Поміркуйте

Не викликає сумнівів, що режим заповідання сприяє збереженню типових і рідкісних організмів, їх угруповань і середовищ їхнього існування. Яким чином ще можна запобігти втратам біорізноманіття і сприяти його відновленню?

Згадайте

Який внесок у науку зробив М. І. Вавілов? Поясніть, чому його вважають піонером створення колекцій насіння культурних рослин.

Потреба збереження біорізноманіття у штучних умовах

Чимало видів у природних екосистемах знаходяться під загрозою зникнення, що, своєю чергою, може призвести до зниження біорізноманіття. Важливу роль у вирішенні цієї проблеми відіграють ботанічні сади і зоопарки, які є унікальним мегаресурсом генофонду рослин і тварин (мал. 64.1 і 64.2). Одним із завдань ботанічних садів і зоопарків є утримання й розведення рідкісних видів у штучних умовах для створення резервних популяцій. Такі резервні популяції є джерелом реінтродукції (повернення) рослин і тварин у місця, де вини колись існували, а потім з певних причин зникли.

Ботанічні сади та зоопарки

На території України існує кілька десятків ботанічних садів як місцевого, так і загальнодержавного значення. Поміж останніми є Національний ботанічний сад імені М. Г ришка Національної академії наук України, Ботанічний сад імені О. Фоміна Київського національного

університету імені Тараса Шевченка, Ботанічний сад Харківського національного університету імені В. Каразіна та інші. За різноманітністю колекцій живих рослин, масштабами території, рівнем наукових досліджень Національний ботанічний сад імені М. Г ришка займає одне з провідних місць серед найбільших ботанічних садів Європи. Унікальний колекційний фонд ботанічного саду налічує більше 13 000 таксонів, що відносяться до 220 родин та 1347 родів.

Найбільш відомими і обладнаними згідно із міжнародними вимогами щодо утримання тварин у штучних умовах є зоопарки у Києві і Харкові. У 2009 році Київському зоопарку виповнилося 100 років. За свою вікову історію (заснований 1908 році) зоопарк пройшов шлях від громадського звіринця до одного з найбільших за територією зоологічних парків Європи, розташованих в межах міста. Колекція тварин Київського зоопарку налічує 369 видів, що становить 3010 особин (без урахування домашніх видів і кормових тварин).

Ботанічні сади і зоопарки України дуже різняться за складом і станом своїх колекційних фондів. Поповнення колекцій новими зразками відбувається як за рахунок обміну між цими установами, так і завдяки інтродукції місцевих видів із природних популяцій. Наразі в ботанічних садах усе більше простежується тенденція до спеціалізації — створення і підтримання колекцій за зональним принципом, а в гірських регіонах за висотним, тобто в умовах екологічно найбільш відповідним природним. Особини штучно створених популяцій найкраще існують у тих екологічних умовах (зокрема, кліматичних), в яких проходила еволюція даного виду.

Мал. 64.1. Зоопарки створюються для утримання і вивчення в штучних умовах тварин із різних куточків Землі

Мал. 64.2. У ботанічних садах в умовах відкритого і закритого ґрунту створюються колекції видів рослин

Генні банки

Ефективною формою збереження біорізноманіття є створення так званих генних банків, у яких зберігається як насіння рослин, так і заморожені культури тканин або статеві клітини (частіше зберігають заморожену сперму). Наразі у світі існує понад тисяча таких банків. Банки заморожених клітин зникаючих видів тварин створено в ряді наукових центрів світу.

Основною метою банків насіння є передовсім збереження генетичної різноманітності культурних рослин. Існує кілька десятків таких банків, у яких сконцентровано понад 2 млн зразків. Їхню діяльність координує «Консультативна група міжнародних сільськогосподарських досліджень».

У місті Харків знаходиться Національний центр генетичних ресурсів рослин України, що діє при Інституті рослинництва Української аграрної академії наук і здійснює середньо- та довгострокове збереження насіння генетичних ресурсів рослин у Національному сховищі. Основними напрямами наукової діяльності Центру є інтродукція нових зразків генофонду селекційного походження, місцевих форм та диких співродичів культурних рослин з України та інших країн світу; карантинна перевірка зразків інтродукованих з-за кордону; реєстрація цінних зразків та колекцій генофонду рослин; вивчення світового генофонду рослин.

На основі банку насіння створюються банки клітинних ліній in vitro (латинською «у склі»). Це передбачає вивчення умов проростання насіння in vitro, підбір поживних середовищ для отримання і культивування калусних (клітинних) тканин, дослідження умов регенерації рослин in vitro (мал. 64.3). Сьогодні часто використовується також поняття «мікророзмноження» — комплекс маніпуляцій із живими організмами, зокрема з їхніми органами, тканинами та клітинами, які проводяться в стерильних умовах на штучних середовищах.

Загалом культури рослин in vitro існують майже сто років. Ще в 1921 році Льюїс Кнудсон уперше застосував цю техніку для висіву насіння орхідей у стерильних умовах. Виділення культур проводиться у стерильних (асептичних) умовах для видалення будь-яких сторонніх організмів (бактерій, грибків, водоростей тощо) із середовища, у якому воно здійснюється. З того часу і донині техніка розмноження in vitro застосовується для розмноження багатьох тисяч видів і сортів рослин.

Вивчення умов регенерації та культивування рослин in vitro є основою для створення біотехнологічних методів відтворення чисельності рідкісних, ендемічних та зникаючих видів рослин.

Мал. 64.3. Дослідження умов регенерації рослин in vitro

Ключова ідея

У спеціальних штучних умовах ботанічних садів і зоопарків підтримується існування певної частини представників раритетної фіто- і зообіоти. Це дозволяє за необхідності здійснитиїх реінтродукцію, де вони існували раніше, але були втрачені. Реставрацію природних популяцій раритетних видів також робить можливим наявність колекцій культур, банків насіння, гермплазми. Усе це має велике значення для збереження біорізноманітності.

Перевірте свої знання

1. Які головні завдання в галузі охорони природи виконують ботанічні сади і

зоопарки? 2. Що і з якою метою зберігається в генних банках?

Цікава інформація

З метою вшанування одного з найстаріших науково-дослідних установ країни — Нікітського ботанічного саду, і у зв’язку із його 200-річчям Національним банком України була випущена ювілейна монета номіналом 50 гривень. Ботанічний сад був заснований у 1812 році на мисі Мартьян неподалік від Ялти. Він є взірцем садово-паркового будівництва,

своєрідним музеєм під відкритим небом, у якому зібрано близько 20 тисяч видів рослин із різних районів земної кулі, а також унікальне зібрання представників місцевої і світової флори.

Банки насіння не можуть забезпечити зберігання насіння певних видів, наприклад тих, що не здатні тривалий час зберігати схожість. Так, у насіння більшості видів тропічних рослинвідсутня стадія спокою. Зберігати колекцію різноманіття сортів кави або гевеї (представників тропічних плодових культур) можна тільки у вигляді культури тканин.

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)