Biodiverzitet je izraz koji se koristi za označavanje biološke raznolikosti, koja je zapravo stanište u kojem se pokazalo da postoji jedna ili više određenih klasa živih bića iu ovom članku ćemo se pozabaviti karakteristike biodiverziteta.
Šta je biodiverzitet?
Pojam se odnosi na mnoge elemente i varijable koje organska bića imaju. Pojam biodiverziteta može se shvatiti sa više nivoa, bilo sa taksonomskog, funkcionalnog, filogenetskog, genetičkog ili trofičkog nivoa i svi su dio karakteristika biodiverziteta.
Područje koje naseljava jedna vrsta koja je rano stara, ali sa evolucijske tačke gledišta, primjercima koji su genetski homogeni koji su se raspršili na malim geografskim područjima i uskom rasponu staništa, kaže se da je to ekosistem koji ima biodiverzitet niskog intenziteta.
Pojam biodiverziteta znači da područje sadrži različite vrste, kao i njihovu biološku varijaciju, unutar područja. Nasuprot tome, stanište koje ima nekoliko vrsta, od kojih neke mogu biti drevne, druge čiji je proces specijalizacije nedavno verifikovan, koje ima genetski materijal koji je heterogen i ima široku rasprostranjenost, bilo bi područje koje ima veliku raznolikost.
Međutim, upućivanje na nisku ili visoku biodiverzitet je relativan izraz. Iz tog razloga postoji nekoliko indeksa i parametara pomoću kojih se može kvantifikovati različitost područja, kao što su Shannon ili Simpsonov indeks, između ostalih. Ako se baziramo na njima, primijetit ćemo da distribucija živih bića nije homogena u svijetu.
Ono što je dio karakteristika biodiverziteta je da se veća stopa diverziteta može pronaći što se više približavamo tropskim regijama. The karakteristike biodiverziteta mogu se proučavati koristeći dvije discipline koje su komplementarne jedna drugoj, ekologiju i evolucijsku biologiju. Pobornici ekologije se posebno fokusiraju na faktore koji utiču na lokalnu raznolikost i koji djeluju u kratkim vremenskim periodima.
Dok se evolucijski biolozi, s druge strane, fokusiraju na više vremenske skale i fokusiraju se na događaje koji su doveli do izumiranja, generiranja adaptacija i specijacije, između ostalog.
Ono što se pokazalo je da su u posljednjih 50 godina prisustvo ljudi, globalno zagrijavanje i različiti faktori mogli promijeniti distribuciju i raznolikost značajnog broja vrsta. Poznavanje i kvantifikacija karakteristika biodiverziteta bitni su elementi za formulisanje hipoteza za rješavanje uočenih problema.
Definicija biodiverziteta
Prvi istraživač koji je koristio termin biodiverzitet u ekološkoj literaturi bio je E. O Wilson, 1988. Međutim, pojam biološke raznolikosti se razvijao od XNUMX. stoljeća, a i danas se široko koristi. Biodiverzitet se odnosi na raznolikost životnih oblika. Proteže se na sve nivoe organizacije materije i moguće je da se klasifikuje sa evolucione ili funkcionalne ekološke tačke gledišta.
To jest, raznolikost se ne može shvatiti samo u smislu broja vrsta. Promjenjivost uočena na drugim taksonomskim i ekološkim nivoima također ima uticaj, kao što ćemo objasniti u budućim odjeljcima ovog posta.
Karakteristike biodiverziteta bile su predmet proučavanja još od Aristotelovog vremena. Radoznalost za proučavanjem porijekla života i potreba za utvrđivanjem poretka naveli su filozofe da proučavaju različite oblike života i da uspostave proizvoljne klasifikacijske sisteme. Na taj način su rođeni u naukama sistematike i taksonomije, a samim tim i analize raznolikosti.
Vrste biodiverziteta
Što se tiče Tipovi biodiverziteta, postoje mnoge karakteristike biodiverziteta i mi ćemo se osvrnuti na svaku od njih u posebnim odjeljcima, kako bismo znali Koje su karakteristike biodiverziteta?
genetska raznolikost
Biološka raznolikost se može proučavati na različitim razmjerima, počevši od genetike. Organizam se sastoji od hiljada gena grupisanih u njegovoj DNK, koja je upakovana unutar ćelija.
Različiti načini na koje se gen može pronaći, koji su poznati kao aleli, i raznolikost hromozoma između pojedinaca čine genetsku raznolikost. Mala populacija, koja ima homogen genom među svojim članovima, donekle je raznolika.
Genetske varijacije koje se mogu naći između jedinki koje pripadaju istoj vrsti mogu biti posljedica niza procesa kao što su rekombinacije, izolacija genskog fonda, mutacije, gradijenti, lokalni selektivni pritisci, između ostalih fenomena.
