Biologinė įvairovė yra posakis, vartojamas kalbant apie biologinę įvairovę, kuri iš tikrųjų yra buveinė, kurioje buvo įrodyta, kad yra viena ar kelios konkrečios gyvų būtybių klasės, ir šiame straipsnyje mes kalbėsime apie biologinės įvairovės ypatybės.
Kas yra biologinė įvairovė?
Terminas yra susijęs su daugybe elementų ir kintamųjų, kuriuos turi organinės būtybės. Biologinės įvairovės sąvoka gali būti suprantama iš kelių lygių, nesvarbu, ar tai būtų taksonominis, funkcinis, filogenetinis, genetinis ar trofinis, ir visi jie yra biologinės įvairovės savybių dalis.
Teritorija, kurioje gyvena viena ankstyvo amžiaus rūšis, tačiau evoliuciniu požiūriu genetiškai homogeniški egzemplioriai, pasklidę nedidelėse geografinėse vietovėse ir siaurame buveinių diapazone, yra laikoma ekosistema, kurios biologinė įvairovė maža.
Biologinės įvairovės sąvoka reiškia, kad vietovėje yra skirtingų rūšių ir jų biologinių skirtumų. Priešingai, buveinė, kurioje yra keletas rūšių, iš kurių vienos gali būti senos, o kitos, kurių specializacijos procesas buvo neseniai patikrintas, kurios genetinė medžiaga yra nevienalytė ir plačiai paplitusi, būtų regionas, kuriame yra didelė įvairovė.
Tačiau nuoroda į mažą arba didelę biologinę įvairovę yra santykinė. Dėl šios priežasties yra keletas indeksų ir parametrų, pagal kuriuos galima kiekybiškai įvertinti srities įvairovę, pvz., Shannon arba Simpsono indeksas ir kt. Jei jais remsimės, pastebėsime, kad gyvų būtybių pasiskirstymas pasaulyje nėra vienalytis.
Biologinės įvairovės ypatybių dalis yra ta, kad kuo arčiau atogrąžų regionų, galima rasti didesnį įvairovės indeksą. The biologinės įvairovės ypatybės juos galima studijuoti naudojant dvi viena kitą papildančias disciplinas – ekologiją ir evoliucinę biologiją. Ekologijos šalininkai ypač daug dėmesio skiria veiksniams, turintiems įtakos vietos įvairovei ir kurie veikia per trumpą laiką.
Kita vertus, evoliucijos biologai sutelkia dėmesį į aukštesnes laiko skales ir daugiausia dėmesio skiria įvykiams, kurie sukėlė išnykimą, prisitaikymo generavimą ir specifiką, be kita ko.
Įrodyta, kad per pastaruosius 50 metų žmonių buvimas, visuotinis atšilimas ir įvairūs veiksniai galėjo pakeisti daugelio rūšių pasiskirstymą ir įvairovę. Biologinės įvairovės ypatybių žinojimas ir kiekybinis įvertinimas yra esminiai elementai formuluojant hipotezes stebimoms problemoms spręsti.
Biologinės įvairovės apibrėžimas
Pirmasis tyrėjas, ekologinėje literatūroje pavartojęs biologinės įvairovės terminą, buvo E. O Wilsonas 1988 m. Tačiau biologinės įvairovės sąvoka buvo kuriama nuo XIX amžiaus ir tebėra plačiai naudojama šiandien. Biologinė įvairovė reiškia gyvybės formų įvairovę. Ji apima visus materijos organizavimo lygius ir gali būti, kad ji klasifikuojama evoliuciniu ar funkciniu ekologiniu požiūriu.
Tai reiškia, kad įvairovė negali būti suprantama tik pagal rūšių skaičių. Kituose taksonominiuose ir aplinkos lygiuose stebimas kintamumas taip pat turi įtakos, kaip paaiškinsime būsimose šio įrašo dalyse.
Biologinės įvairovės ypatybės buvo tyrinėjamos nuo Aristotelio laikų. Smalsumas tirti gyvybės kilmę ir poreikis nustatyti tvarką paskatino filosofus tyrinėti įvairias gyvybės formas ir sukurti savavališkas klasifikavimo sistemas. Taip jie gimė sistematikos ir taksonomijos moksluose, taigi ir įvairovės analizėje.
