BIODIVERSITET: KARAKTERISTIKA, BETYDNING OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

Den biologiske mangfoldighed eller den biologiske mangfoldighed er forkortelsen af ​​"biodiversitet" og henviser til de forskellige elementer af variationer, der er til stede i organiske væsener. Dette koncept kan forstås fra forskellige niveauer, hvad enten det er taksonomisk, funktionelt, fylogenetisk, genetisk eller trofisk.

En region beboet af en enkelt art i tidlig alder (fra et evolutionsmæssigt synspunkt), der består af genetisk homogene individer, der er fordelt i diskrete geografiske områder og i et snævert område af levesteder, vil være et økosystem med lav biodiversitet.

Biodiversitet omfatter de forskellige arter - og deres biologiske variation - i en region.

Kilde: pixabay.com

I modsætning hertil ville et habitat med flere arter - nogle gamle, andre, hvis speciationsproces for nylig forekom - hvis genetiske materiale er heterogent og vidt udbredt, være en region med stor mangfoldighed.

Høj og lav er imidlertid relative vilkår. Derfor er der flere indekser og parametre, der giver os mulighed for at kvantificere mangfoldigheden i en region, som f.eks. Shannon og Simpson-indekset. Baseret på dem ser vi, at fordelingen af ​​levende organismer ikke er homogen på planeten. Mere mangfoldighed findes normalt, når vi kommer tættere på troperne.

Biodiversitet kan studeres ved hjælp af to komplementære discipliner: økologi og evolutionær biologi. Økologer fokuserer primært på de faktorer, der påvirker lokal mangfoldighed, og som fungerer i korte perioder.

Evolutionsbiologer fokuserer på deres side på højere tidsskalaer og fokuserer på udryddelsesbegivenheder, generering af tilpasninger og speciation blandt andre.

I de sidste 50 år har menneskelig tilstedeværelse, global opvarmning og andre faktorer ændret fordelingen og mangfoldigheden af ​​et betydeligt antal arter. Viden og kvantificering af biodiversitet er væsentlige elementer til formulering af løsninger på dette problem.

Hvad er biologisk mangfoldighed?

Den første person til at bruge udtrykket biodiversitet i økologisk litteratur var E. O Wilson i 1988. Begrebet biologisk mangfoldighed har imidlertid været under udvikling siden 1800-tallet og bruges stadig i dag.

Biodiversitet henviser til mangfoldigheden i livsformer. Dette strækker sig til alle niveauer af organisation og kan klassificeres ud fra et evolutionært eller økologisk (funktionelt) synspunkt.

Det vil sige, at mangfoldighed ikke kun forstås med hensyn til antallet af arter. Variabilitet på andre taksonomiske og miljømæssige niveauer har også indflydelse, som vi vil se senere.

Biodiversitet er blevet undersøgt siden aristotelisk tid. Den iboende nysgerrighed omkring livet og behovet for at etablere orden førte til, at filosoffer studerede de forskellige livsformer og etablerede vilkårlige klassificeringssystemer. Således blev videnskaberne systematik og taksonomi født, og derfor studiet af mangfoldighed.

Biodiversitetsegenskaber

Genetisk mangfoldighed

Biologisk mangfoldighed kan studeres i forskellige skalaer, startende med genetik. En organisme består af tusinder af gener, der er samlet i dens DNA, som er organiseret inde i dens celler.

De forskellige former, som vi finder af et gen (kendt som alleler), og variationerne i kromosomer mellem individer udgør genetisk mangfoldighed. En lille befolkning, hvis genom er homogent blandt sine medlemmer, er lidt forskelligartet.

Den genetiske variation, som vi finder blandt individer af den samme art, er resultatet af en række processer såsom: mutationer, rekombination, genetiske polymorfismer, isolering af genpuljen, lokale selektive tryk og gradienter, blandt andre.

Variation er grundlaget for evolution og til generering af tilpasninger. En variabel population kan reagere på ændringer i miljøforholdene, mens den lille variation kan føre til bestandsnedgang, eller i ekstreme tilfælde kan føre til lokal udryddelse af arten.

Desuden er viden om graden af ​​genetisk variabilitet i en population væsentlig, hvis der skal etableres effektive bevaringsplaner, da denne parameter påvirker arternes elasticitet og vedholdenhed.

