Проблема сохранения биоразнообразия

Биоразнообразие — это все виды жизни на Земле. Конвенция ООН о биологическом разнообразии даёт следующее определение: «разнообразие внутри видов, между видами и разнообразие экосистем, включая растения, животных, бактерии и грибы»^[1].

Утрата биоразнобразия происходит в результате исчезновения видов живых организмов, а также сокращения их численности. Она может быть временной, если ущерб можно компенсировать, или постоянной, если изменения необратимы. Основной причиной утраты биоразнообразия является деятельность человека, например, уничтожение среды обитания, вырубка леса, расширение сельскохозяйственных земель, загрязнение воды и воздуха, чрезмерная эксплуатация ресурсов, внедрение чужеродных инвазионных видов, изменение климата^[2].

По данным исследований, проводимых Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП), существует вероятность того, что около миллиона видов животных и растений могут оказаться под угрозой исчезновения, в том числе, например, жирафы, попугаи, дубы, кактусы и морские водоросли^[1].

Методы сохранения биоразнообразия представляют собой практические инструменты, которые помогают реализовать стратегические подходы к защите окружающей среды^[3]. Конвенция о биологическом разнообразии предусматривает два основных подхода к сохранению биоразнообразия — in situ и ex situ^[4]:

• Сохранение in-situ означает сохранение экосистем и естественных мест обитания, а также поддержание и восстановление жизнеспособных популяций видов в их естественной среде, в отношении одомашненных или культивируемых видов — в той среде, в которой они приобрели свои отличительные признаки. Обычно сохранение биологического разнообразия осуществляется на особо охраняемых природных территориях (ООПТ). Особое внимание уделяется сохранению мест обитания видов и структуры их взаимоотношений.
• Сохранение ex-situ означает сохранение биологических видов вне их естественных мест обитания, например, содержание видов в зоопарках и в лабораториях, а также создание генетических банков данных исчезающих видов.

Сохранение in-situ является наиболее действенным и эффективным способом сохранения биоразнообразия и представляет собой поддержание генетического разнообразия в природных популяциях видов растений и животных в их естественной среде обитания. Такой подход способствует сохранению биоразнообразия и обеспечивает устойчивость окружающей среды и экосистемы в целом и включает комплекс мер по устойчивому управлению природными ресурсами, например, восстановление деградированных территорий, создание особо охраняемых природных территорий и экологических коридоров между ними, охрана ключевых местообитаний редких видов, а также внедрение щадящих методов ведения сельского, лесного и рыбного хозяйства.

Метод in situ предполагает сохранение видов в естественных, сравнительно ненарушенных экосистемах. Такие экосистемы характерны для особо охраняемых природных территорий, которые создаются для сохранения природных комплексов, редких и исчезающих видов растений и животных, а также для обеспечения устойчивости экосистем. Примерами ООПТ служат природные и национальные парки, заповедники, заказники, памятники природы и другие природные объекты^[5]. Основная функция ООПТ заключается в обеспечении безопасных убежищ для образцов дикой природы, где прямое антропогенное воздействие сведено к минимуму. В заповедниках, национальных парках, заказниках и памятниках природы сохраняются не только редкие виды, многие из которых занесены в Красные книги, но и ключевые элементы их среды обитания: кормовые базы, места размножения, зимовки и пути миграции. Так, в ООПТ охраняются целые экосистемы, что обеспечивает поддержание естественных эволюционных процессов и генетического разнообразия внутри популяций^[6].

Восстановление среды обитания представляет собой комплекс мероприятий, направленный на возвращение деградировавшим, повреждённым или полностью разрушенным природным экосистемам их первоначальную структуру и функции, в результате чего формируется устойчивая, жизнеспособная и продуктивная экосистема, способная к саморегуляции и дальнейшему естественному развитию^[7].

Сохранение in-situ обладает рядом преимуществ, в числе которых сохранение ценных аллелей, поддержание естественного отбора, возможность изучения видов в их естественной среде обитания и защита связанных видов. К недостаткам можно отнести риск утраты ресурсов из-за антропогенных и природных факторов, слабая законодательная и методическая база, отсутствие мониторинга и баз данных, а также труднодоступность и неоперативность в получении материала для пользователей^[5].

Данный метод сохранения биоразнообразия предполагает минимальное вмешательство человека в окружающую среду, что обеспечивает поддержание размера популяций и её структуры, необходимых для защиты генетической целостности видов. Однако применение этого метода ограничено недостатком информации и вызывает сомнения в его эффективности в условиях экосистем, пострадавших или продолжающих страдать от антропогенного воздействия.

Сохранение ex-situ представляет собой способ сохранения биоразнообразия за пределами его естественной среды обитания. Он применяется, когда виды находятся под угрозой исчезновения в дикой природе и не способны выжить в естественной среде обитания без внешнего вмешательства.

Ботанические сады, зоопарки и аквариумы являются традиционными местами сохранения видов за пределами их естественной среды обитания, где содержатся содержатся ценные экземпляры, которые используются для разведения и реинтродукции в дикую природу. Так, часть популяции помещается в специально созданные условия, которые имитируют естественную среду обитания данного вида. При этом животные находятся под присмотром специалистов, которые могут регулировать репродуктивную активность через селекционные программы, контролировать доступ к пище, обеспечивать ветеринарную защиту, а также искусственно снижать уровень смертности, изолируя животных от хищников, болезней и других угроз. Основная задача данного способа заключается в создании резервных, генетически устойчивых популяции видов, которые в будущем смогут стать источником для реинтродукции и восстановления природных сообществ^[8].