Diferencijacija postaje osnova za evoluciju i za rađanje adaptacija. Varijabilna populacija može biti proizvod promjena u uvjetima okoline, ali mala promjena može biti posljedica opadanja populacije, ili u nekim ekstremnim slučajevima uzrokovati lokalno izumiranje vrste.
Isto tako, sposobnost poznavanja stepena genetske modifikacije populacije jedinki je od suštinskog značaja ako se žele implementirati efikasni planovi očuvanja vrsta, budući da ovaj parametar utiče na otpornost i postojanost vrste.
individualna raznolikost
Na ovom nivou organizacije materije možemo pronaći varijacije u smislu anatomije, fiziologije i ponašanja u pojedinačnim organizmima.
Raznolikost stanovništva
U biologiji se populacije definiraju kao skup jedinki koje su dio iste vrste koje koegzistiraju u vremenu i prostoru i koje se potencijalno mogu razmnožavati.
Ako govorimo o populacijskom nivou, genetska modifikacija jedinki koje čine pomenutu populaciju, stavlja svoje zrnce pijeska tako da postoji biodiverzitet i, opet, čini osnovu za adaptivnu evoluciju. Specifičan primjer za to je sama ljudska populacija, u kojoj svi pojedinci pokazuju vidljive fenotipske varijacije.
Vrste koje nisu imale genetsku varijaciju i imaju ujednačenu populaciju sklonije su izumiranju, kako zbog uzroka koji dolaze iz okoline, tako i onih koji su uzrokovani djelovanjem ljudi.
Raznolikost na nivou vrsta
Ako se uspinjemo u nivou organizacije materije, moguće je analizirati karakteristike biodiverziteta u smislu vrsta. Biodiverzitet je uobičajen predmet proučavanja ekologa i biologa zaštite na ovom nivou.
Raznolikost iznad nivoa vrste
Karakteristike biodiverziteta mogu se nastaviti analizirati iznad nivoa vrste. Ovo je, uzimajući u obzir druge nivoe taksonomske klasifikacije kao što su rodovi, porodice, redovi i drugo. Međutim, ovo je češće u studijama koje su povezane s paleontologijom.
Dakle, moguće je ići gore u skali, dobiti značenje biodiverziteta, dok ne postignemo poređenja koju pravi biogeografija, koja nije ništa drugo do prepoznavanje obilja razlika između vrsta u velikim geografskim regijama.
Kako se mjeri biodiverzitet?
U slučaju biologa, relevantno je imati parametre koji olakšavaju kvantifikaciju biodiverziteta. Da bi se ovaj posao smatrao završenim, postoje različite metodologije, čak se može mjeriti sa teorijske ili funkcionalne tačke gledišta.
Funkcionalne mjerne skale sadrže genetičku raznolikost, raznolikost vrsta i ekosistema, od najniže do najveće. Teorijska tačka gledišta zasniva se na alfa, beta i gama raznolikosti. Na isti način, zajednica se može ocijeniti kroz opis njenih fizičkih atributa.
Uobičajeno je koristiti statističke indekse pomoću kojih se može mjeriti raznolikost vrsta. Ovim se uzimaju dvije važne mjere, a to su ukupan broj vrsta u uzorku i njihova relativna brojnost. Zatim ćemo opisati mjere i indekse koje ekolozi najviše koriste.
Alfa, beta i gama raznolikost
Alfa, beta i gama raznolikost su tri skale raznolikosti koje priznaje IUCN, što je skraćenica za Međunarodnu uniju za očuvanje prirode. Ovu tačku gledišta predložio je biljni ekolog Robert Harding Whittaker 1960-ih i vrijedi i danas.
Alfa raznolikost je termin koji se koristi za označavanje vrsta na lokalnom nivou, odnosno unutar staništa ili ekološke zajednice. Beta je razlika u sastavu vrsta između zajednica. Konačno, gama je broj vrsta na regionalnom nivou.
Međutim, ova podjela stvara neugodnost kada je u pitanju definiranje lokalnog područja i načina na koji region treba biti objektivno razgraničen, izvan pukih političkih granica koje biološki nemaju nikakvog značaja. Na podizanje ovih granica utiču studijsko pitanje i uključena grupa, zbog čega prethodna pitanja ne mogu imati očigledan odgovor.
U većini ekoloških istraživanja koja se bave karakteristikama biodiverziteta, značaj se pridaje alfa raznolikosti. Zatim ćemo neke objasniti primjeri biodiverziteta.
alfa raznolikost
Alfa raznolikost je obično izložena zahtjevima za bogatstvo vrsta i ujednačenost vrsta. Tokom provedenog uzorkovanja, područje ili zona koju naučnik odabere predstavlja cijelu zajednicu. Stoga je izrada liste broja i naziva vrsta koje ga naseljavaju prvi korak da se izmjere karakteristike biodiverziteta nekog područja.
Broj vrsta koje se nalaze unutar zajednice ili područja je bogatstvo vrsta. Kada su ovi podaci poznati, moraju se proučavati i drugi elementi, kao što su, na primjer, taksonomska jedinstvenost, taksonomska raznolikost, ekološki značaj i interakcije između vrsta, između ostalog.
