Особенности мониторинга редких видов животных
В основе стратегии сохранения и мониторинга редких видов должна лежать, прежде всего, определенная сумма знаний по их биологии. Вместе с тем, изучение таких видов - задача непростая и прежде всего потому, что оно принципиально отличается от стандартного фундаментального изучения биологии обычных видов. Изучение редких видов составляет особую, совершенно самостоятельную отрасль зоологии, характеризующуюся собственным объектом изучения, собственными подходами, задачами и методами.
Специфика объекта изучения науки о редких видах заключается в том, что, в отличие от фундаментальной зоологии, мы имеем дело с видами, находящимися в процессе угасания, деградации, т.е. в патологическом состоянии. Отсюда следует второй вывод: если основной задачей фундаментальной зоологии является получение суммы знаний, обеспечивающих понимание места и роли вида в эволюции, системе и биоценозе (и в хозяйственной деятельности человека), то при изучении редких и исчезающих видов мы прежде всего обращаем внимание на сбор и анализ фактов, определяющих органическую основу патологического состояния вида - с одной стороны, и фактов, так или иначе способствующих прекращению, то есть блокировке этого состояния, - с другой. Таким образом, общая система научной информации, получаемой при изучении редких видов, оказывается принципиально иной. Многие разделы фундаментальной зоологии, такие как морфология, систематика и некоторые другие, вообще при изучении редких видов ценности практически не представляют.
Методика полевых исследований при изучении широко распространенных и редких видов в общем смысле идентична. Вместе с тем отчетливо просматривается и существенная разница, вытекающая из самой специфики редких и исчезающих видов и из тех задач, которые стоят перед исследователем патологии вида.
Основным методическим приемом при изучения биологии обычного вида является анализ достаточно большой и репрезентативной выборки из популяции, изъятой из природы. Такой анализ дает информацию о половом и возрастном составе популяции, об особенностях самого репродуктивного процесса, об эмбриональном и постэмбриональном росте и развитии, о формировании и смене покровов, о питании, составе кормов и многих других важных параметрах. При изучении же редких видов, биологическая ценность каждой особи которых несоизмеримо выше, этот прием полностью исключается по вполне понятным причинам, а исследование соответствующих параметров в значительной мере переходит в функции зоопитомников, где животные содержатся в искусственно созданных условиях. Лишь в отдельных случаях оно может строиться на получении единичных, часто косвенных данных, полученных наблюдением в природе.
Второй методический прием, составляющий основу изучения обычных видов, - мечение животных, которое дает информацию самого различного плана: об использовании ареала, о территориальности, о подвижности и т.п. Этот прием предусматривает массовый отлов животных, что ограничивает арсенал методических средств исследователя, занимающегося изучением редких видов в связи с малочисленностью объекта исследования и риском стрессовых ситуаций (во всяком случае при работе с высшими позвоночными: млекопитающими и птицами). Допустимым следует считать только единичный отлов животных для специальных методов слежения (телеметрия, космическое слежение).
Главное различие между изучением обычных и редких видов животных составляют задачи и конечные результаты исследования, и эта разница носит принципиальный характер. Отсюда вытекают различия в требованиях, предъявляемых к научной квалификации исследователей, посвятивших свою работу изучению этих двух категорий животных. Нужно отчетливо представлять себе, что быть высококвалифицированным териологом, орнитологом или герпетологом еще не означает быть специалистом по изучению редких видов. Для того чтобы стать профессионалом в области науки о редких и исчезающих видах, необходимо не только адаптироваться к иному методическому арсеналу, но и принять специфику задач исследования и главное - перестроить само научное мышление. Это особенно важно иметь в виду при определении круга так называемых учреждений-кураторов и оценке их кадрового научного потенциала. Нужно помнить, что попутный сбор материала по редким видам невозможен или, по меньшей мере, неэффективен. Нужно быть готовым и к тому, что истинно ценная и новая научная информация может оказаться мизерной по объему (не по значению!) даже после упорных исследований.
Средством решить обсуждаемые противоречия может быть подготовка специальных целевых программ по изучению редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. В таких программах должны быть сконцентрированы наиболее важные задачи и вопросы, обеспечивающие научной информацией как видовые стратегии сохранения и восстановления животных, занесенных в красные книги, так и специальные программы, направленные на реализацию этих стратегий. В связи с биологической спецификой отдельных групп и видов животных целевые программы по изучению не могут быть универсальными, однако общие вопросы и требования очерчиваются достаточно отчетливо, поэтому в известном смысле представляется возможным говорить о типовой программе или, по крайней мере, о принципах ее построения.
