Почему темп вымирания растет

Если не брать в расчет редких паразитов, представляющих опасность для нашего тела и источников пищи, вряд ли найдется много людей, которые стали бы желать смерти другим видам.

Разумеется, биосфера не станет оплакивать гибель африканских комаров вида Anophelesgambiae, этих любителей человеческой крови и главных разносчиков малярии, от которых невозможно укрыться даже в самом защищенном жилище. То же относится и к африканскому гвинейскому червю — моему личному кандидату номер один на звание самого отвратительного из паразитов, — исчезновение которого, я думаю, не огорчит даже самых ярых защитников дикой природы. Достигая метра в длину, он распространяется по всему телу, выходя на поверхность кожи через язвы на ступнях или ногах для того, чтобы вытолкнуть во внешнюю среду свои личинки. Еще меньше мы бы сожалели об исчезновении простейших паразитов, вызывающих смертельное заболевание лейшманиоз и приводящих к обезображиванию тела человека. Если подсчитать количество болезнетворных бактерий, микроскопических грибов и вирусов, заслуживающих или полного исчезновения, или хранения исключительно в жидком азоте, то, вероятно, таких наберется не более тысячи (по моей оценке). Мне несколько раз доводилось переносить заболевания, вызываемые арбовирусами (вирусами, переносимыми членистоногими), которые попадали в мой организм в тропических лесах. Я отлично помню, как был прикован к кровати, пока меня мучала лихорадка, так что с радостью бы попрощался с ними.

Миллионы других видов — косвенно или прямо — оказывают благотворное влияние на жизнь человека. Но, к сожалению, люди придумали бессчетное количество способов сделать так, чтобы ускорить их вымирание, какую бы пользу они ни приносили сейчас или могли бы принести в будущем. Воздействие человека главным образом обусловлено чрезмерной активностью при осуществлении повседневной деятельности, которая помогает нам справляться с тяготами жизни. Именно эта деятельность и превратила нас в самый деструктивный вид за всю историю Земли.

Сколько времени нам требуется, чтобы заставить вид вымереть? Многие годы палеонтологи и специалисты по биоразнообразию полагали, что до появления человечества около 200 000 лет назад ежегодно формировался один новый вид и вымирал один существующий вид в расчете на миллион видов. Считается, что в результате деятельности человека в настоящее время совокупный показатель вымирания в сто, а то и тысячу раз выше первоначального. И виновато в этом только человечество.

В 2015 г. интернациональная команда исследователей завершила детальный анализ показателей вымирания в дочеловеческую эпоху, придя к выводу, что темпы диверсификации[13]на уровне родов (групп тесно связанных видов) были в десять раз ниже. Применительно к вымиранию видов полученные исследователями данные означают, что темпы вымирания видов в настоящее время приблизительно в тысячу раз выше, чем до распространения человечества. Эта оценка подтверждается результатами независимого исследования, в ходе которого была выявлена аналогичная тенденция к замедлению скорости формирования видов среди предков человека, а также их ближайших родственников — человекообразных обезьян.

Любое расширение масштабов человеческой деятельности ведет к сокращению размера популяций все большего числа видов, делая их все более уязвимыми и способствуя нарастанию темпов вымирания. В 2008 г. группа ботаников построила математическую модель, в соответствии с которой был получен следующий прогноз: 37–50% редких видов деревьев в тропических лесах Амазонии в Бразилии (под «редкими» понимаются виды, численность популяций которых не превышает 10 000 особей) в скором времени суждено исчезнуть в результате строительства дорог, вырубки лесов, добычи полезных ископаемых и ведения сельского хозяйства. В частично освоенных районах, где ведется работа по сохранению природных ресурсов, этот показатель ниже — 37%.

Сравнение темпов видообразования и вымирания различных видов растений и животных в разных частях мира — непростая задача. Но так или иначе все имеющиеся данные заставляют нас сделать два вывода. Во-первых, мы являемся свидетелями шестого массового вымирания, которое идет полным ходом; и, во-вторых, причина его — деятельность человека.

