BIODIVERSITET: EGENSKAPER, VIKTIGHET OG EKSEMPLER - BIOLOGI

Det biologiske mangfoldet eller det biologiske mangfoldet er forkortelsen av "biologisk mangfold" og refererer til flere elementer av variabilitet som er til stede i organiske vesener. Dette konseptet kan forstås fra forskjellige nivåer, det være seg taksonomisk, funksjonell, fylogenetisk, genetisk eller trofisk.

En region som er bebodd av en enkelt art i tidlig alder (fra et evolusjonært synspunkt), sammensatt av genetisk homogene individer, som er fordelt i diskrete geografiske områder og i et trangt område av naturtyper, vil være et økosystem med lav biologisk mangfold.

Biodiversitet omfatter de forskjellige artene - og deres biologiske variasjon - i en region.
Kilde: pixabay.com

I kontrast til dette, ville et habitat med flere arter - noen gamle, andre hvis spesifikasjonsprosess skjedde nylig - hvis arvemateriale er heterogen og vidt distribuert, være en region med stort mangfold.

Høyt og lavt er imidlertid relative vilkår. Derfor er det flere indekser og parametere som lar oss kvantifisere mangfoldet i en region, for eksempel Shannon og Simpson-indeksen, blant andre. Basert på dem ser vi at fordelingen av levende organismer ikke er homogen på planeten. Mer mangfold finner vi vanligvis når vi kommer nærmere tropene.

Biodiversitet kan studeres ved å bruke to utfyllende fagområder: økologi og evolusjonsbiologi. Økologer fokuserer først og fremst på faktorene som påvirker lokalt mangfold og som opererer i løpet av korte perioder.

Evolusjonsbiologer fokuserer på sin side på høyere tidsskalaer og fokuserer på utryddelseshendelser, generering av tilpasninger og spesiasjon, blant andre.

I løpet av de siste 50 årene har menneskelig tilstedeværelse, global oppvarming og andre faktorer endret fordelingen og mangfoldet til et betydelig antall arter. Kunnskap og kvantifisering av biologisk mangfold er viktige elementer for formulering av løsninger på dette problemet.

Hva er biologisk mangfold?

Den første personen som brukte begrepet biologisk mangfold i økologisk litteratur var E. O Wilson i 1988. Imidlertid har begrepet biologisk mangfold vært i utvikling siden 1800-tallet, og er fremdeles mye brukt i dag.

Biodiversitet refererer til mangfoldet av livsformer. Dette strekker seg til alle organisasjonsnivåer og kan klassifiseres fra et evolusjonært eller økologisk (funksjonelt) synspunkt.

Det vil si at mangfoldighet ikke bare forstås med tanke på antall arter. Variabilitet på andre taksonomiske og miljømessige nivåer har også innflytelse, som vi vil se senere.

Biodiversitet har blitt studert siden aristotelisk tid. Den iboende nysgjerrigheten rundt livet og behovet for å etablere orden førte til at filosofer studerte de forskjellige livsformene og å etablere vilkårlige klassifiseringssystemer. Således ble vitenskapene om systematikk og taksonomi, og derfor studiet av mangfold.

Biodiversitetsegenskaper

Genetisk mangfold

Biologisk mangfold kan studeres på forskjellige skalaer, med utgangspunkt i genetikk. En organisme består av tusenvis av gener gruppert i sitt DNA, som er organisert inne i cellene.

De forskjellige formene vi finner av et gen (kjent som alleler), og variasjonene i kromosomer mellom individer utgjør genetisk mangfold. En liten populasjon med genomet er homogent blant medlemmene er noe mangfoldig.

Den genetiske variabiliteten som vi finner blant individer av samme art, er resultatet av en serie prosesser som: mutasjoner, rekombinasjon, genetiske polymorfismer, isolering av genbassenget, lokale selektive trykk og gradienter, blant andre.

Variasjon er grunnlaget for evolusjon og for generering av tilpasninger. En variabel bestand kan svare på endringer i miljøforhold, mens den lille variasjonen kan føre til bestandsnedgang, eller i ekstreme tilfeller kan føre til lokal utryddelse av arten.