Основными узловыми пунктами целевой программы изучения и мониторинга редких видов животных являются все биологические аспекты их годового цикла жизни.
Изучение численности.Численность — один из главных показателей, на основании которых вид не только заносится в Красную книгу, но и причисляется к той или иной категории статуса. При изучении численности наибольшее значение придается определению общей численности вида (хотя бы в экспертной оценке), распределению численности в пределах ареала, выявлению долгосрочных тенденций изменения численности и анализу факторов, лимитирующих численность. Сезонные и краткосрочные колебания численности представляют значительно меньший интерес. Нужно добавить, что изучение численности - одна из труднейших задач для исследователя. Особые трудности представляют учеты крупных и скрытно живущих млекопитающих. Например, до последнего времени леопард в Иране считался практически исчезнувшим видом, и только широкое применение «фотоловушек» показало, что это повсеместно живущий и многочисленный хищник.
Изучение ареала. Характеристика ареала также относится к числу важнейших критериев при определении статуса того или иного вида. Реликтовость, эндемичность, специализация биологического вида всегда тесно связаны с особенностями структуры ареала. Изучение структуры ареала и степени его фрагментарности позволяет выявить точки или области, имеющие первостепенное значение для всего существования вида независимо от того, являются ли они своего рода опорными пунктами для благополучия вида или, наоборот, наиболее «узкими» местами, где угроза существованию вида максимальна. Например, таким узким местом для всех хищных птиц на территории бывшего СССР является Черноморское побережье Кавказа, куда осенью, как в воронку, стягиваются почти все мигранты с европейской, а частично и с азиатской части общего ареала. Таким образом, изучение сезонной изменчивости внутренней структуры ареала позволяет выявить критические точки и может сыграть решающую роль в разработке и реализации программ по сохранению редких видов. Особое значение имеет изучение степени фрагментации ареала, т.к. при определенных условиях она несет угрозу генетической полноценности вида.
В то же время детальное изучение внешних границ ареала, которому в фундаментальной зоологии, особенно в фаунистике, придается важное значение, в целевых программах изучение редких видов относится к числу второстепенных задач.
Второе важное направление в изучении ареала - это исторический аспект, позволяющий реконструировать ареал вида в прошлом. Особое значение этого подхода к изучению ареала в том, что территорию реконструированного (или, как чаще говорят, восстановленного) ареала следует рассматривать как наиболее предпочитаемое место реинтродукции или репатриации (из вольеры в природу) редкого вида. На практике этим правилом нередко приходится пренебречь, так как соответствующие территории оказываются чрезмерно трансформированными, однако, при прочих равных условиях приоритет всегда должен быть оставлен за ними.
Изучение местообитаний вида.При изучении обычных видов животных исследователи специального внимания анализу местообитаний не уделяют и, как правило, ограничиваются краткой характеристикой ландшафтных или ботанических выделов. В известных пределах это оправдано. Однако, когда речь идет о редких видах, изучение мест их обитания становится одной из важнейших задач, т.к. чаще всего именно от наличия соответствующих местообитаний зависят возможности существования того или иного вида на данной территории, причем круг таких местообитаний может быть очень узким и, кроме того, меняться в зависимости от сезона и других факторов. Иными словами, наличие необходимых биотопов часто определяет выживание вида. Поэтому в целевых программах изучения редких видов должно быть предусмотрено скрупулезное исследование и описание основного набора местообитаний вида с выделением главнейших из них относительно всех сезонов года, определение их площади и биологической емкости, выявление перспектив и характера их изменений в будущем, особенно под влиянием антропогенных факторов. Изучение местообитаний обязательно должно быть комплексным, т.е. в нем необходимо участие ботаников, энтомологов и других специалистов, что обеспечит более полную характеристику местообитания как биоценоза. Одна из важнейших задач такого исследования — установление форм и границ деградации, за которыми местообитание теряет свое значение для рассматриваемого редкого вида. Эти границы могут быть очень тонкими, еле уловимыми, и выявление их — дело непростое. Например, пригодность гнездовых местообитаний дрофы, по-видимому, определяется достаточным богатством наземной энтомофауны в послегнездовый период, а не высотой или составом травостоя, которые до сравнительно недавнего времени считались решающим фактором.
