Снижение популяции земноводных - Decline in amphibian populations

Золотая жаба в Монтеверде , Коста - Рика , была в числе первых жертв земноводных снижается. Ранее в изобилии, последний раз его видели в 1989 году.

С 1980-х годов сокращение популяции земноводных , включая сокращение популяции и локализованные массовые вымирания , наблюдается во многих местах по всему миру. Это снижение известно как одна из самых серьезных угроз глобальному биоразнообразию .

Недавние (2007 г.) исследования показывают, что возрождение разновидностей хритидных грибов может составлять значительную часть общего сокращения. Более поздняя (2018 г.) статья, опубликованная в Science, подтверждает это.

Могут быть задействованы несколько вторичных причин, включая другие болезни , разрушение и изменение среды обитания , эксплуатацию, загрязнение , использование пестицидов , интродуцированные виды и ультрафиолетовое излучение B (УФ-B). Однако многие причины сокращения численности земноводных до сих пор плохо изучены, и эта тема в настоящее время является предметом многих текущих исследований. Расчеты, основанные на темпах исчезновения, предполагают, что текущая скорость исчезновения амфибий может быть в 211 раз больше, чем фоновая скорость вымирания, и эта оценка может возрасти в 25 000–45 000 раз, если в расчет также будут включены вымирающие виды.

Хотя ученые начали наблюдать сокращение популяций нескольких европейских видов земноводных еще в 1950-х годах, осознание этого явления как глобальной проблемы и его последующая классификация как массовое вымирание в наши дни датируется только 1980-ми годами. К 1993 году более 500 видов лягушек и саламандр, обитающих на всех пяти континентах, находились в упадке.

Фон

За последние три десятилетия во всем мире произошло сокращение популяций земноводных ( класса организмов, который включает лягушек , жаб , саламандр , тритонов и червей ). В 2004 году были опубликованы результаты первой всемирной оценки популяций амфибий Global Amphibian Assessment. Это обнаружило, что 32% видов находятся под угрозой глобального исчезновения, по крайней мере 43% испытали некоторую форму сокращения популяции и что от 9 до 122 видов вымерли с 1980 года. По состоянию на 2010 год Красный список МСОП , который включает Глобальные амфибии В оценке и последующих обновлениях 650 видов амфибий указаны как « находящиеся под угрозой исчезновения », а 35 - как « вымершие ». Несмотря на высокий риск, с которым сталкивается эта группа, недавние данные свидетельствуют о том, что общественность становится в значительной степени равнодушной к этой и другим экологическим проблемам, что создает серьезные проблемы как для экологов, так и для экологов.

Считается, что потеря среды обитания, болезни и изменение климата являются причиной резкого сокращения численности населения в последние годы. Снижение было особенно интенсивным в западной части Соединенных Штатов , Центральной Америке , Южной Америке , восточной Австралии и Фиджи (хотя случаи исчезновения амфибий имели место во всем мире). В то время как деятельность человека приводит к утрате большей части мирового биоразнообразия, земноводные, похоже, страдают от гораздо более серьезных последствий, чем другие классы организмов. Поскольку земноводные обычно имеют двухэтапный жизненный цикл, состоящий из водной ( личинки ) и наземной ( взрослые ) фаз, они чувствительны как к наземным, так и к водным воздействиям окружающей среды . Поскольку их кожа очень проницаема, они могут быть более восприимчивыми к токсинам в окружающей среде, чем другие организмы, такие как птицы или млекопитающие. Многие ученые считают, что земноводные служат « канарейками в угольной шахте », и что сокращение популяций и видов земноводных указывает на то, что другие группы животных и растений скоро окажутся в опасности.

Сокращение популяций земноводных было впервые широко признано в конце 1980-х годов, когда большое собрание герпетологов сообщило о сокращении популяций амфибий по всему миру. Среди этих видов особое место занимала золотая жаба ( Bufo periglenes ), эндемичная для Монтеверде , Коста-Рика . Он был предметом научных исследований до тех пор, пока в 1987 году его популяции внезапно не исчезли, а к 1989 году он полностью исчез. В то же время исчезли и другие виды в Монтеверде, в том числе лягушка-арлекин Монтеверде ( Atelopus varius ). Поскольку эти виды были расположены в нетронутом заповеднике «Облачный лес Монтеверде» и эти исчезновения не могли быть связаны с местной деятельностью человека, они вызвали особую озабоченность у биологов.