Осознав всю серьезность сложившейся ситуации, приходится задать себе один важный вопрос: насколько эффективна работа по сохранению окружающей природной среды? Насколько успешны усилия международного движения в защиту природы, направленные на замедление и остановку процесса уничтожения биоразнообразия Земли? Имея опыт работы в качестве члена правления таких организаций, как Conservation International, Комитет по охране природы (The Nature Conservancy) и американского отделения Всемирного фонда дикой природы, а также в качестве консультанта при многочисленных региональных экологических организациях, я не понаслышке знаю, сколько сил и ресурсов, включая частное и государственное финансирование, было затрачено, сколько пота и крови было пролито за последнее полстолетие работы по сохранению биоразнообразия по всему миру. И к чему привели все эти героические усилия?

В 2010 г. с целью анализа состояния всех 25 780 известных видов наземных позвоночных животных (млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий) был проведен опрос почти 200 экспертов в этой области. Оказалось, что вымирание угрожает пятой части этих видов. При этом в 20% случаев экологам удалось стабилизировать ситуацию. Ранее, в 2006 г., в ходе независимого исследования был сделан вывод о том, что за последние 100 лет в результате деятельности по сохранению биоразнообразия удалось сократить показатели вымирания среди птиц приблизительно на 50%. В разных частях мира 31 вид птиц продолжает жить благодаря усилиям экологов. Если усреднить показатели по наземным позвоночным животным, можно сделать вывод о том, что к настоящему моменту защитникам природы по всему миру удалось сократить темпы вымирания видов приблизительно на 20%.

Теперь проанализируем, как на ситуацию повлиял принятый в 1973 г. в США Закон о сохранении исчезающих видов (Endangered Species Act). В 2005 г. было проведено исследование, показавшее, что у четверти из 1370 видов растений и животных, ранее отнесенных к категории находящихся под угрозой исчезновения, наблюдался рост популяций, тогда как у 40% численность популяций снижалась. При этом положение 13 включенных в перечень видов улучшилось настолько, что они были исключены из числа исчезающих. Но важнее всего было то, что, несмотря на гибель 22 видов, 227 обреченных на исчезновение видов были спасены. Например, среди известных даже простому обывателю видов, популяциям которых удалось восстановиться в результате работы по их охране, — желтоплечий черный трупиал, зеленая морская черепаха и толсторогий баран.

Эти успехи показывают, что природоохранная деятельность приносит свои плоды, но предпринимаемых в настоящее время мер явно недостаточно для спасения мира природы. Участникам движения в защиту окружающей природной среды удалось замедлить темпы вымирания видов организмов, но их усилий совершенно недостаточно для того, чтобы хотя бы даже приблизиться к уровню биоразнообразия, существовавшему до появления человека. Одновременно с этим происходит стремительное сокращение темпов видообразования. Можно провести аналогию с ситуацией, когда жертва несчастного случая или ДТП оказывается в отделении неотложной помощи с сильным кровотечением, а запасы крови иссякли и новых поступлений не ожидается — на стабилизацию надеяться не приходится, и дальнейшее ухудшение состояния, а затем смерть — неизбежны. Единственное, что мы можем сказать хирургам, а вместе с ними и борцам за сохранение биоразнообразия: «Поздравляем. Вам удалось продлить пациенту жизнь, правда ненадолго».

Конечно, человеческое наступление на биоразнообразие угрожает не всем видам в дикой природе. Некоторые могут сосуществовать с человеком. Какая часть уцелевших видов дотянет до конца этого столетия? Если ситуация не изменится, то, наверное, не более половины. Более вероятный сценарий — менее четверти.

Это всего лишь мое предположение. Но факт остается фактом — сокращение пригодных местообитаний, которое наблюдается практически повсюду в мире, уже само по себе способствует ускорению темпов вымирания. Больше всего страдает биоразнообразие тропических лесов и коралловых рифов. При этом, если судить по показателю числа исчезающих видов на единицу площади, самыми первыми жертвами становятся обитатели рек, ручьев и озер. Это справедливо как для тропиков, так и для регионов с умеренным климатом.

Специалисты по охране природы сходятся во мнении, что сокращение площади местообитаний, независимо от их типа, со временем приводит к уменьшению числа обитающих там видов на величину, приблизительно равную корню четвертой степени из площади. Если, к примеру, вырубить 90% леса, в скором времени в оставшейся его части исчезнет половина видов. Большинство видов смогут выживать в течение какого-то времени, но при этом приблизительно у половины из них численность популяций упадет до столь низкого значения, что уже через несколько поколений от них ничего не останется.