Следует заметить, что трансформация (разрушение) местообитаний, которая большинством зарубежных специалистов оценивается как основной лимитирующий фактор, далеко не всегда сказывается так катастрофично. Благодаря широкому спектру приспособительных реакций даже стенотопные виды иногда находят возможность избежать фатального действия этого фактора. В одних случаях это своего рода ассимиляция вновь возникшего антропогенного ландшафта (в частности, переход дрофы и журавля-красавки на гнездование с целинной степи на пашню), в других - расселение (эмиграция) в чуждые ландшафты и даже ландшафтные зоны (расселение полевого луня в лесную и тундровую зоны). Численность видов при этом не сократилась. С этим нужно считаться при оценке действия этого лимитирующего фактора.
При реинтродукции или репатриации редких животных характеристика местообитаний является важнейшим критерием определения пригодности новых территорий. Поскольку места обитания на этих новых территориях могут оказаться не идентичными исходным, особое значение приобретает определение уровня своего рода «допуска», позволяющего без ущерба для жизненности вида искусственно заменить одно местообитание другим, сходным по наиболее важным параметрам. Практика показывает, что животные часто оказываются более пластичными, чем мы это представляем, однако в каждом биологическом параметре существуют критические величины, переступить которые вид не в состоянии. Особенно часто такие критические величины связаны с кормовой базой, глубиной, сроками и характером снежного покрова, защитными условиями, степенью обзорности территории, свойствами грунта и другими подобными факторами, которые можно выявить только при внимательном и всестороннем анализе исходных местообитаний.
Не менее существенно и изучение общих черт сходства местообитаний, позволяющих при реинтродукции в конечном счете искусственную замену исходных на новые. Спектр сходства нередко оказывается достаточно широким и проявляется не только в ряду гомологичных, т.е. образовавшихся в результате естественных или антропогенных сукцессий, но и при анализе аналогичных местообитаний, не связанных территориально и имеющих различное происхождение, но обладающих определенным и достаточно высоким сходством по главнейшим параметрам («физиономическое сходство»). Примером гомологичного ряда местообитаний может быть последовательность «разнотравно-злаковая степь - посевы зерновых - залежь» или различных стадий развития и деградации тугая (пойменного леса), примером аналогичных местообитаний — осоково-моховая тундра и верховое болото. Решение этого вопроса всегда требует комплексного подхода.
Изучение репродуктивного процесса.Задачи, стоящие перед исследователем, изучающим размножение редкого и обычного вида, практически идентичны, и единственное принципиальное различие состоит в невозможности анализа выборки из популяции. Следствия этого различия тем не менее достаточно существенны, так как современный исследователь редких видов не может получить информацию о ряде деталей размножения, таких, например, как возраст достижения половой зрелости, величина эмбриональной смертности, наличие и количество неразмножающихся особей в популяции, годовое количество циклов размножения и многие другие. Получение этих данных возможно только при работе с животными в искусственно созданных условиях. Например, точные данные о длительности инкубации и ее температурном режиме у журавлей, дроф и некоторых других осторожных птиц были получены только в зоопитомниках и зоопарках. Литературные сведения этого плана, к сожалению, исключительно бедны, а часто и неверны.
При изучении размножения редких видов в природных условиях следует выделять в специальный раздел исследование сопутствующих абиотических факторов среды - температуры, влажности, длины светового дня и т.д. Эти данные остро нужны при моделировании условий и режимов при искусственном разведении редких видов в зоопитомниках и зоопарках.
Изучение общей структуры популяции.Информация о территориальной, половой, возрастной и социальной структуре популяции редкого вида необходима для общей оценки состояния популяции, а также при формировании групп животных для разведения в зоопитомниках и для реинтродукции. Получение этой информации обеспечивается теми же методами, что и при изучении обычных видов, однако возможности исследования более ограничены из-за отсутствия анализа выборки из популяции.
Изучение генетической структуры популяции.Несмотря на то, что характеристика генетической структуры популяции имеет огромное значение, данных в этой области накоплено мало. Исследования, построенные на методе электрофореза и других современных методик, довольно сложны, хотя и дают интереснейшие результаты. Нужно надеяться, что в дальнейшем этот подход получит более широкое развитие и применение.
