Восстановление и охрана естественных местообитаний насекомоядных растений

Восстановление и охрана естественных местообитаний насекомоядных растений

Природа нашей планеты таит в себе много неизведанного и необычного. В растительном царстве можно обнаружить удивительные экземпляры, которые не просто покоряют взор, но и удивляют своим способом жизни. Одним из секретов природы Земли являются хищные растения.

Все мы с детства знаем, что цветы и трава – это пища для животных, но, оказывается, бывает и наоборот. Насекомоядные, которые также называют плотоядными, являются тому прямым подтверждением. Хищные растения — это те живые организмы, которые получают часть или большинство полезных веществ (но не энергии) от захвата и потребления животных или простейших, как правило, членистоногих. Плотоядные представители флоры адаптированы для роста в местах с тонким слоем плодородной почвы или малым количеством азота, таких как кислые болота и выходы горных пород. Чарльз Дарвин написал свой труд «Насекомоядные растения», первый известный трактат о плотоядных видах флоры, в 1875 году. Эта книга стала переломным пунктом в исследованиях этих необычных представителей растительного мира.

Как и чем питаются растения хищники?

Хищные растения имеют листья, приспособленные для улавливания небольших животных, чаще всего насекомых. Именно поэтому их также называют насекомоядными. Попавшись такому цветку в «капкан» беспозвоночное членистоногое животное растворяется в его пищеварительном соку. В результате живой организм растения-хищника получает необходимые для полноценного существования питательные элементы. Стоит отметить, что ферменты растворяют мягкую ткань насекомого. Скелеты или экзоскелеты они «переварить» не могут, поэтому внутри некоторых цветов скапливаются многочисленные останки их жертв.

Некоторые цветки могут впитывать соки мертвых животных с помощью поверхности листьев. Однако только настоящие плотоядные представители флоры обладают способностью получать питательные вещества от животных, сначала притянув их к себе, чтобы захватить, а потом переварить и усвоить питательные соки пойманной жертвы. Такое поведение называется плотоядным синдромом.

У растений-хищников обнаружено пять основных механизмов ловли добычи, которые не зависят от принадлежности растения к конкретному семейству:

  1. Емкости в форме кувшина — захватывают добычу при помощи свернутого листа, который содержит смесь пищеварительных ферментов или колонии бактерий.
  2. Ловушки в виде листьев, покрытых липкой слизью.
  3. Быстро схлопывающиеся листья.
  4. Улавливатели в виде вакуумного пузыря, который засасывает жертву.
  5. Капканы, напоминающие крабовую клешню, также известные как ловушки угря, вынуждают жертву двигаться к пищеварительному органу с волосами, направленными внутрь.

Эти ловушки могут быть активными или пассивными, в зависимости от того, способствует ли движение захвату добычи.

Размер насекомоядных цветов относительно мал, и самое большое животное, которое когда-либо было захвачено одним из таких цветков, оказалось маленькой крысой. Известно, что более 150 различных типов насекомых идентифицированы как жертвы таких растений, но также паукообразные (пауки и клещи), моллюски (улитки и слизни), дождевые черви и мелкие позвоночные (мелкие рыбы, амфибии, рептилии, грызуны и птицы) являются их потенциальной добычей.

Где растут хищные растения?

Плотоядные цветы встречаются почти во всех экосистемах, ареал их распространения — почва, бедная питательными веществами и минералами. То есть кислая, без азота, фосфора и калия. Этих представителей флоры можно увидеть на каждом континенте, кроме Антарктиды. Растения-хищники особенно многочисленны в Северной Америке, Юго-Восточной Азии и Австралии.

Хищные растения обычно предпочитают селиться во влажных местах, которые к тому же должны быть открытыми и солнечными. Они не любят конкуренцию, поэтому встретить их можно там, где другие цветы и травы не очень хорошо себя чувствуют.


Насекомоядные цветы можно встретить на влажных лугах в юго-восточной части Соединенных Штатов или в торфяных болотах на севере Северной Америки и в Евразии. Некоторые из них растут в тихих водах прудов и канав по всему миру. Другие — на влажных, скалистых утесах или на мокром песке. Часто эти представители флоры встречаются в местах, где периодически происходят пожары, что тоже способствует сокращению конкуренции.

Многие любознательные ботаники задают вопрос: где живет Росянка? Или где растет Мухоловка? Отвечая на них, отметим, что хотя плотоядные растения разбросаны по всему миру, в одном месте — заповеднике Green Swamp (Зеленое Болото), что в юго-восточной части Северной Каролины, можно встретить сразу несколько представителей уникальной хищной флоры. В частности здесь произрастают сразу четыре вида рода Саррацения (Sarracenia), столько же видов рода Росянка (Drosera), десять видов рода Пузырчатка (Utricularia), три вида рода Жирянка (Pinguicula) и одна Венерина мухоловка (Dionaea).

Особенности и виды хищных растений

Известно, что плотоядные цветы могут существовать, не охотясь на насекомых. Однако биологи считают, что полезные вещества, полученные благодаря хищничеству, помогают им расти быстрее и производить больше семян. В результате они становятся более стойкими и могут распространяться в новых районах. Также существует растение, которое лишь убивает насекомых, но не «едят» их. Это Свинчатка капская (Plumbago auriculata).


Все плотоядные цветы, делятся на:

  • активно ловящие, с чувствительными волосками и движущимися частями. Сюда относят Венерину мухоловку.
  • пассивно ловящие, которые в свою очередь бывают со слизистыми и клейкими выделениями на листве, и с ловушками – пузырьки, кувшинчики и т.д. Здесь примером служат Саррацения и Непентес.

Многие виды флоры имеют привлекательные для насекомых цветные листья, а также выделяют сладкий нектар. Всего науке известно 630 видов таких насекомоядных многоклеточных организмов, наиболее яркими представителями являются:

  • росянка – одно из самых крупных хищных растений. Распространено на всех материках, кроме Антарктиды. Достигает 1 метра в высоту и живет вплоть до 50 лет. Ловушкой служат липкие движущиеся щупальца.
  • венерина мухоловка — имеет ловушку с защелками, которые закрываются вокруг добычи, когда она касается одного из чувствительных волосков.
  • жирянка наибольшее свое распространение получила в Северной и Южной Америке, Европе и Азии. Для жирянки характерна листва насыщенного зеленого или же розового окраса. Она вырабатывает слизь, действующую на насекомых, как клей.
  • пузырчатка встречается в водоемах и во влажной почве почти всех материков, кроме Антарктиды. Это единственный представитель флоры, у которого пузырьки служат для ловли жертвы.
  • непентес произрастает в Китае, Индонезии, Малайзии, на Филиппинах, Сейшелах, в Индии, Австралии, Суматре и Борнео. Непентес представляет собой лиану высотой 10-15 метров. Для поимки насекомых у него имеются листья-кувшинки. В этих «сосудах» содержится жидкость, в которой гибнут пойманные жучки. Наиболее крупные непентесы способны ловить и поглощать даже небольших млекопитающих (мышей, крыс).
  • генлисея свое распространение получила в Южной и Центральной Америке, а также в Африке. Она вооружена «крабовой клешней». Попасть в такую «клешню» просто, а вот выбраться практически невозможно из-за растущих у входа волосков, удерживающих добычу. Необычность генлисеи в ее листьях: надземная листва осуществляет фотосинтез, а вот под почвой подземные листья, в форме спирали, ловят и переваривают простейшие микроорганизмы.

Хищные растения долгое время были предметом народного интереса. Представители флоры представлены в ряде книг, фильмов, телесериалов и видеоигр. Как правило, это вымышленные образы, которые включают в себя преувеличенные характеристики, такие как огромный размер или обладание способностями, выходящими за пределы реальности, и могут рассматриваться как своего рода художественная интерпретация. Два из самых известных примеров вымышленных плотоядных цветов в популярной культуре — это черная комедия 1960-х годов «Маленький магазин ужасов» и триффиды в фильме «День триффидов» Джона Уиндема.

Способы сохранения и восстановления видового разнообразия

Возрастание масштабов практически неуправляемого разрушения природных комплексов, местообитаний видов растений и животных ведет, как мы это уже обсуждали, к снижению численности все большего числа видов до критического уровня, обрекая их на исчезновение. Количество известных науке видов высших растений превышает 600 тысяч, а животных — 2 миллиона. Общее количество видов животных, по расчетам на основе специальных экспериментов с частотой встречаемости новых видов, составляет, по-видимому, не менее 10, а может быть и 30 миллионов. При этом значительная, если не большая, часть видов таких многочисленных и разнообразных классов, как круглые черви, паукообразные и насекомые, особенно обитатели все еще недостаточно изученных тропических лесов, до сих пор не описаны и остаются неизвестными науке. Поэтому речь идет о необходимости предотвращения вымирания сотен тысяч и миллионов видов.

