Самые агрессивные инвазивные виды живых организмов. Самых опасные инвазивные виды животных, уничтожающих целые экосистемы
10. Азиатский карп (Пестрый и серебристый толстолобик)
Азиатский карп попал в речной бассейн Миссисипи, вследствие наводнения, которое захлестнуло пруды на фермерских водоемах и очистных сооружениях. Карп был привезен фермерами для контроля разрастающихся планктонных водорослей, и теперь эта не промысловая рыба-фильтратор угрожает вторгнуться и в Великие озера. Возможно, вы видели по телевизору или в интернете, как азиатские карпы сотнями выпрыгивают из воды, потревоженные работой лодочных моторов, затем приземляются на дно лодок и ранят сидящих в них рыбаков. Быстрорастущие и способные достигать более 4 метров в длину и более 40 килограмм веса, они представляют серьезную опасность для промысла в районе Великих озер.
9. Кролики
После того, как кролики, завезенные в Австралию в 1788 году в качестве источника питания, были выпущены на волю, их популяция резко возросла. Вследствие этого они начали поедать множество зерновых культур и успели распространиться далеко за пределами сельской местности. В период с 1901 по 1907 год в Западной Австралии был построен чрезвычайно длинный (более 2000 км) «забор для защиты от кроликов», общая стоимость которого тогда составила 330000 английских фунтов стерлингов.
Удивительный факт: самая длинная его часть, 1833 километра (из 5614 километров), является самым длинным непрерывным забором в мире. Чтобы помогать рабочим поддерживать эту изгородь в надлежащем состоянии, сюда были завезены верблюды. Наконец, в 1950 году появление вируса миксоматоза позволило избавиться от достаточного количества кроликов, чтобы довести их популяцию до приемлемых размеров.
8. Водяные гиацинты
Любящие теплую погоду водные растения из Южной Америки и их красивые цветы заставили людей совершить грубую ошибку – привезти их к себе домой, где они быстро покрыли собой водную поверхность и тем самым преградили доступ солнечных лучей для других растений. В итоге это привело к снижению кислорода в воде, нанеся ущерб дикой природе, что вызвало гибель других растений, которые обеспечивали пищей и кровом рыб и других водных животных. Разрастание водяного гиацинта также стало причиной распространения комаров. Заглушая водные артерии в тропических и субтропических районах Африки, а также в южной части США и Мексики, теперь гиацинты стали проблемой и в Австралии и Азии. Привезенный в США в 1884 году во время Всемирной ярмарки в Новом Орлеане, они настолько быстро распространился, что начали блокировать судоходные каналы.
Удивительный факт: в 1910 году законопроекту о ввозе бегемотов в Луизиану, для урегулирования проблемы с водяными гиацинтами, не хватило лишь 1 голоса!
7. Кудзу
Быстрорастущая и быстро распространяющаяся азиатская лоза, также известная как японской арроурут или кудзу, была привезена в США в 1876 году во время проведения Всемирной выставки в Филадельфии, и быстро разрослась по юго-восточной части страны. Кудзу растет достаточно быстро, чтобы погубить местные растения и кустарники, лишая их света и питательных веществ. Она считается вредным сорняком и недавно была найдена в Южной Канаде.
6. Тилапия
Знакомые любителям аквариумов члены семейства цихлид, тилапии являются привычным всем видом рыб, выращенным на рыбоводных заводах для потребления человеком. Выпущенные в разных точках мира, намеренным или случайным образом, эти выносливые рыбы добрались до всех водных путей, которые остаются хоть немного теплыми (минимальная температура требуемая для выживания 7-11 градусов по Фаренгейту) в течение года, и выработали устойчивость к пресной, солоноватой и прибрежной соленой воде, часто вытесняя местные виды. В некоторых местах они пережили и холодные зимы, обитая рядом с теплыми водами электростанций. Размножаясь в течение всего лета, а не только один раз в год, как это делают многие местные виды, эти прожорливые травоядные попали в озера Африканской рифтовой долины (особенно распространились в озере Ньяса), где они частично вытеснили, и даже угрожают полностью уничтожить, большинство из 1000, или около того, местных видов цихлид.
5. Дрейссена / Мидии квагга
Попавшие в реки в районе Великих озер вместе с балластными водами океанских грузовых судов, которые путешествуют по реке Св. Лаврентия, они вторглись во многие другие водные пути в озерах и реках, где размножаются в таких огромных количествах, что покрывают собой внутренние детали двигателей лодок и водозаборов, а также заселяют каждый камень и выступ на своем пути. Поначалу казалось, что местные рыбы Великих озер не ели дрейсенн, но, по-видимому, адаптировались к ним и все-таки стали употреблять их в пищу. К сожалению, выполняющие функцию природного фильтра мидии накапливают в себе большие объемы токсинов и рыбы, которые их едят, в конечном итоге оказываются зараженными теми же токсинами и становятся непригодными в пищу.
4. Жаба-ага
Эта самая большая в мире жаба (около 1 метра в длину), родом она из Центральной и Южной Америки, и была принесена в Австралию в 1935 году в надежде на то, что она поможет сократить количество вредных, как считали фермеры, тростниковых жуков, угрожающих урожаю сахарного тростника. Прожорливые жабы приступили к воспроизведению рода с такой скоростью, которую от них никто не ожидал. Поедая почти все, что попадает им в рот (например, среди всего прочего, некоторые кормили их мышами и кормом для собак), тростниковые жабы съедают даже собственных головастиков и все, что попадает в их поле зрения, за исключением, конечно, тростниковых жуков, ради которых их и привезли. Что еще хуже, они выделяют на поверхности кожи молочно-белый токсин, который часто убивает собак, хищных птиц, змей и ящериц. Тростниковых жаб так ненавидели в Австралии, что в стране начали широко распространяться такие «спортивные развлечения», как «ага-гольф» и «ага-крикет», где вместо шаров стали использовать жаб!