Individuel mangfoldighed

På dette organisationsniveau finder vi variation i form af anatomi, fysiologi og adfærd i individuelle organismer.

Befolkningsdiversitet

I biologi definerer vi populationer som et sæt individer af samme art, som eksistere i tid og rum, og som potentielt kan reproducere.

På et populationsniveau bidrager den genetiske variation af de individer, der udgør det, til biodiversitet og er igen grundlaget for, at adaptiv evolution kan forekomme. Et klart eksempel på dette er den menneskelige befolkning, hvor alle individer præsenterer mærkbare fænotypiske variationer.

Arter, der mangler genetisk variation og har ensartede populationer, er mere tilbøjelige til udryddelse, både af miljømæssige og menneskelige inducerede årsager.

Mangfoldighed på artsniveau

Hvis vi bevæger os op på organisationsniveauet, kan vi analysere den biologiske mangfoldighed med hensyn til arter. Biodiversitet studeres ofte af økologer og bevaringsbiologer på dette niveau.

Mangfoldighed over artsniveauet

Vi kan fortsætte med at analysere biodiversitet over artsniveauet. Det vil sige under hensyntagen til andre niveauer af taksonomisk klassificering såsom slægter, familier, ordrer osv. Dette er dog mere almindeligt i undersøgelser relateret til paleontologi.

Således kan vi gå op i skala, indtil vi finder sammenligningerne foretaget af biogeografi, hvilket ikke er andet end anerkendelsen af ​​en forskellig rigdom af arter i store geografiske regioner.

Hvordan måles biodiversitet?

For biologer er det vigtigt at have parametre, der tillader kvantificering af biodiversitet. For at udføre denne opgave er der forskellige metoder, der kan måles fra et funktionelt eller teoretisk perspektiv.

Funktionelle målekategorier inkluderer genetisk, art og økosystemdiversitet. Det teoretiske perspektiv er baseret på alfa, beta og gamma mangfoldighed. Tilsvarende kan et samfund evalueres ved at beskrive dets fysiske egenskaber.

Brugen af ​​statistiske indekser, der måler artsdiversiteten, er almindelig. Disse kombinerer to vigtige mål: det samlede antal arter i prøven og deres relative forekomst. Derefter beskriver vi de mål og indekser, der mest bruges af økologer.

Diverse i alfa, beta og gamma

Alfa, beta og gamma mangfoldighed er de tre niveauer af mangfoldighed anerkendt af IUCN (International Union for Conservation of Nature). Denne fremgangsmåde blev foreslået af planteøkologen Robert Harding Whittaker i 1960 og er stadig i brug i dag.

Alfadiversitet er antallet af arter på lokalt niveau, det vil sige inden for et levested eller et økologisk samfund. Beta er forskellen i artssammensætning mellem samfund. Endelig viser gamma antallet af arter på regionalt niveau.

Denne opdeling har imidlertid en ulempe, når vi skal definere lokalområdet, og hvordan vi objektivt kan afgrænse en region - ud over blot politiske grænser, der er biologisk meningsløse.

Grænsefladen påvirkes af undersøgelsesspørgsmålet og den involverede gruppe, så spørgsmålene ovenfor har intet indlysende svar.

I de fleste økologiske undersøgelser relateret til biodiversitet er vægten normalt lagt på alfadiversitet.

Alfadiversitet

Alfa-mangfoldighed udtrykkes generelt med hensyn til artsrigdom og artsmæssighed. Under den udtagne stikprøve repræsenterer det sted eller område, som forskeren vælger, hele samfundet. At udarbejde en liste over antallet og navnet på de arter, der lever der, er således det første skridt i måling af biodiversiteten i et område.

Antallet af arter inden for et samfund eller et område er artsrigdommen. Når vi kender denne parameter, fortsætter vi med at analysere andre kriterier, nemlig: taksonomisk unikhed, taksonomisk afvigelse, økologisk betydning og interaktion mellem arter, blandt andre.

Generelt stiger artsrigdom - og biodiversitet generelt - når vi udvider det område, vi analyserer, eller når vi bevæger os fra en større til en mindre længdegrad og breddegrad (til ækvator).