Очевидно что наиболее целесообразно сохранение достаточно больших, богатых видами экосистем, в составе которых сохранятся и все входящие в них виды. Это — генеральная линия в борьбе за сохранение видового разнообразия жизни — создание территорий, на которых частично или полностью запрещается хозяйственная деятельность, а присутствие людей ограничивается штатом охраны и исследователей. Такие территории называют заповедниками. Возможны более «мягкие» формы охраны, при которых разрешаются одни формы деятельности, например сельское хозяйство, и запрещаются другие — охота, рыбная ловля, лесозаготовки. Такие территории с ограниченным хозяйственным использованием называют заказниками. В мире существует достаточное разнообразие форм охраны природных комплексов, но только заповедники со строгим режимом охраны являются истинными резерватами видов дикой природы.

По расчетам, сделанным разными авторами, остановить катастрофическое вымирание видов, создавая новые заповедники, можно, если полностью изъять из хозяйственного использования и перевести на режим строгой охраны от 30 до 40% территории суши.

Конечно, заповедники должны охватывать все почвенно-климатические зоны и создаваться прежде всего в наиболее населенных странах и регионах, где природа испытывает особенно сильное давление цивилизации и где особенно велико число видов, находящихся под угрозой. Очевидно, что в ближайшие десятилетия человечество еще не сумеет «поделить» Землю с дикой природой и необходимые площади не удастся сделать заповедными.

Еще одна возможность сохранения редких видов заключается в увеличении числа зоопарков и ботанических садов, разведении исчезающих видов в условиях неволи с последующим возвращением размножившегося вида в природную среду. Есть много примеров успешного сохранения отдельных видов таким способом. Например, европейский зубр, к началу 30-х годов сохранившийся только в неволе, был успешно размножен в заповедниках при полувольном содержании и затем выпущен в природу. При этом, поскольку для восстановления вида использовали скрещивание с близким видом — американским бизоном, было получено достаточное количество «нечистокровных» зубров, составивших основу стада зубров Кавказского заповедника. «Чистокровные» зубры живут теперь в Беловежской Пуще, Окском и Приокско-Террасном заповедниках. Их численность превысила критическую, хотя генетические последствия этапа, на котором неизбежным было близкородственное скрещивание, все еще обнаруживаются, и это требует продолжения селекционной работы.

Задача сохранения в неволе и размножения редких видов животных — главная в деятельности основанного Джералдом Даррелом зоопарка на острове Джерси. Ряд программ по размножению в неволе редких видов животных с задачей последующего их возвращения в природу реализуется как в отдельных странах, так и учеными нескольких стран на своей территории. Такова русско-американская программа «Стерх», работая по которой, русские и американские зоологи в ежегодных экспедициях в тундру, в места гнездования этих прекрасных редких птиц, белых журавлей, собирают яйца в гнездах, где их отложено по два, хотя стерхи выкармливают только одного птенца. Яйца затем доставляют в специальный журавлиный питомник Окского заповедника, где в инкубаторе выводят птенцов, затем их выкармливают с тем, чтобы создать в питомнике размножающуюся полувольную популяцию и тем самым сохранить вид с перспективой его возвращения в природу.

Такая работа по каждому виду требует больших трудовых и финансовых затрат, поэтому программами спасения охватывается очень небольшое число видов, обычно крупных, хорошо заметных и чем-то привлекательных или символичных для человека зверей и птиц. Но не только финансовые затруднения не позволяют рассчитывать на этот метод, как на основной для большого числа видов. Необходимо получение популяции, состоящей из сотен и даже тысяч особей — это нужно, чтобы при возвращении вида в природу его численность была выше минимальной, иначе вид сразу же снова попадет в категорию исчезающих. Это требует отведения под питомники значительных территорий, и тут возникает та же сложность, что с заповедниками. Возможность одновременной работы с очень ограниченным числом видов диктует необходимость иметь в каком-то количестве животных исчезающих видов под контролем, например в условиях содержания в зоопарке, чтобы в порядке очередности, устанавливаемой по многим признакам, вид за видом размножать в питомниках и возвращать в природу. Однако в малочисленной популяции вид может просуществовать лишь ограниченное, не более 10-20, число поколений.

Простая передержка в зоопарках нескольких пар, время от времени дающих немногочисленное потомство, не может решить проблему сохранения вида. Она просто продлевает «агонию вида», удерживая в течение нескольких поколений численность на уровне ниже критического, причем неизбежно возникающий инбридинг, или близкородственное скрещивание, ведет к накоплению генетических дефектов и снижает жизненность потомства. Широко практикуемый обмен производителями между зоопарками лишь продлевает срок «доживания» вида, и только интенсивное размножение в питомнике при полувольном содержании, как это было сделано с зубром, может дать виду шанс на выживание. Тем не менее эта деятельность, которой многие энтузиасты посвящают всю свою жизнь, совершенно необходима: пока живы хотя бы несколько представителей исчезающего вида, сохраняется надежда на то, что на их основе удастся восстановить вид.

Не контролируемый естественным отбором дрейф генов и отрицательные последствия инбридинга в той же мере, что животным в зоопарке, свойственны растениям в ботанических садах, если они там размножаются в течение нескольких поколений. Во всех случаях длительного содержания в малочисленных популяциях заметно обедняется резерв наследственной изменчивости вида, что может потребовать для каждого вида перед его возвращением в природу проводить специальную работу по увеличению генетического разнообразия.

Даже если, с учетом всех сложностей, связанных с сохранением видов в заповедниках, зоопарках, ботанических садах и специальных питомниках, вести эту работу с предельной интенсивностью, очевидно, она не сможет охватить тысячи видов, которые нужно сохранить, чтобы не потерять навсегда возможность восстановления оптимальной для человека природной среды. Кроме того, для возвращения вида в природу необходимое условие успеха — ликвидация причин, вызвавших роковое снижение его численности. В большинстве случаев, как мы уже знаем, эта причина — разрушение местообитаний. Следовательно, нужно пытаться сохранить возможность восстановления вида, обреченного на исчезновение, до тех пор, пока не сложатся условия для восстановления пригодных для этого вида местообитаний.

«Последняя линия обороны» в борьбе с уменьшением видового разнообразия жизни на Земле — генетические криобанки, создание которых только начинается. Еще в начале XX века, вскоре после того, как в технике научились получать сжиженные газы с очень низкими температурами кипения, было обнаружено, что многие семена растений и даже некоторые животные, такие как тихоходки, приспособленные к высушиванию, не теряют жизнеспособности после замораживания в жидком азоте при температуре -196 градусов. Возникла новая отрасль биологии, которая исследует воздействие на живые клетки, ткани и организмы низких и сверхнизких температур, — криобиология. Выяснилось, что главной причиной гибели клеток при замораживании оказывается разрушение клеточных структур растущими в клеточных и межклеточных жидкостях кристалликами льда. Были найдены естественные и искусственные криопротекто-ры — вещества, влияющие на кристаллообразование льда в цитоплазме и предотвращающие таким образом образование крупных кристаллов, разрушающих клеточные структуры.

С 1949 года криоконсервацию стали использовать на практике для сохранения семенной жидкости наиболее ценных быков-производителей и широкого использования метода искусственного оплодотворения коров для улучшения породных показателей стада. С 1980 года начались работы по применению метода криоконсервации для сохранения генетических материалов редких и исчезающих видов животных и растений. Теперь уже в генетических криобанках удается сохранять сперму большинства видов животных, зародыши и некоторые соматические клетки в виде замороженных культур, семена большинства видов растений. Преимущество криобанков в том, что при температуре жидкого азота практически исключаются мутации в молекулах ДНК под действием теплового шума, поэтому генетические материалы могут храниться без нарушений в течение десятков и сотен лет, а при защите от радиоактивного фона и космических лучей — до 3 тысяч лет. Кроме того, емкость криохранилищ может быть легко увеличена по мере увеличения количества сохраняемых образцов.

Вместе с тем криобанк не снимает проблем предварительного размножения сохраняемых видов после восстановления живых растений и животных. Перед возвращением восстановленного из материалов криобанка вида в природу необходимо получить под контролем человека достаточно многочисленную популяцию, а для этого нужны питомники и прохождение этапа полувольного содержания. Просто наличие генетических материалов того или иного вида в криобанке позволяет заняться его восстановлением в любой необходимый или наиболее удобный момент с использованием оптимальных методов и без угрозы вырождения малочисленной популяции.

Для разумной организации работ по восстановлению видов важно ясное понимание не только значения, но и биологического смысла биоразнообразия. Различают биоразнообразие таксономическое, экологическое и генетическое. Таксономическое разнообразие выражается перечнем (списком) видов, обитающих на той или иной территории, и отражает как эволюционную историю видов, так и современные экологические условия территории. Роль последних отражается в экологическом разнообразии, учитывающем соотношение численностей близких и далеких по требованиям к условиям среды видов или групп видов, позволяя отличать территории благоприятные для увеличения таксономического разнообразия и неблагоприятные. Понятие генетического разнообразия относится к отдельным видам или популяциям и выражается объемом аллелофонда (резерва наследственной изменчивости), который, как мы уже обсуждали, определяет приспособительные и эволюционные возможности вида. Очевидно, все эти ипостаси биологического разнообразия взаимосвязаны и должны учитываться при организации работ.