3. Серая крыса
Также известное как Пасюк или Амбарная Крыса, это животное, родом из Северного Китая, распространилось во всем мире (кроме наверно Антарктиды) путем перевозки на судах и других транспортных средствах. Возможно, их можно назвать наиболее «успешными» млекопитающими на Земле, эти грызуны распространяют болезни и уничтожают миллионы тонн человеческой и животной пищи каждый год. Их количество контролируется лишь частично за счет использования кошек и маленьких собак, а потому чем больше людей проживает на определенной территории, тем больше крыс там можно найти.
2. Карп
Древний евразийский съедобный вид рыбы, выносливый старший брат сазана, был доставлен в Северную Америку вторгшимися европейскими поселенцами. И просто сказать, что они успешно совершили это переселение, будет явным преуменьшением. Обнаруженная в реках и озерах по всей территории США и большей части Канады и Мексики, рыба семейства карповых может вырасти до почти 45 килограмм. Рыба при этом настолько умная, что её практически невозможно поймать на искуственную приманку. Причем американцы не считают карпа пригодным в пищу. А сам он представляет собой любителя легкой наживы, а потому ищет еду на дне, копошась в грязи и поедая икру других рыб.
1. Голуби
Привезенные в Северную Америку европейскими поселенцами в 1600-х годах, эти хорошо знакомые всем «летающие крысы» живут как в городах, так и в сельских районах. Образуя крупные городские стаи, они оставляют огромное количество голубиного помета на автомобилях, уличной мебели и на всем остальном. Порой большие стаи представляют опасность даже для самолетов. Другой особо раздражающей их особенностью является привычка отбивать для себя кормушки, предназначенные для привлечения местных певчих птиц.
Материал подготовила Наталья Закалык - по материалу
Инвазивные (инвазивные) виды — аллохтонные виды со значительным способностью к экспансии, которые распространяются естественным путем или с помощью человека и представляют значительную угрозу для флоры и фауны определенных экосистем, конкурируя с автохтонными видами за экологические ниши, а также вызывая гибель местных видов. Процесс расселения диких видов растений и животных на новые территории определяется сроком биологические инвазии.
После уничтожения мест обитания инвазивные виды представляют наибольшую угрозу для мирового биоразнообразия. Инвазивные виды растений является значительной проблемой на охраняемых территориях, вытесняя местные виды растений, для которых собственно и была создана охранные территории. В таких случаях возникает вопрос о мерах против пришельцев (главным образом — механическое уничтожение).
Биологические инвазии — мимолетные явления, которые происходят в течение одного или нескольких поколений и приводят к формированию новых частей ареала. Этим они отличаются от экспансий (постепенных расширений ареалов), которые могут происходить постепенно, в течение нескольких популяционных циклов. Эти процессы нередко рассматривают как особый тип биологического загрязнения. Пусковым механизмом для развития биологических инвазий является нарушение естественных барьеров для расселения, формирования «экологических коридоров» для расселения (например, каналы мелиоративных систем, лесополосы, придорожные полосы). Однако самыми распространенными стали искусственные (часто — неумышленные) интродукции видов.
Появление инвазионных видов рассматривается как экосистемная мутация, приводящая к перестройке структуры сообществ.
Определение срока в орнитологии
В орнитологии термин «инвазивный вид» имеет несколько иное значение. Инвазионными считают виды птиц, которые довольно нерегулярно, но в значительном количестве, появляются на какой-то территории. Как правило, все виды узкоспециализированные о характере питания. Для Украины примерами таких видов являются:
- белая сова (Nyctea scandiaca),
- сибирский подвид Ореховка (Nucifraga caryocatactes macrorhynos),
- Шишкарев еловый (L. curvirostra).
Для некоторых видов инвазийнисть оказывается только в флуктуациях численности мигрирующих птиц, изменениях трасс перелетов. Как правило, то есть виды, которые питаются малоризноманитним растительным кормом. В случае недорода на какой территории питания (обычно — на месте зимовки) больше, чем обычно, количество птиц мигрирует дальше в поисках новых, богатых на съедение мест. Такое увеличенное количество птиц на трассе миграции называют инвазивным налетом. Примером таких видов для Украины:
- чиж (Carduelis spinus),
- чечетка обыкновенная (Carduelis flammea),
- дятел большой пестрый (Dendrocopos major),
- омелюх (Bombycilla garrulus),
- сойка (Garrulus glandarius)
Самые известные биологические инвазии в Украине
- появление крысы странствующего (серого) в середине 19 в.;
- многократные появления чужеродных вирусных заболеваний;
- расселения колорадского жука;
- расселения амброзии полыннолистной;
- распространение борщевика из-за необдуманной интродукцию;
- завоз морских беспозвоночных с балластными водами: мнемиопсис, краб голландский, мохнорукий краб китайский, рапана венозная и тому подобное.
Новейшие наблюдения
Анализ экологических ниш 50 видов растений, часть которых в свое время попала из Северной Америки в Евразии, а часть — из Евразии в Северную Америку, показал, что эти переселения не сопровождались изменениями их ниш (по абиотических факторов). Этот результат выглядит несколько неожиданным на фоне информационного бума по поводу угрозы биологических инвазий.
Приступая к рассмотрению этого вопроса, авторы решили сразу оговориться, что термин «инвазия» и его производные - слова для русскоязычной биологической литературы относительно новые, происходящие из западных источников. В русском языке термин «инвазионный вид» является калькой с английского словосочетания invasive species . История же становления терминологического аппарата, включающего понятие «инвазионный вид», как в России, так и на Западе сложна и запутанна.
Авторы, не претендуя на полноту охвата бесчисленных источников, обращают внимание читателей на некоторые проблемы, возникающие при определении понятия. В условиях терминологических разногласий, которые имеются между западной и отечественной школами и внутри каждой из них, трудно надеяться, что существует исчерпывающее определение понятия «инвазионный вид», которое снимет все трудности выделения и описания группы этих видов. Достаточно отметить, что в западной школе изучением инвазионных видов занимается специальная дисциплина, определяемая как инвазионная экология растений, а в отечественной традиции эти виды изучаются флористами в составе адвентивных флор регионов и отдельно специалистами других направлений - биохимиками, экологами и тому подобного с точки зрения биологии и экологии таких видов. Тем не менее, остаются вопросы: что означает термин «инвазионный вид», как он определяется в отечественной и западной школах, какова история происхождения и изменения термина?