Первоначальный скептицизм

Когда в конце 1980-х годов сокращение численности земноводных было впервые представлено как проблема сохранения, некоторые ученые так и не убедились в реальности и серьезности проблемы сохранения. Некоторые биологи утверждали, что популяции большинства организмов, включая земноводных, естественным образом меняются со временем. Они утверждали, что отсутствие долгосрочных данных о популяциях земноводных затрудняет определение того, стоили ли неофициальные сокращения, о которых сообщают биологи, затраченных (часто ограниченных) времени и денег на усилия по сохранению.

Однако после этого первоначального скептицизма биологи пришли к единому мнению, что сокращение популяций земноводных представляет собой реальную и серьезную угрозу для биоразнообразия. Этот консенсус возник с увеличением количества исследований, в которых проводился мониторинг популяций амфибий, прямым наблюдением за массовой смертностью в нетронутых местах, где не было очевидной причины, и осознанием того, что сокращение популяций земноводных носит поистине глобальный характер.

Возможные вторичные причины

Было предложено множество возможных объяснений исчезновения амфибий. Большинство или все из этих причин были связаны с некоторым сокращением численности населения, поэтому каждая причина может повлиять на определенные обстоятельства, но не на другие. Многие причины сокращения численности земноводных хорошо изучены и, по-видимому, влияют на другие группы организмов, а также на земноводных. Эти причины включают изменение и фрагментацию среды обитания, завезенные хищники или конкуренты, интродуцированные виды, загрязнение, использование пестицидов или чрезмерный вылов. Однако в нетронутых средах обитания произошло много случаев исчезновения или исчезновения амфибий, где вышеуказанные эффекты вряд ли произойдут. Причины этого снижения сложны, но многие из них можно отнести к новым заболеваниям, изменению климата, усилению ультрафиолетового излучения B или переносу химических загрязнителей ветром на большие расстояния.

Искусственное освещение было предложено в качестве еще одной потенциальной причины. Насекомых привлекает свет, что делает их более редкими в местообитаниях земноводных.

Модификация среды обитания

Модификация или разрушение среды обитания - одна из самых серьезных проблем, затрагивающих виды земноводных во всем мире. Поскольку амфибиям для выживания обычно нужны водные и наземные среды обитания, угрозы любой среде обитания могут повлиять на популяции. Следовательно, земноводные могут быть более уязвимы для изменения среды обитания, чем организмы, которым требуется только один тип среды обитания. Крупномасштабные климатические изменения могут еще больше изменить водные среды обитания, полностью предотвратив нерест земноводных.

Фрагментация среды обитания

Фрагментация среды обитания происходит, когда среда обитания изолирована путем модификации среды обитания, например, когда небольшой участок леса полностью окружен сельскохозяйственными полями. Небольшие популяции, которые выживают внутри таких фрагментов, часто подвержены инбридингу , генетическому дрейфу или исчезновению из-за небольших колебаний в окружающей среде.

Загрязнение и химические примеси

Есть свидетельства того, что химические загрязнители вызывают у лягушек пороки развития (лишние конечности или деформированные глаза). Загрязняющие вещества по-разному влияют на лягушек. Некоторые изменяют центральную нервную систему ; другие вызывают нарушение выработки и секреции гормонов. Экспериментальные исследования также показали, что воздействие широко используемых гербицидов, таких как глифосат (торговое название Roundup ) или инсектицидов, таких как малатион или карбарил, значительно увеличивает смертность головастиков. Дополнительные исследования показали, что взрослые наземные стадии земноводных также восприимчивы к неактивным ингредиентам Roundup, особенно POEA , который является поверхностно-активным веществом . Хотя изменение пола у некоторых видов лягушек происходит естественным образом в нетронутой окружающей среде, определенные эстрогеноподобные загрязнители могут принудительно вызывать эти изменения. В исследовании, проведенном в лаборатории Уппсальского университета в Швеции, более 50% лягушек, подвергшихся воздействию эстрогеноподобных загрязнителей, присутствующих в естественных водоемах Европы и США, стали самками. Головастики, подвергшиеся воздействию даже самой слабой концентрации эстрогена, в два раза чаще становились самками, в то время как почти вся контрольная группа, получавшая самую тяжелую дозу, становилась самками.

Хотя большинство эффектов пестицидов, вероятно, будут локальными и ограничиваться районами, близкими к сельскому хозяйству, из гор Сьерра-Невада на западе Соединенных Штатов есть свидетельства того, что пестициды проникают на большие расстояния в нетронутые районы, включая национальный парк Йосемити в Калифорнии .

Некоторые недавние данные указывают на озон как на возможный фактор, способствующий сокращению численности земноводных во всем мире.