Читайте также:  Орхидеи Ниро Вульфа

Таким образом, задача сохранения видового разнообразия может быть решена, по-видимому, при одновременном использовании всех перечисленных методов. Ясно, что ее решение будет тем легче и надежнее, чем больше видов удастся сохранить в природных ландшафтных комплексах, включающих наряду с хозяйственными объектами те или иные элементы природной среды. Сюда относятся зеленые насаждения городов и пригородные зоны отдыха, лесные участки между сельскохозяйственными угодьями, занимающие, как правило, овраги, заболоченные и другие неудобные участки, лесопромышленные территории. Особую ценность в этом отношении имеют полезащитные лесные полосы, которые не только защищают почву полей от ветровой эрозии и улучшают ее водный режим, но и служат местом размножения многих видов хищных насекомых, естественных врагов растительноядных насекомых и клещей — вредителей сельского хозяйства, а также многих насекомоядных птиц, часть которых, например скворец, дрозд-рябинник и многие другие, гнездятся в лесу или на опушках, а корм собирают на полянах, лугах и в полях. Такие лесные полосы и «острова» леса среди полей дают приют не только множеству насекомых и птиц, но и зайцам, лисам, горностаям, кабану, лосю и множеству других зверей. Важно, чтобы такие вкрапления лесных участков в массивы полей были не слишком удалены друг от друга, чтобы популяции обитающих в них животных не оказались полностью изолированными и их общая численность не падала из-за этого до критического уровня.

Пока трудно дать надежную количественную оценку вклада таких участков переживания элементов дикой природы, естественных экосистем, на эксплуатируемых территориях. Можно лишь констатировать, что значительная часть видового разнообразия, свойственного, например листопадным лесам, сохраняется, когда лесными участками занято еще около 20% территории. Конечно, охрана таких участков от браконьерства, вытаптывания отдыхающими, перевыпаса скота и других воздействий человека не может быть организована так, как это можно сделать в заповедниках. Состояние таких лесных участков в наибольшей степени зависит от отношения к природе самых широких слоев населения, служит косвенным показателем уровня культуры и гражданского сознания людей.

При достаточно бережном отношении к диким животным многие из них оказываются способными жить рядом с человеком. Например, один из лучших пернатых певцов наших лесов, черный дрозд, у нас еще живущий в наиболее глухих, мало посещаемых людьми лесах, во многих странах Европы уже стал типичной птицей городских парков. Бобры в Канаде в последние годы стали охотно селиться на речках вблизи городов, где запрещена охота.

Разработка норм и принципов землепользования, при которых оптимально сочетаются интересы хозяйственного использования земель и сохранения видового разнообразия исходных ландшафтных комплексов различных территорий — одна из важнейших задач, решение которых необходимо для обеспечения благополучного будущего людей на Земле и в каждой стране.

Извечная проблема взаимоотношения между природой и человеком в век научно-технической революции приобретает особую остроту. Население Земли уже превысило 4 миллиарда человек, а бурное развитие науки и техники вооружило человека громадными возможностями воздействия на природу. Достаточно сказать, что по дорогам мира «бегает» более 270 миллионов автомобилей, засоряя тяжелыми металлами окружающую среду, на вскрышных рудных разработках трудятся шагающие экскаваторы, с ковшом емкостью в сто кубических метров, созданы тысячи искусственных водохранилищ с зеркалом воды, в несколько раз превышающим площадь Каспийского моря, леса мира сократились на 48%, на каждый гектар сельскохозяйственных угодий в среднем выкладывается более 400 г ядохимикатов, нарушающих естественную жизнь природных комплексов, гармоническую систему, сложившуюся в природе за миллионы лет эволюционного развития, где, по выражению Ф. Энгельса, «все взаимосвязано и взаимно определено».

Выводя из природной системы какой-либо один компонент или резко сокращая его воздействие на другие компоненты, мы неизменно нарушаем экологическую систему, нарушаем динамическое равновесие, на что природа реагирует весьма болезненно. В целом ряде районов мира природа тяжело больна, ее постоянно лихорадит, а нередко возникают и кризисные ситуации, влекущие за собой необычные разливы, затопляющие пахотные земли, деревни и города и приносящие народам тяжелые бедствия; пыльные бури, уносящие плодородный слой почвы, на образование которого ушли тысячелетия; засухи, губящие сельскохозяйственные растения, скот, диких животных и превращающие цветущие территории в безлюдные пустыни. Чаще, чем прежде, наблюдаются необычные морозы, приводящие к гибели плодовые растения, с большим трудом продвинутые, человеком из оптимальных условий их обитания на север, и т. д. и т. п. Идет засорение природы и из-за частного владения природными ресурсами. Достаточно напомнить о судьбе озера Эри в США площадью в 25 тыс. кв. км, загрязненного сбросами неочищенных отходов от 350 предприятий, расположенных по его берегам, и крупнейшей автомобильной агломерации Детройта. Вот что пишет об озере- Эри американский эколог Барри Коммунер (1971): «Огромные массы разлагающейся рыбы и водорослей покрывают берег. … Биологический баланс озера Эри нарушен, и если озеро еще пока не погибло, то во всяком случае оно поражено смертельным недугом».

В Ментонском обращении, направленном в Организацию Объединенных Наций 11 мая 1971 г., крупнейшие умы современности, лауреаты Нобелевских премий, создатели новых направлений в науке, академики предупреждали, что на земле существует хрупкое равновесие физических и биологических явлений, нарушение которого может поставить под угрозу будущую жизнь на нашей планете. Такое авторитетное суждение не могло не обратить внимания ООН на эту проблему, и в 1972 г. в Стокгольме была проведена первая всемирная конференция по охране окружающей среды. Эта конференция подтвердила срочность решения проблемы нормализации отношений между человеком и природой. Знаменитый норвежский путешественник и ученый Тур Хейердал, делавший доклад о загрязнении Мирового океана, писал: «До самого горизонта поверхность моря оскверняли черные комки мазута с булавочную головку, с горошину, даже с картофелину. …Дрейф длился 57 дней, из них 43 дня мы вылавливали сетью комки мазута».

На этой конференции впервые был проведен научный анализ состояния природной среды в результате далеко не всегда разумной деятельности человека и подчеркнуто, что если загрязнение биосферы пойдет такими темпами, то будущее существование человечества будет поставлено под сомнение.

Организация Объединенных Наций в 1973 г. создает специальную программу ЮНЕП (United Nations Environment Programme), проводящую большие работы по изучению состояния природной среды в разных странах мира. Активизирует свою деятельность Международный союз охраны природы (МСОП — International union for conservation of Nature and natural resources), созданный по инициативе ряда ученых в 1948 г. при поддержке ЮНЕСКО, специального органа, ведающего культурой, образованием и наукой Организации Объединенных Наций.

Во многих странах создаются общественные организации по охране природы, в ряде стран они находят широкую поддержку правительств. Самой массовой общественной организацией в мире по охране природы, несомненно, является Всероссийское общество охраны природы, созданное в 1924 г. и насчитывающее сейчас более 30 миллионов членов. Это общество ведет большую работу по пропаганде идей охраны природы среди широких слоен населения, оказывает большую помощь в проведении государственных мероприятий по охране природы.

Насекомоядные растения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Февраля 2012 в 09:44, курсовая работа

Краткое описание

Есть в великолепном царстве Флоры группа растений, которая во все времена не только приводила в восторг ученых и натуралистов, но и служила неистощимым источником вдохновения для создателей леденящих душу небылиц, в которых человеческая фантазия с лихвой восполняла недостаток точных знаний и фактов.
Эти растения принадлежат к разным семействам и обитают в самых различных климатических зонах — от арктических тундр до экваториальных джунглей. Но есть у них одна общая черта — все они насекомоядные хищники, главное дело жизни которых — охота. И пусть добыча по нашим меркам — невелика, а сам процесс охоты — беззвучен, в этих драматичных схватках растения и животного внимательному наблюдателю открывается великий закон вечного движения Природы — борьба за выживание.

Содержание работы

Введение 3
Исторические сведения и изучение 5
Эволюция 7
Ботаническое описание 7
Распространение 7
Механизмы и типы ловушек 7
Механизмы ловли 7
Типы ловушек 8
Потеря хищничества 9
Культивирование 11
Полив 12
«Кормление» 12
Освещенность 13
Влажность 13
Температура 13
Вредители 14
Насекомоядные растения как художественный образ 15
Список плотоядных растений 16
Заключение 38
Список литературы: 40

Содержимое работы – 1 файл

научная работа катастрофа АААА.doc

Исторические сведения и изучение

Механизмы и типы ловушек

Насекомоядные растения как художественный образ

Список плотоядных растений

Введение

В настоящее время на нашей планете обитает несколько миллионов видов живых организмов, каждый из которых по-своему уникален.

Одним из результатов естественного отбора можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций – приспособлений к среде обитания, т.е. приспособленность – результат действия естественного отбора в данных условиях существования.

Адаптация (приспособленность) – это возникновение и развитие конкретных морфофизиологических свойств, значение которых зависит от тех или иных условий среды.

