CC BY
271
ЧУЖЕРОДНЫЕ ВИДЫ ЖИВОТНЫХ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
БЕЛАРУСИ
Резюме. Проблема инвазии чужеродных видов животных в естественные экосистемы Беларуси напрямую связана c экологической и экономической безопасностью страны. В статье рассмотрены основные закономерности и последствия инвазионного процесса, вызванного внедрением чужеродных видов, определены основные пути и векторы проникновения, а также перечень проблем, требующих своего решения.
Ключевые слова: инвазия, чужеродные виды животных, оценка рисков, прогнозирование.
Виталий Семенченко,
завлабораторией гидробиологии Научно-практического центра НАН Беларуси по биоресурсам, руководитель межведомственного Центра по изучению инвазий, член-корреспондент НАН Беларуси
Инвазионная биология - относительно молодая наука. Ее возникновение связано с работой выдающегося английского эколога Чарльза Элтона «The ecology of invasions by animals and plants», опубликованной в 1958 г. Несмотря на короткий период существования, развитие этой научной дисциплины протекало бурными темпами. И уже в Конвенцию о биологическом разнообразии (1992) была внесена статья 8h, обязывающая страны принимать меры борьбы с чужеродными видами и уничтожать их.
Чужеродные виды - это виды, находящиеся вне пределов их основного ареала, проникшие на новые территории вследствие интродукции, прямого или косвенного влияния хозяйственной деятельности человека и образующие демографически жизнеспособные популяции. Появление их на территории Беларуси связано с глобальным потеплением климата и интенсификацией товарных и иных отношений с различными странами, радикальным увеличением транспортных потоков. Разработанные сценарии показывают, что данный процесс будет усиливаться [1]. В первую
Магистральные водные пути Другие основные водные пути Важные судоходные каналы Основные водосборные бассейны
1 fi "Шъ
очередь это вызвано изменением климата, что способствует проникновению видов из более южных широт. На втором месте - перенос с транспортом и товарами, наиболее характерный для чужеродных видов насекомых и водных беспозвоночных.
Проблема инвазии чужеродных видов в естественные экосистемы чрезвычайно многогранна. Она затрагивает различные аспекты бионауки: биологию и экологию видов, механизмы их адаптации и эволюцию в новых условиях, пути проникновения за пределы естественного ареала, оценку наносимого ущерба и др. Следует специально отметить, что в основе всех этих процессов лежат фундаментальные знания о виде как таковом. Без них разработка каких-либо практических мер борьбы с чужеродными видами является бесперспективным занятием.
В дальнейшем будут появляться новые чужеродные виды, что может значительно повлиять на аборигенную фауну. Неконтролируемое распространение их агрессивных представителей способно наносить значительный экологический и экономический ущерб. Отметим, что число чужеродных видов - вредителей сельского хозяйства достаточно хорошо известно из-за их включения в карантинный список, в то время как количество этих видов в естественных экосистемах до сих пор остается неизвестным.
Процесс инвазии в общих чертах хорошо описан на примере различных видов. На начальных стадиях чужеродный вид не оказывает видимого воздействия на экологию или экономику региона ввиду небольшой численности. При достижении же высокого количества его особей это влияние может
Рис. 1. Водные инвазивные коридоры в Европе
Источник: составлено автором по [2]
быть определено и вид из категории «чужеродный» переходит в категорию «инвазивный».
Следует также четко отличать инвазию какого-либо вида от естественного расширения его ареала. Так, например, в связи с изменением климатических условий ряд степных видов, обитающих на Украине, начал свое продвижение на территорию нашей страны (богомол, паук-тарантул, степной орел и др.), увеличивая свой ареал.
Республика Беларусь уязвима для вселения чужеродных видов: во-первых, она является транзитной страной, а во-вторых, через ее территорию проходит центральный инвазивный коридор, по которому понто-каспийские виды проникают к нам и далее в бассейн Балтийского моря (рис. 1) [2].
Путями попадания чужеродных видов животных на территорию нашей республики являются:
■ естественная экспансия из прилегающих стран;
■ транспорт (железнодорожный, автомобильный, водный);
■ торговля;
■ звероводство, рыбоводство;
■ непреднамеренная интродукция;
■ преднамеренная интродукция;
■ выпуск в естественную среду обитания обитателей аквариумов, террариумов.
Так, для большинства водных чужеродных животных основным путем распространения является судоходство, для насекомых - торговля и непреднамеренная интродукция, для многих же это естественная экспансия из прилегающих стран. Ряд чужеродных видов
12
Беспозвоночные
Ë..II
до 1930 1930-1949 1950-1969 1970-1989 1990-2009 2010-2016 гг.