Своего рода природной лабораторией для изучения взаимосвязи между площадью мест обитания и темпами вымирания стал панамский остров Барро-Колорадо, образовавшийся в результате формирования озера Гатун при строительстве Панамского канала в 1913 г. Вся его территория покрыта дождевыми лесами. Орнитолог Джон Терборг предсказал, что через 50 лет на острове исчезнут 17 видов птиц. На самом деле вымерло 13, то есть 12% от 108 изначально существовавших на острове видов. На другом конце света, в Богорском ботаническом саду, также представляющем собой островок дождевого леса площадью 0,9 км2, но образовавшемся не вследствие затопления прилегающих территорий, а в результате вырубки всех лесов вокруг, в течение первых 50 лет исчезло 62 вида птиц, то есть приблизительно столько, сколько и должно было согласно указанной формуле.

Ученые, занимающиеся вопросами сохранения биоразно­образия, часто прибегают к сокращению HIPPO[14] для краткого обозначения наиболее разрушительных видов нашей деятельности в порядке убывания их значимости. Первый — разрушение среды обитания. Он включает последствия изменения климата.

Далее — инвазивные виды. Речь идет о растениях и животных, которые вытесняют местные виды, уничтожают сельскохозяйственные культуры и аборигенную растительность, а также о микробах, вызывающих заболевания у людей, и других видах.

Следующий элемент — загрязнение окружающей среды. Отходы человеческой деятельности убивают жизнь, особенно в реках и других пресноводных экосистемах, то есть самых хрупких и уязвимых средах обитания на земле.

Предпоследний элемент — перенаселение. Об этом до сих пор не принято говорить, но мы действительно должны по­умерить пыл. Очевидно, что без рождения потомства не обойтись, но, как однажды заметил папа Франциск I, продолжать размножаться как кролики — далеко не лучшая идея. Согласно прогнозам демографов, к концу этого столетия численность населения увеличится приблизительно до 11 млрд или даже чуть больше. После достижения этого пикового значения начнется спад. К великому сожалению для биосферы, потребление на душу населения также неизбежно будет расти, причем даже более быстрыми темпами, чем численность населения. Если не будут разработаны технологии, позволяющие существенно увеличить урожайность на единицу площади, экологический след человечества, под которым понимается площадь поверхности Земли, необходимая для удовлетворения потребностей среднестатистического представителя человечества, будет расти непрерывно. Экослед — это не какой-то конкретный кусочек суши в каком-то конкретном месте. Он разбросан по суше и воде и состоит из всей той площади, которую мы используем для жизни, питания, перемещений, административных нужд и всех прочих видов деятельности, включая развлечения и отдых.

Наконец, хищническая охота. Рыболовство и охота грозят полным или частичным уничтожением видов, являющихся их объектом. В последнем случае оставшиеся в живых представители популяции промыслового вида оказываются обречены на исчезновение в результате болезней, конкуренции со стороны других видов, изменений погодных условий и иных факторов, которые были бы не страшны более многочисленной и занимающей большую территорию популяции того же самого вида.

В некоторых случаях угасание или вымирание вида объясняется одной-единственной причиной, которую нетрудно установить. Например, можно вспомнить о пищевых предпочтениях коричневой бойги, излюбленным лакомством которой являются птенцы. Еще один пример — снижение численности популяции данаиды монарха на Среднем Западе. Как известно, миллионы этих бабочек отправляются на зимовку в сосновые леса штата Мичоакан в Мексике. К 2014 г. популяция этого вида на Среднем Западе США уменьшилась на 81%. Причиной стало сокращение численности популяции ваточника, единственного растения, которым питаются гусеницы монарха, на 58%. В свою очередь, ваточник стал жертвой активного применения гербицида на основе глифосата на кукурузных (маисовых) и соевых полях. Сельскохозяйственные культуры были генетически модифицированы, что позволяет им противостоять действию гербицида и чувствовать себя прекрасно, несмотря на его применение. Дикое растение ваточник оказалось беззащитным. Так, без чьего бы то ни было злого умысла произошло резкое падение численности популяции мигрирующих бабочек-монархов в США и Мексике.

Однако в большинстве случаев у вымирания несколько причин, так или иначе связанных друг с другом и в конечном итоге вытекающих из деятельности человека. Одним из подробно изученных примеров действия нескольких факторов является полное или почти полное вымирание лесного хомяка вида Neotoma magister на третьей части его ареала. Считается, что он пострадал от исчезновения каштана зубчатого, семена которого были частью рациона этих животных. Другим важным фактором стали вырубка и фрагментация лесов, где обитают лесные хомяки. Еще более усугубила положение прожорливость инвазивного европейского непарного шелкопряда. Последним ударом стал аскаридоз, которым лесные хомяки заразились от лучше приспособленных к жизни в соседстве с человеком енотов.