Одним из результатов естественного отбора, являющегося единственной направляющей движущей силой процесса эволюции, можно назвать развитие у всех живых организмов адаптаций – приспособлений к среде обитания. Все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности живых организмов представляют собой адаптации (приспособления). Возникновение приспособленности к среде – основной результат эволюции.

Поэтому эволюцию можно рассматривать как процесс возникновения адаптаций – адаптациогенез. Факты, свидетельствующие о приспособленности живых организмов, очень многочисленны.

Хищные растения считаются чудом природы. Обитая в местах с недостатком питательных веществ в почве, они выработали уникальную для растительного мира стратегию выживания – способность ловить и “поедать” живую добычу.

Это не плод разыгравшегося воображения. Хищные растения не только реально существуют, но и необычайно широко распространены. Поскольку эти хищные растения питаются в основном мелкими насекомыми, то их еще называют насекомоядными

Растения используют пять различных типов приспособлений для поимки добычи – ловчие листья в форме кувшинчика, захлопывающиеся листья, липучие ловушки, засасывающие ловушки и ловушки типа рачевни. Однако тип ловушки не связан с определенным семейством растений.

Привлекаемое чашевидными ловчими листьями, ничего не подозревающее насекомое садится на лист, скользит по его гладкой поверхности вниз и тонет в пищеварительном соке. Постепенно все питательные вещества насекомого впитываются растением через поверхность листа.

Такие растения применяют различные уловки для заманивания добычи. Края и внутренние стенки ловчих листьев некоторых из них окрашены в ярко-красный цвет, в то время как другие выделяют сахаристое вещество. У саррацении (Sarracenia) на горловине кувшинчика имеются длинные направленные вниз волоски, не позволяющие насекомым выбраться наружу. Есть два возможных объяснения, почему добыча не вылетает из ловушки: дурманящее вещество, содержащееся в сахаристой жидкости и быстро усыпляющее добычу, или нависающая крышечка, которая дезориентирует насекомое.

Внутри кувшинчика железки выделяют ферменты, ускоряющие растворение плоти насекомого. Но есть насекомые, которые могут существовать внутри таких кувшинчиков. Личинки комара Wyeomyia smithii фактически живут в кувшинчике пурпурной саррацении (Sarracenia purpurea), в то время как взрослые насекомые могут беспрепятственно залетать и вылетать оттуда. Паук Misumennops nepenthicola также часто устраивает там свое жилище.

Пузырчатка ловит добычу (как правило, дафний – водяных блох) с помощью небольших пузырьков на листьях. Вначале из каждого пузырька с помощью специальных желез выкачивается вода. При касании к сигнальным волоскам у входного клапана ловушки, клапан распахивается, и вода вместе с добычей заполняет пузырек.

Исторические сведения и изучение

Насекомоядные растения (используются также термины хищные растения и плотоядные растения) — собирательное название около 630 видов растений из 19 семейств, которые приспособились к ловле и перевариванию небольших животных, в основном насекомых. Таким образом они дополняют свое нормальное автотрофное питание (фотосинтез) одной из форм гетеротрофного питания. В результате насекомоядные растения менее зависят от почвенного неорганического азота, необходимого для синтеза их собственных белков.

Насекомоядные — преимущественно многолетние тр авянистые растения, встречающиеся во всех частях света. На территории СНГ18 видов из 4 родов, относящихся к 2 семействам: Росянковые и Пузыр чатковые.

Считается, что истинные насекомоядные растения эволюционировали неза висимо друг от друга в пяти различных группах цветковых растений.

Крупные растения часто питаются также лягушками, ящерицами, мышами, крысами и небольшими птицами.

Исторические сведения и изучение

Насекомоядные растения стали известны в XVIII столетии. Первое точное ботаническое описание венериной мухоловки (Dionaea muscipula) было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею в 1769 году. В этом письме Эллис впервые предположил, что пойманные насекомые служат пищей для растений[5].

В 1782 году немецкий врач А. В. Рот описал своеобразные движения, совершаемые листьями росянки для ловли насекомых, и развил мысль Эллиса, что пойманные беспозвоночные являются источником пищи для таких растений.

В 1791 году У. Бартрам в книге о своих путешествиях по штатам Северной Америки описал растения рода Sarracenia, имевшие листья-кувшинчики для ловли насекомых. Он же впервые употребил термин «плотоядные растения».

В начале XIX века был описан ряд новых родов и видов, относящихся к данной группе растений. Так, Кортальс в 1835 году описал явление насекомоядность у растений рода Непентес (Nepenthes).

Вскоре появились работы, посвященные глубокому изучению особенностей подобных растений. В 1861 году Оже де Ляссю описал чувствительность к прикосновениям и движения листьев растений рода Альдрованда (Aldrovanda). В 1868 году Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого железами на листьях венериной мухоловки.

Следующим этапом в изучении насекомоядных растений стала исследовательская работа Чарльза Дарвина, начатая с наблюдений заросянками в 1860 году. Тогда же Дарвин поставил ряд лабораторных опытов, переросших в исследование. Эта работа так захватила Дарвина, что в письме к Лайелю он пишет:

В настоящее время Drosera интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете.

Дарвин долгое время не решался опубликовать результаты своих исследований. Лишь через 15 лет, когда они были дополнены другими исследователями, он издал книгу «Insectivorous Plants» (1875). Второе издание «Насекомоядных растений» с большими дополнениями, написанными его сыном, вышло после смерти Дарвина, в 1888 году.

Работа Чарльза Дарвина стала переломным пунктом в исследованиях насекомоядных растений. Как пишет К. Гёбель (1893),

едва ли какой-нибудь другой отдел ботаники в новейшее время привлекал к себе внимание более широких кругов, чем так называемые насекомоядные растения. Причиною этого была в особенности обширная работа Дарвина, давшая толчок к появлению многочисленных других работ.

Однако эта работа не сразу нашла признание среди учёных своего времени и подверглась жестокой критике, в большинстве случаев из-за их принципиальных расхождений с новой эволюционной теорией Дарвина. Директор Петербургского ботанического сада Регель (1879) выразил мнение, что утверждение Дарвина о существовании в природе насекомоядных растений принадлежит к числу теорий,

над которыми всякий здравомыслящий ботаник и естествоиспытатель просто смеялся бы, если бы оно не исходило от прославленного Дарвина. Мы надеемся, что холодный разум (der kuhle Verstand) и основательное наблюдение наших немецких исследователей скоро забросят эту теорию, подобно теориям первичного зарождения, партеногенеза, чер едования поколений и т. п., в ящик научного хлама, который сами бывшие последователи таких теорий меньше всех захотят когда-либо открыть.

Однако до сих пор фундаментальная работа Дарвина является крупнейшим вкладом в изучение насекомоядных растений. Дарвина привлекла схожесть насекомоядных растений и животных. Способность растения переваривать пищу, хватательные движения, высокая чувствительность к прикосновениям — все это поражало воображение ученого. В 1860 году Ч. Дарвин начал исследование насекомоядных растений в природе и поставил ряд лабораторных опытов, изучая их вкусы и составляя «меню». Впоследствии эти опыты стали серьёзной научной работой, вобравшей в себя множество уникальных наблюдений и смелых, но разумных выводов.

Эволюция

Данные об эволюции насекомоядных растений крайне скудны из-за малого числа ископаемых останков последних. Окаменелостей, большая часть которых представлена семенами или пыль цой, найдено недостаточно. Большинство представителей насекомоядных, будучи травянистыми растениями, лишены плотных структур, таких как кора или древесина, и сами ловчие образования, вероятно, не сохранились в виде окаменелостей.

Ботаническое описание

Насекомоядные — преимущественно многолетние травянистые растения. Обитают на заболоченных лугах и болотах, в воде пресных водоёмов.

Используют животных как дополнительный источник фосфора, калия и других элементов. Насекомых ловят при помощи видоизменённых листьев — ловчих органов. Привлекают насекомых окраской, запахом или сладкими выделениями. На поверхности листьев имеются железы, выделяющие пищеварительные ферменты: пепс ин и органические кислоты (муравьиную, бензойную и другие), которые переваривают пойманную жертву, расщепляя животные белки. Образующиеся в результате такого внеклеточного пищеварения прод укты, в основном аминокислоты, всасываются и усваиваются.

Корневая система у наземных насекомоядных растений развита слабо, у водных обычно редуцирована .Однако все подобные растения могут существовать за счёт веществ, впитываемых из почвы или воды. Дополнительное питание животной пищей ускоряет развитие растений, способствует их переходу к цветению и плодоношению.

Распространение

Насекомоядные растения встречаются во всех экосистемах, где могут произрастать цветковые растения — от Арктики до тропиков и от уровня моря до альпийского пояса гор. Они известны на всех обитаемых континентах, с преимущественным распространением в областях с тёплым, умеренным и тропическим климатом.

Читайте также:  Посадка бегонии клубневой. Выращивание и уход за бегонией

Механизмы и типы ловушек

Механизмы ловли

Все насекомоядные растения можно условно разделить на две группы по механизму ловли:

 активно ловящие — с активно движущимися органами для ловли насекомых (росянка, мухоловка)

 со слизистыми и клейкими выделениями на листьях, улавливающими насекомых (росолист (Drosophyllum))

 с ловушками — кувшинчиками, пузырьками и тому подобным (пузырчатка, непентес, саррацения).

