В настоящее время в результате антропогенной деятельности по нашей планете ежедневно перемещаются десятки тысяч видов животных и растительных организмов. При этом многие из них приводят к весьма серьезным экологическим, социальным и экономическим последствиям. Инвазивные чужеродные виды по праву считаются второй по значению угрозой биоразнообразию (после разрушения мест обитания).
В самом общем виде к инвазиям в широком смысле относят миграцию и вселение видов в результате — естественного расширения ареала по типу диффузии; — квазиестественных перемещений, связанных с флюктуациями численности и климатическими изменениями, в том числе перемещений в результате экстраординарных климатических или геологических явлений; к таким перемещениям близок скачкообразный тип естественного расселения некоторых организмов; — антропогенных изменений абиотических факторов окружающей среды, повлекших за собой соответствующие изменения границы ареала; — преднамеренной интродукции и реинтродукции важных с утилитарной точки зрения (“полезных”) организмов;— случайных заносов (с балластными водами, с импортной сельскохозяйственной продукцией, вместе с “полезными” интродуцентами, багажом и т.п.). Расселение, которое можно полностью отнести за счет “естественных” причин (причин, не связанных с развитием человеческой цивилизации), строго говоря, есть предмет изучения биогеографии. Обычно такие “естественные изменения” ареалов видов или областей распространения таксономических групп или нетаксономических группировок видов (сообществ, ценозов) происходят сравнительно медленно. По В.И. Вернадскому, любому организму (живому веществу) изначально присуще свойство расселяться, занимая все новые и новые пространства. При успешном расширении ареалов основной стратегией является постепенное и последовательное заселение новых местообитаний. Геологические и эволюционные события, однако, связаны неразрывным континуумом с событиями, детерминированными человеческой историей. При этом механизмы расселения видов естественным путем в процессе исторического развития биосферы оказываются во многом сходны с механизмами распространения, индуцированного человеческой деятельностью. Временной аспект может служить одним из критериев отличия “антропогенных” изменений от “естественных” — эволюционных или биогеографических, имеющих гораздо более крупный временной масштаб. Изменения, вызванные прямо или косвенно деятельностью человека (развитием цивилизации), происходят обычно заметно быстрее (регистрируются одним или немногими поколениями людей) и происходят в данный отрезок времени или происходили сравнительно недавно. Большое (наибольшее) количество регистрируемых изменений ареалов связано, прежде всего, с самым последним периодом развития человеческой цивилизации. Однако есть много и относительно древних примеров, связанных с преднамеренными и сопутствующими перемещениями. Так, еще в Древнем Египте перевозили рыб для разведения в водоемах, отдаленных от их мест обитания. Весьма вероятно, что распространение целого ряда средиземноморских видов растений (включая многие наши обычные сорняки) связано с их заносом при древних торговых контактах. Вряд ли подлежит сомнению, что такие исторические явления, как великое переселение народов в первом тысячелетии нашей эры, монгольское нашествие на Русь, крестовые походы и т.п., способствовали распространению целого ряда видов за пределы их естественных ареалов.
Как отмечается в Материалы заседания Круглого стола, организованного в рамках Всероссийской конференции по экологической безопасности (4-5 июня 2002 г., Москва) современную эпоху интенсивных антропогенных преобразований экосистем можно констатировать, что в подавляющем большинстве случаев происходит более или менее быстрое обеднение естественных сообществ и трансформация естественных экосистем. Аборигенные флора и фауна и естественные экосистемы сохраняются лишь на ограниченных территориях, где влияние человеческой активности сдерживается, как правило, лишь благодаря особым факторам, например, исключительной отдаленности, эффективному заповедному режиму и т.п. Главной составляющей процесса современной эволюции экосистем называют “гомогенизацию” биосферы, т.е. “великое переселение” видов из одного региона в другой, появление в экосистемах видов, которых там ранее не было. Считается, что резкое увеличение темпов расселения чужеродных видов в последние десятилетия обусловлено, в первую очередь, антропогенными факторами. Результатом взаимодействия аборигенных видов и видов-вселенцев часто является снижение таксономического разнообразия за счет прямого уничтожения аборигенных видов или их подавления. Снижения количества таксонов в системе может не происходить, но таксономический состав меняется кардинальным образом. Так, необычайно возросший поток мигрирующих видов оказывает огромное влияние на дикорастущую и культурную флору. Отмечается тенденция к уменьшению во флоре удельного веса местных видов. Во флорах разных районов европейской части России заносные виды составляют 20–30%. К концу текущего столетия значительно возросла частота обнаружения новых видов в прибрежных морских, солоноватоводных и пресноводных экосистемах всего мира. Только во внутренних морях России и сопредельных стран и в каскадах водохранилищ на крупных реках обнаруживается более 150 видов свободноживущих беспозвоночных, ранее не свойственных этим экосистемам. Среди рыб, зарегистрированных в пресных водах России, около 1/3 видов обнаруживаются вне пределов их исторических ареалов.
