экономить воду и электричество;
• собирать дождевую воду, которую можно использовать, например, для полива сада.