§ 21. Биологическое разнообразие на Земле

Разнообразие видов живых организмов в биосфере Земли (сегодня известно более 300 тыс. видов растений, более 1,5 млн видов животных, а также огромное число видов грибов и микроорганизмов).

• 1. Соотношение царств — животный мир обладает значительно большим биоразнообразием, чем растительный (число известных видов животных в 5 раз превосходит число видов растений).
• 2. Широтный градиент — видовое богатство закономерно увеличивается по направлению от полюсов к экватору, достигая наивысших значений во влажных экваториальных лесах и коралловых рифах.

Количественная характеристика органической жизни на Земле; общая масса всех живых организмов, выраженная в единицах массы (в настоящее время оценивается примерно в 2400 млрд т).

• 1. Доминирование флоры — около 99 % всей биомассы планеты приходится на растения, тогда как на животных и микроорганизмы остаётся лишь около 1 %.
• 2. Концентрация на суше — более 99 % суммарной биомассы сосредоточено на континентах; биомасса Мирового океана составляет менее 1 ‰ (промилле, тысячной доли) общей массы биосферы.

Исторически сложившаяся совокупность всех видов растений, произрастающих на определённой географической территории или акватории.

• 1. Эволюционная история — видовой состав флоры материков отражает историю их геологического раскола, изоляции и древних связей через сухопутные перешейки.
• 2. Эндемизм — длительная изоляция континента приводит к формированию неповторимой флоры (например, сотни видов уникальных эвкалиптов в изолированной Австралии).

Исторически сложившаяся совокупность всех видов животных, населяющих определённую географическую территорию, природную зону или материк.

• 1. Пищевая зависимость — богатство и разнообразие фауны напрямую зависят от мощности растительного покрова, служащего первичной пищей для травоядных видов.
• 2. Материковые контрасты — обособление континентов древней Гондваны сформировало уникальные фаунистические комплексы (господство сумчатых и яйцекладущих млекопитающих в Австралии).

Система международных, государственных и общественных мер, направленных на сохранение, разумное использование и восстановление живой природы и ландшафтов Земли.

• 1. Международные соглашения — запрет китобойного промысла, запрет нелегальной торговли слоновой костью, строгие квоты на торговлю черной икрой осетровых рыб, Киотский протокол по сокращению выбросов в атмосферу.
• 2. Заповедная сеть — создание особо охраняемых природных территорий (заповедников, заказников, национальных парков), численность которых в мире превышает 100 тысяч объектов.

Немецкий естествоиспытатель, географ и путешественник, один из основоположников географии растений и физической географии. Обосновал идею закономерного зонального распространения растительности на поверхности Земли и заложил основы учения о высотной поясности.

• Обосновал фундаментальную идею закономерного зонального распределения растительного покрова на земном шаре в зависимости от широты и климатических условий.
• В ходе многолетней экспедиции по Южной и Центральной Америке исследовал флору Амазонии и Анд, открыв явление высотной поясности растительного мира.
• Создал первые научные основы сравнительного страноведения и биогеографии, показав неразрывную связь живых организмов с климатом и рельефом.

Растительный и животный мир планеты неразрывно взаимосвязаны и образуют единую живую оболочку — биосферу:

• Биоразнообразие: животный мир значительно богаче растительного по количеству видов (известно свыше 1,5 млн видов животных и более 300 тыс. видов растений, а также сотни тысяч видов грибов и микроорганизмов);
• Биомасса: растительный мир абсолютно преобладает по массе, составляя около 99% всей биомассы планеты (суммарный объем биомассы оценивается примерно в 2400 млрд тонн);
• Пространственное распределение: свыше 99% всей биомассы сосредоточено на суше, в то время как на Мировой океан приходится менее 1 ‰ (одной тысячной доли) биомассы, хотя морские организмы играют решающую роль в формировании осадочных пород, газового состава атмосферы и круговороте веществ.

Размещение и разнообразие жизни на Земле напрямую зависят от климатических условий — количества тепла, света и влаги:

• Широтная закономерность: в целом биоразнообразие закономерно увеличивается по направлению от полюсов к экватору. Наиболее богаты видами влажные экваториальные леса (в Амазонии на 10 га насчитывается более 300 видов деревьев — в 10 раз больше, чем в умеренных лесах), тропические моря и коралловые рифы;
• Высотная и глубинная зональность: биоразнообразие снижается от подножий гор к вершинам и от освещенных верхних слоев океана к холодным глубинным абиссалям;
• Нарушения зональности: в сухих тропических пустынях из-за острого дефицита влаги жизнь крайне бедна, уступая по богатству умеренным широтам; на суше видовое богатство выше в районах со сложным расчлененным рельефом, а в океане — на стыках теплых и холодных течений.