Obično se bogatstvo vrsta i biodiverzitet općenito povećava kako se područje koje proučavamo širi ili kada se krećemo s veće na manju geografsku dužinu i širinu prema ekvatoru.
Mora se uzeti u obzir da ne pomažu sve vrste na isti način da se osigura raznolikost u području. Iz ekološke perspektive, različite dimenzije biodiverziteta su predstavljene brojem trofičkih nivoa i raznolikošću životnih ciklusa koji doprinose na diferenciran način.
Postojanje nekih vrsta na ovom području ima kapacitet da poveća nivo diverziteta jedne ekološke zajednice, dok drugih ne.
beta raznolikost
Beta raznolikost je mjera raznolikosti koja je zarobljena između zajednica. To je mjera raspona i stepena promjene vrsta preko gradijenta ili od jednog staništa do drugog. Jedna od aktivnosti ove vrste mjerenja je proučavanje poređenja raznolikosti na padini planine. Beta raznovrsnost takođe uzima u obzir vremensku promjenu sastava vrsta.
gama raznolikost
Gama raznolikost je ona čija je funkcija kvantificiranje raznolikosti na višem prostornom nivou. To je onaj koji se bavi objašnjavanjem raznolikosti vrsta unutar širokog geografskog raspona. Obično se ispostavi da je to alfa raznolikost i stepen beta diferencijacije između njih.
Na taj način se ispostavlja da je gama raznolikost stopa po kojoj se pronalaze dodatne vrste i proučava njihova geografska supstitucija.
Indeksi raznolikosti vrsta
U ekologiji se široko koriste indeksi raznolikosti, kako bi se kvantificirala pomoću matematičkih varijabli.
Indeks raznolikosti je konceptualiziran kao statistički sažetak koji se koristi za mjerenje ukupnog broja lokalnih vrsta koje žive u različitim staništima. Indeks se može predstaviti kao dominacija ili kao dionica, a govorit ćemo o najčešće korištenim.
Shannon Diversity Index
Shannon-ov indeks ili Shannon-Weaverov indeks se obično koristi za mjerenje specifične biodiverziteta. Predstavljen je sa H', a vrijednosti indeksa se kreću samo između pozitivnih brojeva. U većini ekosistema indeksi se vrednuju između 2 i 4.
Smatra se da vrijednosti ispod 2 imaju relativno malu raznolikost, kao što je slučaj pustinjski ekosistem. S druge strane, vrijednosti veće od 3 ukazuju na postojanje visokog nivoa raznolikosti, kao što je slučaj sa šumom ili Tropska klima ili greben.
Da bi se izračunala vrijednost ovog indeksa uzima se u obzir broj vrsta, što nazivamo bogatstvom, i njihov relativni broj, koji nazivamo obiljem. Maksimalna vrijednost indeksa je obično blizu 5, a minimalna vrijednost je 0, što je mjesto gdje postoje samo vrste, što znači da nema raznolikosti. Ekosistem sa Šenonovim indeksom 0 može biti monokultura.
Simpsonov indeks raznolikosti
Simpsonov indeks je onaj koji je predstavljen slovom D i procjenjuje vjerovatnoću da dvije jedinke odabrane nasumično iz uzorka pripadaju istoj vrsti ili drugoj taksonomskoj kategoriji.
Na isti način, Simpsonov indeks raznolikosti se izražava kao 1 – D. Tada su vrijednosti između 0 i 1 i, obrnuto od prethodnog indeksa, izražava vjerovatnoću da dvije nasumično odabrane jedinke čine dio različitih vrsta.
Drugi način da se to izrazi je pomoću recipročnog indeksa koji je predstavljen kao 1/D. Na ovaj način, vrijednost 1 izražava postojanje zajednice koja ima samo jednu vrstu. Ako se vrijednost povećava, to je pokazatelj da postoji veća raznolikost.
Iako su Shannon i Simpson indeksi najčešće korišteni u ekološkoj literaturi, postoje i drugi kao što su Margalef, McIntosh i Pielou indeks, između ostalih.
Zašto bismo kvantifikovali biodiverzitet?
Mjerenja biodiverziteta su neophodna ako namjeravate imati podatke o fluktuacijama raznolikosti, u skladu sa promjenama u okolišu koje oštećuju ekosisteme, bilo da su uzrokovane prirodnim putem ili djelovanjem ljudskih bića.
Razlog za mjerenje biodiverziteta je provjera posljedica evolucije života na Zemlji, koja je započela prije oko 3.5 milijardi godina i za sve to vrijeme živa bića su iznjedrila različite oblike života koji se danas uočavaju na planeti.
Stoga su različiti procesi evolucije odgovorni za ovaj ogroman broj živih bića, zahvaljujući oslobađanju konkurencije, ekološkoj divergenciji i koevoluciji.
