Biologinen monimuotoisuus on ilmaus, jota käytetään viittaamaan biologiseen monimuotoisuuteen, joka on itse asiassa elinympäristö, jossa on osoitettu olevan yksi tai useampi tietty elävien olentojen luokka, ja tässä artikkelissa käsittelemme biologisen monimuotoisuuden piirteet.
Mikä on biologinen monimuotoisuus?
Termi liittyy moniin elementteihin ja muuttujiin, joita orgaanisilla olennoilla on. Biologisen monimuotoisuuden käsite voidaan ymmärtää usealta tasolta, oli se sitten taksonomiselta, toiminnalliselta, fylogeneettiseltä, geneettiseltä tai trofiselta tasolta, ja ne kaikki ovat osa biologisen monimuotoisuuden ominaispiirteitä.
Alueen, jossa asuu yksittäinen varhainen laji, mutta evoluution kannalta katsottuna geneettisesti homogeeniset yksilöt, jotka ovat hajallaan pienille maantieteellisille alueille ja kapealle elinympäristöalueelle, sanotaan olevan. ekosysteemi, jonka biologinen monimuotoisuus on vähäinen.
Luonnon monimuotoisuuden käsite tarkoittaa, että alueella on erilaisia lajeja ja niiden biologista vaihtelua alueella. Sitä vastoin elinympäristö, jossa on useita lajeja, joista osa voi olla ikivanhoja, toiset, joiden erikoistumisprosessi on äskettäin todennettu ja jonka geneettinen materiaali on heterogeenista ja laajalle levinnyttä, on alue, jolla on suuri monimuotoisuus.
Viittaus vähäiseen tai korkeaan biologiseen monimuotoisuuteen on kuitenkin suhteellista. Tästä syystä on olemassa useita indeksejä ja parametreja, joiden avulla alueen monimuotoisuutta voidaan mitata, kuten muun muassa Shannon- tai Simpson-indeksi. Jos nojaudumme niihin, huomaamme, että elävien olentojen jakautuminen ei ole homogeeninen maailmassa.
Biologisen monimuotoisuuden ominaispiirteitä on se, että sitä suurempi monimuotoisuusaste on mitä lähemmäs trooppisia alueita. The biologisen monimuotoisuuden ominaisuudet niitä voidaan tutkia käyttämällä kahta toisiaan täydentävää tieteenalaa, ekologiaa ja evoluutiobiologiaa. Ekologian kannattajat keskittyvät erityisesti paikalliseen monimuotoisuuteen vaikuttaviin tekijöihin, jotka vaikuttavat lyhyessä ajassa.
Evoluutiobiologit taas keskittyvät korkeampiin aikaskaaloihin ja keskittyvät tapahtumiin, jotka ovat aiheuttaneet sukupuuttoon, muun muassa sopeutumisten syntymiseen ja lajitteluun.
On osoitettu, että viimeisen 50 vuoden aikana ihmisten läsnäolo, ilmaston lämpeneminen ja erilaiset tekijät ovat kyenneet muuttamaan huomattavan määrän lajien levinneisyyttä ja monimuotoisuutta. Biologisen monimuotoisuuden ominaisuuksien tuntemus ja kvantifiointi ovat olennaisia tekijöitä hypoteesien laatimisessa havaittujen ongelmien ratkaisemiseksi.
Määritelmä biologinen monimuotoisuus
Ensimmäinen tutkija, joka käytti termiä biodiversiteetti ekologisessa kirjallisuudessa, oli E. O Wilson vuonna 1988. Biologisen monimuotoisuuden käsite on kuitenkin ollut kehitteillä XNUMX-luvulta lähtien, ja se on edelleen laajalti käytössä. Biologisella monimuotoisuudella tarkoitetaan elämänmuotojen monimuotoisuutta. Se ulottuu kaikille aineen järjestäytymistasoille, ja on mahdollista, että se luokitellaan evoluution tai toiminnallisen ekologisen näkökulmasta.
Eli monimuotoisuutta ei voida ymmärtää vain lajien lukumäärällä. Muilla taksonomisilla ja ympäristötasoilla havaittu vaihtelu vaikuttaa myös, kuten selitämme tämän postauksen tulevissa osissa.