Изучение поведения животных.Информация о различных аспектах поведения животных в изучении редких видов играет второстепенную роль. В частности, в целевых программах не представляется необходимым включать такие разделы, как изучение брачного, кормового, социального поведения, исследование коммуникативных систем, эволюционные аспекты поведения. Существенную ценность, однако, представляет изучение тех форм поведения, которые связаны с реакцией на человека и на человеческую деятельность, среди которых наибольшее значение имеют формы поведения, способствующие развитию синантропизации животных. Положительными реакциями в этом плане могут обладать отдельные особи на фоне негативной реакции популяции в целом, и эти случаи проявления положительных реакций следует тщательно фиксировать и собирать. Так, например, дистанция взлета с гнезда при приближении сельскохозяйственного агрегата (трактора, комбайна и т.д.) обычно составляет 150-200 м. Однако небольшая часть насиживающих самок подпускает агрегат почти вплотную и, сойдя с гнезда перед самой машиной, сразу же возвращается и продолжает насиживание. Такие птицы представляют особую ценность как потенциальные основатели полусинантропной популяции, и гнезда их следует охранять с особой тщательностью.
Изучение смертности.Получение количественных показателей смертности и ее причин представляет собой одну из важнейших задач в изучении редких видов. Особенно важно выявление смертности от антропогенных факторов и естественных причин. К сожалению, методически это не всегда возможно, и исследование строится на основе анализа косвенных признаков.
Изучение питания.Знание естественного рациона животных, относимых к категории редких, исключительно важно и для оценки кормовой емкости местообитаний, и для содержания и разведения их в зоопитомниках. Вместе с тем вопрос этот достаточно сложен, так как простейший метод изучения питания - анализ содержимого желудков или зобов - исключен. Единственный доступный сейчас метод установления списка кормовых объектов - это прямые наблюдения в природе, что не всегда дает желаемый эффект и совершенно не обеспечивает количественную сторону анализа. Ценнейшие сведения иногда содержатся в более старых публикациях, относящихся к «доохранному» периоду. В частности, все сведения о летнем питании стерха базируются на работе В.И.Перфильева (1965), проанализировавшего содержимое желудков 14 стерхов, отстрелянных им в 1962 г. в междуречье Хромы и Индигирки, что в свое время вызвало резкое осуждение со стороны зоологической общественности. Сейчас такой поступок был бы квалифицирован как тяжелое преступление.
Важным моментом также является анализ возможностей трофической конкуренции с более многочисленными видами.
Для разработки рецептуры искусственных кормов, что необходимо при содержании и разведении редких животных в зоопитомниках, возникает потребность в знании химического состава естественных кормов, в первую очередь - определение аминокислот. Это в свою очередь достигается химическим анализом мускульной и других тканей животного, что невозможно без добычи нескольких особей для такого анализа. Поскольку задача представляет большую важность, с этим приходится мириться.
Изучение влияния антропогенных факторов.При изучении биологии обычного вида задача рассмотрения и анализа воздействия на него антропогенных факторов практически даже не ставится. В отношение же редких видов она приобретает первостепенное значение, причем решаться должна в нескольких аспектах.
Наиболее важный вопрос - выявление реакции животного на антропогенную трансформацию местообитания, особенно на местообитания, с которыми животное связано в репродуктивный период или в определенные «узкие» периоды годового цикла. От гибкости, пластичности этих реакций иногда может зависеть сама возможность существования вида в целом. Например, гнездовые биотопы журавля-красавки изначально были связаны с зоной дерновинно-злаковых степей. По мере распашки этих степей красавка отступала во все более аридные условия, и северная граница ее ареала сдвигалась к югу, а площадь ареала сокращалась, так как условий для гнездования в пустынной зоне уже нет. Одно время даже казалось, что вид обречен. Однако несколько лет тому назад красавка неожиданно перешла на гнездование на посевы зерновых культур, которые ранее избегала, и ареал ее начал восстанавливаться. Второй пример — смена мест зимовки краснозобой казарки. Этот гусь в сравнительно недалеком прошлом зимовал в основном в Кызыл-Агачском заповеднике в Азербайджане. Вследствие переориентации сельского хозяйства Ленкоранской низменности условия зимовки резко ухудшились, и над видом также нависла угроза исчезновения. Однако после перемещения основных мест зимовки на Черноморское побережье Болгарии и Румынии, в дельту Дуная, ситуация восстановилась, хотя внешняя картина в новых местах зимовки совершенно не идентична той, которая наблюдалась на Каспии. Оба примера свидетельствуют о значительной пластичности, и выявлять резерв этой пластичности в идеале следует до возникновения критических ситуаций.