Videre er kunnskap om graden av genetisk variabilitet i en populasjon essensiell hvis det skal etableres effektive bevaringsplaner, da denne parameteren påvirker arternes motstandskraft og utholdenhet.

Individuelt mangfold

På dette organisasjonsnivået finner vi variasjon når det gjelder anatomi, fysiologi og atferd hos individuelle organismer.

Befolkningsmangfold

I biologi definerer vi populasjoner som et sett med individer av samme art som sameksisterer i tid og rom, og som potensielt kan reprodusere.

På et populasjonsnivå bidrar den genetiske variasjonen til individene som utgjør den til biologisk mangfold og er igjen grunnlaget for at adaptiv evolusjon skal skje. Et tydelig eksempel på dette er den menneskelige befolkningen, der alle individer presenterer betydelige fenotypiske variasjoner.

Arter som mangler genetisk variasjon og har ensartede populasjoner er mer utsatt for utryddelse, både av miljømessige og menneskelige induserte årsaker.

Mangfold på artsnivå

Hvis vi beveger oss oppover i organisasjonsnivået, kan vi analysere biologisk mangfold med tanke på arter. Biodiversitet studeres ofte av økologer og bevaringsbiologer på dette nivået.

Mangfold over artsnivået

Vi kan fortsette å analysere biologisk mangfold over artsnivået. Det vil si å ta hensyn til andre nivåer av taksonomisk klassifisering som slekter, familier, ordrer osv. Dette er imidlertid mer vanlig i studier relatert til paleontologi.

Dermed kan vi gå oppover i målestokk, inntil vi finner sammenligningene som er gjort av biogeografi, som ikke er noe annet enn erkjennelsen av en forskjellig rikdom av arter i store geografiske regioner.

Hvordan måles biologisk mangfold?

For biologer er det viktig å ha parametere som tillater kvantifisering av biologisk mangfold. For å utføre denne oppgaven er det forskjellige metodologier, som kan måles fra et funksjonelt eller teoretisk perspektiv.

Funksjonelle målingskategorier inkluderer genetisk, art og økosystemmangfold. Det teoretiske perspektivet er basert på alfa, beta og gamma mangfold. Tilsvarende kan et fellesskap evalueres ved å beskrive dets fysiske attributter.

Bruk av statistiske indekser som måler artsmangfoldet er vanlig. Disse kombinerer to viktige tiltak: det totale antall arter i prøven og deres relative overflod. Deretter vil vi beskrive tiltakene og indeksene som er mest brukt av økologer.

Alfa, beta og gamma mangfold

Alfa, beta og gamma mangfold er de tre nivåene av mangfold som anerkjennes av IUCN (International Union for Conservation of Nature). Denne tilnærmingen ble foreslått av planteøkologen Robert Harding Whittaker i 1960 og er fortsatt i bruk i dag.

Alfadiversitet er antall arter på lokalt nivå, det vil si innenfor et habitat eller et økologisk samfunn. Beta er forskjellen i artssammensetning mellom samfunn. Endelig viser gamma antall arter på regionalt nivå.

Denne inndelingen har imidlertid en ulempe når vi skal definere lokalområdet og hvordan vi objektivt kan avgrense en region - utover bare politiske grenser som er biologisk meningsløse.

Grenseinnstillingen påvirkes av studiespørsmålet og gruppen som er involvert, så spørsmålene ovenfor har ingen åpenbare svar.

I de fleste økologiske studier relatert til biologisk mangfold legges vekt vanligvis på alfadiversitet.

Alfadiversitet

Alfadiversitet kommer vanligvis til uttrykk i form av artsrikdom og artsforhold. Under prøvetakingen som utføres representerer stedet eller området som forskeren velger hele samfunnet. Å lage en liste over antall og navn på artene som lever der er således det første trinnet i å måle biologisk mangfold av et område.

Antall arter i et samfunn eller område er artsrikdommen. Når vi kjenner til denne parameteren, fortsetter vi med å analysere andre kriterier, nemlig: taksonomisk unikhet, taksonomisk avvik, økologisk betydning og interaksjoner mellom arter.

Generelt øker artsrikdommen - og biologisk mangfold generelt - når vi utvider området vi analyserer, eller når vi beveger oss fra en større til en mindre lengdegrad og breddegrad (til ekvator).

