BIOTSKA RAZNOVRSTNOST: ZNAČILNOSTI, POMEN IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Biološka raznovrstnost ali biodiverziteta je kratica "biološke raznolikosti" in se nanaša na več elementov variabilnost prisotnih organskih bitij. Ta koncept je mogoče razumeti z različnih ravni, pa naj bo taksonomska, funkcionalna, filogenetska, genetska ali trofična.

Območje, ki ga naseljuje ena vrsta zgodnje starosti (z evolucijskega vidika), sestavljeno iz gensko homogenih posameznikov, porazdeljenih na diskretna geografska območja in v ozkem območju habitatov, bo ekosistem z nizko biotsko raznovrstnostjo.

Biotska raznovrstnost obsega različne vrste - in njihovo biološko variacijo - znotraj regije.
Vir: pixabay.com

Nasprotno pa bi bil habitat z več vrstami - nekatere starodavne, druge, katerih postopek specifikacije se je pojavil pred kratkim - katerih genetski material je raznolik in široko razširjen, bi bil regija z veliko raznolikostjo.

Vendar sta visoka in nizka relativna izraza. Zato obstaja več indeksov in parametrov, ki nam omogočajo količinsko opredelitev raznolikosti regije, na primer indeksa Shannon in Simpson. Na podlagi njih vidimo, da razporeditev živih organizmov ni homogena na planetu. Ko se približamo tropom, običajno najdemo več raznolikosti.

Biotsko raznovrstnost lahko preučujemo z dvema komplementarnima vedama: ekologija in evolucijska biologija. Ekologi se osredotočajo predvsem na dejavnike, ki vplivajo na lokalno raznolikost in delujejo v kratkem času.

Evolucijski biologi se med drugim osredotočajo na višje časovne lestvice in se med drugim osredotočajo na izumrtje, generiranje prilagoditev in specifikacije.

V zadnjih 50 letih so človeška prisotnost, globalno segrevanje in drugi dejavniki spremenili razširjenost in raznolikost pomembnega števila vrst. Znanje in količinska opredelitev biotske raznovrstnosti sta bistvena elementa za oblikovanje rešitev tega problema.

Kaj je biološka raznovrstnost?

Prva oseba, ki je v ekološki literaturi uporabila izraz biotska raznovrstnost, je bil E. O Wilson leta 1988. Vendar je koncept biotske raznovrstnosti v razvoju že od 19. stoletja in se še danes pogosto uporablja.

Biotska raznovrstnost se nanaša na raznolikost življenjskih oblik. To sega na vse ravni organizacije in jih je mogoče razvrstiti z evolucijskega ali ekološkega (funkcionalnega) vidika.

Se pravi, raznolikosti ne razumemo le glede na število vrst. Spremenljivost na drugih taksonomskih in okoljskih ravneh ima tudi vpliv, kot bomo videli kasneje.

Biotsko raznovrstnost so preučevali že od Aristotelovskih časov. Vsebinska radovednost o življenju in potreba po vzpostavljanju reda sta filozofe vodila k preučevanju različnih oblik življenja in vzpostavljanju arbitrarnih sistemov klasifikacije. Tako so se rodile vede o sistematiki in taksonomiji, torej s študijem raznolikosti.

Značilnosti biotske raznovrstnosti

Genska raznolikost

Biološko raznolikost je mogoče proučevati na različnih lestvicah, začenši z genetiko. Organizem je sestavljen iz tisoč genov, ki so združeni v njegovi DNK, ki je organizirana znotraj njegovih celic.

Različne oblike gena (znane kot aleli) in razlike v kromosomih med posamezniki predstavljajo genetsko raznolikost. Majhna populacija, katere genom je homogen med člani, je nekoliko raznolika.

Genska spremenljivost, ki jo najdemo pri posameznikih iste vrste, je rezultat vrste procesov, kot so: mutacije, rekombinacija, genetski polimorfizmi, izolacija genskega bazena, lokalni selektivni pritiski in gradienti.

Variacija je osnova za razvoj in ustvarjanje prilagoditev. Spremenljiva populacija se lahko odzove na spremembe v okoljskih pogojih, majhne spremembe pa lahko preidejo v upad populacije ali v skrajnih primerih lahko privedejo do lokalnega izumrtja vrste.