Интересно отметить, что словосочетание «отечественная школа» для изучения заносных флор весьма условно. В России в начале XX века появился интерес к этой проблеме благодаря работам немецких, польских и финских ботаников, и именно из их работ взяты ставшие общепринятыми классификационные термины . Однако впоследствии произошло разделение исследователей на центрально-европейских [Рулек et al., 2004], чья школа получила своё дальнейшее развитие в России, и западных, школа которых сейчас продолжает активно развиваться в Европе и носит название инвазионная экология растений. Новым является не только название: стандартизация терминологии, которая в России в целом завершена в 1970-1980 годах, в инвазионной экологии происходит в настоящее время . Так как термин «инвазионный вид» относится именно к современной западной школе, возникает необходимость постоянно обращаться к сравнению объёма и сути термина с категориями, применяемыми в отечественной традиции, и таким образом попытаться уточнить место этой группы видов в принятых в России классификационных схемах.
В самых современных российских работах термин «инвазионный вид» встречается чаще, чем, например, «агриофит». И именно существование такой тенденции обусловливает актуальность теоретического осмысления термина.
Как правило, совокупность видов, определяемых как «инвазионные», является частью обширного заносного или адвентивного элемента флоры, среди которого они выделяются, прежде всего, агрессивностью, то есть способностью быстро распространяться и внедряться в различные типы ценозов, в том числе и ненарушенные. Таким образом, для начала нужно определить, что такое заносная, или адвентивная, флора.
Исторически потребность в выделении заносного, пришлого элемента флоры появилась с того момента, когда человек начал осознавать степень его собственного влияния на флору, а последствия ускоренного им же флорогенеза стали проявляться в сжатые периоды времени. Такое понимание развивалось в направлении выделения из всего состава флоры того её компонента или части, которая изменялась и адаптировалась быстрее всего. В середине XIX века в промышленно развитой Европе появились первые работы, касающиеся растений, названных «синантропные», «пришлые», «чужеземцы», «колонисты» и так далее . Наглядным и проще всего фиксируемым внешним проявлением процесса изменения флоры стало наличие эмиграционных и иммиграционных потоков видов, перемещавшихся внутри регионов и выходивших за их пределы. Тем не менее на этапе разделения этих потоков на группы возникли до сих пор существующие терминологические разногласия, которые касаются, с одной стороны, круга изучаемых объектов, а с другой - их классификации. Попытки решить эти проблемы предпринимались с начала XX века, однако до сего дня каждый исследователь в той или иной степени перестраивает терминологическую основу в зависимости от целей и методов работы, размеров и изученности территории, а также субъективного понимания вопроса.
Понятие «адвентивная флора» (или «адвентивный элемент», или «компонент флоры») существует в системе представлений, в которую значение термина иерархически включено как часть флоры территориальной единицы. В таком понимании флора может распадаться на аборигенный (автохтонный) и адвентивный (аллохтонный) элементы флоры.
Автохтонный элемент флоры выражает совокупность аборигенных видов данной территории [Юрцев, Камелин, 1991], то есть видов, возникших в той же местности, в которой существуют в настоящее время, и составляющих наиболее древнее ядро её флоры [Краткий словарь..., 1993].
В понимании западных авторов категория аборигенных видов native plants или indigenous plants определяется как таксоны, произошедшие на данной территории без влияния человека или распространившиеся без прямого или косвенного участия людей по территории, на которой они являются природными . Согласно мнению авторов, такое определение исключает продукты гибридизации с привлечением заносных родителей из состава природной флоры.
Аборигенный элемент флоры формально пересекается с адвентивным с одной стороны, через понятие «археофит» [термин из Rikli, 1903], а с другой- через виды, натурализация которых произошла в последнее время и была в той или иной форме зафиксирована документально. Промежуточное положение занимают и прогрессирующие виды в понимании Н. В. Козловской , расширение ареала которых могло быть связано с естественными причинами. Таким образом, учитывая относительность разграничения адвентивного и аборигенного компонентов, авторы понимают последний как часть флоры, заносное происхождение видов которой не установлено для данной территории .
Определение антропофильного (синантропного, антропофитного) элемента флоры А. Теллунгом , а вслед за ними другими авторами, послужило основанием для выделения более подчинённых по отношению к антропофильным заносных видов. Сам А. Теллунг выделял виды синантропных сообществ, которые делил на апофиты (синантропные растения, происходящие из местных естественных растительных сообществ) и антропохоры (синантропные растения чужеземного происхождения). В общем-то, такая точка зрения используется до сегодняшнего дня, хотя термин антропохор во многих случаях заменяется вследствие его неоднозначного понимания, на что указал ещё Я. Ялас .
Адвентивная часть флоры в такой системе понятий является самостоятельно изучаемой единицей флоры. Стимулами к выделению такой категории служат, с одной стороны, факт заноса на определённую территорию не обитавших на ней ранее видов, а с другой - степень участия человека в этом процессе и последствия этого участия.
Адвентивный элемент флоры чаще всего определяется в отечественной литературе как совокупность видов растений, не свойственных местной флоре, занос которых на данную территорию не связан с естественным ходом флорогенеза, а является результатом прямой или косвенной деятельности человека .
В западноевропейской литературе аналогом адвентивных флор является совокупность видов, называемая alien plants , exotic plants , introduced plants , non-native plants , non-indigenous plants и определяемая как виды растений, которые присутствуют на данной территории благодаря прямому или косвенному влиянию человека или распространяются без помощи человека с территории, на которой являются заносными .
Термин «адвентивный» впервые применил Де Кандолль , и он получил широкое распространение изначально в Европе, а затем и в России. Однако на Западе, в отличие от России, где его значение принимается однозначно, термин «адвентивный» лишь иногда используется для обозначения разных групп видов, а в последнее время почти полностью вытеснен из научного обихода словосочетанием alien plants.