Различия растительного и животного мира материков объясняются следующими причинами:

• Тектоническая история: Африка, Южная Америка и Австралия сотни миллионов лет назад составляли единый материк Гондвану. После его раскола континенты разошлись на тысячи километров, и их живая природа миллионы лет развивалась независимо;
• Ранняя изоляция Австралии: Австралия отделилась раньше всех, благодаря чему там сохранились архаичные яйцекладущие (утконос, ехидна) и сумчатые животные (кенгуру, коала, вомбат), а также сотни эндемичных видов эвкалиптов;
• Древние сухопутные «мосты»: Евразия и Северная Америка неоднократно соединялись сухопутным перешейком на месте Берингова пролива, поэтому в их таежных лесах живут близкие виды (ель, лиственница, клен, дуб, медведь, лось);
• Масштабы древних оледенений: в Северной Америке оледенение было менее губительным для древесных пород, поэтому флора широколиственных лесов там богаче, чем в Евразии;
• Воздействие человека: истребление крупных животных и сведение лесов на протяжении истории человечества.

• Биоразнообразие — это качественная характеристика живой природы, выражающаяся в разнообразии и численности видов живых организмов (растений, животных, грибов, бактерий), населяющих биосферу планеты или конкретный биом;
• Биомасса — это количественная характеристика органической материи, представляющая собой общую совокупную массу всех живых организмов, выраженную в единицах массы (тоннах или граммах на единицу площади/объема). Общая биомасса Земли составляет около 2400 млрд тонн, причем 99% ее приходится на зеленые растения суши.

Растительный и животный мир тесно адаптирован к экологическим параметрам окружающей среды:

• Экваториальные леса: при круглогодичном изобилии тепла и влаги формируется густой многоярусный лес с гигантской биомассой. Из-за затенения травы почти отсутствуют, а животные приспособлены к ярусной жизни в кронах деревьев (обезьяны, птицы, древесные змеи, неисчислимые сообщества насекомых);
• Саванны: сезонный климат с выраженными влажным и сухим периодами определяет развитие мощного травянистого покрова (слоновая трава). Высокие травы служат кормом для гигантских стад травоядных (слоны, жирафы, зебры, антилопы, буйволы), за которыми следуют крупные хищники (львы, леопарды, гепарды);
• Пустыни: крайняя сухость воздуха и дефицит воды вызывают появление у растений длинных корней, мясистых стеблей или колючек (верблюжья колючка, кактусы), а животные приспособлены экономить влагу и вести ночной образ жизни (грызуны, змеи, верблюды);
• Тундра и полярные пустыни: дефицит тепла ограничивает растительность мхами, лишайниками и карликовыми стелющимися деревьями, а животные защищены толстым слоем подкожного жира и плотным мехом (белые медведи, песцы, северные олени).

Различия видового состава аналогичных природных зон на разных материках определяются:

• Историей геологического развития: расколом древних суперконтинентов Лавразии и Гондваны и последующим независимым эволюционным путем каждого обособившегося материка;
• Степенью и продолжительностью изоляции: например, глубокая изоляция Австралии и Мадагаскара законсервировала древние реликтовые группы животных и растений;
• Наличием или отсутствием миграционных сухопутных путей: периодически возникавшие перешейки (Берингов, Панамский) позволяли видам обмениваться между материками, тогда как океанические преграды блокировали миграцию;
• Различиями в климатической истории: неодинаковой интенсивностью четвертичных оледенений и динамикой засушливых эпох;
• Хозяйственной деятельностью человека: антропогенным истреблением видов и интродукцией чужеродных организмов.

• Важность сохранения биоразнообразия:
• Экологическая устойчивость: каждый вид выполняет уникальную функцию в экосистеме и пищевой сети; исчезновение одного вида ведет к дестабилизации природного равновесия и гибели связанных организмов;
• Жизнеобеспечение биосферы: растения вырабатывают кислород, очищают атмосферу и создают плодородный почвенный покров;
• Ресурсная ценность: флора и фауна обеспечивают человечество продовольствием, сырьем, строительными материалами и служат неисчерпаемым источником лекарственных веществ и генетического материала для селекции;
• Виды человеческой деятельности, ведущие к вымиранию видов:
• Уничтожение естественных мест обитания: масштабная вырубка лесов (особенно экваториальных лесов Амазонии), осушение болот, распашка целинных земель;
• Техногенное загрязнение: выбросы вредных газов в атмосферу (парниковый эффект, кислотные дожди), загрязнение почв ядохимикатами и Мирового океана пластиком и нефтепродуктами;
• Браконьерство и перепромысел: неконтролируемая охота, хищнический вылов рыбы, истребление слонов ради бивней и осетровых рыб ради черной икры;
• Ежегодно из-за антропогенного пресса планета безвозвратно теряет более 10 тысяч видов живых организмов.