Poleg tega je poznavanje stopnje genske spremenljivosti populacije bistvenega pomena za oblikovanje učinkovitih načrtov ohranjanja, saj ta parameter vpliva na odpornost in obstojnost vrste.

Individualna raznolikost

Na tej ravni organizacije najdemo razlike v anatomiji, fiziologiji in vedenju v posameznih organizmih.

Raznolikost prebivalstva

V biologiji opredeljujemo populacije kot skupek posameznikov iste vrste, ki sobivajo v času in prostoru in se lahko potencialno razmnožujejo.

Na populacijski ravni genska variacija posameznikov, ki jo sestavljajo, prispeva k biotski raznovrstnosti in je spet osnova za prilagodljivo evolucijo. Jasen primer tega je človeška populacija, kjer so vsi posamezniki občutno fenotipske variacije.

Vrste, ki nimajo genske variacije in imajo enotno populacijo, so bolj nagnjene k izumrtju, tako iz okoljskih kot zaradi človeških vzrokov.

Raznolikost na ravni vrst

Če premaknemo organizacijsko raven, lahko analiziramo biotsko raznovrstnost glede na vrste. Biološko raznovrstnost na tej ravni pogosto preučujejo ekologi in ohranjevalni biologi.

Raznolikost nad nivojem vrst

Nadaljujemo lahko z analizo biotske raznovrstnosti nad ravnjo vrst. Se pravi ob upoštevanju drugih stopenj taksonomske klasifikacije, kot so rodovi, družine, redovi itd. Vendar je to pogosteje v študijah, povezanih s paleontologijo.

Tako lahko gremo po stopnji navzgor, dokler ne najdemo primerjav biogeografije, ki ni nič drugega kot prepoznavanje različnega bogastva vrst v velikih geografskih regijah.

Kako se meri biotska raznovrstnost?

Za biologe je pomembno, da imajo parametre, ki omogočajo količinsko določitev biotske raznovrstnosti. Za uresničitev te naloge obstajajo različne metodologije, ki jih je mogoče meriti s funkcionalnega ali teoretičnega vidika.

Funkcionalne merilne kategorije vključujejo raznolikost genov, vrst in ekosistemov. Teoretična perspektiva temelji na alfa, beta in gama raznolikosti. Podobno lahko skupnost ovrednotimo z opisom njenih fizičnih lastnosti.

Uporaba statističnih indeksov, ki merijo raznolikost vrst, je pogosta. Ta združujeta dva pomembna ukrepa: skupno število vrst v vzorcu in njihovo relativno številčnost. Nato bomo opisali ukrepe in indekse, ki jih ekologi najbolj uporabljajo.

Raznolikost alfa, beta in gama

Raznolikost alfa, beta in gama so tri stopnje raznolikosti, ki jih priznava IUCN (International Union for Conservation of Nature). Ta pristop je leta 1960 predlagal rastlinski ekolog Robert Harding Whittaker in se uporablja še danes.

Raznolikost alfa je število vrst na lokalni ravni, torej znotraj habitata ali ekološke skupnosti. Beta je razlika v sestavi vrst med skupnostmi. Končno gama prikazuje število vrst na regionalni ravni.

Vendar se ta delitev sooča s pomanjkljivostmi, ko bomo opredelili lokalno območje in kako lahko objektivno razmejimo regijo - onkraj zgolj političnih meja, ki so biološko nesmiselne.

Na mejno nastavitev vplivata študijsko vprašanje in vključena skupina, zato na zgornja vprašanja ni očitnega odgovora.

V večini ekoloških študij, povezanih z biotsko raznovrstnostjo, je poudarek običajno na raznolikosti alfa.

Raznolikost alfa

Raznolikost alfa se na splošno izraža v obliki bogastva vrst in enakosti vrst. Med opravljenim vzorčenjem kraj ali območje, ki ga izbere raziskovalec, predstavlja celotno skupnost. S tem je seznam števila in imena vrst, ki tam živijo, prvi korak pri merjenju biotske raznovrstnosti območja.

Število vrst v skupnosti ali območju je bogastvo vrst. Ob poznavanju tega parametra nadaljujemo z analizo drugih meril, in sicer: taksonomska edinstvenost, taksonomska divergenca, ekološki pomen in medsebojno delovanje med vrstami.

Na splošno se bogastvo vrst - in biotska raznovrstnost na splošno - povečujeta, ko širimo območje, ki ga analiziramo, ali ko se premaknemo z večje zemljepisne širine na manjšo dolžino in širino (na ekvator).