Рис. 2. Увеличение числа чужеродных видов водных животных в Беларуси
n
18
15
9
6
3
0
насекомых может быть охарактеризован как «пассажиры» (back-seat drivers в английской терминологии) при перевозке различного рода товаров, с которыми они попадают на новые для них территории.
Успешность внедрения новых чужеродных видов животных в естественные экосистемы связана с тем, что большинство экосистем было изменено деятельностью человека. Процесс интродукции чужеродных видов, в отличие от естественного расселения организмов, протекает с очень высокой скоростью, в результате чего вид быстро расселяется и осваивает новые территории.
Для Беларуси рост числа чужеродных видов носит экспоненциальный характер (рис. 2) - это означает, что их количество будет постоянно увеличиваться.
Во многих странах ЕС сформированы так называемые черные списки инвазивных видов животных. На основании многочисленных исследований был также составлен перечень 100 наиболее вредоносных инвазивных видов в мире [3]. Девять из них уже отме-
чены в Беларуси. Это грибок рачьей чумы (Aphanomyces astaci), дрейсена (Dreissena polymorpha), малярийный комар (Anopheles quadrimaculatus), карп (Cyprinus carpio), благородный олень (Cervus elaphus) и др.
Имеется приблизительный перечень чужеродных видов, которые уже проникли в естественные экосистемы нашей республики, а также издана «Черная книга инвазивных видов животных
ЧЕРНАЯ
ИНВАЗИВНЫХ видов ЖИВОТНЫХ БЕЛЛ ГУСИ
Рис. 3. Обложка «Черной книги инвазивных видов животных в Беларуси». Минск, 2016.
Беларуси» (рис. 3) [4]. В нее включено 7 видов водных животных, 21 - наземных беспозвоночных, 1 - рептилий и 2 - млекопитающих. Предполагается, что данный список будет периодически пересматриваться для включения в него новых инвазивных видов.
Степень вредоносности животных из этого перечня неодинакова и зависит от величины причиняемого ими экологического и экономического ущерба. Так, наиболее опасный инвазивный вид водных беспозвоночных - моллюск дрейсена. Его вселение в водоемы может не только преобразовывать сложившиеся отношения между их аборигенными обитателями, но и приносить значительные убытки, выступая в качестве биологической помехи для тепловых электростанций и снижая кормовую базу рыб. Среди инвазивных млекопитающих следует отметить енотовидную собаку. Это всеядное животное, которое может в весенне-летний период питаться яйцами и птенцами птиц, гнездящихся на земле, включая боровую дичь, разорять гнезда утиных птиц в прибрежной зоне водоемов, а также являться переносчиком бешенства.
Общее количество чужеродных животных на территории Республики Беларусь только по предварительным оценкам составляет около 200 видов, а насекомых - 130-150 видов. Новые обнаруживаются практически ежегодно. Так, в 2015-2017 гг. найден новый вид понто-каспийских амфипод (Echinogammarus trichiatus) [5], который был идентифицирован с помощью ДНК-баркодинга, а также представитель вредителей лесного хозяйства - жук-усач трихоферус восточный (Trichoferus campestris).
Баллы
Caspiobdella fadejewi Chaetogammarus ischnus Chelicorophium curvispinum Chelicorophium mucronatum Chelicorophium robustum Dikerogammarus haemobaphes Dikerogammarus villosus Dreissena polymorpha Echinogammarus trichiatus Ferrissia fragШs Haitia acuta Hypania invalida Limnomysis benedeni Lithoglyphus naticoides Obesogammarus crassus Obesogammarus obesus Orconectes limosus Pontogammarus aralensis Pontogammarus robustoides
10
20
25
30
35
40
45
Рис. 4. Оценка рисков для чужеродных видов водных беспозвоночных на территории Беларуси
Источник: составлено автором по [8]
Чужеродные виды на территории нашей страны различаются по своему происхождению. Большинство водных животных (беспозвоночные и рыбы) имеют понто-каспий-ское происхождение, насекомых -северо-американское и восточно-азиатское. Встречаются также виды, родина которых - Австралия и Новая Зеландия.
Существует отдельная проблема, связанная с вселением в экосистемы новых, различных по степени патогенности, видов паразитов. Последствия этого пока трудно оценить. Натурализовавшиеся виды паразитов, попавшие преднамеренно или случайно в новые условия обитания, как и их хозяев, практически невозможно изъять. Данный процесс может вызвать ряд новых опасных паразитарных заболеваний, приводящих к массовой гибели представителей нативной фауны, в том числе и промысловых видов. Так, вселение понто-каспийского вида моллюсков литоглифа в озеро Лукомльское полсужило причиной
появления нового вида паразитических червей, которые вызывают черноточечную болезнь у рыб [6].