Те, кого не трогает судьба грызуна, не смогут остаться равнодушными к истории певчих птиц, каждый год мигрирующих между своим обычным местом зимовки в тропиках Нового Света и местом размножения на востоке США. Данные Исследования североамериканских гнездящихся птиц, финансируемые федеральным правительством, и Рождественской переписи птиц Национального одюбоновского общества со всей очевидностью свидетельствуют о резком сокращении популяций двух десятков видов. В числе пострадавших: лесной дрозд, земляной певун, восточный тиранн и рисовый трупиал. Один вид, багамский пеночковый певун, который зимовал на Кубе, судя по всему, исчез полностью. У меня особое отношение к этой маленькой птичке. Когда, проводя полевые исследования в пойменных лесах американской части побережья Мексиканского залива, я оказывался в зарослях сахарного тростника, излюбленном месте гнездования певунов, я подолгу вслушивался в звуки тамошних обитателей в надежде услышать эту птичку (надо сказать, я не большой специалист в этом), но все напрасно.

Иногда создается впечатление, что люди как будто специально используют все доступные средства, чтобы сделать невозможной жизнь аборигенных растений и животных, которые пока еще существуют в Америке. Первые места в нашем смертоносном арсенале делят такие последствия нашей деятельности, как уничтожение мест зимовок и размножения, активное применение пестицидов, истощение кормовых ресурсов в виде насекомых и растительности в естественной среде обитания и световое загрязнение, сбивающее животных с толку во время миграции. Изменение климата и подкисление представляют собой две угрозы, которые, хотя они и были выявлены совсем недавно, способны коренным образом изменить ситуацию, спровоцировав нарушение привычного ритма жизни дикой природы, обеспечивающего выживание и размножение живых организмов.

Всем, кто пытается сохранить мировое биоразнообразие, следует учитывать ряд обстоятельств. Во-первых, факторы вымирания, связанные с деятельностью человека, дают синергетический эффект. Усиление действия одного фактора сопровождается активизацией и остальных факторов, приводя в итоге к еще большему ускорению темпов вымирания. Если, например, вырубить участок леса для нужд сельского хозяйства, сократится площадь доступной среды обитания, снизится способность данной территории поглощать углекислый газ, а в окружающую среду попадут загрязняющие вещества, которые, проникнув в реки, спровоцируют деградацию до того момента нетронутых водных местообитаний вниз по течению. С исчезновением какого-либо местного вида хищника или травоядного животного происходит перестройка всей экосистемы в целом, что в некоторых случаях грозит самой настоящей катастрофой. Появление инвазивного вида приводит к аналогичным последствиям.

Во-вторых, еще одна фундаментальная особенность биоразнообразия заключается в том, что тропики превосходят зоны с умеренным климатом как по числу видов, так и по степени их уязвимости. Можно заметить, что по мере приближения к полюсам число видов тли, лишайников и хвойных растений будет постепенно увеличиваться. Однако при движении в обратном направлении будет наблюдаться куда большее разнообразие, образуемое огромным количеством видов самых разных организмов. Так, например, в лесу Новой Англии в зоне умеренного климата вы найдете приблизительно 50 видов муравьев на 1 км2 (если, конечно, вы не поленитесь присмотреться повнимательнее), а на сравнимом по площади участке дождевого леса в Эквадоре или на Борнео вас ждет в десять раз больше видов этих насекомых.

В-третьих, еще один принцип биоразнообразия, заслуживающий нашего внимания, гласит, что между богатством биоразнообразия и протяженностью географической области распространения составляющих его видов существует прямая связь. В условиях умеренного климата Северной Америки имеется большое число видов растений и животных, которых можно встретить практически на всей территории континента, тогда как в тропиках Южной Америки этим могут похвастаться лишь очень немногие виды.

Если объединить последние два принципа, определяющие численность постоянно проживающих на данной территории видов, мы увидим, что, как и ожидалось, тропические виды в среднем более уязвимы, чем виды умеренных широт. Они занимают меньшие видовые ареалы, а значит, их популяции отличаются меньшей численностью. Кроме того, существуя бок о бок с большим числом конкурирующих видов, они, как правило, в большей степени зависят от особенностей того места, где живут, той пищи, которую они потребляют, и тех хищников, которые охотятся на них и ими питаются.