Разрушение озонового слоя, ультрафиолетовое излучение и облачный покров

Как и у многих других организмов, усиление ультрафиолетового излучения B (UVB) из-за истощения стратосферного озона и других факторов может повредить ДНК земноводных, особенно их яйца. Размер ущерба зависит от стадии жизни, вида вида и других параметров окружающей среды. Саламандры и лягушки, вырабатывающие меньше фотолиазы , фермента, который противодействует повреждению ДНК из-за УФ-В, более восприимчивы к последствиям потери озонового слоя. Воздействие ультрафиолетового излучения может не убить определенный вид или стадию жизни, но может вызвать сублетальный ущерб.

Было изучено более трех десятков видов земноводных, о тяжелых последствиях сообщалось в более чем 40 публикациях в рецензируемых журналах, представляющих авторов из Северной Америки, Европы и Австралии. Подходы к экспериментальному закрытию для определения воздействия УФ-В на стадии яйца подвергались критике; например, яйца помещались на гораздо меньшую глубину, чем это характерно для естественных участков откладки яиц. Хотя УФ-В излучение является важным фактором стресса для земноводных, его влияние на стадию яйца могло быть преувеличено.

Антропогенное изменение климата, вероятно, оказало серьезное влияние на сокращение численности земноводных. Например, в Облачном лесу Монтеверде череда необычно теплых лет привела к массовым исчезновениям лягушки Монтеверде Арлекин и золотой жабы. Повышенный уровень облачности в результате геоинженерии и глобального потепления, который согрел ночи и снизил дневные температуры, был обвинен в облегчении роста и распространения грибка Batrachochytrium dendrobatidis (возбудителя грибковой инфекции хитридиомикоза ).

Взрослый самец Ecnomiohyla rabborum в Ботаническом саду Атланты , вид, разоренный Batrachochytrium dendrobatidis в его естественной среде обитания. Это был последний известный выживший представитель этого вида, и после его смерти 28 сентября 2016 года этот вид считается вымершим.

Хотя непосредственной причиной вымирания был хитрид, изменение климата сыграло решающую роль в исчезновении. Исследователи включили эту тонкую связь в свою всеобъемлющую гипотезу об эпидемии, связанной с климатом, которая признала изменение климата ключевым фактором исчезновения земноводных как в Коста-Рике, так и в других местах.

Новые данные показали, что глобальное потепление также способно напрямую ухудшать состояние тела жаб и их выживаемость. Кроме того, это явление часто совпадает с изменением ландшафта, загрязнением и вторжением видов, что приводит к исчезновению земноводных.

Болезнь

Ряд заболеваний был связан с массовой гибелью или сокращением популяций амфибий, включая болезнь «красных ног» ( Aeromonas hydrophila ), ранавирус (семейство Iridoviridae ), Anuraperkinsus и хитридиомикоз . Не совсем понятно, почему эти болезни внезапно начали поражать популяции земноводных, но некоторые данные свидетельствуют о том, что эти болезни могли распространяться через человека или могут быть более опасными в сочетании с другими факторами окружающей среды.

Трематоды

Зараженная цистой трематода тихоокеанская древесная лягушка ( Hyla regilla ) с лишними конечностями, из Ла-Пайна, округ Дешут, штат Орегон, 1998–1999 гг. Считается, что эта деформация «категории I» (полимелия) вызвана инфекцией трематодных кист. Хрящ окрашен в синий цвет, а кальцинированные кости - в красный.

Имеется немало свидетельств того, что паразитические трематодные платигельминты (разновидность двуустки ) внесли свой вклад в аномалии развития и сокращение популяции земноводных в некоторых регионах. Эти трематоды рода Ribeiroia имеют сложный жизненный цикл с тремя видами хозяев. Первый хозяин включает несколько видов водных улиток. Затем ранние личиночные стадии трематод передаются водным головастикам, где метацеркарии (личинки) инцистируют в развивающихся зачатках конечностей. Эти инцистированные жизненные стадии вызывают аномалии развития постметаморфических лягушек, включая дополнительные или отсутствующие конечности. Эти аномалии усиливают хищничество лягушек водными птицами, последним хозяином трематод.

Тихоокеанская древесная лягушка с пороком развития конечностей, вызванным Ribeiroia ondatrae

Исследование показало, что высокие уровни питательных веществ, используемых в сельском хозяйстве и животноводстве, вызывают паразитарные инфекции, которые вызывают уродства лягушек в прудах и озерах по всей Северной Америке. Исследование показало, что повышенные уровни азота и фосфора вызывают резкий скачок численности трематод, и что паразиты впоследствии образуют кисты в развивающихся конечностях головастиков, вызывая отсутствие конечностей, лишних конечностей и других серьезных пороков развития, включая пять или шесть лишних конечностей или даже отсутствие конечностей. .

