О вымирании животных на земле и в море

На земле дефаунизация началась уже очень давно — 10000–100000 лет назад, с тех пор как человек начал расширять собственные ареалы, осваивать новые территории. Это неизбежно приводило к контакту человека с местными фаунистическими комплексами, то есть животными, обитающими на данной территории. И, как правило, результат таких контактов оказывался весьма плачевным. Исследования, занявшие десятилетия, показали, что на сегодняшний день потеряно множество видов млекопитающих, птиц, рептилий и беспозвоночных, некогда игравших важные экологические роли [1].

Морская дефаунизация возникла гораздо позже, чем наземная. Известно, что около 40 тыс. лет назад люди начали охотиться на морских животных. Уже тогда морской фауне был нанесен урон, хоть и незначительный. Однако в полную силу морская дефаунизация начала проявлять себя с прошлого века — этому способствовало появление промышленного рыболовства и активное расселение людей в прибрежных районах. Но всё-таки задержка сыграла на руку морским животным: в отличие от наземной фауны, морские фаунистические комплексы сумели в какой-то мере сохранить свой первозданный облик — в них обнаруживаются виды, близкие по своему появлению к плейстоцену. Задержка начала глобальной морской дефаунизации становится особенно заметна, если провести сравнительный хронологический анализ вымирания наземной и морской фауны (рис. 1). Прямо или косвенно на исчезновение как наземных, так и морских животных, повлиял и человек [3].

Группой ученых из США была предложена следующая классификация типов вымирания животных [2]:

1. Локальное вымирание. Зачастую дефаунизация связана с сужением ареала морских животных, что приводит к их локальному вымиранию. Особенно отчетливо этот эффект проявился у крупных пелагических (обитающих в толще воды) рыб, для 90% видов которых сократилась территория обитания. Локальное вымирание помимо крупных пелагических хищников затронуло и морских рыб и беспозвоночных, обитающих у берегов Северной Америки. Хотя стоит подчеркнуть, что географическое сужение пространства, пригодного для жизни, для морских животных пока не так критично, как для наземных (млекопитающих, птиц и бабочек) (рис. 2). Например, азиатские тигры потеряли практически 93% их исторического ареала, в то время как тигровые акулы пока перемещаются в Мировом океане свободно.
2. Экологическое вымирание. Официальные данные о сокращении численности морских животных плачевны. В последние десятилетия количество морских позвоночных (рыб, черепах, птиц, млекопитающих) снизилось в среднем на 22%. Численность морских рыб снизилась на 38%, а некоторых усатых китов — на 80–90%. Такое сокращение было названо экологическим вымиранием: вид хотя и сохранился, но количества особей недостаточно для выполнения характерных экологических функций. Случаи экологического вымирания наземных животных хорошо известны и почти столь же разрушительны, как и вымирание вида в целом. Известен, например, феномен «опустевших лесов», когда экологическое вымирание лесной фауны приводит к изменению состава древостоя и лесной флоры в целом, популяционному взрыву мелких млекопитающих. Также сейчас наблюдается распространение «опустевших рифов», «опустевших устьев рек» и «опустевших заливов» [2].
3. Коммерческое вымирание. Те виды животных, численность которых падает настолько, что они уже не могут использоваться в экономических целях, считают вымершими с коммерческой точки зрения. Например, к таким животным относятся шиншиллы и бизоны. Известны случаи коммерческого вымирания и в океанах. Охота на серых китов началась еще в 1840-х годах. К 1900 году их популяция настолько снизилась, что продолжать охоту казалось просто неразумным. Однако не всем видам животных так «повезло». Цена и спрос на многих морских обитателей продолжают расти, несмотря на сокращение их численности. По идее, когда вид становится менее распространенным, дорожает его экономическая эксплуатация — растут затраты на поиск и добычу редких экземпляров. Логично, что эксплуатация популяции со временем становится все менее эффективной и наконец прекращается. Однако иногда наблюдается парадокс, названный антропогенным эффектом Алле (anthropogenic Allee effect, aAE) [4]: редкие виды продолжают страдать от эксплуатации, поскольку низкая численность делает их более ценными. Их привлекательность для торговли растет, эксплуатация продолжает быть прибыльной. В конечном итоге это приводит к вымиранию вида. Например, одного голубого тунца можно продать за 100000 $, редких морских огурцов за 400 $/кг, а высококачественные акульи плавники за 100 $/кг. Таким образом, экономическое вымирание обычно предшествует экологическому, но бывает и наоборот — всегда есть покупатели, готовые платить любые деньги за последних особей вымирающего вида.

Антропогенные воздействия: кто страдает больше всех?

Какие именно морские животные больше всего подвержены риску дефаунизации? Кажется очевидным, что в первую очередь страдают крупные представители: многие черепахи, киты и крупные рыбы подверглись экологическому вымиранию. Для морской дефаунизации, однако, не характерно глобальное вымирание именно крупных животных, большинство их видов все еще встречается в океане. Последние исследования показали, что человек может эффективно истощать и популяции небольших морских животных. Эти наблюдения вызвали запоздалый всплеск интереса в отношении защиты мелких кормовых рыб в океанах.

Из всех видов современных морских животных, находящихся на грани вымирания, наибольшей угрозе подвергаются морские черепахи. К счастью, ни один из современных видов этих животных еще не вымер. Также высокий процент вымирания наблюдается у ластоногих, морских куньих, морских птиц и куликов. В списке животных, которым угрожает наибольшая опасность — те, которые контактируют с землей (и, соответственно, с людьми) в какой-либо период своей жизни (рис. 3). Этим можно объяснить, почему проходным рыбам (тем, которые часть жизненного цикла проводят в море, а часть — во впадающих в него реках) грозит бóльшая опасность, чем рыбам исключительно морским.

Не все животные, правда, страдают от дефаунизации — есть так называемые победители, виды, которые наживаются на истреблении других. Как правило, к победителям относятся животные меньшего размера, способные к быстрому воспроизведению и колонизации. Часто победителями становятся морские беспозвоночные: после истребления хищных донных рыб увеличивается количество омаров и креветок — теперь они, а не рыбы, составляют основной промысловый улов; бешеными темпами в отсутствие хищников и конкурентов растет популяция морских ежей. Из-за снижения численности высших хищников, процветают и многочисленные хищники среднего звена (небольшие акулы и скаты). Однако не все так просто. Зачастую выигрыш для победителей весьма сомнителен — многие процветающие во время дефаунизации виды сами становятся объектами охоты. Кто же на них охотится? Правильно — человек! Отрасль рыболовства, специализирующаяся на отлове морских беспозвоночных, набирает все новые и новые обороты.

Какие территории наиболее подвержены антропогенному воздействию? Глобальные оценки показывают, что прибрежные зоны гораздо уязвимее, чем глубоководные или пелагические экосистемы [5]. Вывод, опять же, прост: прибрежные зоны легкодоступны человеку, их проще разрушить или засорить. Сейчас одной из наиболее уязвимых экосистем являются коралловые рифы. На протяжении довольно долгого времени коралловые рифы подвергались различным разрушающим воздействиям: седиментации и загрязнениям, тепловому стрессу, механическим повреждениям в результате агрессивного рыболовства и развития прибрежной зоны. Такие стрессовые факторы негативно влияют как на сами кораллы, так и на миллионы видов, которые живут внутри рифов и зависят от них (рис. 4). Уже сейчас уничтожено около трети коралловых рифов, а из ныне существующих кораллов многие подвергаются обесцвечиванию, что способствует их разрушению [6].

Последствия дефаунизации

Морская дефаунизация влечет за собой опасные изменения океанических экосистем. В первую очередь — нарушение трофических (пищевых) цепей. Истребление разнообразных видов морских животных, таких как треска, морские выдры, акулы, большие киты, вызывает каскад эффектов, которые распространяются на все морские экосистемы. В частности, истребление хищников обеспечивает неконтролируемое размножение животных, которые являются для них пищей. С другой стороны, сокращение популяций анчоусов, сардин и криля приводит к тому, что животные более высокого трофического уровня — морские птицы и млекопитающие — остаются без пищи.

Существуют еще и более глобальные (или как их еще называют, расширенные) эффекты дефаунизации. Дефаунизация может ослаблять взаимосвязь различных экосистем, снижать стабильность экосистемы, изменять характер биогеохимических циклов. Пагубные последствия разрушения трофических цепей могут усиливаться и другими грубыми нарушениями в морских экосистемах. Например, если завод, производящий удобрения, сбрасывает сточные воды в море, где уже истреблены основные потребители микроорганизмов, происходит взрывной рост численности микробов и водорослей, которых попросту некому есть.

Пагубные последствия дефаунизации сказываются не только на морских жителях, но и на ее «творце» — человеке: ухудшается качество еды, добываемой в морях, нарушается защита от штормов, возникают социальные конфликты. Морские животные очень важны для человека, ведь именно они (рыбы — в первую очередь) составляют большую часть потребляемого человечеством белка. Особенно важнен этот вклад для бедных прибрежных стран. Согласно данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в 40 раз больше животной биомассы добывается из океанических вод, чем с суши [7].

Жители океана также выполняют защитные функции. Например, охраняют береговую зону от разрушительных штормов. Коралловые рифы рассеивают до 97% энергии достигающих их морских волн, спасая таким образом постройки и человеческие жизни. В некоторых случаях коралловые рифы выступают не только естественным защитником наземных обитателей, но и живой платформой, на которой стоит целое государство (например, Мальдивы, Кирибати, Маршалловы острова).

Влияют ли климатические изменения на морскую дефаунизацию? Безусловно, да. Пока эти изменения не сильно заметны, однако предполагается, что к концу века повышение температуры приведет к реорганизации морского сообщества, изменится вся структура и динамика морской фауны [8]. Не менее критичны и изменения, приводящие к нарушению химических и физических свойств воды: подкисление океана, аноксия, смещение циркуляции океанических вод и т.д. Подкисление, например, снижает сенсорные способности морских животных, может изменять траекторию их роста [9].