Разработке, оценке и уточнению классификации адвентивной фракции флоры посвящено значительное число работ российских и зарубежных авторов. Практически все классификации ставят целью выделение степени и формы зависимости расселения и распространения заносных растений от антропогенного влияния. Неоднозначность подходов и терминологий со всей очевидностью показывает многогранность человеческого воздействия на флору и трудность отделения его от природных факторов. Тем не менее, существуют два вполне оформленных направления классификации, основоположниками которых можно считать А. Теллунга и Я. Яласа . Опираясь на работы А. Теллунга, можно заключить, что первое направление предполагает разделение преднамеренного и непреднамеренного способов заноса растений на новые территории, а также времени и итогов этого заноса. Все эти характеристики первоначально укладывались в одну систему терминов, что и привело к двузначному определению некоторых понятий, таких как «неофит», «антропохор», позднее уточнённых В. Крэ и Я. Яла-сом. Дальнейшее развитие более или менее обширных вариантов классификационных систем привело к вычленению отдельных, наиболее важных факторов, по которым можно оценивать процесс и итог заноса видов на новые территории. Например, Д. Лузли выделил среди адвентивных растений виды натурализовавшиеся, приспособившиеся и случайные, подойдя тем самым к пониманию степени натурализации как отдельной характеристики адвентивных растений.
Ф. Г. Шредер , обобщив такого рода данные, пришёл к выводу о необходимости разграничения классификационных построений по трём основным принципам: времени иммиграции, способу иммиграции и степени натурализации. Такое разграничение послужило основой для ряда современных классификаций и полностью оформило первое направление, оценивающее временные и пространственные особенности распределения адвентивных растений по вновь занятой территории.
Второе направление, основоположником которого является Я. Ялас, напротив, группирует растения по их способности произрастать на местообитаниях, в различной степени видоизменённых хозяйственной деятельностью человека. Система Я. Яласа, во-первых, сыграла роль в оценке степени антропотолерантности различных экосистем и их компонентов, а во-вторых, дала возможность разработать экологические шкалы применительно к отдельным антропогенным средам, например урбанизированным ландшафтам. В таком частном приложении она послужила основой для классификации видов урбанофлор по их отношению к антропогенному воздействию [Ильминских, 1988].
Во флористических работах применимы системы первого направления, акцентирующие внимание на особенностях современного пространственного распределения заносных видов по изучаемой территории и на оценке возможных причин такого распределения через анализ времени, путей и способов заноса диаспор. При этом чаще всего используются построения А. Теллунга , Я. Корнася , Ф. Г. Шредера и их модификации. Мы придерживаемся системы Ф. Г. Шредера с использованием терминов, предложенных Н. С. Камышевым (1959], Н. А. Вьюковой (1985], А. В. Чичёвым (1985] и выделяем по времени заноса археофиты и неофиты, по способу заноса - ксенофиты, ксеноэргазиофиты и эргазиофиты, по степени натурализации - эфемерофиты, колонофиты, эпекофиты и агриофиты.
Что касается времени заноса или residence status, то с её трактовкой археофиты / неофиты (или кенофиты) согласны и западные исследователи. Как правило, в Европе рубеж между археофитами и неофитами проводится по дате открытия Америки: 1492 год. В других частях света, например в Австралии, разграничение проходит между таксонами, которые распространились до или после европейской колонизации . На Гавайях выделяют виды, интродуцированные полинезийцами ещё до того, как капитан Д. Кук в 1778 году открыл эти острова. Категории по способу заноса в западной классификационной схеме не выделяются, их нет, по крайней мере, в работе Д. Ричардсона с соавторами . Англоязычная школа инвазионной экологии растений предлагает несколько иной подход к определению инвазионного статуса вида (invasive status), который до некоторой степени сходен с представлением о степени натурализации . Как и в отечественной литературе, по степени натурализации выделяют четыре группы видов, но иначе их называют: casual alien plants, naturalized plants, invasive plants, transformers.
Принципы классификации видов адвентивной флоры в традициях отечественной и западной школы
Термин | Определение | Термин | Определение |
---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 |
1. Время заноса: 1.1. Археофиты | Виды, занесённые до открытия Америки | 1. Residence status: 1.1. Archaeophytes | Заносные растения, интродуцированные до 1492 года, сознательно или случайно, независимо от степени их натурализации |
1.2. Неофиты | Виды, занос которых произошёл после XV века | 1.2. Neophytes | Заносные растения, занесённые после 1492 года, сознательно или случайно, независимо от степени их натурализации |
2. Способ заноса: 2.1. Ксенофиты | Непреднамеренно занесённые виды | В приводимой классификационной схеме категория «способ заноса» не учитывается | |
2.2. Ксеноэргазиофиты | Растения, культивируемые в других регионах, случайно занесённые в изучаемый район в ходе хозяйственной деятельности | ||
2.3. Эргазиофиты | Виды, введённые в культуру на данной территории, а затем распространившиеся на внекультурные местообитания (как антропогенные, так и естественные) | ||
3. Степень натурализации: 3.1. Эфемерофиты | Растения, встречающиеся в местах заноса в течение 1-2 лет, но не размножающиеся, а затем исчезающие | 3. Invasive status: 3.1. Casual alien plants | Заносные растения, которые вегетируют, цветут и изредка воспроизводятся вне культуры на определённой территории, но в конечном счёте обычно исчезают, так как не формируют самостоятельно поддерживающихся популяций, и зависят от повторных заносов |
3.2. Колонофиты | Растения возобновляются, но их распространение ограничено преимущественно местами заноса | 3.2. Naturalized plants | Заносные растения, которые поддерживают самовоспроизводящиеся популяции > 10 лет без направляющего влияния людей (или вопреки такому влиянию) и постепенно увеличивают число семян или клонов (клубней, отростков, фрагментов и так далее) |
3.3. Эпекофиты | Заносные растения, которые распространяются по одному или нескольким типам антропогенных мест обитания | 3.3. Invasive plants | Инвазионные виды являются подмножеством натурализовавшихся (naturalized plants). Они воспроизводятся, иногда в большом количестве, на значительном удалении от родительских особей, и могут потенциально распространяться на значительные территории |
3.4. Агриофиты | Растения, внедрившиеся в естественные ценозы | 3.4. Transformers | Подмножество инвазионных видов (необязательно заносных), которые в значительной степени преобразуют природные экосистемы |
Основной критерий для разграничения первых трёх групп биологический: способность вида к размножению и распространению по новой территории, для четвёртой (transformers) - эколого-фитоценотический (роль в сообществах). В оригинальном понимании А. Теллунга (Thellung, 1918-1919] термин casual alien plants был использован для видов, убежавших из культуры и случайно распространившихся за ее пределами. Naturalized plants (синоним established plants) не обязательно входят в состав природных или нарушенных сообществ. Как долго эти виды могут сохраняться, зависит от случайных причин, и это может быть выяснено только на практике. Авторы классификационной схемы полагают, что это должен быть период длительностью не < 10 лет. Эти виды могут формировать самоподдерживающиеся популяции в течение нескольких лет, а затем угасать. Виды, которые встречаются в местах культивирования, но после прекращения культуры перестают встречаться, представляют специальную категорию, и они могут быть классифицированы как casual или naturalized. Invasive plants - это виды, входящие в группу naturalized plants в качестве подмножества. Их основная отличительная особенность - распространение на значительные территории.