Upoštevati moramo, da vse vrste ne prispevajo na enak način k raznolikosti območja. Z ekološkega vidika so različne razsežnosti biotske raznovrstnosti predstavljene s številnimi trofičnimi ravnmi in različnimi življenjskimi cikli, ki prispevajo drugače.

Prisotnost nekaterih vrst na območju lahko poveča raznolikost ekološke skupnosti, medtem ko drugih ne.

Beta raznolikost

Beta raznolikost je merilo raznolikosti med skupnostmi. Je merilo hitrosti in stopnje spreminjanja vrst v naklonu ali iz enega habitata v drugega.

Ta ukrep bi na primer proučeval primerjavo raznolikosti po pobočju gore. Beta raznolikost poudarja tudi časovno spremembo sestave vrst.

Različnost gama

Različnost gama količinsko opredeljuje raznolikost z višje prostorske ravni. To je zadolženo za razlago raznolikosti vrst v širokem geografskem območju. V osnovi je produkt alfa raznolikosti in stopnje diferenciacije (beta) med njimi.

Tako je gama raznolikost stopnja, s katero najdemo dodatne vrste in proučuje njihovo geografsko nadomestitev.

Indeksi raznolikosti vrst

V ekologiji se široko uporabljajo indeksi raznolikosti, katerih namen je količinsko določiti z uporabo matematičnih spremenljivk.

Indeks raznolikosti je opredeljen kot statistični povzetek, ki meri skupno število lokalnih vrst, ki obstajajo v različnih habitatih. Indeks je lahko prevladujoč ali pravičen (v angleščini se uporablja izraz celost).

Indeks raznolikosti Shannona

Za merjenje specifične biotske raznovrstnosti se popularno uporablja Shannonov indeks ali Shannon-Weaver indeks. Predstavljen je s pomočjo H ', vrednosti indeksa pa nihajo le med pozitivnimi števili. V večini ekosistemov so vrednosti od 2 do 4.

Vrednosti pod 2 veljajo za relativno ne zelo raznolike, na primer v puščavi. Medtem ko vrednosti, večje od 3, kažejo na veliko raznolikost, na primer nevtropski gozd ali greben.

Za izračun vrednosti indeksa se upoštevata število vrst (bogastvo) in njihovo relativno število (številčnost). Najvišja vrednost indeksa je običajno blizu 5, najmanjša vrednost pa 0, pri čemer obstaja samo ena vrsta - torej ni raznolikosti. Ekosistem s Shannonovim indeksom 0 je lahko monokultura.

Simpsonov indeks raznolikosti

Simpsonov indeks je predstavljen s črko D in meri verjetnost, da dva naključno izbrana posameznika iz vzorca spadata v isto vrsto - ali v drugo taksonomsko kategorijo.

Na enak način je Simpsonov indeks raznolikosti izražen kot 1 - D (indeks, razložen v prejšnjem odstavku). Vrednost je med 0 in 1 in v nasprotju s prejšnjim primerom predstavlja verjetnost, da dva posameznika, naključno vzeta, pripadata različnim vrstam.

Drug način za izražanje z uporabo recipročnega indeksa: 1 / D. Na ta način vrednost 1 pomeni skupnost z le eno vrsto. Ko se vrednost povečuje, kaže na večjo raznolikost.

Čeprav sta indeks Shannon in Simpson najbolj priljubljena v ekološki literaturi, obstajajo drugi, kot so indeks Margalef, McIntosh in Pielou.

Zakaj bi količinsko opredelili biotsko raznovrstnost?

V prejšnjem razdelku smo podrobno opisali različna matematična orodja, ki jih imajo ekologi za količinsko določitev biotske raznovrstnosti. Vendar za kaj so te vrednosti koristne?

Meritve biotske raznovrstnosti so bistvene, če želite spremljati, kako raznolikost niha, kot funkcijo okoljskih sprememb, ki uničujejo ekosisteme, ki so naravno proizvedeni in ustvarjeni s človekom.

Biotska raznovrstnost kot posledica evolucije: kako nastaja biološka raznovrstnost?

Življenje na Zemlji se je začelo pred vsaj 3,5 milijarde let. V tem obdobju so se organska bitja sevala v različnih oblikah, ki jih danes opazujemo na planetu.