Vi må tage højde for, at ikke alle arter bidrager på samme måde til mangfoldigheden i området. Fra et økologisk synspunkt er de forskellige dimensioner af biodiversitet repræsenteret af et antal trofiske niveauer og en række livscyklusser, der bidrager forskelligt.

Tilstedeværelsen af ​​visse arter i området har kapacitet til at øge mangfoldigheden i et økologisk samfund, mens andre ikke gør det.

Betadiversitet

Betadiversitet er et mål for mangfoldighed mellem samfund. Det er et mål for hastigheden og graden af ​​ændring i arter over en gradient eller fra et habitat til et andet.

For eksempel vil denne foranstaltning undersøge sammenligningen af ​​mangfoldighed langs bjergskråningen. Betadiversitet understreger også den tidsmæssige ændring i artssammensætningen.

Gamma mangfoldighed

Gamma mangfoldighed kvantificerer mangfoldighed fra et højere rumligt niveau. Dette er ansvarlig for at forklare mangfoldigheden af ​​arter inden for et bredt geografisk område. Grundlæggende er det produktet af alfadiversitet og graden af ​​differentiering (beta) mellem dem.

Gamma-mangfoldighed er således den hastighed, hvormed yderligere arter findes og undersøger deres geografiske udskiftning.

Artsdiversitetsindekser

I økologi bruges diversitetsindekser vidt, med det formål at kvantificere det ved hjælp af matematiske variabler.

Et diversitetsindeks defineres som et statistisk resume, der måler det samlede antal lokale arter, der findes i forskellige levesteder. Indekset kan enten være dominans eller egenkapital (udtrykket jævnhed bruges på engelsk).

Shannon diversitetsindeks

Shannon-indekset eller Shannon-Weaver-indekset bruges populært til måling af specifik biodiversitet. Det er repræsenteret ved hjælp af en H ', og indeksværdierne svinger kun mellem positive tal. I de fleste økosystemer er værdierne fra 2 til 4.

Værdier under 2 betragtes som relativt ikke meget forskellige, for eksempel i en ørken. Mens værdier over 3 er tegn på stor mangfoldighed, såsom en neotropisk skov eller et rev.

For at beregne indeksens værdi tages antallet af arter (rigdom) og deres relative antal (overflod) med i betragtning. Indeksens maksimale værdi er normalt tæt på 5, og minimumsværdien er 0, hvor der kun er en art - det vil sige, der er ingen mangfoldighed. Et økosystem med et Shannon-indeks 0 kan være en monokultur.

Simpson diversitetsindeks

Simpson-indekset er repræsenteret med bogstavet D og måler sandsynligheden for, at to tilfældigt udvalgte individer fra en prøve hører til den samme art - eller til en anden taxonomisk kategori.

På samme måde udtrykkes Simpsons diversitetsindeks som 1 - D (indekset forklaret i foregående afsnit). Værdien er mellem 0 og 1, og i modsætning til det foregående tilfælde repræsenterer det sandsynligheden for, at to individer, der er taget tilfældigt, hører til forskellige arter.

En anden måde at udtrykke det på ved hjælp af det gensidige indeks: 1 / D. På denne måde oversættes værdien af ​​1 til et samfund med kun en art. Når værdien stiger, er det tegn på større mangfoldighed.

Selvom Shannon-indekset og Simpson-indekset er de mest populære i økologisk litteratur, er der andre, såsom Margalef, McIntosh og Pielou-indekset, blandt andre.

Hvorfor skal vi kvantificere biodiversitet?

I det foregående afsnit beskrev vi detaljeret de forskellige matematiske værktøjer, som økologer har til kvantificering af biologisk mangfoldighed. Hvad er disse værdier nyttige for?

Målinger af biologisk mangfoldighed er vigtig, hvis man vil overvåge, hvordan mangfoldighed svinger, som en funktion af miljøændringer, der forringer økosystemer, både naturligt producerede og menneskeskabte.

Biodiversitet som et resultat af evolution: hvordan genereres biologisk mangfoldighed?

Livet på Jorden begyndte for mindst 3,5 milliarder år siden. I løbet af denne periode har organiske væsener udstrålt i de forskellige former, som vi observerer på planeten i dag.