Под чужеродным видом живого организма для природного сообщества считается вид, подвид или таксон низшего ранга, интродуцированный за пределы его природного распространения (прошлого или настоящего ареала), включая любую часть, гаметы, семена, яйца или жизненные стадии таких видов, которые могут выживать и размножаться.
Инвазивный чужеродный вид означает такой чужеродный вид, чья интродукция и/или распространение угрожает биологическому разнообразию (видам, местообитаниям или экосистемам).
Интродукция означает антропогенное перемещение (прямое или опосредованное) чужеродного вида за пределы его природного ареала (прошлого или настоящего). Интродукции видов могут быть намеренными, когда чужеродный вид намеренно перемещается или выпускается за пределы его естественного распространения (ареала), или ненамеренными, когда интродукция происходит по какой-либо иной причине, связанной с деятельностью человека.
Понятие биологические инвазии включает все случаи распространения организмов, как вызванные деятельностью человека (интродукции), так и естественные перемещения видов за пределы их обычного распространения (природное расширение ареала).
В настоящее время количество интродукций значительно превышает случаи природного расширения ареалов видами животных и растений. Кроме того, следует учитывать, что даже так называемые природные расширения ареалов, наблюдаемые в настоящее время, могут являться отдаленными результатами деятельности человека (уничтожение местообитаний, глобальное потепление климата и др.).
Последствия биологического загрязнения, в отличие от других видов антропогенного воздействия (например, нефтяного загрязнения), имеют, как правило, необратимый характер. Это обусловливает особую опасность такого антропогенного воздействия и определяет специфику мер борьбы с биологическим загрязнением; они должны носить преимущественно превентивный характер.
Инвазия в широком смысле этого понятия — это, прежде всего, один из случаев процесса расселения, обладающий всеми его свойствами, видимым (регистрируемым) результатом которого (так же, как и любого другого случая расселения) является долговременное присутствие популяций вида на ранее не свойственной ему территории (в новой акватории), а часто и постепенное дальнейшее расширение новоприобретенной области обитания при отсутствии барьеров. С другой стороны, инвазии как частному случаю расселения присущи и специфические черты, прежде всего в отношении индуцирующих факторов и механизмов протекания процесса, а также скорости, результатов и последствий. Инвазии в широком смысле можно подразделить на собственно инвазии как случаи, где индуцирующим фактором является человек, а основные векторы и механизмы сопряжены с его хозяйственной и иной деятельностью, и палеоинвазии как события, сходные по масштабам и скорости с собственно инвазиями, но протекавшие в доисторическое время и индуцированные снятием лимитирующих распространение барьеров благодаря геологическим и климатическим событиям. Субъектом процесса инвазии формально является вид-вселенец. Следует отметить, однако, что фактически в новые регионы, биотопы и т.д. попадает не вид, а некоторое количество особей вида, причем их количество, физиологическое состояние, стадия развития, генетические и другие характеристики имеют непосредственное отношение к успеху инвазии. Формально термин “особь” применим как к собственно взрослому организму или его отдельным жизненным стадиям, так и к “потенциальной особи”, т.е. семенам, яйцам, вегетативным частям и т.п., которые могут выжить и получить развитие до собственно “особи”, или “индивидуума”, способного к размножению, т.е. ко всему спектру возможных субъектов интродукции. Таким образом, ключевым моментом является факт определения — является ли вид “местным” (“аборигенным”, “нативным”) или, напротив, видом привнесенным, “неаборигенным”, “чужеродным”. “Местным”, или “аборигенным” видом считают вид, который произошел на данной территории или иммигрировал (расселился, распространился, проник) благодаря только естественным причинам, т.е. в доисторическое время. Соответственно, “неаборигенный”, “адвентивный” или “чужеродный” это вид, обнаруживаемый за пределами своего естественного ареала.
Регион, из которого перемещается живой организм, называется регионом-донором. Регион, куда перемещается чужеродный организм, называется регионом-реципиентом. Для водных экосистем используются термины водоем-донор и водоем-реципиент.
Способы и направления биологических инвазий часто называются векторами. Они условно подразделяются на естественные и антропогенные.
Считается, что естественные векторы обеспечивают самопроизвольное распространение популяций чужеродных видов, приводящее к относительно медленному, постепенному освоению ими биотопов внутри уже колонизированных водоемов (в случае водных экосистем), или проникновению из одного водоема в другой (при наличии между этими водоемами непосредственной связи).
К антропогенным векторам относится любая человеческая активность, связанная с перемещением воды (например, балластных вод судов, содержащих различные живые организмы) или погруженных объектов (с прикрепленными к ним взрослыми особями или молодью организмов-обрастателей) внутри или между водными бассейнами (Алимов и др., 2000).