Биобанк представляет собой структуру, которая занимается сбором, хранением и распределением биологических образцов и связанных с ними данных, действует в строгом соответствии со стандартными операционными процедурами и предоставляет высококачественный материал для проведения научных исследований^[9][10].

В контексте сохранения биоразнообразия ключевую роль играют генные банки — хранилища генетических материалов (тканей, семян, пыльцы и т. д.) и соответствующих данных об организмах. Материал возможно сохранить в различных формах, однако одним из наиболее эффективных и распространённых методов в современных генных банках является криоконсервация. Данный метод предполагает сверхбыструю заморозку образцов в жидком азоте при температуре −196°С, что позволяет на протяжении долгого времени сохранять жизнеспособность клеток, тканей и гамет различного происхождения для будущих исследований или восстановления популяций. Также существуют альтернативные, менее долгосрочные способы сохранения материала, основанные на поддержании оптимальных условий без глубокой заморозки, которые в основном используются для сохранения растений. К ним относятся, например, хранение при пониженных положительных температурах и контролируемой влажности, поддержание коллекций in vitro на питательных средах или содержание образцов в условиях медленного роста^[11].

Сохранение ex-situ обладает преимуществами, которые включают относительную безопасность и гарантию сохранения, возможность последовательного и целенаправленного изучения, централизованное управление и возможность постоянного учёта и контроля продвижения материала. Недостаткам заключаются в риске постепенного обеднения генетического состава популяции и больших финансовых затратах^[5].

Специалисты контролируют численность и состав популяции, стремясь сохранить эффективный размер популяции — количество особей, которое требуется для сохранения соответствующего уровня генетического разнообразия. Как правило, оно составляет 90 % от текущего генетического разнообразия через 100 лет. После достижения целевого размера основное внимание уделяется управлению популяциями. Управление популяциями в неволе направлено на предотвращение инбредной депрессии, утраты генетического разнообразия и адаптации к неволе^[12].

Инбредная депрессия представляет собой снижение жизнеспособности, продуктивности и фертильности потомства, возникающее из-за близкородственного скрещивания, или инбридинга. Одним из действенных методов предотвращения инбредной депрессии является минимизация среднего показателя родства — для разведения выбирают особей с наименьшим средним показателем родства, что позволяет сохранить редкие аллели и снизить инбридинг. В случае отсутствия информации о происхождении особи используют молекулярно-генетические методы^[13].

Утрата генетического разнообразия может быть вызвана эффектом основателя и генетическим дрейфом. Для того, чтобы снизить данный риск, необходимо обеспечить достаточное количество исходных особей, ограничить количество поколений, выращиваемых в неволе; поддерживать эффективный размер популяции и применять методы искусственного оплодотворения с использованием материала из дикой природы^[14].

Адаптация к неволе снижает шансы на успешную реинтродукцию, специалисты стараются минимизировать число поколений в неволе, создают условия, максимально приближённые к естественным, и применяют систему изолированных субпопуляций с регулярным обменом особей^[12].

Существует целый ряд международных соглашений, посвящённых охране биологического разнообразия в целом, отдельных видов, в отдельных регионах земного шара.

Конвенция о биологическом разнообразии была принята в 1992 году и вступила в силу в 1993 году. Основными целями КБР являются сохранение биологического разнообразия, обеспечение его устойчивого использования и праведливое и равноправное распределение выгод, возникающих при использовании генетических ресурсов. В соответствии с данным соглашением, страны-участницы должны разработать или пересмотреть национальные стратегии сохранения и использования биоразнообразия, а также интегрировать их в государственную политику в этой области.

Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения была подписана в результате резолюции Международного союза охраны природы в 1973 году и вступила в действие в 1975 году. Её принятие стало ответом на растущую угрозу вымирания многих видов из-за неконтролируемой коммерческой торговли. Цель Конвенции заключается обеспечении регулирования международной торговли дикими животными и растениями, которое бы исключило угрозу их существованию. Приложением к документу является Перечень видов млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий, рыб, беспозвоночных и растений, экспорт, реэкспорт и импорт которых, а также их частей или дериватов регулируется нормами данной конвенции.

Красная книга была создана Международным союзом охраны природы (МСОП) в 1963 году. Она представляет собой всемирный список редких и находящихся под угрозой исчезновения или исчезнувших животных, растений и грибов. Каждому виду присваивается категория — от «вызывающих наименьшие опасения» до «исчезнувших». Виды животных и растений, занесённые в Красную книгу, подлежат особой охране на всей отдельно взятой территории, которую охватывает конкретное издание Красной книги^[15].

Сохранение биоразнообразия является неотъемлемой частью глобальной повестки в области устойчивого развития. В 2015 году Генеральная Ассамблея ООН приняла Цели устойчивого развития, которые частично посвящены проблеме сохранения биоразнообразия. Например, ЦУР 14 посвящена «сохранению морских ресурсов», ЦУР 15 —  «сохранению наземных ресурсов». Кроме того, защита биоразнообразия тесно связана и с другими целями, включая ЦУР 13 — «борьба с изменением климата», ЦУР 12 — «обеспечение перехода к рациональным моделям потребления и производства» и другие цели. Реализация ЦУР предполагает международное партнёрство, обмен знаниями и финансовую поддержку развивающихся стран^[16].