Vi må ta hensyn til at ikke alle arter bidrar på samme måte til mangfoldet i området. Fra et økologisk synspunkt er de forskjellige dimensjonene av biologisk mangfold representert av en rekke trofiske nivåer og en rekke livssykluser som bidrar forskjellig.

Tilstedeværelsen av visse arter i området har kapasitet til å øke mangfoldet i et økologisk samfunn, mens andres ikke gjør det.

Betadiversitet

Betadiversitet er et mål på mangfold mellom lokalsamfunn. Det er et mål på hastigheten og graden av endring i arter over en gradient eller fra et habitat til et annet.

For eksempel ville dette tiltaket studere sammenligningen av mangfoldet langs skråningen av et fjell. Betadiversitetet understreker også den tidsmessige endringen i artssammensetningen.

Gamma mangfold

Gamma mangfold kvantifiserer mangfold fra et høyere romlig nivå. Dette er ansvarlig for å forklare mangfoldet av arter innenfor et bredt geografisk område. I utgangspunktet er det produktet av alfa-mangfold og graden av differensiering (beta) mellom dem.

Gamma-mangfoldet er således frekvensen som flere arter blir funnet på og studerer deres geografiske erstatning.

Arter mangfoldindekser

I økologi brukes mangfoldindekser mye, med mål om å kvantifisere det ved bruk av matematiske variabler.

En mangfoldsindeks er definert som et statistisk sammendrag som måler det totale antall lokale arter som finnes i forskjellige naturtyper. Indeksen kan være enten dominans eller egenkapital (begrepet jevnhet brukes på engelsk).

Shannon mangfoldsindeks

Shannon-indeksen, eller Shannon-Weaver-indeksen, er populært brukt for måling av spesifikt biologisk mangfold. Den er representert ved å bruke en H ', og indeksverdiene svinger bare mellom positive tall. I de fleste økosystemer er verdiene fra 2 til 4.

Verdier under 2 anses som relativt lite spesielle, for eksempel i en ørken. Mens verdier over 3 er tegn på høyt mangfold, for eksempel en neotropisk skog eller et skjær.

For å beregne verdien av indeksen blir antall arter (rikdom) og deres relative antall (overflod) tatt i betraktning. Maksimumsverdien på indeksen er vanligvis nær 5 og minimumsverdien er 0, der det bare er én art - det vil si at det ikke er mangfold. Et økosystem med en Shannon-indeks 0 kan være en monokultur.

Simpson mangfoldsindeks

Simpson-indeksen er representert med bokstaven D, og måler sannsynligheten for at to tilfeldig utvalgte individer fra en prøve tilhører samme art - eller til en annen taksonomisk kategori.

På samme måte blir Simpsons mangfoldsindeks uttrykt som 1 - D (indeksen forklart i forrige avsnitt). Verdien er mellom 0 og 1, og i motsetning til forrige tilfelle representerer den sannsynligheten for at to individer tatt tilfeldig tilhører forskjellige arter.

En annen måte å uttrykke det ved å bruke den gjensidige indeksen: 1 / D. På denne måten oversettes verdien av 1 til et samfunn med bare en art. Når verdien øker, tyder det på større mangfold.

Selv om Shannon-indeksen og Simpson-indeksen er de mest populære i økologisk litteratur, er det andre som Margalef, McIntosh og Pielou-indeksen, blant andre.

Hvorfor skal vi tallfeste biologisk mangfold?

I forrige del beskrev vi i detalj de forskjellige matematiske verktøyene som økologer har for kvantifisering av biologisk mangfold. Hva er imidlertid disse verdiene nyttige for?

Målinger av biologisk mangfold er essensielle hvis du vil overvåke hvordan mangfoldet svinger, som en funksjon av miljøendringer som ødelegger økosystemene, både naturlig produsert og menneskeskapt.

Biodiversitet som et resultat av evolusjon: hvordan genereres biologisk mangfold?

Livet på jorden begynte for minst 3,5 milliarder år siden. I løpet av denne perioden har organiske vesener utstrålt i de forskjellige formene som vi observerer på planeten i dag.

Ulike evolusjonsprosesser er ansvarlige for dette enorme mangfoldet. Blant de viktigste har vi følgende: frigjøring fra konkurranse, økologisk avvik og coevolution.