Luonnon monimuotoisuuden ominaisuuksia on tutkittu Aristoteleen ajoista lähtien. Uteliaisuus tutkia elämän syntyä ja tarve määrittää järjestys sai filosofit tutkimaan elämän eri muotoja ja luomaan mielivaltaisia luokittelujärjestelmiä. Tällä tavalla he syntyivät systematiikan ja taksonomian tieteissä ja siten monimuotoisuuden analyysissä.
Biologisen monimuotoisuuden tyypit
kuten Biologisen monimuotoisuuden tyypit, biologisella monimuotoisuudella on monia ominaisuuksia, ja aiomme viitata jokaiseen niistä erillisissä osioissa tietääksemme Mitkä ovat biologisen monimuotoisuuden ominaisuudet?
geneettinen monimuotoisuus
Biologista monimuotoisuutta voidaan tutkia eri mittakaavassa genetiikasta alkaen. Organismi koostuu tuhansista geeneistä, jotka on ryhmitelty sen DNA:han, joka on pakattu solujen sisään.
Geneettisen monimuotoisuuden muodostavat erilaiset tavat, joilla geeni voidaan löytää, joita kutsutaan alleeleiksi, ja yksilöiden väliset kromosomien monipuolisuudet. Pieni populaatio, jonka jäsenten joukossa on homogeeninen genomi, on melko monimuotoinen.
Samaan lajiin kuuluvien yksilöiden välillä löydettävissä oleva geneettinen vaihtelu voi johtua useista prosesseista, kuten rekombinaatioista, geenipoolin eristämisestä, mutaatioista, gradienteista, paikallisista selektiivisistä paineista, mm.
Erilaistumisesta tulee perusta evoluution ja sopeutumisten syntymiselle. Muuttuva populaatio voi olla seurausta ympäristöolosuhteiden muutoksista, mutta vähäinen muutos voi johtua populaation vähenemisestä tai joissakin ääritapauksissa aiheuttaa lajin paikallisen sukupuuton.
Samoin yksilöpopulaation geneettisen muuntamisen asteen tunteminen on välttämätöntä tehokkaiden lajien suojelusuunnitelmien toteuttamiseksi, koska tämä parametri vaikuttaa lajin kestävyyteen ja pysyvyyteen.
yksilöllinen monimuotoisuus
Tällä aineen organisoitumistasolla voimme löytää vaihtelua yksittäisten organismien anatomian, fysiologian ja käyttäytymisen suhteen.
Väestön monimuotoisuus
Biologiassa populaatiot määritellään joukoksi yksilöitä, jotka ovat osa samaa lajia, jotka elävät rinnakkain ajassa ja tilassa ja jotka voivat mahdollisesti lisääntyä.
Jos puhumme populaation tasosta, mainitun populaation muodostavien yksilöiden geneettinen muunnos laittaa hiekanjyvän niin, että biologinen monimuotoisuus on olemassa ja taas muodostaa perustan mukautuvalle evoluution tapahtumiselle. Erityinen esimerkki tästä on itse ihmispopulaatio, jossa kaikilla yksilöillä on havaittavissa olevaa fenotyyppistä vaihtelua.
Lajit, joilla ei ole ollut geneettistä vaihtelua ja joilla on tasainen populaatio, ovat alttiimpia sukupuuttoon sekä ympäristöstä että ihmisen toiminnasta johtuvista syistä.
Monimuotoisuus lajitasolla
Jos nousemme aineen organisoitumistasolla, on mahdollista analysoida biologisen monimuotoisuuden ominaisuudet lajien suhteen. Biodiversiteetti on tämän tason ekologien ja luonnonsuojelubiologien yhteinen tutkimuskohde.
Monimuotoisuus lajitason yläpuolella
Biologisen monimuotoisuuden ominaisuuksien analysointia voidaan jatkaa lajitason yläpuolella. Tämä on ottaen huomioon muut taksonomisen luokituksen tasot, kuten suvut, perheet, lahkot ja muut. Tämä on kuitenkin yleisempää tutkimuksissa, jotka liittyvät paleontologiaan.
Siten on mahdollista nousta mittakaavassa, saada biologisen monimuotoisuuden merkitystä, kunnes voimme saavuttaa biomaantieteen tekemät vertailut, mikä ei ole muuta kuin suurten maantieteellisten alueiden lajien välisten erojen tunnistamista.
Miten biologista monimuotoisuutta mitataan?