Za to ogromno raznolikost so odgovorni različni evolucijski procesi. Med najpomembnejše imamo naslednje: osvoboditev konkurence, ekološka razhajanja in koevolucija.

Osvoboditev konkurence

Različne študije, osredotočene na sedanje in izumrle vrste, so pokazale, da se rodovi organizmov hitro razvejajo, če obstajajo ekološke priložnosti - torej "prazne" niše.

Ko skupina organizmov kolonizira območje brez plenilcev in z malo konkurence (na primer nenaseljen otok), se ponavadi diverzificira in zaseda razpoložljive ekološke niše. Ta pojav imenujemo adaptivno sevanje.

Po izumrtju dinozavrov je na primer ostalo več prostih niš, ki so jih pozneje zasedli sevanja sesalcev.

Ekološka razhajanja

Obstajajo ključne prilagoditve, ki omogočajo organizmom, da zasedejo številne ekološke niše. Ti organizmi zasedajo isto prilagodljivo območje, zato zasedajo podobne "ekološke prostore". Ko dve vrsti delita zelo podobni ekološki niši, se konkurenca med njima povečuje.

Po ekoloških teorijah dve vrsti ne moreta konkurirati v nedogled, ker bo ena vrsta izpodrinila drugo. Drug možen scenarij je, da lahko ena od vrst izkorišča drug vir, da bi zmanjšala konkurenco s svojim partnerjem.

Na ta način je sposobnost vrst, da izkoriščajo nove vire in uporabljajo nove habitate, sčasoma prispevala k povečanju biološke raznovrstnosti.

Koevolucija

Različne interakcije med organizmi različnih vrst imajo evolucijske posledice in so odgovorne za del biotske raznovrstnosti. Nekatere vrste zagotavljajo vire za svoje prijatelje. Tako se diverzifikacija ene od teh preusmeri v diverzifikacijo druge vrste.

Kot vir raznolikosti se šteje tudi koevolucija med plenilci in njihovim plenom. Če plenilec ustvari novo prilagoditev, to (v nekaterih primerih) spremlja prilagoditev v plenu.

Zelo nazoren primer kovolucije in biotske raznovrstnosti je veliko število angiospermov, povezano z raznolikostjo njihovih nevretenčarskih opraševalcev.

Pomen

Človeška družba je odvisna od biotske raznovrstnosti na več načinov. Na splošno je vrednost biotske raznovrstnosti lahko subjektiven pojem in je odvisna od vsake osebe, zato je ta vrednost razvrščena kot lastna ali inherentna vrednost in instrumentalna ali zunanja vrednost.

Notranja in zunanja vrednost

Zunanja vrednost je določena z uporabo ali uporabo, ki jo lahko ima v človeški družbi - na primer proizvodnja hrane, zdravil. Podobno bi lahko zunanja vrednost veljala za koristi drugih živih bitij, vendar se ljudje pogosto upoštevajo.

Na primer, razne žuželke, ptice in sesalci igrajo v ekosistemih opraševalce, ki posredujejo pri razmnoževanju velikega števila gospodarsko pomembnih rastlin. Primeri tega so čebele in netopirji.

V nasprotju s tem je lastna vrednost biotske raznovrstnosti tuje ekosistemskim storitvam, ki jih živa bitja lahko nudijo okolju. Izhaja iz predpostavke, da ima vsak organizem pravico do življenja, tako kot ga imajo ljudje.

Ta vrednost ni povezana z videzom ali estetiko organizma, saj je ta parameter del zunanjih vrednosti. Ker ima koncept močno filozofsko komponento, ga je značilno, da ga je težko razumeti. Nekateri ekonomisti na primer menijo, da je njihova definicija nepopolna.

Druge klasifikacije

Obstajajo še drugi načini razvrščanja pomena biotske raznovrstnosti, razlikovanje med organizmi, ki imajo neko ekonomsko vrednost za trg, in tistimi, ki jim taka vrednost ni.

Druge klasifikacije so bolj zapletene in vključujejo več kategorij. Na primer, klasifikacija, ki jo je predlagal Kellert (1996), vključuje devet kategorij: utilitaristično, naravoslovno, ekološko-znanstveno, estetsko, simbolno, humanistično-moralizirajoče, dominionistično in opozicijsko.

Biotska raznovrstnost v Latinski Ameriki

V Latinski Ameriki najdemo obsežno biološko raznolikost. Trenutno ogroža veliko število ekosistemov teh regij, predvsem antropogeni dejavniki.