Forskellige evolutionære processer er ansvarlige for denne enorme mangfoldighed. Blandt de vigtigste har vi følgende: befrielse fra konkurrence, økologisk afvigelse og coevolution.

Befrielse fra konkurrence

Forskellige undersøgelser, der fokuserer på både nuværende og uddøde arter, har vist, at afstamninger af organismer har en tendens til at diversificere hurtigt, hvis der er økologiske muligheder - det vil sige "ledige" nicher.

Når en gruppe af organismer koloniserer en region fri for rovdyr og med ringe konkurrence (for eksempel en ubeboet ø), har den en tendens til at diversificere og besætte de tilgængelige økologiske nicher. Dette fænomen kaldes adaptiv stråling.

F.eks. Forblev flere frie nicher efter udryddelsen af ​​dinosaurierne, der senere blev besat af stråling fra pattedyr.

Økologisk afvigelse

Der er centrale tilpasninger, der tillader organismer at besætte en række økologiske nicher. Disse organismer indtager den samme adaptive zone, så de optager lignende "økologiske rum". Når to arter har meget lignende økologiske nicher, øges konkurrencen mellem dem.

Ifølge økologiske teorier kan to arter ikke konkurrere på ubestemt tid, fordi den ene art vil ende med at fortrænge den anden. Et andet muligt scenario er, at en af ​​arterne er i stand til at udnytte en anden ressource med det formål at reducere konkurrencen med sin partner.

På denne måde har arternes evne til at udnytte nye ressourcer og bruge nye levesteder bidraget til stigningen i den biologiske mangfoldighed over tid.

coevolution

De forskellige interaktioner, der kan eksistere mellem organismer af forskellige arter, har evolutionære konsekvenser og er ansvarlige for en del af biodiversiteten. Nogle arter giver ressourcer til deres kammerater. Dermed oversættes diversificeringen af ​​en af ​​disse til diversificering af de andre arter.

Samudviklingen mellem rovdyr og deres bytte betragtes også som en kilde til mangfoldighed. Hvis rovdyret genererer en ny tilpasning, ledsages dette (i nogle tilfælde) af en tilpasning i byttet.

Et meget illustrerende eksempel på coevolution og biodiversitet er det høje antal angiospermer, der er relateret til mangfoldigheden af ​​deres hvirvelløse pollinatorer.

Betydning

Det menneskelige samfund afhænger af biodiversitet på flere måder. Generelt kan værdien af ​​biodiversitet være et subjektivt begreb og afhænger af hver person, så denne værdi klassificeres som en indre eller iboende værdi og en instrumentel eller ekstern værdi.

Intrinsic og extrinsic værdi

En ekstrinsic værdi bestemmes af den anvendelse eller anvendelse, den kan have i det menneskelige samfund - såsom produktion af mad, medicin, blandt andre. Tilsvarende kan ekstern værdi gælde for fordele ved andre levende ting, men mennesker tages ofte med i betragtning.

For eksempel spiller forskellige insekter, fugle og pattedyr pollinerende roller i økosystemer, hvilket mægler reproduktionen af ​​et betydeligt antal økonomisk vigtige planter. Eksempler på dette er bier og flagermus.

I modsætning hertil er den indre værdi af biodiversitet fremmed for de økosystemtjenester, som levende væsener kan levere til miljøerne. Det går ud fra, at enhver organisme har ret til liv, ligesom mennesker har det.

Denne værdi er ikke relateret til organismenes udseende eller æstetik, da denne parameter er en del af de ekstrinsiske værdier. Da konceptet har en stærk filosofisk komponent, er det kendetegnet ved at være vanskeligt at forstå. Nogle økonomer mener f.eks., At deres definition er ufuldstændig.

Andre klassifikationer

Der er andre måder at klassificere betydningen af ​​biodiversitet ved at skelne mellem organismer med en vis økonomisk værdi for markedet og dem, der mangler en sådan værdi.

Andre klassifikationer er mere komplekse og inkluderer flere kategorier. For eksempel inkluderer den klassificering, der er foreslået af Kellert (1996), ni kategorier: utilitaristisk, naturalistisk, økologisk-videnskabelig, æstetisk, symbolsk, humanistisk-moraliserende, dominionist og negativist.