Типы ловушек

Растения используют пять основных типов ловушек для ловли добычи:

 ловчие листья в форме кувшинов;

 листья, которые смыкаются в виде капканов;

 Ловушка типа крабовой клешни

Тип ловушки не зависит от принадлежности растения к определённому семейству.

Наиболее известным примером такой ловушки является венерина мухоловка (Dionaea muscipula). Ловушка формируется на конце листа, черешок играет роль петли, а сам лист образует две окаймленных зубцами доли. На каждой из них имеются чувствительные волоски, приводящие в действие ловушку.

Это происходит, когда насекомое потревожит один из волосков. Но только при касании второго волоска из основания растения поступает достаточно мощный электрический импульс, заставляющий ловушку захлопнуться. Причем неважно, происходит ли повторное касание одного и того же волоска или двух разных – растение имеет надежный пусковой механизм “двойного действия”, позволяющий избегать случайного срабатывания, например, от капли дождя.

Ловушка захлопывается очень быстро – в пределах одной пятой доли секунды. Заходящие друг за друга зубцы закрываются неплотно, и небольшое насекомое может даже выбраться наружу. Тогда ловушка открывается вновь, чтобы не расходовать ценную пищеварительную жидкость на мелкую, не очень питательную добычу. Но если попадается крупная добыча, ловушка медленно закрывается в течение нескольких часов, пока жертва не будет полностью раздавлена.

Методы борьбы с вредителями и болезнями растений

Сохранять и защищать высаженные в саду или огороде растительные культуры, аграрий может не только химическим, но и организационно — хозяйственным, агротехническим, механическим и биологическим методом. Предпринимая перечисленные мероприятия, Вам удастся избежать порчи и гибели здорового урожая.

Мероприятия по защите садовых и огородных культур направлены на снижение численности опасных вредителей и возбудителей болезней, на предупреждение их массового размножения или на повышение устойчи­вости растений к повреждениям и заболеваниям. Комплекс приемов, направленных на уничтожение вредителей и возбудителей заболеваний или на снижение ущерба от них называют системой мероприятий по защите растений. Она включает организационно-хозяйствен­ные мероприятия, агротехнический, механический, био­логический и химический методы борьбы. Все эти методы сочетаются между собой, дополняя друг друга.

Организационно-хозяйствен­ные мероприятия

К группе организационно-хозяйственных мероприятий относится, прежде всего, правильное размещение деревьев на участке. Оно предусматривает соблюдение оптимальных расстояний между деревьями, определенных агроуказаниями. Для высокорос­лых сортов требуется большая площадь питания (обычно 4×5 м), для полу карликовых и карликовых — меньше. Сгущение растений нежелательно: смыкаясь кронами, деревья мешают друг другу, затрудняет­ся работа по опрыскиванию деревьев, ухудшаются условия освещенности. Загущенные насаждения, кроме того, хуже продуваются ветром.

Сорта плодовых культур разных сроков созрева­ния опрыскивают неодинаковое число раз: летние сорта меньше, зимние — больше. Нередко для их обработки используют разные средства. Поэтому де­ревья с одинаковым сроком созревания плодов це­лесообразно размещать группами. Это обезопасит летние сорта, особенно в период созревания и уборки урожая, от попадания на них ядохимикатов при оп­рыскивании зимних сортов.

Посадочный материал для закладки и обновления сада и ягодника, рассада и семена овощных и цветочных культур должны быть здоровыми, не зараженными вредителями и болезнями. С посадочным материалом в сад могут быть занесены тли, листовертки, щитовки, филлоксера, некоторые возбудители заболеваний. Поэтому посадочный материал лучше брать не у частных лиц, а в плодовых питомниках.

Иногда в целях более полного использования земли между деревьями размещают ягодные кустарни­ки, землянику, овощные культуры. Такое размещение может быть оправдано только в первые годы после закладки сада, когда еще нет надобности опрыскивание деревьев ядохимикатами. При опрыскивании ядохимикаты попадают на растущие под деревьями ягодники, землянику, овощные культуры и делают их малопригодными или непригодными для исполь­зования в пищу.

Агротехнические мероприятия

Агротехнические мероприятия при своевремен­ном и качественном выполнении позволяют вырастить крепкие здоровые растения, обладающие повышенной устойчивостью к повреждениям вредителями и болезнями. Они значительно снижают численность вредителей и, соответственно, уменьшают ущерб от них. Желательно отдавать предпочтение сортам, устойчивым к вредителям и болезням, если их урожайность и вкусовые качества удовлетворяют требованиям садовода-огородника. Рыхление почвы, уничтожение сорняков, умеренное внесение удобрений препятствуют размножению многих вредителей и возбудителей заболеваний.

Осенняя перекопка почвы с тщательной заделкой опавших листьев и других растительных остатков является эффективным приемом борьбы с паршой яблони, капустной молью, пятни стостями и др. Обрезка и сжигание сухих и поврежденных ветвей в саду способствует снижению численности древесницы въедливой, крыжовниковой тли, яблонной стеклянницы, малинной мухи и других. Многие вредители и возбудители заболеваний размножаются на сорняках и с них переходят на культурные растения.

Регулярное уничтожение сорняков снижает численность крестоцветных блошек, капустной моли, белой гнили огородных культур и многих других вредных организмов. Своевременная уборка плодов яблони уменьшает их потери от яблонной плодожорки, парши. Посев на участке цветочных растений и нектароносов привлекает полезных насекомых. Питание нектаром цветков повышает их плодовитость и усиливает полезную деятельность.

Механические мероприятия

Механический метод борьбы включает мероприятия, направленные на физическое истребление вредных насекомых, а иногда и возбудителей заболеваний, и на создание препятствий для проникнове­ния вредителей к плодовому дереву или на его крону. К группе этих методов относится, например, снятие с веток и сжигание зимних гнезд златогузки и боярышницы, навешивание на штамбы ловчих поясов, ручной сбор и уничтожение колорадского жука, гусениц капустной белянки и т. д.

Биологический метод борьбы

Биологический метод борьбы с вредителями и возбудителями заболеваний растений основан на использовании против них их естественных врагов — хищных и паразитических насекомых, клещей, насе­комоядных птиц. Используются также вирусы, бактерии, грибы, нередко вызывающие массовую гибель вредителей. Паразитами, кстати, принято считать животных, которые живут на теле или внутри других животных «хозяев», питаясь их соками или тканями. Паразиты приводят своего «хозяина» к гибели, когда заканчивают свое развитие. Хищник питается жертвой непродолжительное время, убивая ее сразу. Из хищников в садах и на огородах часто встречаются божьи коровки, златоглазка, жужелицы, мухи-тахины, пауки, хищные клещи, а из паразитов — трихограмма, афелинус, эуптеромалюс и другие перепон­чатокрылые.

Полезные организмы используются для борьбы с вредителями разными способами. Например, трихограмму разводят в лабораториях, а затем выпускают в сады и на огороды в целях борьбы с яблонной плодожоркой, капустной белянкой. Разводят и выпускают в теплицы хищного клеща фитосейулюса для борьбы с паутинным клещом на огурцах. На садово-огородном участке возможно привлечение паразитов и хищников и охрана их путем высева фацелии, горчицы, укропа и других нектароносов. Разумное уменьшение объема и подбор сроков использования ядохимикатов будет способствовать сохранению полезных насекомых и клещей. Ряд бактериальных и грибных препаратов для борьбы с вредителями выпускает промышленность (лепидоцид, битоксибациллин). В целях привлечения в сады насекомоядных птиц (синиц, мухоловок, скворцов) в садах развешивают скворечники и другие дуплянки.

Химический метод борьбы

Химический метод борьбы основан на исполь­зовании против вредителей и болезней химических препаратов: инсектицидов против насекомых, акарицидов против клещей, фунгицидов против грибных заболеваний. Химические препараты могут применяться путем опрыскивания, реже опыливания растений, внесения их в почву, приготовления отравленных приманок, иногда газации (растений, складов, теплиц, тары), протравливания семян, луковиц и клубней, предназначенных для посадки. Химические препараты наносятся на растения при помощи специальной техники — опрыскивателей, отбеливателей. Химический метод удобен и прост в применении. Он достаточно надежно позволяет защитить урожай. Однако ядохимикаты не безвредны для человека и домашних животных, что требует осторожности в обращении с ними.

Кроме того, от ядохимикатов погибают не только вредные, но и полезные организмы. Накапливаясь в плодах и других частях растений, ядохимикаты могут представлять опасность для людей. Попадая в воздух, почву, воду, они вместе с удобрениями и гербицидами являются источником загрязнения окружающей среды. Поэтому ядохимикаты в последние годы стремятся применять реже, лишь при наличии значительного количества вредителей, когда невозможно снизить их численность другими методами.

Учеными разработаны пороги вре­доносности, т. е. установлены такие количества тех Или иных вредителей, при которых и выше которых обработка ядохимикатами становится целесообраз­ной. Чтобы получить более высокий эффект и избежать ожогов опрыскиваемых растений, при исполь­зовании ядохимикатов необходимо придерживаться рекомендуемых инструкциями концентраций.