Biologien tapauksessa olennaista on parametrit, jotka helpottavat biologisen monimuotoisuuden kvantifiointia. Tämän työn katsomiseksi valmiiksi on olemassa erilaisia menetelmiä, sitä voidaan mitata jopa teoreettisesta tai toiminnallisesta näkökulmasta.
Toiminnalliset mitta-asteikot sisältävät geneettisen, lajien ja ekosysteemien monimuotoisuuden pienimmästä suurimpaan. Teoreettinen näkökulma perustuu alfa-, beta- ja gamma-diversiteettiin. Samalla tavalla yhteisöä voidaan arvioida sen fyysisten ominaisuuksien kuvauksen kautta.
Tavallisesti käytetään tilastollisia indeksejä, joilla lajien monimuotoisuutta voidaan mitata. Näillä on kaksi tärkeää mittaa, jotka ovat lajien kokonaismäärä näytteessä ja niiden suhteellinen runsaus. Seuraavaksi kuvataan ekologien eniten käyttämiä mittareita ja indeksejä.
Alfa-, beeta- ja gamma-monimuotoisuus
Alfa-, beeta- ja gamma-diversiteetti ovat kolme monimuotoisuusasteikkoa, jotka IUCN, joka tarkoittaa Kansainvälistä luonnonsuojeluliittoa, tunnustaa. Tämän näkökulman ehdotti kasviekologi Robert Harding Whittaker 1960-luvulla, ja se on pätevä edelleen.
Alfa monimuotoisuus on termi, jota käytetään osoittamaan lajeja paikallisella tasolla eli elinympäristön tai ekologisen yhteisön sisällä. Beta on lajikoostumuksen ero yhteisöjen välillä. Lopuksi gamma on lajien lukumäärä alueellisella tasolla.
Tämä jako aiheuttaa kuitenkin epämukavuutta määriteltäessä paikallista aluetta ja sitä, miten alue tulisi objektiivisesti rajata, yli poliittiset rajat, joilla ei ole biologisesti merkitystä. Näiden rajojen nostamiseen vaikuttavat tutkimuskysymys ja mukana oleva ryhmä, minkä vuoksi aikaisempiin kysymyksiin ei voi olla selvää vastausta.
Useimmissa biologisen monimuotoisuuden piirteitä käsittelevissä ekologisissa tutkimuksissa alfadiversiteetti on tärkeä. Seuraavaksi selitämme joitain esimerkkejä biologisesta monimuotoisuudesta.
alfa monimuotoisuus
Alfan monimuotoisuus paljastuu yleensä lajirikkaus- ja tasaisuusvaatimuksissa. Näytteenoton aikana tutkijan valitsema alue tai vyöhyke edustaa kokonaista yhteisöä. Siksi luettelon tekeminen alueella asuvien lajien lukumäärästä ja nimestä on ensimmäinen askel alueen biologisen monimuotoisuuden ominaisuuksien mittaamiseksi.
Yhteisön tai alueen sisältämien lajien lukumäärä on lajirikkaus. Kun nämä tiedot ovat tiedossa, tulee tutkia muita elementtejä, kuten esimerkiksi taksonomista ainutlaatuisuutta, taksonomista monimuotoisuutta, ekologista merkitystä ja lajien välistä vuorovaikutusta.
Yleensä lajien rikkaus ja biologinen monimuotoisuus yleensä lisääntyy tutkittavan alueen laajentuessa tai kun siirrymme suuremmalta pituus- ja leveysasteelta päiväntasaajaa kohti.
On otettava huomioon, että kaikki lajit eivät auta samalla tavalla varmistamaan alueen monimuotoisuutta. Ekologisesta näkökulmasta biodiversiteetin eri ulottuvuuksia edustavat trofiatasojen lukumäärä ja monimuotoisuus, joka vaikuttaa erilailla.
Joidenkin lajien olemassaolo alueella pystyy lisäämään ekologisen yhteisön monimuotoisuuden tasoa, kun taas toisten ei.
beetan monimuotoisuus
Beta-monimuotoisuus mittaa monimuotoisuutta, joka vallitsee yhteisöjen välillä. Se mittaa lajien vaihteluväliä ja -astetta gradientin tai elinympäristön välillä. Yksi tämäntyyppisen mittauksen tehtävistä on tutkia monimuotoisuuden vertailua vuoren rinteessä. Beta-diversiteetti ottaa huomioon myös lajikoostumuksen ajallisen muutoksen.
gamma monimuotoisuus
Gammadiversiteetti on se, jonka tehtävänä on kvantifioida monimuotoisuutta korkeammalla tilatasolla. Se on se, joka selittää lajien monimuotoisuutta laajalla maantieteellisellä alueella. Yleensä se osoittautuu alfa-diversiteetiksi ja niiden välisen beetan erilaistumisasteeksi.