Biologinės įvairovės rūšys
kaip Biologinės įvairovės rūšys, yra daug biologinės įvairovės ypatybių ir kiekvieną iš jų aptarsime atskiruose skyriuose, kad sužinotume Kokios yra biologinės įvairovės ypatybės?
genetinė įvairovė
Biologinę įvairovę galima tirti įvairiais masteliais, pradedant nuo genetikos. Organizmą sudaro tūkstančiai genų, sugrupuotų jo DNR, kuri yra supakuota ląstelių viduje.
Įvairūs būdai, kuriais galima rasti geną, vadinami aleliais, ir chromosomų įvairovė tarp individų sudaro genetinę įvairovę. Nedidelė populiacija, kurios narių genomas yra homogeniškas, yra šiek tiek įvairi.
Genetinė variacija, kurią galima rasti tarp individų, priklausančių tai pačiai rūšiai, gali būti daugelio procesų, tokių kaip rekombinacijos, genų fondo izoliacija, mutacijos, gradientai, vietinis selektyvus spaudimas ir kitų reiškinių, poveikis.
Diferenciacija tampa evoliucijos ir adaptacijų gimimo pagrindu. Kintama populiacija gali būti aplinkos sąlygų pokyčių rezultatas, tačiau mažai pokyčių gali lemti populiacijos mažėjimas arba kai kuriais kraštutiniais atvejais sukelti vietinį rūšies išnykimą.
Be to, norint įgyvendinti veiksmingus rūšių apsaugos planus, būtina turėti žinių apie individų populiacijos genetinės modifikacijos laipsnį, nes šis parametras turi įtakos rūšies atsparumui ir patvarumui.
individualią įvairovę
Šiame materijos organizavimo lygmenyje galime rasti skirtumų atskirų organizmų anatomijos, fiziologijos ir elgsenos požiūriu.
Gyventojų įvairovė
Biologijoje populiacijos apibrėžiamos kaip individų, kurie yra tos pačios rūšies dalis, kuri egzistuoja kartu laike ir erdvėje ir kurie gali daugintis, rinkinys.
Jei kalbėtume apie populiacijos lygį, tai individų, sudarančių minėtą populiaciją, genetinė modifikacija įdeda smėlio grūdelius taip, kad egzistuotų biologinė įvairovė ir vėlgi būtų pagrindas adaptacinei evoliucijai. Konkretus to pavyzdys yra pati žmonių populiacija, kurioje visi individai pasižymi stebimais fenotipiniais pokyčiais.
Rūšys, neturinčios genetinės variacijos ir turinčios vienodas populiacijas, yra labiau linkusios į išnykimą tiek dėl aplinkos, tiek dėl žmogaus veiklos priežasčių.
Įvairovė rūšių lygmeniu
Jei einame į viršų materijos organizavimo lygmenyje, galima analizuoti biologinės įvairovės ypatybės kalbant apie rūšis. Biologinė įvairovė yra dažnas šio lygio ekologų ir gamtosaugos biologų tyrimo objektas.
Įvairovė, viršijanti rūšies lygį
Biologinės įvairovės charakteristikos gali būti toliau analizuojamos virš rūšinio lygio. Tai yra, atsižvelgiant į kitus taksonominės klasifikacijos lygius, tokius kaip gentys, šeimos, būriai ir kt. Tačiau tai dažniau pasitaiko tyrimuose, kurie yra susiję su paleontologija.
Taigi, galima padidinti mastelį, gauti biologinės įvairovės reikšmę, kol nepasieksime biogeografijos palyginimų, o tai yra ne kas kita, kaip daugybės rūšių skirtumų dideliuose geografiniuose regionuose pripažinimas.
Kaip matuojama biologinė įvairovė?
Biologų atveju svarbu turėti parametrus, kurie palengvintų biologinės įvairovės kiekybinį įvertinimą. Kad šis darbas būtų laikomas baigtu, taikomos skirtingos metodikos, tai netgi galima išmatuoti teoriniu ar funkciniu požiūriu.