Frigjøring fra konkurranse

Ulike studier, fokusert på både nåværende og utdødde arter, har vist at avstamninger av organismer har en tendens til å diversifisere raskt hvis det er økologiske muligheter - det vil si "ledige" nisjer.

Når en gruppe organismer koloniserer en region fri for rovdyr og med liten konkurranse (for eksempel en ubebodd øy), har den en tendens til å diversifisere seg og okkupere de tilgjengelige økologiske nisjene. Dette fenomenet kalles adaptiv stråling.

For eksempel, etter din utryddelse av dinosaurene, gjensto flere frie nisjer som senere ble okkupert av stråling fra pattedyr.

Økologisk avvik

Det er viktige tilpasninger som gjør at organismer kan okkupere en rekke økologiske nisjer. Disse organismer okkuperer den samme adaptive sonen, så de okkuperer lignende "økologiske rom". Når to arter har veldig like økologiske nisjer, øker konkurransen mellom dem.

I følge økologiske teorier kan ikke to arter konkurrere på ubestemt tid fordi den ene arten vil ende opp med å fortrenge den andre. Et annet mulig scenario er at en av artene er i stand til å utnytte en annen ressurs, med sikte på å redusere konkurransen med sin partner.

På denne måten har artens mulighet til å utnytte nye ressurser og bruke nye naturtyper bidratt til økningen i det biologiske mangfoldet over tid.

koevolusjon

De forskjellige interaksjonene som kan eksistere mellom organismer av forskjellige arter har evolusjonsmessige konsekvenser og er ansvarlige for en del av biologisk mangfold. Noen arter gir ressurser for kameratene. Dermed oversettes diversifiseringen av en av disse til diversifisering av den andre arten.

Samutviklingen mellom rovdyr og byttet deres blir også sett på som en kilde til mangfold. Hvis rovdyret genererer en ny tilpasning, ledsages dette (i noen tilfeller) av en tilpasning i byttet.

Et veldig illustrerende eksempel på samutvikling og biologisk mangfold er det høye antallet angiospermer, relatert til mangfoldet av deres virvelløse pollinatorer.

Betydning

Menneskelig samfunn er avhengig av biologisk mangfold på flere måter. Generelt kan verdien av biologisk mangfold være et subjektivt konsept og avhenge av hver person, så denne verdien klassifiseres som en egenverdi eller iboende verdi og en instrumentell eller ekstrinsik verdi.

Intrinsic og ekstrinsic value

En ekstrinsikker verdi bestemmes av bruken eller applikasjonen den kan ha i det menneskelige samfunn - for eksempel produksjon av mat, medisin, blant andre. Tilsvarende kan ekstern verdi gjelde fordeler for andre levende ting, men mennesker blir ofte tatt med i betraktningen.

For eksempel spiller forskjellige insekter, fugler og pattedyr pollineringsroller i økosystemer, og medier reproduksjonen av et betydelig antall økonomisk viktige planter. Eksempler på dette er bier og flaggermus.

Derimot er den indre verdien av biologisk mangfold fremmed for økosystemtjenestene som levende vesener kan tilby miljøene. Det tar utgangspunkt i at enhver organisme har rett til liv, akkurat som mennesker har det.

Denne verdien er ikke relatert til utseendet eller estetikken til organismen, siden denne parameteren er en del av de ekstrinsiske verdiene. Siden konseptet har en sterk filosofisk komponent, er det preget av å være vanskelig å forstå. Noen økonomer mener for eksempel at deres definisjon er ufullstendig.

Andre klassifiseringer

Det er andre måter å klassifisere viktigheten av biologisk mangfold ved å skille mellom organismer med en viss økonomisk verdi for markedet og de som mangler en slik verdi.

Andre klassifiseringer er mer komplekse og inkluderer flere kategorier. For eksempel inkluderer klassifiseringen foreslått av Kellert (1996) ni kategorier: utilitaristisk, naturalistisk, økologisk-vitenskapelig, estetisk, symbolsk, humanistisk-moraliserende, dominionist og negativist.

Biodiversitet i Latin-Amerika

I Latin-Amerika finner vi et omfattende biologisk mangfold. For øyeblikket er et stort antall av økosystemene i disse regionene truet, hovedsakelig av menneskeskapte faktorer.

Av denne grunn er det i de fleste land beskyttede områder som parker, reserver, helligdommer og naturminner som søker å beskytte arten i regionen.

Nedenfor beskriver vi biologisk mangfold av de mest relevante latinamerikanske landene, med det største globale mangfoldet.

Biodiversitet i Mexico

Mexico, når det gjelder antall arter, er et ekstremt mangfoldig land som når nesten 70 000 arter av dyr og planter, hvorav mer enn 900 er endemiske til regionen. Det inntar en av de første stillingene når det gjelder mangfoldet over hele verden.

Dette enorme biologiske mangfoldet tilskrives flere faktorer, hovedsakelig landets komplekse posisjon og topografi, og klimatisk mangfold. På økosystemnivå er Mexico like mangfoldig, og presenterer alle slags naturlige miljøer og økoregioner.

Biodiversitet i Colombia

Dette megadiverse landet har mer enn 62 000 arter, flere av dem er endemiske for Colombia. Den huser det største antall arter av fugler og orkideer i verden.

Når det gjelder økosystemer, finner vi et stort mangfold av regioner. Det colombianske mangfoldet er vanligvis gruppert i de såkalte "mangfoldige hot spots", som tilsvarer Andean og Tumbes-Chocó-Magdalena-regionene.

Biodiversitet i Peru

Takket være sin lettelse og geografiske beliggenhet, er Peru et land med stort biologisk mangfold. Faktisk er det også innenfor de store landene. Mange av artene er endemiske til regionen.

Det er variert med tanke på økosystemer, med typiske havarter (påvirket av Niño- og Humboldt-strømmen), kystørkener, forskjellige typer skoger, puna, mangrover, prærier, páramo, Amazon og savanner. .

Biodiversitet i Argentina

Argentina er et land preget av et høyt biologisk mangfold som gjør liv i sitt enorme geografiske territorium. Med fjellmiljøer, savanner og subtropiske klimaer, er Argentina hjem til et stort antall planter og dyr, som fremhever tilstedeværelsen av store katter og vannpattedyr.

Biodiversitet i Venezuela

Venezuela er et megadiversland med mer enn 20 000 dyrearter og planter fordelt over hele territoriet. Som i de nevnte landene tilskrives mangfold ofte klimatisk og topografisk heterogenitet.

Når det gjelder økosystemer, viser Venezuela alle slags regioner, inkludert skog, slett, páramos, savanner, fjell, ørkener, etc., hver med sin typiske gruppe av arter. Som i de foregående landene, er et stort antall av artene endemiske for regionen.

Biodiversitet i Europa

Biodiversitet i Spania

Spania skiller seg ut for å ha et av de største biologiske mangfoldene i hele Europa, og fremhever tilstedeværelsen av pattedyr og krypdyr.

Dens tilstand på halvøya gir den en stor variasjon med hensyn til klima, og dette er en avgjørende faktor for antall arter og skiller den fra resten av Europa. Den fjellrike lettelsen er også en viktig variabel.

referanser

Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitasjon til biologi. Panamerican Medical Ed.
Eldredge, N. (red.). (1992). Systematikk, økologi og biologisk mangfoldskrise. Columbia University Press.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolusjonsanalyse. Prentice Hall.
Futuyma, DJ (2005). Utvikling. Sinauer.
Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversitet og menneskelig velvære: en viktig kobling for bærekraftig utvikling. Proceedings. Biologiske vitenskaper, 283 (1844), 20162091.
Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K., … Schuster, W. (2016). Biodiversitet som en flerdimensjonal konstruksjon: en gjennomgang, rammeverk og casestudie av planteetens påvirkning på plantens biologiske mangfold. Proceedings. Biologiske vitenskaper, 283 (1844), 20153005.
Nasjonalt forskningsråd. (1999). Perspektiver på biologisk mangfold: verdsette sin rolle i en stadig skiftende verden. National Academies Press.
Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). Komponentene i biologisk mangfold, med spesielt fokus på fylogenetisk informasjon. Økologi og evolusjon, 7 (16), 6444–6454.

BIODIVERSITET: EGENSKAPER, VIKTIGHET OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026