Завелись хищники

Также было обнаружено, что чужеродные хищники и конкуренты влияют на жизнеспособность лягушек в их местообитаниях. Численность горной желтоногой лягушки, которая обычно обитает в озерах Сьерра-Невада , сократилась из-за зарыбления неместной рыбы ( форели ) для любительской рыбалки . Развивающиеся головастики и лягушки становятся жертвами рыб в больших количествах. Это вмешательство в трехлетнюю метаморфозу лягушки вызывает упадок, который проявляется во всей их экосистеме.

Повышенный уровень шума

Лягушки и жабы очень голосят, и их репродуктивное поведение часто связано с использованием вокализации. Были предположения, что повышенный уровень шума, вызванный деятельностью человека, может способствовать их снижению. В исследовании, проведенном в Таиланде, было показано , что повышенный уровень окружающего шума снижает крик у одних видов и вызывает увеличение у других. Однако не было показано, что это является причиной повсеместного снижения.

Симптомы у людей, находящихся в стрессовом состоянии

Популяции земноводных на начальных стадиях сокращения часто проявляют ряд признаков, которые потенциально могут быть использованы для выявления сегментов риска в рамках природоохранных мероприятий. Одним из таких признаков является нестабильность развития, которая доказана как свидетельство экологического стресса. Этот экологический стресс может потенциально повысить восприимчивость к таким заболеваниям, как хитридиомикоз, и, таким образом, привести к сокращению численности земноводных. В исследовании, проведенном в Квинсленде , Австралия, например, было обнаружено , что популяции двух видов амфибий, Litoria nannotis и Litoria genimaculata , демонстрировали гораздо более высокие уровни асимметрии конечностей в годы до упадка, чем в контрольные годы, последний из которых предшествовал смерти. офф в среднем на 16 лет. Научиться определять такие сигналы в критический период до того, как произойдет сокращение популяции, может значительно улучшить усилия по сохранению.

Меры по сохранению

Первым ответом на сообщения об уменьшении популяции земноводных стало создание в 1990 году Целевой группы по сокращению популяции амфибий (DAPTF). DAPTF возглавил усилия по усилению мониторинга популяции амфибий, чтобы установить масштабы проблемы, и учредил рабочие группы для изучения разные вопросы. Результаты были сообщены через информационный бюллетень Froglog.

Большая часть этих исследований была использована для подготовки первой Глобальной оценки амфибий (GAA), которая была опубликована в 2004 году и оценивала все известные виды земноводных по критериям Красного списка МСОП. Это обнаружило, что приблизительно одна треть видов земноводных находится под угрозой исчезновения. В результате этих шокирующих открытий в 2005 году был проведен Саммит по сохранению амфибий, поскольку считалось «морально безответственным документировать убыль и исчезновение амфибий без разработки и содействия реагированию на этот глобальный кризис».

Результаты Саммита по сохранению амфибий включали первый План действий по сохранению амфибий (ACAP) и объединение DAPTF и Глобальной группы специалистов по амфибиям в Группу специалистов по амфибиям SSC МСОП (ASG). В ACAP определены элементы, необходимые для реагирования на кризис, включая приоритетные действия в различных тематических областях. ASG - это глобальная сеть добровольцев, состоящая из преданных своему делу экспертов, которые обеспечивают научную основу для эффективных действий по сохранению амфибий по всему миру.

16 февраля 2007 года ученые всего мира встретились в Атланте , США , чтобы сформировать группу под названием « Ковчег амфибий», чтобы помочь спасти более 6000 видов амфибий от исчезновения, запустив программы разведения в неволе .

В районах, где наблюдается исчезновение лягушек, таких как Австралия, существует несколько мер политики, направленных на предотвращение исчезновения этих видов. Однако местные инициативы были размещены там, где сознательные усилия по снижению глобального потепления также превратятся в сознательные усилия по спасению лягушек. В Южной Америке, где также наблюдается ускоренное сокращение популяции земноводных, нет установленной политики, направленной на спасение лягушек. Некоторые предложения могут включать в себя принятие целыми правительствами набора правил и институтов в качестве источника руководящих принципов, которым должны следовать местные органы власти.

Важнейшим вопросом является создание охраняемых территорий для земноводных, обеспечивающих подходящие условия для их выживания. Усилия по сохранению за счет использования охраняемых территорий, как правило, являются временным решением проблемы сокращения и исчезновения популяции, поскольку земноводные становятся инбредными. Для большинства земноводных крайне важно поддерживать высокий уровень генетической изменчивости в больших и более разнообразных средах.

Обучение местного населения защите земноводных имеет решающее значение, наряду с законодательством о местной защите и ограничении использования токсичных химикатов, в том числе некоторых удобрений и пестицидов, в уязвимых районах обитания амфибий.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки