Классификация биологического разнообразия

Системная концепция биоразнообразия подразумевает его изучение на всех уровнях организации жизни. Общепринятым является деление биоразнообразия на генетическое, видовое и экологическое.

Генетическое биоразнообразие.

Генетическое разнообразие представляет собой поддержание генотипических гетерозиготности, полиморфизма и другой генотипической изменчивости, которая вызвана адаптационной необходимостью в природных популяциях, представлено наследуемым разнообразием внутри и между популяциями организмов (Примак Р., 2002). Все особи внутри вида отличаются друг от друга набором генов — участков молекулы ДНК, кодирующих первичную структуру молекулы белка или функциональной РНК (рибонуклеиновой кислоты). Различные формы одного и того же гена носят название аллелей, располагаются они в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Причиной возникновения новых генетических вариаций служит рекомбинация генов при половом размножении, а также генные и хромосомные мутации.

Именно генетическое разнообразие является основой непрерывности эволюционного процесса, который на данном уровне осуществляется посредством двух механизмов. Первый заключается в генетической изменчивости при рекомбинации генов и мутациях. Второй обеспечивает закрепление приобретенных изменений в ряду поколений за счет естественного отбора и дрейфа генов. При этом, успешность передачи генетических вариантов, возникших в результате рекомбинации и мутаций, далеко неравнозначна.

Генетическая вариабельность позволяет организмам успешно адаптироваться к факторам окружающей среды и образовывать приспособленные к местным условиям популяции — экотипы. Их оптимумы и пределы толерантности соответствуют специфике местообитания и конкретной генетической структуре. Так, сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) включает целый ряд климатических экотипов, сменяющих друг друга в широтном и долготном направлениях. Специфика этих экотипов выражается как в наличии морфологических особенностей (длина игл, форма кроны, строение ствола и т. д.), так и физиологических адаптаций (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Различные экотипы сосны обыкновенной (Pinus sylvestris)

У травянистых растений нередко образуются эдафические экотипы с разными требованиями к почвенным условиям. Достаточно хорошо изучены разнообразные адаптивные экологические типы человека, сформировавшиеся в разных климатогеографических зонах (рис. 1.3).

Помимо этого, генетическое разнообразие дает возможность осуществления искусственного отбора и селекции. Начиная со второй половины прошлого столетия селекционерам удалось получить тысячи новых сортов растений и пород животных, обладающих уникальными ю продукционными качествами и устойчивостью к неблагоприятным факторам окружающей среды. Так, селекционным путем получены высокоурожайные сорта ячменя, пшеницы, риса, хлопка, рапса, подсолнечника, грейпфрута, яблок, бананов и многих других растений; выведены новые породы крупного рогатого скота, овец, свиней, лошадей, кур и ряда других животных.

Рис. 13. Адаптивные экологические типы человека (Пышненко Е. А., 2009)

С начала XXI в. появилось и активно развивается такое научно-прикладное направление, как генная инженерия, позволяющее создавать генетически модифицированные организмы, которые могут использоваться в медицине, в качестве новых пищевых ресурсов и т.д. Генетически модифицированные организмы создаются путем целенаправленного изменения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) растений, животных, микроорганизмов и обладают сочетанием свойств и характеристик, появление которых в природе было бы невозможно. Среди них высокая биопродуктивность, устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды и др. Яркими примерами достижений генной инженерии являются современные генетически модифицированные сорта зерновых культур, человеческий инсулин, полученный путем использования генномодифицированных бактерий, производство эритропоэтина в культуре клеток и др.

Каждая форма жизни является уникальной. Утрата даже одного вида приводит к безвозвратной потере сотен тысяч генов. Разрушение естественных экосистем и снижение возможностей видов для размножения является причиной сокращения генетической изменчивости и, как следствие, уменьшения вероятности возникновения и закрепления адаптаций. В этой связи, сохранение генофонда является одной из первостепенных задач охраны природы.

Авторы: Иванов Евгений, Чердакова Алина, Марков Владимир, Лупанов Евгений