Примерная оценка скорости распространения: >100 м за период длительностью <50 лет для таксонов, которые распространяются семенами; >6 м за 3 года - для таксонов, распространяющихся вегетативно. Для двудомных растений, имеющих семенную репродукцию, установление факта распространения возможно только после заноса особей обоих полов. По мнению авторов классификации, таксоны, распространённые прежде, но не распространённые сейчас, могут быть названы invasive, так как локальное искоренение - это явный пример реинвазии. Нам трудно согласиться с этим мнением. По нашему мнению, исчезновение или резкое снижение численности особей вида влечёт за собой изменение степени его натурализации в данный момент времени. В противном случае нам придётся считать инвазионными редкие или даже исчезнувшие сорняки, которые в прошлом засоряли посевы!
Transformers - термин исключительно экологический, поэтому сами трансформеры ближе всего к эдификаторам. Растения относят к трансформерам по экономическим соображениям, хотя в некоторых случаях их влияние может быть и выгодным. Выделяют отдельные категории видов-трансформеров:
- Чрезмерные потребители ресурсов (воды - Tamarix spp., Acacia mearnca ; света - Pueraria lobata , Rubies armeniacus ; воды и света - Arundo donax ; света и кислорода - Salvinia molesta , Eihhornia crassipes ;
- Доноры ресурсов (азота - Acacia spp., Lupinus arboreus , Myrica faya , Salvinia molesta ;
- Виды, влияющие на выжигание растительности (способствующие пожарам - Anisantha tectorum , Melaleuca quinqueneroia , Melinis mimuiflora ; препятствующие пожарам - Mimosa nigra );
- Закрепители песчаных почв (Ammophila arenaria );
- Виды, способствующие эрозионным процессам (Andropogon virginicus на Гавайях, Impatiens glandulifera в Европе);
- Закрепители прибрежных дюн (Rhizophora mangle , Spartina spp.);
- Аккумуляторы опада и вредных веществ (Eucalyptus spp., Lepidium latifolium , Pinus strobus );
- Аккумуляторы солей (Mesembryanthemum crystallinum , Tamarix spp.) .
В отечественной школе понятию «трансформер» примерно соответствует агриофит. Но, в отличие от transformers, агриофитом может быть только заносный вид. По нашему мнению, включение в группу transformers видов природной флоры не вполне удачное решение, так как вся классификационная схема теряет стройность, нарушается внутренняя логика.
Основные расхождения в классификационных схемах очевидны из следующего лаконичного перечисления:
- В представленной англоязычной классификации не учитывается способ заноса видов в исследуемый регион;
- Классификация по степени натурализации (invasive status) иерархична, по крайней мере invasive plants являются подмножеством naturalized plants, а transformers, в свою очередь, составляют часть invasive plants. Группы колоно-, эпеко- и агриофитов строго разграничены и не являются частями друг друга;
- Группа видов, которую западные исследователи определяют как transformers, неоднородна по составу и, согласно приведённому определению, может включать и виды природной флоры.
Из таблицы видна и основная проблема, которая не позволяет корректно определить термин «инвазионный вид» по отечественной классификации, поскольку в ней каждая группа видов, выделяемых по степени натурализации, не является подмножеством предыдущей. Таким образом, нельзя приравнять invasive species к эпекофитам, как это представляется в таблице. К инвазионным видам можно отнести лишь часть широко распространённых эпекофитов (голоэпекофиты) и агриофиты заносного происхождения, которые в западном понимании относятся к группе transformers. Кроме того, те определения, которые предпосланы понятию «инвазионный вид», часто оценивают эти виды не как биологическое явление, а с экономической точки зрения. Например, на сайте Глобальной программы по изучению инвазионных видов даётся такое определение [Гельтман, 2003]: «инвазионные заносные виды - это чужеродные (non-native) организмы, которые наносят или могут нанести урон окружающей среде, экономике или здоровью человека».
А как же быть с активно распространяющимися нейтральными или полезными видами? К ним относятся [по: Richardson et al., 2000] от 20 до 50% заносных видов. Это так называемые «мягкие инвазионные виды», чей средовой или экономический вред весьма незначителен. На это обращают внимание многие исследователи, призывая не вводить в определение инвазионных видов категорию «экономический ущерб» [Гельтман, 2003]. Для видов реально агрессивных, входящих в группу инвазионных, на западе предлагается применить термин transformers, как подмножества заносных растений, которые изменяют характер, условия, форму и сущность экосистем на значительной территории. Нам представляется, что для более точного вычленения группы видов, которые можно рассматривать как инвазионные в нашей флоре, необходимо подробнее рассмотреть такое понятие, как степень натурализации и его западный аналог invasive status. Степень натурализации служит мерой «внедрённости» вида в растительный покров на данный момент или более ранние периоды, о которых есть достоверные сведения. Понятие натурализации как итога внедрения вида введено А. Де Кандоллем , и впоследствии его неоднократно дополняли и изменяли другие исследователи. Это понятие неразрывно связано с флорогенезом, как способом существования флоры во времени и, по-видимому, является закономерным отражением ускоренных человеком флорогенетических преобразований. В этом смысле мы понимаем под степенью натурализации степень адаптации растений к конкретным условиям на определённом временном этапе . Последовательная смена этих этапов или отсутствие таковой в обозримом промежутке времени (например, для недичающих интродуцированных растений) обнаруживает способность вида к натурализации, то есть к нормальному возобновлению его в естественных растительных сообществах вне зависимости от колебаний климата.