Funkcinės matavimo skalės apima genetinę, rūšių ir ekosistemų įvairovę, nuo mažiausios iki didžiausios. Teorinis požiūris grindžiamas alfa, beta ir gama įvairove. Taip pat bendruomenė gali būti vertinama, aprašant jos fizines savybes.
Įprasta naudoti statistinius indeksus, kuriais galima išmatuoti rūšių įvairovę. Tam reikia dviejų svarbių priemonių, tai yra bendras rūšių skaičius imtyje ir santykinis jų gausumas. Toliau aprašysime ekologų dažniausiai naudojamas priemones ir indeksus.
Alfa, beta ir gama įvairovė
Alfa, beta ir gama įvairovė yra trys įvairovės skalės, kurias pripažįsta IUCN, kuri reiškia Tarptautinę gamtos apsaugos sąjungą. Šį požiūrį septintajame dešimtmetyje pasiūlė augalų ekologas Robertas Hardingas Whittakeris ir jis galioja iki šiol.
Alfa įvairovė yra terminas, naudojamas rūšims apibūdinti vietos lygmeniu, ty buveinėje arba ekologinėje bendruomenėje. Beta yra rūšių sudėties skirtumas tarp bendrijų. Galiausiai, gama yra rūšių skaičius regioniniu lygiu.
Tačiau šis padalijimas sukelia nepatogumų nustatant vietinę vietovę ir tai, kaip regionas turi būti objektyviai atribotas, peržengiant vien politines ribas, kurios biologiškai neturi reikšmės. Šių ribų didinimui įtakos turi tyrimo klausimas ir dalyvaujanti grupė, dėl to ankstesni klausimai negali turėti aiškaus atsakymo.
Daugumoje ekologinių tyrimų, nagrinėjančių biologinės įvairovės ypatybes, svarbi alfa įvairovė. Toliau kai kuriuos paaiškinsime biologinės įvairovės pavyzdžiai.
alfa įvairovė
Alfa įvairovę paprastai veikia rūšių turtingumo ir rūšių lygumo reikalavimai. Atliekant mėginių ėmimą, sritis arba zona, kurią pasirenka mokslininkas, atstovauja visai bendruomenei. Dėl šios priežasties joje gyvenančių rūšių skaičiaus ir pavadinimų sąrašo sudarymas yra pirmas žingsnis siekiant įvertinti vietovės biologinės įvairovės ypatybes.
Bendruomenėje ar teritorijoje aptinkamų rūšių skaičius yra rūšių turtingumas. Kai šie duomenys žinomi, turi būti tiriami ir kiti elementai, pavyzdžiui, taksonominis unikalumas, taksonominė įvairovė, ekologinė reikšmė ir rūšių sąveika ir kt.
Paprastai rūšių gausa ir apskritai biologinė įvairovė didėja plečiantis mūsų tiriamai teritorijai arba judant nuo didesnės iki mažesnės ilgumos ir platumos link pusiaujo.
Reikia atsižvelgti į tai, kad ne visos rūšys vienodai prisideda prie įvairovės šioje vietovėje. Žvelgiant iš ekologinės perspektyvos, skirtingus biologinės įvairovės matmenis atspindi trofinių lygių skaičius ir gyvavimo ciklų įvairovė, kuri nevienodai prisideda.
Vienų rūšių buvimas teritorijoje gali padidinti ekologinės bendrijos įvairovės lygį, o kitų – ne.
beta įvairovė
Beta įvairovė yra bendruomenių užfiksuotos įvairovės matas. Tai yra rūšių kaitos diapazono ir laipsnio matas per gradientą arba iš vienos buveinės į kitą. Viena iš šio tipo matavimų veiklų – kalno šlaito įvairovės palyginimas. Į beta įvairovę taip pat atsižvelgiama į laikinus rūšių sudėties pokyčius.
gama įvairovė
Gama įvairovė yra ta, kurios funkcija yra kiekybiškai įvertinti įvairovę aukštesniame erdviniame lygmenyje. Tai yra ta, kuri paaiškina rūšių įvairovę plačiame geografiniame diapazone. Paprastai paaiškėja, kad tai yra alfa įvairovė ir beta diferenciacijos tarp jų laipsnis.