Охрана местообитаний

Второй половине ХХ века в наследство от предшествующих поколений достались сильно измененные человеком ландшафты. За 10 тысяч лет своего существования человек уничтожил значительные массивы леса, на две трети сократив облесенные территории. При этом особенно пострадали густонаселенные участки суши. В Европе лесная площадь сократилась на 70%, в Африке – на 65%, значительно пострадали леса Индии, сохранившись на площади, около 18% и Китая – на 9%. В Испании в прошлом веке леса занимали почти всю территорию, а в настоящее время сохранились на 1/8 её части, в Греции леса занимали 65%, а сохранились на 1/6 и т.д. Только за период с 1947 по 1952 г. на земном шаре было вырублено 25 млн. га леса и лишь незначительная часть их возобновлена лесопосадками. Значительные площади степей были распаханы, и большую их часть заняли агробиоценозы и культурный ландшафт, усложненный урбанизированными территориями. Из 14800 млн. га суши 10% заняли обрабатываемые земли, 17% – пастбища и луга, 28% – леса, 45% – пустыни, ледники и т.д.

По состоянию последнего учета (на 1 января 1998 г.) общая площадь лесных земель России составляла 1178,6 млн. га или 69% территории страны. В составе их, покрытая лесом площадь страны равна 774,3 млн. га, из них 718,7 млн. га в ведении государственных органов управления лесами, перешедших из бывшего Рослесхоза в состав Министерства природных ресурсов РФ, 39,9 млн. га – Министерства сельского хозяйства, 18,9 млн. га – бывшего Госкомэкологии. Остальные леса – в ведении Минобороны, Минобразования и отдельных городских органов исполнительной власти. От общей площади лесов 21,8% находится в Европейской части, из которых 11,3% приходится на северную её половину, многолесную. Таким образом, 9 /10 площади лесов страны расположено в многолесных регионах Европейского Северо-Запада, Сибири и Дальнего Востока.

Несмотря на предпринимаемые, на протяжении десятилетий, охранные мероприятия, площади лесов, особенно в центральных и южных районах Европейской части страны, сокращались. По имеющимся сведениям, с 1880-х годов до 1914 г. лесистость ряда областей сократилась. Например, в Московской с 39,6 до 26,3%, в Смоленской – с 38,6 до 24,4%, в Ярославской – с 37,2 до 28,4%, в Тверской – с 33,0 до 22,9%, в Калужской – с 32,3 до 24,9%, в Пензенской – с 22,0 до 16,3%, в Орловской – с 21,2 до 17,2%, в Курской – с 9,9 до 6%.

По данным М.А. Цветкова, в центральных, западных, южных и приуральских районах за 1867-1914 г.г. было сведено не менее 30% всех лесов. Что же касается Центрально Черноземной области, то, по данным ряда авторов, лесистость её на начало XVII века составляла около 30%, снижаясь (по М.А. Цветкову) к 1725 г. до 22%, к 1868 г. до 12,4%, к 1914 г. до 7,5% и к 1927 г. (по В.А. Бугаеву) до 6,5%, затем вновь поднимаясь к 1950 г. до 7,3%, к 1993 г. до 8,9%.

Процесс формирования природоохранительной системы России был длительным и полным драматизма. Одним из последних этапов этого процесса, можно считать появление 15 февраля 1995 г. Федерального закона «Об особо охраняемых природных территориях», определяющего статус и режим различных категорий таких территорий, регламентирующего механизм управления и обеспечивающего их правовую защищенность.

Закон регулирует отношения в области организации, охраны и использования особо охраняемых природных территорий (ООПТ), в целях сохранения уникальных и типичных природных комплексов и объектов, достопримечательных природных образований, объектов растительного и животного мира, их генетического фонда, изучения естественных процессов в биосфере и контроля за изменениями её состояния, экологического воспитания населения.

В Законе приведен расширенный и уточненный перечень категорий ООПТ, развиты и уточнены правовой статус, функции, режим, права и обязанности отдельных категорий ООПТ. Особое внимание уделено организации охраны ООПТ и ответственности за нарушение их режима, предусмотрено увеличение прав государственных инспекций по охране природных заповедников и национальных парков, что является важнейшим условием для улучшения охраны заповедных территорий.

Особо охраняемые природные территории (ООПТ) – это объекты общенационального достояния, где располагаются природные комплексы и объекты, которые имеют особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, решениями органов государственной власти полностью или частично изъятые из хозяйственного использования с установлением режима особой охраны.

С учетов особенностей режима ООПТ и статуса находящихся на них природоохранительных учреждений различаются следующие категории указанных территорий:

– государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

– государственные природные заказники;

– дендрологические парки и ботанические сады;

– лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Государственные природные заповедники являются природоохранными, научно-исследовательскими и эколого-просветительскими учреждениями, имеющими целью сохранение и изучение естественного хода природных процессов и явлений, генетического фонда растительного и животного мира, отдельных видов и сообществ растений и животных, типичных и уникальных экологических систем.

Исходя на определения, в заповедниках охраняются не только сами животные, но и их местообитания. Для этого, территории государственных природных заповедников полностью изымаются из хозяйственного использования.

Часть российских заповедников (18), входящих в международную систему биосферных резерватов, осуществляющих глобальной экологический мониторинг, имеет статус биосферных и соответствующий сертификат ЮНЕСКО. В сентябре 2001 г. на заседании Бюро Международного исполнительного совета по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера», статус биосферных резерватов был присвоен еще трем российским ООПТ: Нерусско-Деснянскому полесью (вместе с территорией заповедника Брянский лес), Висимскому заповеднику и национальному парку Водлозерский. Национальный парк Водлозерский – первая российская ООПТ данной категории, удостоенная международного статуса.

Государственные природные заповедники – главная российская категория ООПТ. Официальное начало их организации положено в 1916 г., когда на восточном берегу Байкала был учрежден Баргузинский заповедник. По состоянию на 1 января 2000 г. в России имелось 99 заповедников общей площадью 33,16 млн. га, или 1,56% от всей территории Российской Федерации. Из них 26,69 млн. приходилось на сухопутные экосистемы и 6,47 млн. – на водные. В первой половине 2001 г. учрежден сотый заповедник России.

Национальные парки – природоохранные, эколого-просветительские и научно-исследовательские учреждения, территории которых включают в себя природные комплексы и объекты, имеющие особую экологическую, историческую и эстетическую ценность, и которые предназначены для использования в природоохранных, просветительских, научных, культурных целях и для регулируемого туризма.

Государственная система национальных парков России начала формироваться сравнительно недавно, первый национальный парк «Сочинский» был образован в 1983 г. На 31 декабря 1996 г. Российская Федерация имела 31 национальный парк общей площадью 6546517 га (0,38% площади России). Национальные парки располагались на территории 9 республик, 2 краев, 17 областей. В 2000 г. их стало 33.

Природные парки регионального значения – относительно новая категория ООПТ России. Они являются природоохранными рекреационными учреждениями, находящимися в ведении субъектов Российской Федерации, территории которых включают природные комплексы и объекты, имеющие значительную экологическую и эстетическую ценность, и предназначены для использования в природоохранных, просветительских и рекреационных целях.

В настоящее время в России около 10 ООПТ, попадающих под статус природных парков. Из них наиболее известны: природно-этнический парк Беренгия (Чукотский автономный округ), природные парки Заволжье (Чувашская Республика), Быстринский, Южно-Камчатский, Налычево (Камчатская область), Ленские Столбы (Республика Саха).

Государственными природными заказниками являются территории (акватории), имеющие особое значение для сохранения либо восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса. Объявление территории государственным природным заказником допускается как с изъятием, так и без изъятия у пользователей, владельцев и собственников земельных участков.

Государственные природные заказники могут быть федерального или регионального значения и иметь различный профиль. Ландшафтные заказники предназначены для сохранения и восстановления природных комплексов (природных ландшафтов); биологические (ботанические и зоологические) – сохранения и восстановления редких и исчезающих видов растений и животных (включая ценные виды в хозяйственном, научном и культурном отношении); палеонтологические – сохранения ископаемых объектов и т.д.

В 1996 г. существовало 10 Государственных природных заказников федерального значения. Большое значение в охране животных и их местообитаний играли охотничьи заказники.

Охотничий заказник – это участок территории, в пределах которого охраняется один или несколько видов охотничьих животных с целью поддержания и восстановления их численности (с производством регламентированной охоты или без нее).

Охотничьи заказники могут быть комплексными и видовыми. Наиболее распространены видовые заказники на бобра, боровую дичь, водоплавающую дичь, лося, кабана, косулю, соболя, ондатру.

В системе Департамента охотничьих ресурсов Минсельхозпрода России в 1994 г. действовало 1064 охотничьих заказника общей площадью 52,5 млн. га, из них 57 имели общереспубликанское значение.