Рассматривая заносную флору региона в настоящее время, то есть пространственную её составляющую, можно считать натурализовавшимися растения, нормально возобновляющиеся на одном или немногих типах мест обитания, например колонофиты, геми- и голоэпекофиты, отождествляя натурализацию с её степенью. Это верно в том случае, если рассматривать видовой состав заносной флоры лишь на данный момент. Мы же имеем дело со списками видов разной давности, иногда за несколько столетий. С тех пор многие виды исчезли совсем, натурализовались или как-то изменили степень натурализации. Поэтому мы считаем правомерным подчеркнуть разделение понятий «степень натурализации» и собственно «натурализация», понимая последнюю как крайнее проявление процесса.
Понятие «натурализация» и связанные с ним концепции активно дискутируются и на Западе. Здесь принят несколько иной подход к определению того же биологического процесса, который можно назвать концепцией барьеров. При этом используется представление о лимитирующих факторах, задерживающих перемещение вида на большие расстояния и расселение его на новой территории. От числа преодолённых барьеров зависит invasive status. Например, если вид преодолел межматериковый барьер, и встречен единично на другом континенте, он является casual alien, то есть эфемерофитом в нашем понимании. Преодоление барьера размножения в новых условиях делает его naturalized, а активное расселение переводит в подмножество invasive или даже transformers. Что касается самого термина «натурализация», имеющего богатую историю, то сейчас европейские авторы склонны именовать это явление invasion process, имея в виду последовательную смену видами invasion status или степеней натурализации. Уход от самого термина натурализация в современных европейских источниках вызван его расхожестью и крайне неоднозначным пониманием. Эта проблема подробно обсуждается в работе «Натурализация и инвазия чужеземных растений: концепции и тенденции» .
При сравнении подходов становится очевидным, что даже в отсутствие стандартизированной терминологии по степени натурализации видов подразумевается тот же процесс и те же четыре группы видов, названных иначе.
Несмотря на многочисленные попытки описать сущность процесса натурализации, его внутренний механизм до сих пор не вполне изучен, что не позволяет объективно подойти к прогнозам относительно поведения отдельных видов в будущем. Перспективы натурализации в каждом случае оцениваются субъективно и ориентировочно.
Г. Бейкер определяет четыре стадии жизненного цикла, в результате прохождения которых растение может считаться натурализовавшимся - вегетативный рост, цветение и образование семян, расселение зачатков на подходящие местообитания, возобновление на том же или на новом местообитании. Тем не менее трудно заранее определить, сможет ли растение пройти все эти стадии а, если сможет, то через какой промежуток времени это произойдёт. Исследователями приводятся многочисленные факты самого разнообразного поведения растений после заноса их на определённую территорию. П. И. Белозеров , Е. В. Дорогостайская приводят примеры видов, «...натурализация которых происходит очень легко даже на Крайнем Севере, или, может быть, им не нужна акклиматизация, а натурализация их сводится к одному только расселению». Ряд исследователей [Назаров, 1927; Erkamo, 1946; Бочкин, 1991 и другие] указывают на влияние периодов нестабильности и войн на расселение растений. Однако последствия такого расселения различны и, как указывают те же авторы, могут привести к натурализации или, наоборот, исчезновению вновь расселившихся видов после прекращения военных действий.
Ридли , М. С. Игнатов , А. К. Скворцов, Ю. К. Майтулина (Виноградова) и ряд других авторов обращают внимание на значительную разницу во времени между первым появлением растения и началом его активного расселения. E. J. Jager приводит пять причин взрывообразного расселения: изменение местообитаний в месте заноса, в месте произрастания донорных популяций вида, увеличение популяции занесённого вида до определённой критической величины, занос нового экотипа того же вида, генетические преобразования в популяции занесённого вида. Все эти причины взаимосвязаны и взаимозависимы, однако две первые можно считать внешними по отношению к растению, а потому проще наблюдаемыми в природе, тогда как остальные предполагают внутренние эволюционные изменения, оценить которые при флористических работах затруднительно. Как указывают А. К. Скворцов и Ю. К. Майтулина , изучавшие микроэволюционные преобразования в популяциях натурализующихся растений, «между первым появлением адвентивного вида и началом его энергичного расселения и внедрения в местные полуестественные (или даже естественные) ценозы обычно проходит длительное время - очевидно, это период накопления изменчивости; ... поэтому к прогнозам относительно опасности или безопасности того или иного нового иммигранта следует относиться с большой осторожностью».
Многосторонность и недостаточная изученность внутренних механизмов процесса натурализации тем не менее не препятствует достоверной фиксации его внешних проявлений, и на этом основании можно определить условия, которые позволяют относить конкретные виды флоры Средней России к категории инвазионных:
- Вид является заносным (адвентивным) для большинства регионов Средней России;
- Вид должен быть отмечен не менее чем в 70% всех регионов, составляющих Среднюю Россию;
- В регионах, где вид присутствует, он должен находиться на стадии эпекофита или агриофита хотя бы на части территории. Крайне редко, но случается так, что к инвазионным видам следует отнести и колонофиты, в большом числе размножающиеся в местах культуры (например, Sorbaria sorbifolia );
- По результатам многолетних наблюдений с момента первой находки вид проявляет тенденцию к активному расселению;
- Вид может служить источником экономического ущерба (но необязательно).