Tokiu būdu gama įvairovė yra greitis, kuriuo randamos papildomos rūšys ir tiriamas jų geografinis pakeitimas.
Rūšių įvairovės indeksai
Ekologijoje įvairovės indeksai yra plačiai naudojami, siekiant ją kiekybiškai įvertinti naudojant matematinius kintamuosius.
Įvairovės indeksas yra konceptualizuotas kaip statistinė suvestinė, naudojama bendram vietinių rūšių, gyvenančių įvairiose buveinėse, skaičiui matuoti. Indeksą galima pavaizduoti kaip dominuojančią padėtį arba kaip akcijas, o mes kalbėsime apie dažniausiai naudojamus.
Šenono įvairovės indeksas
Shannon indeksas arba Shannon-Weaver indeksas dažniausiai naudojamas konkrečiai biologinei įvairovei matuoti. Jį žymi H', o indekso reikšmės svyruoja tik tarp teigiamų skaičių. Daugumoje ekosistemų indeksai vertinami nuo 2 iki 4.
Vertės, mažesnės nei 2, laikomos santykinai nedidelėmis, kaip ir yra dykumos ekosistema. Kita vertus, didesnės nei 3 reikšmės rodo, kad egzistuoja didelė įvairovė, kaip ir miško ar Tropinis klimatas arba rifas.
Norint apskaičiuoti šio indekso reikšmę, atsižvelgiama į rūšių skaičių, kurį vadiname turtingumu, ir santykinį jų skaičių, kurį vadiname gausa. Didžiausia indekso reikšmė paprastai yra artima 5, o minimali reikšmė yra 0, tai yra vieta, kur egzistuoja tik rūšys, o tai reiškia, kad įvairovės nėra. Ekosistema, kurios Šenono indeksas yra 0, gali būti monokultūra.
Simpsono įvairovės indeksas
Simpsono indeksas yra tas, kurį žymi raidė D, ir jis įvertina tikimybę, kad du atsitiktinai iš imties pasirinkti individai priklauso tai pačiai rūšiai arba kitai taksonominei kategorijai.
Lygiai taip pat Simpsono įvairovės indeksas išreiškiamas kaip 1 – D. Tada reikšmės yra nuo 0 iki 1 ir, atvirkščiai, ankstesniam indeksui, jis išreiškia tikimybę, kad du atsitiktinai pasirinkti individai yra skirtingų rūšių dalis.
Kitas būdas tai nurodyti yra naudojant abipusį indeksą, kuris pavaizduotas kaip 1/D. Tokiu būdu 1 reikšmė išreiškia bendruomenės, turinčios tik vieną rūšį, egzistavimą. Jei vertė didėja, tai rodo, kad yra didesnė įvairovė.
Nors ekologinėje literatūroje dažniausiai naudojami Shannon ir Simpson indeksai, yra ir kitų, tokių kaip Margalef, McIntosh ir Pielou indeksai.
Kodėl turėtume kiekybiškai įvertinti biologinę įvairovę?
Biologinės įvairovės matavimai yra būtini, jei ketinate turėti duomenų apie įvairovės svyravimus, atsižvelgiant į aplinkos pokyčius, kurie kenkia ekosistemoms, nesvarbu, ar juos sukelia natūralūs, ar žmonių veiksmai.
Biologinės įvairovės matavimo tikslas – patikrinti gyvybės evoliucijos Žemėje, kuri prasidėjo maždaug prieš 3.5 milijardo metų ir per visą tą laiką gyvos būtybės sukėlė įvairias gyvybės formas, kurios planetoje stebimos šiandien, pasekmes.
Todėl įvairūs evoliucijos procesai buvo atsakingi už šį didžiulį gyvų būtybių skaičių dėl konkurencijos išlaisvinimo, ekologinių skirtumų ir bendros evoliucijos.