В том случае, если имеют место регулярные ненамеренные интродукции чужеродных видов из определенного региона-донора (водоема-донора) в регион-реципиент (водоем-реципиент), можно говорить о существовании между этими регионами (водоемами) инвазионного коридора. Например, можно говорить об инвазионный коридоре между Черным (Азовским) и Каспийским морями, поскольку Черное море является водоемом-донором чужеродных видов для Каспийского моря, куда они в настоящее время заносятся судами, проходящими через Волго-Донской канал. Недавно было доказано существование инвазионного коридора между восточной частью Балтийского моря и Великими североамериканскими озерами.
Особенности и последствия биологического загрязнения для водных экосистем. В ряде случаев ущерб окружающей среде от инвазивных чужеродных видов значительно превышает отрицательные последствия всех других антропогенных факторов. В отличие от большинства загрязняющих веществ антропогенного происхождения, которые в природных экосистемах в ходе процессов самоочищения обычно разрушаются и поддаются эффективному контролю со стороны человека, успешно вселившиеся чуждые организмы могут размножаться и распространяться в окружающей среде часто с непредсказуемыми и необратимыми последствиями.
Оказавшись в новой среде, где нет обычных для них паразитов и хищников, чужеродные виды часто размножаются в огромных количествах. В результате конкуренции или выедания они могут подавлять или полностью вытеснять местные виды, что приводит к упрощению структуры сообщества и снижению его устойчивости к внешним воздействиям. Вселение чужеродных видов может способствовать ухудшению качества воды, распространению паразитов и болезней, в том числе опасных для человека. Экономические потери от вселения некоторых инвазивных чужеродных видов в ряде случаев могут исчисляться сотнями миллионов долларов в год.
В настоящее время наиболее важным антропогенным вектором биологических инвазий считается водный транспорт. Именно в балластных камерах судов, в балластной воде, в накапливающихся в этих камерах донных осадках и в составе сообществ обрастаний корпусов судов происходит массовый перенос организмов (Николаев, 1979; Алимов и др., 2000). Этот способ при современных темпах, масштабах и направлениях грузопотоков судоходства обеспечивает очень быстрое и практически всесветное распространение отдельных видов. Значение этого пути вселения чужеродных организмов будет и далее увеличиваться по мере интенсификации судоходства.
Процесс интродукции чужеродных видов с балластными водами судов принял глобальный характер. Считается, что в настоящее время в результате биологического загрязнения происходит процесс «гомогенизации» мировой водной флоры и фауны, и чужеродные виды являются главной угрозой морской окружающей среде.
Из числа последних могут быть названы два наиболее ярких примера катастрофических биологических инвазий. Это сравнительно недавнее занесение с балластными водами судов американского гребневика мнемиопсиса в Черное и Каспийское моря. И занос понто-каспийского моллюска дрейссены в Великие североамериканские озера.
Вселение понто-каспийского моллюска дрейссены (Dreissena polymorpha) в Великие североамериканские озера с балластными водами судов в 1980-х гг. привело к вытеснению из водоемов бассейна Великих озер многих местных видов двустворчатых моллюсков и вызвало серьезные изменения даже на экосистемном уровне. Прямые экономические потери от вселения дрейссены в водоемы США оцениваются до 500 млн. долл. в год.
Именно эта катастрофическая по своим последствиям биологическая инвазия побудила правительство США к принятию специального федерального закона по инвазивным видам и введению жестких мер по контролю балластных вод.
Следует отметить, что громадные экономические потери и серьезные экологические последствия от биологического загрязнения в США стали причиной появления в 1999 г. специального распоряжения Президента, направленного на предотвращение и контроль интродукций инвазивных чужеродных видов, а также на минимизацию экономических, экологических и медицинских последствий этих интродукций (Executive Order, 1999).
С балластными водами судов могут перемещаться и патогенные для человека организмы, в том числе и такие опасные как холерный вибрион Vibrio cholerae. Считается, что перенос с балластными водами этого возбудителя опасного для жизни человека заболевания вызвал эпидемии холеры в Южной Америке. В результате к 1994 г. холерой заболело более миллиона человек, и более 10 тысяч человек погибло (GloBallast, 2000).
Проблема биологических инвазий весьма актуальна для прибрежных и внутренних вод России (Николаев, 1979; Алимов и др., 1998; Алимов и др., 2000; Матишов, Денисов, 1999). Во внутренних водоемах Европейской части России в настоящее время происходят нежелательные изменения в водных сообществах, вызванные как самораспространением чужеродных видов по гидрографической сети, так и намеренными интродукциями в так называемых «рыбохозяйственных» целях.
Как правило, намеренные интродукции чужеродных организмов приводят к негативным последствиям как для рыб, так и для других компонентов природных экосистем. Вселение «хозяйственно ценных» видов сопровождается занесением малоценных и даже опасных чужеродных видов, паразитов и болезнетворных организмов.
В связи с этим по инициативе Российской Академией Наук был проведен анализ проблемы интродукций чужеродных видов в водные экосистемы. В результате была обоснована необходимость разработки и выполнения Национального плана действий по контролю и предотвращению биологического загрязнения прибрежных и внутренних вод Европейской части России (Алимов и др., 2000), который, к сожалению, не был до сих пор разработан.
Спасибо за внимание!