Zaradi tega so v večini držav zaščitena območja, kot so parki, rezervati, svetišča in naravni spomeniki, ki si prizadevajo za zaščito vrst v regiji.

Spodaj bomo opisali biotsko raznovrstnost najpomembnejših latinskoameriških držav z največjo raznolikostjo na svetu.

Biotska raznovrstnost v Mehiki

Mehika je glede na število vrst izredno raznolika država, ki dosega skoraj 70.000 vrst živali in rastlin, od tega jih je več kot 900 endemičnih. Po svoji raznolikosti po vsem svetu zaseda eno prvih položajev.

Ta velika biotska raznovrstnost je posledica več dejavnikov, predvsem zapletenega položaja in topografije države ter podnebne raznolikosti. Na ravni ekosistema je Mehika enako raznolika, saj predstavlja vse vrste naravnih okolij in ekoregij.

Biotska raznovrstnost v Kolumbiji

Ta država megadiverse ima več kot 62 000 vrst, od katerih je več endemskih v Kolumbiji. V njem je največje število vrst ptic in orhidej na svetu.

Glede ekosistemov najdemo široko raznolikost regij. Kolumbijska raznolikost je običajno združena v tako imenovane "vroče točke raznolikosti", ki ustrezajo andskim in tumbes-Chocó-Magdalena regijam.

Biotska raznovrstnost v Peruju

Zaradi svoje reliefnosti in geografske lege je Peru država biotske raznovrstnosti. Pravzaprav je tudi znotraj držav megadiverse. Številne vrste so endemične za regijo.

Raznolik je glede na ekosisteme, med njimi so značilne oceanske vrste (na katere vplivajo tokovi Niño in Humboldt), obalne puščave, različne vrste gozdov, puna, mangrove, prerije, páramo, Amazon in savane. .

Biotska raznovrstnost v Argentini

Argentina je država, za katero je značilna velika biotska raznovrstnost, ki omogoča življenje na njenem ogromnem geografskem ozemlju. Z gorskim okoljem, savanami in subtropskim podnebjem je Argentina veliko število rastlin in živali, kar poudarja prisotnost velikih mačk in vodnih sesalcev.

Biotska raznovrstnost v Venezueli

Venezuela je megadiverse država z več kot 20.000 vrstami živali in rastlin, razporejenih po celotnem ozemlju. Tako kot v zgoraj omenjenih državah se raznolikost pogosto pripisuje podnebni in topografski heterogenosti.

Glede ekosistemov ima Venezuela razstavljene vse vrste regij, vključno z gozdovi, ravnicami, paramosi, savanami, gorami, puščavami itd., Vsaka s svojo značilno skupino vrst. Tako kot v prejšnjih državah je tudi v regiji veliko število vrst endemičnih.

Biotska raznovrstnost v Evropi

Biotska raznovrstnost v Španiji

Španija izstopa po največji biotski raznovrstnosti v vsej Evropi, ki poudarja prisotnost sesalcev in plazilcev.

Stanje polotoka mu daje veliko spremenljivost glede podnebja, kar je odločilni dejavnik pri številu vrst in ga razlikuje od ostale Evrope. Tudi gorski relief je pomembna spremenljivka.

Reference

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Vabilo na biologijo. Panamerican Medical Ed.
2. Eldredge, N. (ur.). (1992). Sistematika, ekologija in kriza biotske raznovrstnosti. Columbia University Press.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolucija Sinauer.
5. Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biotska raznovrstnost in blaginja ljudi: bistvena vez za trajnostni razvoj. Zbornik prispevkov. Biološke znanosti, 283 (1844), 20162091.
6. Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K.,… Schuster, W. (2016). Biotska raznovrstnost kot večdimenzionalni konstrukt: pregled, okvir in študija primera vplivov rastlinojede na biotsko raznovrstnost rastlin. Zbornik prispevkov. Biological Sciences, 283 (1844), 20153005.
7. Nacionalni raziskovalni svet. (1999). Perspektive biotske raznovrstnosti: vrednotenje njene vloge v nenehno spreminjajočem se svetu. National Academies Press.
8. Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). Sestavni deli biotske raznovrstnosti s posebnim poudarkom na filogenetskih informacijah. Ekologija in evolucija, 7 (16), 6444–6454.