Читайте также:  Абутилон (комнатный клен), вечнозеленый кустарник: комнатные растения и цветы

Заказники местного значения образуются решением местных органов власти. Функции этих заказников чисто охотхозяйственные – в них создаются условия для увеличения численности массовых видов охотничьих животных.

В Российской Федерации наибольшая концентрация заказников местного значения отмечается в Центральном, Северо-Кавказском районах, реже всего они разбросаны в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Однако площади местных заказников оказываются наибольшими в районах Сибири и Дальнего Востока.

Недостаточная эффективность некоторых местных заказников обусловлена отсутствием права землепользования у данной формы охраны природных территорий. Один запрет охоты не может обеспечить сохранения численности животных, если происходят нежелательные изменения мест их обитания.

Главная задача республиканских заказников заключается в долгосрочном резервировании и охране мест обитания особо ценных охотничьих животных, в целях обогащения фауны смежных угодий, путей массового пролета птиц, а также охране мест обитания видов, которым грозит (или уже наблюдается) сокращение численности до опасных пределов. Режим республиканских заказников предусматривает не только запрет охоты, но и существенное ограничение хозяйственной деятельности на их территории с учетом особенностей охраняемых видов животных.

В большинстве заказников, особенно республиканских, плотность населения охраняемых животных заметно выше, чем в смежных угодьях. Из заказников происходит постоянное, естественное расселение животных на сопредельные территории. В заказниках создаются благоприятные условия для временного сезонного пребывания в них мигрирующих животных, особенно перелетных водоплавающих птиц. Значительную роль сыграли заказники в восстановлении численности соболя, куницы, косули, кабана и речного бобра.

Другие категории ООПТ (памятники природы, дендрологические и ботанические сады, лечебно-оздоровительные местности и курорты) в силу своей специфики, играют незначительную роль в охране местообитаний зверей и птиц.

Международное сотрудничество в области охраны природы и природопользования осуществляется через заключение различного рода договоров. Их заключению предшествует обычно проведение международных совещаний. Существуют постоянно действующие международные организации.

Дата добавления: 2015-09-28 ; просмотров: 665 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Роль зоопарков, аквариумов, ботанических садов и дендрариев в сохранении видов. Банки семян. Законодательная защита видов

Тут стоит сказать, что это второе принципиальное решение проблемы сохранения биоразнообразия. Когда численность вида в природе катастрофически сокращается, а доступные меры охраны посредством прямой защиты его в природных условиях оказываются недостаточными, перспективным направлением бывает создание условий для переживания и размножения таких видов.

А) центры разведения

Они существуют давно: рыбоводные заводы (севрюга, белуга, осетр). Одна из последних популяций атлантического осетра в р. Риони поддерживается только благодаря искусственному воспроизводству.

Питомники и центры по разведению лабораторных животных для медицины и научных исследований – Сухумский обезьяний питомник, в котором ежегодно размножаются сотни обезьян.

Специальные питомники по размножению в контролируемых условиях редких видов.

Б) роль зоопарков

Идея использовать зоопарки для разведения редких животных не нова: она была выдвинута еще в 1889 г. (США).

К 1980 г. в мире насчитывалось 836 зоопарков, в которых содержались представители нескольких тысяч видов позвоночных.

В зоопарке был спасен от вымирания олень Давида, разводившихся на протяжении столетий только в одном из императорских парков около Пекина.

Всего в зоопарках мира содержится 340 редких видов млекопитающих, 88 видов птиц, 34 – рептилий, 6 – амфибий из Красной книги МСОП.

Начинает распространяться искусственное осеменение. В 1979 г. в Лондонском зоопарке в результате этого родилась первая пума. Успешно осуществлено искусственное осеменение газели Спика в зоопарке г. Сент-Луиса.

Другая проблема, вставшая при организации размножения в неволе, – опасность вырождения в результате близкородственного скрещивания.

Выходом из нее оказывается хорошо налаженная информация о родословных животных и подбор пар для скрещивания.

Б) роль ботанических садов

Человечество за всю его историю освоило около 1% произрастающих на земном шаре видов высших растений. Основные современные продовольственные (хлебные злаки, горох и др. бобовые, овощи, плодовые), а также волокнистые (лен, конопля, хлопчатник, джут), технические растения окультурены человеком еще в эпоху неолита или в бронзовом веке. Декоративные и лекарственные растения введены в культуру только в последние столетия. Даже для селекции уже возделываемых культурных растений дикая флора нашей планеты используется мало. Например, из 70 видов рода Helianthus в культуру введены только 2 – подсолнечник и земляная груша (H. tuberosus).

Работа ботанических садов в деле сохранения биоразнообразия отстает от запросов жизни. Первоочередные задачи ботанических садов:

выявление редких и исчезающих видов растений;

изучение их биологии и экологии;

их культивирование в ботанических садах;

разработка способов и приемов их размножения и рационального использования;

организация заповедного режима на участках с естественной коренной растительностью, находящихся на территориях, подведомственных ботаническим садам.

Для успешного решения этой задачи ботанические сады имеют бесспорные преимущества перед другими ботаническими учреждениями. У них есть территория для постановки интродукционного эксперимента и квалифицированные кадры, владеющие агротехническими приемами по посадке и выращиванию интродуцентов. Таким образом, признавая всю важность и неотложность работ по сохранению редких видов в природных местообитаниях, нельзя и значение работ по их сохранению в ботанических садах. Культивирование редких растений имеет значение не только как мера, направленная на сохранение последних, музейных представителей исчезающих видов, но может послужить и действенным способом защиты и восстановления их природных популяций.

Если природные местообитания гибнущих видов не претерпели необратимых изменений, выращиваемые в ботанических садах образцы могут быть использованы для их возвращения в природные условия, о чем должны быть сделаны соответствующие публикации.

Если нельзя рассчитывать на восстановление прежних местообитаний, культивируемые образцы могут быть использованы для интродукции в другие благоприятные районы. Растения, обладающие ценными качествами исчезающие виды, обретают новый искусственный ареал.

Многое могут сделать ботанические сады. Из 1000 ботсадов мира 220 уже создали систематические коллекции исчезающих видов дикой флоры своих регионов. Сложности для видов с узкой экологической амплитудой. Есть пока немногочисленные случаи восстановления, казалось бы, исчезающих форм растений.

В 1967 г. оставалось всего 22 особи южноафриканского эндемика Orothamnus zeyheri из семейства Протейные Proteaceae. К 1978 г. его численность достигла 1139 особей. Знаменитое живое ископаемое гинкго сохранилось лишь в дендрариях и парках Китая и Японии. Примерами других видов, которые сохранились в окультуренном состоянии являются следующие:

От охраны видов к охране природных сообществ.

Наилучшие условия для поддержания стабильной численности растительных популяций создаются в естественных ненарушенных сообществах. В таких сообществах между видами сложились устойчивые равновесные отношения, состав их определен длительным отбором и приспособлением видов к окружающей среде.

2. Создание генетических банков

Там, где исчерпаны все резервы сохранения вида на месте, приходится думать о возможности сохранения хотя бы его генофонда в виде семян, половых клеток в специальных хранилищах – банках. По отношению к сельскохозяйственным видам животных и растений эта идея уже нашла практическое осуществление в США, РФ.

Банк семян не решает проблемы сохранения генофонда всех растений, так как многие виды размножаются только вегетативно.

К настоящему времени разработаны методы консервации генома растений посредством глубокого замораживания тканей, находящихся в точках роста, зародышевых структур, половых и соматических клеток.

При этом наибольшее значение для сохранения генома имеет, по-видимому, сохранение меристемы, так как именно они дают возможность полностью восстановить и размножить данный генотип.

Для 60 видов декоративных растений сохранение и размножение меристемы стало обычной практикой массового размножения и оздоровления посадочного материала. Процесс этот сложный:

Получение культуры клеток

Развитие эмбрионов (зародышевых структур)

Постепенное замораживание клеток

Рекультивирование клеток после замораживания.

В мире существует 14 банков – хранилищ семенных образцов культурных растений и их ближайших родичей. Одна из коллекций создана при секретариате Международного совета по генетическим ресурсам растений. Пока созданы 2 банка замороженных клеток исчезающих видов животных: в Техасском медицинском центре и в зоопарке Сан-Диего.

6. Факторы воздействия на живые организмы и причины вымирания. Прямые и косвенные факторы.

Тут перед ответом говорим, чтио вся последующая инфа взята из анализа КК МСОП

В эволюции животных процесс вымирания одних и зарождения других видов вполне закономерен и неизбежен. Он происходит в результате изменения рельефа, климата, а также конкурентных взаимоотношений. Однако этот процесс медленный. По расчетам Д.Фишера до появления человека на земле средняя продолжительность жизни вида птиц была около двух миллионов лет, млекопитающих – около 600 тыс. лет. С момента появления человека он стал мощным фактором изменения животного мира. Первыми его жертвами оказались крупные животные, а также обитатели островов в различных районах земли.

До 1600 г. не было никаких научных описаний по изменению человеком животного мира. Они появились после указанного периода. По данным Международного союза охраны природы и природных ресурсов, с 1600 по 1974гг. исчезло 63 вида млекопитающих, 94 вида птиц. Из них, по данным Д.Фишера, гибель 75% млекопитающих и 86% видов птиц непосредственно связана с деятельностью человека.