Tällä tavalla gamma-diversiteetti osoittautuu nopeudeksi, jolla uusia lajeja löydetään ja niiden maantieteellistä substituutiota tutkitaan.
Lajien monimuotoisuusindeksit
Ekologiassa monimuotoisuusindeksejä käytetään laajalti sen kvantifioimiseksi matemaattisten muuttujien avulla.
Monimuotoisuusindeksi on käsitteellinen tilastollinen yhteenveto, jolla mitataan eri elinympäristöissä elävien paikallisten lajien kokonaismäärää. Indeksi voidaan esittää määräävänä markkina-asemana tai osakepääomana ja puhumme eniten käytetyistä.
Shannonin monimuotoisuusindeksi
Shannon-indeksiä tai Shannon-Weaver-indeksiä käytetään yleisesti tietyn biologisen monimuotoisuuden mittaamiseen. Sitä edustaa H', ja indeksiarvot vaihtelevat vain positiivisten lukujen välillä. Useimmissa ekosysteemeissä indeksit ovat arvoltaan 2-4.
Alle 2 arvoilla katsotaan olevan suhteellisen vähän monimuotoisuutta, kuten on tapana aavikon ekosysteemi. Toisaalta arvot, jotka ovat suurempia kuin 3, osoittavat, että monimuotoisuus on korkea, kuten metsän tai Trooppinen ilmasto tai riutta.
Tämän indeksin arvon laskemiseksi otetaan huomioon lajien lukumäärä, jota kutsumme rikkaudeksi, ja niiden suhteellinen lukumäärä, jota kutsumme runsaudeksi. Indeksin maksimiarvo on yleensä lähellä 5:tä ja minimiarvo 0, joka on paikka, jossa esiintyy vain lajeja, eli monimuotoisuutta ei ole. Ekosysteemi, jonka Shannon-indeksi on 0, voi olla monokulttuuri.
Simpsonin monimuotoisuusindeksi
Simpsonin indeksi edustaa kirjainta D, ja se arvioi todennäköisyyden, että kaksi otoksesta satunnaisesti valittua yksilöä kuuluu samaan lajiin tai toiseen taksonomiseen luokkaan.
Samalla tavalla Simpsonin monimuotoisuusindeksi ilmaistaan muodossa 1 – D. Tällöin arvot ovat välillä 0 ja 1 ja käänteisesti edelliseen indeksiin, se ilmaisee todennäköisyyden, että kaksi satunnaisesti valittua yksilöä muodostaa osan eri lajeista.
Toinen tapa ilmaista se on käänteisindeksin avulla, joka esitetään muodossa 1/D. Tällä tavalla 1:n arvo ilmaisee sellaisen yhteisön olemassaolon, jossa on vain yksi laji. Jos arvo kasvaa, se on merkki siitä, että monimuotoisuus on suurempi.
Vaikka Shannon- ja Simpson-indeksit ovat yleisimmin käytettyjä ekologisessa kirjallisuudessa, on muitakin, kuten Margalef-, McIntosh- ja Pielou-indeksi mm.
Miksi meidän pitäisi mitata biologista monimuotoisuutta?
Biologisen monimuotoisuuden mittaukset ovat välttämättömiä, jos haluat saada tietoa monimuotoisuuden vaihteluista ympäristössä tapahtuvien ekosysteemejä vahingoittavien muutosten mukaan, joko luonnollisesti tai ihmisen toiminnasta.
Biologisen monimuotoisuuden mittaamisen syynä on varmistaa, mitä seurauksia on elämän kehityksestä maapallolla, joka alkoi noin 3.5 miljardia vuotta sitten ja koko sen ajan elävät olennot ovat synnyttäneet erilaisia elämänmuotoja, joita planeetalla havaitaan nykyään.
Siksi erilaiset evoluutioprosessit ovat olleet vastuussa tästä valtavasta elävien olentojen määrästä, kiitos kilpailun vapautumisen, ekologisen eron ja yhteisevoluution.