В таблице отражена характеристика видов флоры Средней России, отвечающих этим условиям, по степени натурализации.
Характеристика инвазионных видов флоры Средней России по степени натурализации и инвазионному статусу (invasive status)
№ | Вид | Степень натурализации | Invasive status |
---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | Acer negundo | агриофит | transformers |
2 | Acorus calamus | агриофит | transformers |
3 | Amaranthus albus | эпекофит | invasive plants |
4 | Amaranthus retroflexus | эпекофит | invasive plants |
5 | Ambrosia artemisiifolia | эпекофит | invasive plants |
6 | Amelanchier spicata | агриофит | transformers |
7 | A. alnifolia | эпекофит | invasive plants |
8 | Anisantha tectorum | эпекофит | invasive plants |
9 | Aster x salignus | эпекофит | invasive plants |
10 | Atriplex tatarica | эпекофит | invasive plants |
11 | Bidens frondosa | агриофит | transformers |
12 | Cardaria draba | эпекофит | invasive plants |
13 | Chamomilla suaveolens | агриофит | transformers |
14 | Conyza сanadensis | агриофит | transformers |
15 | Crataegus monogyna | эпекофит | invasive plants |
16 | Cyclachaena xanthiifolia | эпекофит | invasive plants |
17 | Echinocystis lobata | агриофит | transformers |
18 | Elaeagnus angustifolia | колонофит | naturalized plants |
19 | Elodea сanadensis | агриофит | transformers |
20 | Epilobium adenocaulon | агриофит | transformers |
21 | Epilobium pseudorubescens | эпекофит | invasive plants |
22 | Elsholtzia ciliata | эпекофит | invasive plants |
23 | Erigeron annuus | агриофит | invasive plants |
24 | Erucastrum gallicum | эпекофит | invasive plants |
25 | Euphorbia peplus | эпекофит | invasive plants |
26 | Festuca trachyphylla | колонофит | naturalized plants |
27 | Fraxinus pennsylvanica | колонофит | naturalized plants |
28 | Galinsoga ciliata | агриофит | transformers |
29 | Galinsoga parviflora | агриофит | transformers |
30 | Helianthus tuberosus | эпекофит | invasive plants |
31 | Heracleum sosnowskyi | агриофит | transformers |
32 | Hippophae rhamnoides | эпекофит | invasive plants |
33 | Hordeum jubatum | эпекофит | invasive plants |
34 | Impatiens glandulifera | агриофит | transformers |
35 | Impatiens parviflora | агриофит | transformers |
36 | Juncus tenuis | агриофит | transformers |
37 | Lepidium densiflorum | агриофит | transformers |
38 | Lupinus polyphyllus | агриофит | transformers |
39 | Oenothera biennis | агриофит | transformers |
40 | Oxalis stricta | эпекофит | invasive plants |
41 | Poa supine | агриофит | invasive plants |
42 | Populus alba | агриофит | transformers |
43 | Puccinellia distans | эпекофит | invasive plants |
44 | Reynoutria bohemica | эпекофит | invasive plants |
45 | Reynoutria japonica | эпекофит | invasive plants |
46 | Sisymbrium wolgense | эпекофит | invasive plants |
47 | Senecio viscosus | эпекофит | invasive plants |
48 | Sorbaria sorbifolia | колонофит | naturalized plants |
49 | Solidago canadensis | агриофит | transformers |
50 | Solidago gigantea | эпекофит | naturalized plants |
51 | Symphytum caucasicum | эпекофит | invasive plants |
52 | Xanthium albinum | эпекофит | invasive plants |
Алла Куклина,
кандидат биологических наук, Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина РАН
Юлия Виноградова,
доктор биологических наук, Главный ботанический сад им. Н. В. Цицина РАН
«Наука и жизнь» №5, 2015
За последние 200 лет флора многих стран мира значительно изменилась. Почти третью часть от общего числа видов теперь составляют чужеродные растения, успешно прижившиеся на новой родине. Семена или черенки неизвестных растений попадают с транспортом, тарой от импортируемых фруктов или овощей либо как примесь к завозимым товарам, особенно зерну; привозят их и наши соотечественники из туристических поездок.
Инвазионные виды растений
Наиболее агрессивные чужеродные виды, вытесняющие местные, аборигенные, растения, выделяют в особую группу - инвазионные виды. Сегодня в 57 странах мира насчитывается более 300 инвазионных видов; во флоре средней полосы России - пока 52 вида, но список этот постоянно пополняется за счёт новых «непрошеных» гостей, нарушающих естественные сообщества. Среди них - арония Мичурина (черноплодная рябина), роза морщинистая, рудбекия жёстковолосистая.
Значительная часть инвазионных видов попала в Европу из Америки. Достаточно долгое время некоторые из них, такие как клён ясенелистный и ясень пенсильванский, выращивались как культурные растения, и лишь позднее они стали активно заселять соседние территории.
«Сбежали» из коллекций ботанических садов галинзога мелкоцветковая, эхиноцистис шиповатый, череда облиственная, ромашка душистая, недотрога железконосная.
В садах по-прежнему выращивают золотарник, топинамбур, окопник кавказский, маргаритку многолетнюю, кислицу прямостоячую (особенно пурпурнолистную форму), веронику нитевидную, иргу колосистую, облепиху. Фрагменты корневищ и побеги с семенами этих растений, удалённые с участков, долго сохраняются в почве и могут расселяться на значительные расстояния, создавая большие колонии, способные за десятилетие заселить все свободные пространства.
Среди инвазионных видов есть растения, опасные для здоровья человека. Прежде всего, это амброзия полыннолистная. В южных районах России, особенно в Ставропольском крае, Ростовской и Волгоградской областях, её пыльца - один из сильнейших аллергенов. В период цветения амброзии 40% людей, страдающих поллинозами, вынуждены брать больничные листы. Пыльца амброзии циркулирует в воздухе и за пределами этих регионов.