Воздействие человека на животный мир возрастало по мере развития общества, его производительных сил, техники и производства. Особенно оно усилилось с зарождением и развитием товарного производства и приобрело угрожающие масштабы в 19-20 столетиях.

В 19 веке человеком уничтожено 70 видов диких животных, а только за 50 лет 20 века исчезло 40 видов. В последнее время в среднем на нашей планете ежегодно исчезает по виду или подвиду позвоночных животных. В современный период под угрозой исчезновения находится более 600 видов птиц и свыше 120 видов млекопитающих.

Наиболее уязвимыми к антропогенному воздействию оказались бедные видами отряды млекопитающих. Так, исчезновение морской коровы, принадлежащей к одному из пяти видов отряда сирен, дало рекордный показатель смертности (20%). Малую устойчивость показала большая, но примитивная группа сумчатых (смертность 8%) и примитивных насекомоядных (2,6 %). Значительно пострадали как объекты интенсивной охоты и промысла парнокопытные (смертность 2,1%) и ластоногие (3%). Исчезло много видов грызунов. Однако 18 видов из 23 вымерших были строго эндемичными для малых островов, а 5 были примитивными астралийскими видами. Из 10 вымерших видов насекомоядных 7 также были обитателями островов.

Наиболее стойкими к антропогенному воздействию оказались низкоорганизованные рукокрылые (смертность 0,2%), высокоорганизованные и экологически пластичные хищники (смертность 0,8%).

Факторы антропогенного воздействия на живые организмы обычно делят на две группы: прямые и косвенные. К прямым относятся чрезмерная добыча, уничтожение для защиты сельскохозяйственных и промышленных объектов и случайное уничтожение, а к косвенным причинам относятся – разрушение местообитаний, влияние вселенных видов, сокращение и ухудшение кормовой базы. Количество организмов, подверженных воздействию этих факторов указано в таблице.

Распределение видов, внесенных в Красную книгу МСОП, по главным факторам, опасным для их существования.

ФакторыВсе живые организмы
Абсолютное число%
Прямые
1. чрезмерная добыча
2. уничтожение для защиты сельскохозяйственных и промысловых объектов
3. случайное уничтожение
Косвенные
1. разрушение местообитаний
2. влияние вселенных видов
3. Сокращение и ухудшение кормовой базы

К разрушению местообитаний животных приводят химические и физические формы антропогенного воздействия, а именно, загрязнение окружающей среды, уничтожение лесов, эрозия почв, строительство плотин, сельскохозяйственное освоение территорий и др. От влияния фактора разрушения местообитаний в критическом состоянии находятся 449 видов позвоночных животных (1982г.). В первую очередь страдают виды животных, обитающих в пресных водах (178 видов), тропических лесах (105 видов), на островах (75 видов). В меньшей степени воздействию этого фактора подвержены обитатели прибрежных морских вод (20 видов), гор (16), пустынь (12), лесов субтропического и умеренного пояса (8), пещер (8), степей (5).

На первом месте по угрозе исчезновения животных стоит Северная и Центральная Америка (103 вида), затем следуют Юго-Восточная Азия (42 вида), Южная Америка (30), Мадагаскар (25), острова Карибского моря (23), острова Тихого океана (22), запад Индийского океана (18), Африка (16 видов).

Мощным фактором антропогенного воздействия на местообитания животных является химическое загрязнение природной среды. Наиболее крупными, массовыми и широко известными группами токсикантов являются пестициды, нефть и нефтепродукты, фенолы, металлы и их соли. Ярким представителем пестицидов являются ДДТ. Расчет его глобального баланса показал, что 50% этого яда, внесенного в биосферу, сохраняется в ней в течение десятилетий.

Вторая причина уменьшения численности и исчезновения позвоночных животных – чрезмерная их добыча. К сокращению численности животных ведет не только промысловая их добыча для использования в пищу и в качестве сырья для отраслей промышленности, но и их добыча с целью коллекционирования, поделки сувениров, а также для продажи.

Чрезмерная добыча – это одна из самых древних форм антропогенного воздействия на животных. Первой документально засвидетельствованной жертв ой преследования человека был гигантский голубь – дронт. Дронтов убивали ради мяса и собирали их яйца. Привезенные ручные обезъяны и свиньи разоряли гнезда. Последняя птица погибла через 82 года после появления первых голландцев на острове Маврикий в Индийском океане.

Во многих странах функционируют организации контробандистов, добывающих редких животных с целью торговли и коллекционирования. Контробанда животными и растениями сопоставима по своим масштабам с контробандой наркотиками и оружием. Наиболее широкий масштаб отлова животных отмечается в развивающихся странах, тем не менее ряд видов страдают и в других регионах. Контробандная торговля животными стала одним из самых выгодных видов торговли. Например, в Европе шимпанзе стоит 12-20 тыс. франков, а охотнику в Африке за нее заплатят 50-100 франков.

Устойчивый спрос рынка стран Востока на препараты из диких животных породил и специфический вид браконьерства. Жители ряда стран Азии считают, что лекарство, приготовленное из желчи диких медведей, служит панацеей от многих болезней. За один желчный пузырь медведя на черном рынке азиатских стран платят до 3 тыс.долларов. Увеличение спроса породило усиление браконьерства в западных штатах США, где медведи еще встречаются в значительном количестве. Усилился браконьерский отстрел оленей и лосей, что связано с резко увеличивающейся контробандной продажей рогов на азиатский рынок.

Третья причина исчезновения позвоночных животных – влияние вселенных видов. Эта причина поставила на грань уничтожения многие виды, главным образом из классов рыб и птиц – соответственно 46 и 49 видов (28% от общего их числа). Под влиянием указанной причины на грани уничтожения находятся рептилии (13 видов – 17%), амфибии (5 видов – 14%) и млекопитающие (14 видов – 6%).

Завезенные из других материков виды животных вытесняют из экологических ниш местные виды. К примеру:

– скворцы и домовые воробьи, завезенные в Северную Америку из Европы, за счет своего агрессивного территориального поведения вытеснили некоторые местные виды, например «синих птиц», из многих местообитаний;

Четвертой причиной изменения численности позвоночных животных является сокращение и ухудшение кормовой базы. В результате этой причины в основном страдают крупные копытные, млекопитающие, главным образом, вследствие конкуренции из-за пищи со стадами домашних животных. Уменьшение же диких копытных, являющихся основой кормовой базы для большинства крупных хищников, безусловно отражается и на численности последних (20 видов, что составляет 9% от общего числа класса).

Благодаря фактору уничтожения животных в целях защиты сельскохозяйственных и промышленных объектов подвержен угрозе исчезновения 21 вид. К ним относятся: крупные кошки, выдры, псовые и крупные обезъяны. Из других классов угроза исчезновения преследует 2 вида крокодилов и 2 вида крупных хищных птиц.

И, наконец, последняя из основных причин – случайное уничтожение позвоночных животных. Она угрожает исчезновению 7 видов млекопитающих, 4 видам рептилий и 1 виду рыб. В основе этой причины лежит попутный улов или промысел других видов животных. Это происходит, главным образом, в бассейнах Мирового океана.

Все эти причины относятся только к позвоночным животным. А как обстоят дела с беспозвоночными? В силу малоизученности этой огромной армии животных трудно определить число видов, находящихся на грани исчезновения.

Живые организмы способны в определенной степени противостоять не слишком сильным внешним изменениям и воздействиям. Различают три вида устойчивости живых систем: выносливость, упругость, постоянство.

1). выносливость – способность живых систем сопротивляться различным нарушениям или изменениям;

2). упругость – способность живых систем самовосстанавливаться после действия внешних нарушений;

3). постоянство – способность живых систем, например, популяций, сохранять свои размеры.

Однако, если один или несколько факторов среды выйдут за границы допустимых уровней, то происходит экологический стресс. Резкие изменения окружающей среды могут возникать в результате землетрясений, вулканизма и других стихийных бедствий или как результат деятельности человека. Реакция организмов на экологический стресс проявляется на различных уровнях:

На уровне отдельных организмов:

1. Физиологические и биохимические изменения.

2. Психологические нарушения.

3. Поведенческие нарушения.

4. Сокращение или отсутствие воспроизводства.

6. Врожденные уродства.

7. Раковые заболевания.

8. Увеличение смертности.

На уровне популяций

1. Снижение или увеличение численности популяции. Изменения в возрастной структуре (старые, молодые или слабые особи не выживают).

2. Естественный отбор наследственных черт, способствующих выживанию в условиях экологического стресса.

3. Потеря генетического разнообразия и приспособляемости. Вымирание.

На уровне сообществ и экосистем.

1. Нарушение энергетического потока.

Увеличение или уменьшение потока солнечной энергии.

Изменения в трофической структуре пищевых цепей.

2. Нарушение химических циклов.

Уменьшение запасов основных питательных веществ.

Чрезмерное поступление питательных элементов.

Сокращение видового разнообразия.

Сокращение или исчезновение мест обитания и экологических ниш.

Добавить комментарий