Biodiversitet i Latinamerika

I Latinamerika finder vi en omfattende biologisk mangfoldighed. I øjeblikket er et stort antal af økosystemerne i disse regioner truet, hovedsageligt af menneskeskabte faktorer.

Af denne grund er der i de fleste lande beskyttede områder som parker, reserver, helligdomme og naturlige monumenter, der søger at beskytte regionens arter.

Nedenfor beskriver vi biodiversiteten i de mest relevante latinamerikanske lande med den største globale mangfoldighed.

Biodiversitet i Mexico

Mexico, hvad angår antallet af arter, er et ekstremt mangfoldigt land, der når næsten 70.000 arter af dyr og planter, hvoraf mere end 900 er endemiske til regionen. Det indtager en af ​​de første positioner med hensyn til dens mangfoldighed på verdensplan.

Denne enorme biologiske mangfoldighed tilskrives adskillige faktorer, hovedsageligt landets komplekse position og topografi, og den klimatiske mangfoldighed. På økosystemniveau er Mexico lige så mangfoldig og præsenterer alle slags naturlige miljøer og økoregioner.

Biodiversitet i Colombia

Dette megadiverse land har mere end 62.000 arter, hvoraf flere er endemiske for Colombia. Det huser det største antal fuglearter og orkideer i verden.

Med hensyn til økosystemer finder vi en bred mangfoldighed af regioner. Den colombianske mangfoldighed grupperes normalt i de såkaldte "hotspots for diversitet", der svarer til regionerne Andin og Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biodiversitet i Peru

Takket være sin lettelse og den geografiske placering er Peru et land med stor biodiversitet. Faktisk er det også inden for megadiverslandene. Mange af dens arter er endemiske for regionen.

Det varieres med hensyn til de økosystemer, den præsenterer, med typiske havarter (påvirket af Niño- og Humboldt-strømme), kystørkener, forskellige typer skove, puna, mangroves, prærier, páramo, Amazon og savanneer, blandt andre..

Biodiversitet i Argentina

Argentina er et land, der er kendetegnet ved en høj biologisk mangfoldighed, der får liv i sit enorme geografiske område. Med bjergmiljøer, savanner og subtropiske klimaer er Argentina hjemsted for et stort antal planter og dyr, der fremhæver tilstedeværelsen af ​​store katte og vandpattedyr.

Biodiversitet i Venezuela

Venezuela er et megadiversland med mere end 20.000 dyrearter og planter fordelt over hele territoriet. Som i de førnævnte lande tilskrives mangfoldighed ofte den klimatiske og topografiske heterogenitet.

Med hensyn til økosystemer udstiller Venezuela alle slags regioner, herunder skove, sletter, páramos, savanner, bjerge, ørkener osv., Hver med sin typiske gruppe af arter. Som i de tidligere lande er et stort antal af arterne endemiske for regionen.

Biodiversitet i Europa

Biodiversitet i Spanien

Spanien skiller sig ud for at have en af ​​de største biodiversiteter i hele Europa og fremhæver tilstedeværelsen af ​​pattedyr og krybdyr.

Dets tilstand på halvøen giver den en bred variation i klimaændringerne, hvilket er en afgørende faktor for antallet af arter og adskiller den fra resten af ​​Europa. Den bjerglige lettelse er også en vigtig variabel.

Referencer

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitation til biologi. Panamerican Medical Ed.
2. Eldredge, N. (red.). (1992). Systematik, økologi og biodiversitetskrise. Columbia University Press.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Udvikling. Sinauer.
5. Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversitet og menneskeligt velvære: et vigtigt led for bæredygtig udvikling. Proceedings. Biologiske videnskaber, 283 (1844), 20162091.
6. Naeem, S., Prager, C., Uger, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K.,… Schuster, W. (2016). Biodiversitet som en multidimensionel konstruktion: en gennemgang, ramme og casestudie af planteetternes indflydelse på plantens biodiversitet. Proceedings. Biologiske videnskaber, 283 (1844), 20153005.
7. National Research Council. (1999). Perspektiver på biodiversitet: værdsætter sin rolle i en stadigt skiftende verden. National Academies Press.
8. Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). Komponenterne i biodiversitet med særlig fokus på fylogenetisk information. Økologi og evolution, 7 (16), 6444–6454.