Эхиноцистис лопастный (Echinocystis lobata
). Североамериканское растение, распространяющееся семенами: одно растение даёт до 100 семян. Массово встречается в средней полосе России. Обычно его побеги расползаются по земле или обвивают кустарники вдоль реки, заглушая рост представителей естественной флоры. Фото Аллы Куклиной |
Амброзия полыннолистная (Ambrosia artemisiifolia ). Родина растения - Северная Америка. Вторичный ареал занимает юг Европейской России, Южный Урал (сюда также занесена амброзия трёхраздельная) и юг Дальнего Востока. В среднюю полосу России амброзия заносится с семенами сельскохозяйственных культур (подсолнечника, конопли, люцерны и т. д.), уборка которых совпадает с созреванием сорняка. Фото Натальи Решетниковой |
В России амброзию впервые зарегистрировали в 1918 году, но в Европу это растение попало на полвека раньше. Борьба с амброзией требует больших средств. В Германии, например, на контролирование её расселения уходит почти 20% всех расходов государства на ликвидацию сорных растений.
Не стоит забывать, что аллергию может вызывать и пыльца клёна ясенелистного, ясеня пенсильванского, а также циклахены дурнишниколистной.
Инвазионные виды представляют опасность для нашей природы. Попадая на луга или в леса, они не только конкурируют с местными аборигенными видами за свет и питательные вещества, но впоследствии даже вытесняют некоторые из них или, образуя с ними гибриды, способствуют изменению генетического разнообразия растительных сообществ.
Существенную проблему создаёт зарастание сельхозугодий люпином многолистным и козлятником восточным. В лесах, куда внедряется люпин, перестают расти грибы, поскольку азотфиксирующие бактерии в клубнях люпина трансформируют почву, а переизбыток азота негативно влияет на грибницу. Всё чаще и чаще можно встретить на лугах и пустошах Московской, Калужской и Курской областей огромные заросли североамериканских растений: золотарника гигантского, эхиноцистиса лопастного, мелколепестника канадского. При сильном засорении полей последним из перечисленных растений снижается урожай, а сухие стебли этого сорняка забиваются в комбайн. Появление его на виноградных плантациях тормозит рост виноградной лозы.
Многим знакомы гигантские зонтики борщевика Сосновского, широко распространившегося сорняка, заселившего большие луга и берега водоёмов. Это растение способно вызывать фотодерматит, проявляющийся в виде долго не заживающих кожных ожогов.
Для животноводства опасны инвазионные виды, отнесённые к группе карантинных сорняков, среди них - ценхрус малоцветковый. На территории России это растение проникло вплоть до Волгоградской и Белгородской областей. Ценхрус - однолетний злак с плоским разветвлённым стеблем, способным укореняться в узлах, соприкасающихся с почвой. Расселяется этот опасный вид, прикрепившись к одежде человека, шерсти животных, вонзившись в покрышки автомашин. Перемещается вместе с потоками талых вод. Его колоски с колючей обёрткой вызывают у домашних животных долго не заживающие язвы во рту, которые в дальнейшем могут стать очагом тяжёлых инфекционных заболеваний. Попадая на пашни и пастбища, в сады и огороды, ценхрус снижает урожайность кормовых трав, кукурузы, бахчевых и пропашных культур.
Экономический ущерб в сельском хозяйстве, лесоводстве и водном хозяйстве от биологических инвазий колоссален. Согласно подсчётам Агентства по охране окружающей среды Великобритании, затраты на уничтожение агрессивно разрастающейся недотроги железконосной только в Англии и Уэльсе могут достигать более 210 млн евро.
Американский эколог Дэвид Пайментель подсчитал, что ущерб от инвазионных видов во всём мире составляет более 1,4 трлн долларов, то есть примерно 5% мировой экономики. В целом от непрошеных растений США теряют 137 млрд долларов, Индия - 117 млрд, Бразилия - 50 млрд.
Велики затраты и на сбор сведений об инвазионных видах. Стоимость инвестиций, направленных на информационный проект DAISIE (содержащий сведения о 2122 чужеродных видах в 27 странах Евросоюза), достигает 3,4 млн евро, а на проект разработки глобальной базы данных по индикации этих видов (где обобщены сведения по 57 странам мира) выделяется до 84 тыс. евро. Однако в любом случае подобные инвестиции значительно ниже затрат, связанных с контролем за чужеродными видами, которые превышают в Европе 12 млрд евро в год.
Стратегия сохранения биологического разнообразия
Учёные многих стран обеспокоены негативным влиянием фитоинвазий на сельское хозяйство, здоровье людей и биологическое разнообразие. Они понимают, как велик риск проникновения опасных видов растений с территорий соседних государств, поэтому объединяют усилия по контролю расселения агрессивных видов.
В 1992 году в Рио-де-Жанейро (Бразилия) в ходе конференции ООН по окружающей среде и развитию среды была представлена для подписания всеми государствами Конвенция о биологическом разнообразии, которая предусматривала ряд мер по предотвращению биологических инвазий, смягчению их последствий и широкому мониторингу.
В 2010 году конференция стран - участниц Конвенции ООН по биоразнообразию в городе Нагое (Япония) одобрила новый стратегический план по сохранению биоразнообразия и сформулировала 20 пунктов, способствующих сохранению живой природы планеты. Вот один из них: «К 2020 году инвазионные чужеродные виды и векторы их проникновения в естественные сообщества должны быть идентифицированы и подвергнуты ранжированию по степени приоритетности. Наиболее угрожающие (агрессивные) виды должны жёстко контролироваться или уничтожаться, а меры по контролю путей распространения таких видов для предотвращения их интродукции и натурализации должны быть разработаны и приняты».
Чтобы сократить ущерб от нежелательных растений, специалистам предстоит продолжить всестороннее изучение различных направлений инвазионной биологии, исследовать особенности происходящего процесса у ряда видов, выявить их транзитные пути и направления заноса чужеродных видов, а также научиться прогнозировать и предотвращать массовые фитоинвазии. Существенным фундаментом для решения этой проблемы будет создание единой базы данных по инвазионным видам в России и разработка законодательных актов, нацеленных на контроль распространения и уничтожение опасных растений.