Одна из наиболее острых проблем в инвазивной биологии - оценка рисков от вселения чужеродных видов. Создание системы оценки рисков для природных экосистем позволяет определять угрозы как экологического, так и экономического характера. Фактически речь идет о разработке системы оценки угроз, адаптированной по отношению к инвазионным процессам. Для этих целей должны отслеживаться возможные пути и механизмы распространения чужеродных видов, степень их расселения и вредоносности, биологические особенности, перечень наиболее уязвимых экосистем. В большинстве случаев в антропогенно трансформированных экосистемах видовое разнообразие находится на низком уровне, что облегчает натурализацию чужеродных животных ввиду отсутствия конкуренции. Наши исследования показали, что максимальное число
0
5
15
данных видов в речных экосистемах наблюдается для тех участков рек, где качество воды оставляет желать лучшего [7].
Проведенная нами с применением метода AS-ISK оценка рисков для 19 чужеродных видов водных беспозвоночных на территории Беларуси позволила выделить 7, последствия от вселения которых для водных экосистем наиболее значимы (рис. 4) [8]. Подобный подход был также использован для чужеродных видов рыб [9]. Перечень видов с наиболее высоким риском для аборигенной ихтиофауны включает карпа (Cyprinus carpio), сомика американского (Ameiurus nebulosus), карася серебряного (Carassius gibelio), бычка-песочника (Neogobius fluviatilis), ротана-го-ловешку (Perccottus glenii), чебач-ка амурского (Pseudorasbora parva).
Отдельной проблемой в Беларуси является интродукция чужеродных видов рыб. Так, постоянное зарыбление естественных водоемов дальневосточными видами (белым амуром, толстолобиком, ка-
расем серебряным и др.) и карпом вытесняет аборигенные, в значительной степени подрывает кормовую базу ихтиофауны, а в некоторых случаях приводит к изменениям в экосистеме водоема в целом. Так, вселение карася серебряного привело к резкому снижению численности местного карася золотого. Отметим, что интродукция чужеродных видов рыб в естественные водоемы запрещена в странах ЕС и США.
Важный вопрос, который имеет не только теоретическое, но и практическое значение,- прогнозирование возможных инвазий и их последствий. Исходя из правила десяти [10], только 10% чужеродных видов, проникших в новый ареал, могут внедриться в новое сообщество. В большинстве случаев эти виды характеризуются высокой экологической пластичностью и конкурентоспособностью, быстрым размножением и большим количеством потомства. Согласно проведенным нами исследованиям, в ближайшие годы вероятно появ-
ление в нашей республике не менее 5 чужеродных видов водных беспозвоночных, 3 видов рыб. Наблюдается активное продвижение по территории России канадского бобра (Castor canadensis), который уже встречается на территории Ленинградской области и в Подмосковье, и его обнаружение на севере Беларуси - вопрос времени.
При прогнозировании новых инвазий и потенциальных экологических и экономических эффектов крайне важно использовать различного рода международные базы данных: DAISIE, NOBANIS, ECOLEX, GISD, ISGG и др. Большинство из них находится в свободном доступе и может служить некоторой отправной точкой в прогностике. Благодаря исследованиям белорусских ученых сведения об инвазивных видах нашей страны внесены в базы DAISIE, NOBANIS и ISGG и, соответственно, доступны для различного рода анализов.
Хорошо известен тот факт, что инвазию легче предупредить или уничтожить на первоначальных
стадиях, чем бороться с уже широко распространившимися чужеродными видами. С этой целью в странах Европы разработаны специальные программы, направленные на оценку возможных новых инвазий и последствий от проникновения инвазивных видов для аборигенной флоры и фауны. В частности, в Европейском агентстве по охране окружающей среды создана система раннего предупреждения и информации по чужеродным видам. Аналогичная - действует в США. Необходимо создать подобную и в Беларуси.
Отдельной задачей является разработка методов борьбы с инвазив-ными видами. Она стала первостепенной, когда Всемирным банком были произведены расчеты экономических потерь для различных стран, которые исчисляются десятками миллиардов долларов за год -порядка 5% мирового ВВП.