Предыдущие эпизоды «антропогенного» вымирания наземной фауны, как правило, были вызваны человеческой деятельностью (неумеренной охотой), тогда как современная дефаунизация суши связана с сокращением мест обитания животных. Морская дефаунизация пока целиком и полностью является результатом человеческой деятельности. Можно ожидать, что в будущем морская фауна повторит путь наземной, и следующим шагом на пути к ее разрушению будет изменение среды обитания. Уже сейчас есть признаки изменения морской среды, и угроза ее фауне становится все очевиднее (рис. 5). Хотя и прекращена массовая охота на больших китов, теперь им угрожают новые опасности: шумовое загрязнение, нефтеразведка и движение судов.

Рост населения Земли [10] и развитие городов прибрежной зоны, где живет около 40% человечества, приводит к неизбежному росту спроса на прибрежные земли. Такие страны, как Объединенные Арабские Эмираты и Китай, решили удовлетворять этот спрос созданием новых искусственных земель в океане. Развиваются такие технологии, как дноуглубление, добыча нефти и газа на морском дне; интенсифицируется судоходство. В море ведется даже сельское хозяйство. Предполагается, что менее чем за 20 лет аквакультура обеспечит человечество большим количеством рыбы, чем традиционное рыболовство. Рыбоводство, так же, как и земледелие, может уничтожить или изменить естественную среду, если осуществляется небрежно. Многое из вышеописанного напоминает промышленную революцию, которая сопровождалась ярко выраженным увеличением темпов наземной дефаунизации.

Не все так плохо!

Конечно же, в дефаунизации нет ничего хорошего, и кажется, что все уже потеряно. Однако своевременные меры помогут избежать некоторых наиболее серьезных последствий, тем более что многие морские животные обладают огромным потенциалом устойчивости [11]. Считалось, что морская выдра, «экологический царь» многих прибрежных экосистем, вымерла в начале 1900-х. Однако в 1938 году вид был заново открыт, восстановлен, и сейчас морская выдра неплохо себя чувствует в прибрежных частях Тихого океана и Берингова моря. Другой яркий пример — рифовые экосистемы атоллов (коралловых островов) Эниветок и Бикини, которые восстановились после многочисленных ядерных испытаний середины XX века. Причем восстановившиеся естественным образом кораллы описываются как удивительно здоровые организмы [12]!

Во многом морская дефаунизация не так критична, как наземная. Проводить параллель между ними полезно, поскольку знание ошибок, которые привели к разрушению экосистемы на суше, поможет избежать их повторения в океане. Известно, что человечество уже оказало вредное воздействие на популяции морских животных, но еще есть время и способы для того, чтобы предотвратить развитие дефаунизации в океане. Усилия, направленные на замедление изменения климата, восстановление пострадавших популяций животных, разумное использование морских ресурсов, помогут изменить нынешний курс дефаунизации. От нашего выбора сейчас зависит, каким будет Мировой океан, а соответственно, и окружающий нас мир в следующие десятилетия (рис. 6).

Литература

1. Rodolfo Dirzo, Hillary S. Young, Mauro Galetti, Gerardo Ceballos, Nick J. B. Isaac, Ben Collen. (2014). Defaunation in the Anthropocene. Science. 345, 401-406;
2. Douglas J. McCauley, Malin L. Pinsky, Stephen R. Palumbi, James A. Estes, Francis H. Joyce, Robert R. Warner. (2015). Marine defaunation: Animal loss in the global ocean. Science. 347;
3. Чудесное воскрешение;
4. Franck Courchamp, Elena Angulo, Philippe Rivalan, Richard J Hall, Laetitia Signoret, et. al.. (2006). Rarity Value and Species Extinction: The Anthropogenic Allee Effect. PLoS Biol. 4, e415;
5. Benjamin S. Halpern, Shaun Walbridge, Kimberly A. Selkoe, Carrie V. Kappel, Fiorenza Micheli, et. al.. (2008). A Global Map of Human Impact on Marine Ecosystems. Science. 319, 948-952;
6. Как предсказать будущее кораллового рифа?;
7. Сайт Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН;
8. Cheryl A. Logan, John P. Dunne, C. Mark Eakin, Simon D. Donner. (2014). Incorporating adaptive responses into future projections of coral bleaching. Global Change Biology. 20, 125-139;
9. Trevor A. Branch, Bonnie M. DeJoseph, Liza J. Ray, Cherie A. Wagner. (2013). Impacts of ocean acidification on marine seafood. Trends in Ecology & Evolution. 28, 178-186;
10. 7 000 000 000;
11. Heike K. Lotze, Marta Coll, Anna M. Magera, Christine Ward-Paige, Laura Airoldi. (2011). Recovery of marine animal populations and ecosystems. Trends in Ecology & Evolution. 26, 595-605;
12. Jeffrey Sasha Davis. (2007). Scales of Eden: Conservation and Pristine Devastation on Bikini Atoll. Environ Plan D. 25, 213-235.