Таким образом, можно сформулировать общее правило, которое необходимо учитывать в деятельности по сохранению биоразнообразия: вырубка квадратного километра девственного хвойного леса в Канаде, Финляндии или Сибири причиняет немалый ущерб окружающей среде, однако вырубка участка девственного дождевого леса аналогичной площади в Бразилии или Индонезии влечет за собой несравнимо больший ущерб.

Наконец, не стоит забывать о колоссальной разнице в числе существующих видов — на 62 839 известных науке видов позвоночных животных (млекопитающих, птиц, рептилий, амфибий и рыб по состоянию на 2010 г.) приходится 1,3 изученных видов беспозвоночных (также по данным за 2010 г.). Практически вся информация о тенденциях в изменении количественного состава биоразнообразия основана на данных о позвоночных — крупных животных, которые нам хорошо знакомы и с которыми у нас сложились близкие отношения. Среди беспозвоночных есть хорошо изученные группы, в особенности моллюски и бабочки, но даже об этих организмах мы знаем меньше, чем о млекопитающих, птицах или рептилиях. При этом подавляющее большинство видов беспозвоночных животных, включая исключительное разнообразие насекомых и морских организмов, остаются неизвестными и неизученными наукой. Тем не менее среди тех групп, которые исследованы достаточно подробно, чтобы судить о динамике изменения их численности на уровне вида, таких, например, как пресноводные крабы, речные раки, стрекозы и кораллы, процент видов, находящихся под угрозой или на грани исчезновения, сравним с аналогичным показателем для позвоночных животных.

Размышляя о вопросах жизни и смерти в биосфере, важно не совершить две ошибки. Первая связана с заблуждением, что если вид редкий или на грани вымирания, то он просто состарился. Можно подумать, что его время пришло и ничего уже не поделаешь. Но это не так! Молодые особи для этого вида столь же важны, как и для самого агрессивного и активно размножающегося вида-соперника. Если размер его популяции сокращается сначала до уровня, при котором вид оказывается в уязвимом положении, затем до уровня исчезающего вида и, наконец, до уровня вида, находящегося на грани полного исчезновения (согласно классификации категорий статусов редкости, принятой в Красном списке Международного союза охраны природы[15]), причина этого не в возрасте и не в предопределенности судьбы этого вида. Настоящая причина — трудное положение, в котором вид оказался в ходе процесса естественного отбора в соответствии с теорией Дарвина. Внешняя среда меняется, но гены, сформировавшиеся ранее в ходе естественного отбора, не обеспечивают быструю адаптацию организмов к новым условиям — они просто для них не подходят. Виду просто не повезло, как фермеру, который вложил все свои деньги в покупку новых земель в начале десятилетней засухи. Но достаточно поместить нескольких молодых особей такого вида в условия, к которым их гены лучше приспособлены, и его ждет процветание.

Имейте в виду, что человечество — главный архитектор сред, к условиям которых трудно приспособиться. Биология охраны природы — область знаний биологии, отвечающая за выявление более подходящих мест обитания и защиту или восстановление в них видов, которым грозит исчезновение.

Биологи признают, что за 3,8 млрд лет существования жизни вымерло свыше 99% всех видов, которые когда-либо обитали на нашей планете. Но если это так, что же тогда плохого, как нас часто спрашивают, в исчезновении видов? Ответ очевиден: многие из видов, которые исчезли за тысячи и миллионы лет, вовсе не канули в лету — на их основе сформировалось несколько дочерних видов. Биологические виды подобны амебам: они размножаются путем деления, а не вынашивания эмбрионов. Со временем наиболее успешные виды становятся прародителями большинства остальных видов, подобно тому как самые успешные люди живут дольше всех и обеспечивают выживание большего числа потомков. Показатели рождаемости и смертности среди людей близки к равновесию в масштабах планеты, хотя в течение последних 65 000 лет или около того преимущество оставалось на стороне рождаемости. Но важнее всего то, что мы, как и все остальные виды, являемся продуктом чрезвычайно успешной и потенциально важной цепочки, которая восходит к временам зарождения человечества и далее к моменту зарождения жизни миллиарды лет назад. То же самое верно и в отношении всех существ вокруг нас. Они все без исключения — победители. Во всяком случае были ими до настоящего момента.