Отметим, что эта проблема не только финансовая, во многом она связана с управленческими решениями. Поскольку борьба со всеми инвазивными видами невозможна, требуется выделить приоритеты. Основой для этого может являться постановление Совета Министров Республики Беларусь от 30.01.2008 г. №126, включающее перечень инвазивных видов диких животных, распространение и численность которых подлежат регулированию. Однако перед разработкой комплекса практических мер необходимо оценить издержки, а также определить величину экономического ущерба. Когда второе значительно превышает первое, следует использовать методы ограничения численности инвазивных видов, в противном случае противодействие окажется эконо-
мически затратным. Это не означает, что контроль над их количеством должен отсутствовать. Кроме того, по сравнению с борьбой с инвазивными видами растений борьба с инвазивными видами животных более сложна ввиду их подвижности.
С другой стороны, распространение инвазивного вида можно ограничить на начальных стадиях, когда его численность невысока. В данном случае действует известное медицинское правило: «Болезнь легче предупредить, чем потом лечить». Наиболее эффективны в этом отношении мониторинг чужеродных видов, выявление так называемых горячих точек, которые являются центрами их экспансии (например, речные порты, трансграничные участки рек и дорог), и уже упоминавшаяся система раннего предупреждения. Проведенные нами исследования показали, что для водных животных в реке Припять «горячими точками» являются порты городов Мозырь и Микашевичи.
Инвазии чужеродных видов в аборигенные экосистемы представляют собой необратимый процесс, который будет усиливаться в результате интенсификации хозяйственной деятельности человека. Соответственно, избежать их практически невозможно, к тому же это трудноосуществимо. Большинство инвазионных процессов вызывает непредсказуемые последствия [11]. Тем не менее знание основных векторов и факторов, способствующих им, позволяет если не минимизировать, то оценивать возможные эффекты от новых инвазий.
Пробелы в наших знаниях о биологических воздействиях инвазив-ных видов на аборигенные сообщества и экосистемы не всегда по-
зволяют сделать надежные выводы о последствиях этих влияний. В этой связи необходимым видится накопление новых данных о негативных эффектах инвазий в экосистемах, а также о биотических и абиотических факторах, способствующих инвазионным процессам. В противном случае, по образному выражению Ф. Жерарди, мы уподобимся императору Нерону, который продолжал играть на лире, в то время как Рим горел [12]. СИ
ЛИТЕРАТУРА
1. Hulme P. E. Climate change and biological invasions: evidence, expectations, and response options // Biological Reviews. 2017. № 92 (3). P. 1297-1313.
2. Galil B. S., Nehring S., Panov V. Waterways as Invasion Highways -Impact of Climate Change and Globalization // Ecological Studies. 2007. № 193. P. 59-74.
3. Lowe S., Browne M., Boudjelas S., De Poorter M. 100 of the World's Worst Invasive Alien Species. A selection from the Global Invasive Species Database // The Invasive Species Specialist Group (ISSG) a specialist group of the Species Survival Commission (SSC) of the World Conservation Union (I UCN), 2000. Р. 12.
4. Черная книга инвазивных видов животных Беларуси / под общ. ред. Семенченко В. П. - Минск, 2016.
5. Lipinskaya T., Radulovici A., Makarenko A. First DNA-barcoding based record of Echinogammarus trichiatus (Martynov, 1932) (Crustacea, Gammaridae) in Belarus // BioInvasions Records. 2018. № 7 (1). Р. 55-60.
6. Mastitsky S. E. First report of parasites in Lithoglyphus naticoides (Gastropoda: Hydrobiidae) from Lake Lukomskoe (Belarus) // Aquatic Invasions. 2007. № 2. Р. 149-151.
7. Semenchenko V. P., Rizevsky V. K.Alien Species of Invertebrates and Fish in River Ecosystem of Belarus: Distribution, Biological Contamination and Impact // Hydrobiological Journal. 2017. № 53 (1). Р. 26-40.
8. Semenchenko V., Lipinskaya T., Vilizzi L. Risk screening of non-native macroinvertebrates in the major rivers and associated basins of Belarus using the Aquatic Species Invasiveness Screening Kit // Management of Biological Invasions. 2018. № 9.
9. Ризевский В. К., ВинцекЕ. В. Оценка риска потенциальной инва-зивности чужеродных видов рыб Беларуси с помощью FISK // Известия НАН Беларуси. Серия биологических наук. 2018. № 1, Т. 63. С. 83-91.
10. Williamson M. & Fitter A. The varying success of invaders // Ecology. 1996. № 77 (6). Р. 1661-1666.
11. Moyle P. B., Light T. Biological invasions of fresh water: empirical rules and assembly theory // Biological Conservation. 1996. № 78. Р. 49-161.
12. Gherardi F. Bioinvasions in fresh waters and the Nero dilemma // Polish Journal of Ecology. 2006. № 54 (4). Р. 549-561.
f^l S//^ http://innosfera.by/2018/07/animals