Второй важный вопрос - выявление реакций на фактор прямого беспокойства. Норма таких реакций крайне изменчива у отдельных особей и даже популяций и выражается той или иной степенью толерантности по отношению к человеку. Для многих видов животных возможности обитания на какой-то территории прямо связаны с частотой появления там людей. С другой стороны, в составе этих же самых видов встречаются особи с повышенной толерантностью, для которых соседство с человеком не представляет исключительного явления. Чаще, однако, изменчивость толерантности связана с сезонностью социальной структуры или характерна для географически разобщенных популяций. Первый случай иллюстрируется поведением японского журавля на Хоккайдо, где птицы в гнездовое время резко отрицательно реагируют на посещение гнездовий людьми, а зимой на подкормочных площадках берут корм из рук детей. Второй случай - реакция джейранов на автомашину. В Ширванском заповеднике (Азербайджан) животные подпускают автомобиль почти вплотную, а в Бухарском джейрановом питомнике (Узбекистан) обычная дистанция бегства джейранов составляет около 200 метров, хотя здесь их не преследуют уже на протяжении нескольких поколений.
Изучение степени толерантности животных имеет очень большое значение, так как она определяет потенциальные возможности вида существовать в полусинантропном состоянии. В свою очередь, нужно привыкать к мысли, что в отдаленной перспективе для сравнительно крупных и, как правило, более осторожных животных полусинантропизм может стать единственно возможной формой существования.
Наконец, третий вопрос, связанный с изучением воздействия антропогенных факторов, это п рогноз возможных конфликтных ситуаций между человеком и редким видом, численность которого может быть восстановлена до достаточно высокого уровня. Такая конфликтная ситуация создалась несколько лет тому назад с крупными хищниками — тигром, белым медведем и некоторыми другими. В дальнейшем круг таких конфликтов может значительно расшириться.
Таковы основные принципы и задачи, определяющие структуру и содержание целевых научно-исследовательских программ в области сохранения редких видов животных. Конечная цель таких программ - выявление лимитирующих факторов, составляющих причинную основу патологического состояния таких видов, создание научной базы для конкретных подходов к разработке системы механизмов, блокирующих эти факторы. В зависимости от биологических особенностей каждого из этих видов сами программы могут существенно различаться, однако в целом круг рассматриваемых вопросов служит основой для создания и реализации видовых стратегий.
К области научного обеспечения стратегии сохранения редких видов относится также их мониторинг. В принципе мониторинг редких видов животных и растений входит в качестве составляющей в Единую государственную систему экологического мониторинга России (ЕГСЭМ). Программа ЕГСЭМ обеспечивает регулярные и выполненные по определенной программе наблюдения, сбор, обобщение и оценку полученных данных, а также прогнозы состояния отдельных природных сред и объектов. В отношении редких видов животных ЕГСЭМ может не только осуществлять «обслуживание» подготовки списков видов, заносимых в красные книги (федеральную и региональные), но и обеспечивать возможности слежения за потенциальными кандидатами в эти списки, прогнозировать деградацию их как биологических видов. К сожалению, ЕГСЭМ пока в ряде разделов находится еще в стадии разработки, и конкретные программы мониторинга редких видов, а тем более кандидатов в редкие виды, полностью не сформулированы. Предлагаемая программа сбора материалов по таким видам может послужить серьезной базой для соответствующего раздела ЕГСЭМ.
Следует особо подчеркнуть, что систематические наблюдения, составляющие основу мониторинга, наиболее целесообразно организовывать на территориях, в наименьшей степени трансформированных антропогенной деятельностью и неэксплуатируемых в настоящее время, что обеспечивает их максимальную экологическую стабильность. К числу таких территорий в первую очередь относятся государственные заповедники России, где помимо этого существует штат высококвалифицированных специалистов.