Bioloģiskā daudzveidība ir izteiciens, ko lieto, lai atsauktos uz bioloģisko daudzveidību, kas patiesībā ir biotops, kurā ir pierādīts, ka pastāv viena vai vairākas noteiktas dzīvo būtņu klases, un šajā rakstā mēs aplūkosim bioloģiskās daudzveidības iezīmes.
Kas ir bioloģiskā daudzveidība?
Šis termins ir saistīts ar daudzajiem elementiem un mainīgajiem lielumiem, kas piemīt organiskajām būtnēm. Bioloģiskās daudzveidības jēdzienu var saprast no vairākiem līmeņiem, neatkarīgi no tā, vai tas ir taksonomiskais, funkcionālais, filoģenētiskais, ģenētiskais vai trofiskais līmenis, un tie visi ir daļa no bioloģiskās daudzveidības raksturlielumiem.
Tiek uzskatīts, ka apgabals, ko apdzīvo atsevišķa suga, kas ir agrīnā vecumā, bet no evolūcijas viedokļa ir ģenētiski viendabīgi īpatņi, kas ir izkliedēti mazos ģeogrāfiskos apgabalos un šaurā biotopu diapazonā. ekosistēma, kurai ir zemas intensitātes bioloģiskā daudzveidība.
Bioloģiskās daudzveidības jēdziens nozīmē, ka apgabalā ir dažādas sugas, kā arī to bioloģiskās variācijas apgabalā. Turpretim biotops, kurā ir vairākas sugas, no kurām dažas var būt senas, citas, kuru specializācijas process ir pārbaudīts nesen, un kura ģenētiskais materiāls ir neviendabīgs un ar plašu izplatību, būtu reģions, kurā ir liela daudzveidība.
Tomēr atsauce uz zemu vai augstu bioloģisko daudzveidību ir relatīva. Šī iemesla dēļ ir vairāki indeksi un parametri, ar kuru palīdzību var kvantitatīvi noteikt apgabala daudzveidību, piemēram, Šenonas vai Simpsona indekss. Ja mēs balstīsimies uz tiem, mēs ievērosim, ka dzīvo būtņu izplatība pasaulē nav viendabīga.
Bioloģiskās daudzveidības īpašību daļa ir tāda, ka, jo tuvāk tropiskajiem reģioniem, var konstatēt lielāku daudzveidības līmeni. The bioloģiskās daudzveidības iezīmes tos var pētīt, izmantojot divas disciplīnas, kas viena otru papildina — ekoloģiju un evolūcijas bioloģiju. Ekoloģijas piekritēji īpaši pievēršas faktoriem, kas ietekmē vietējo daudzveidību un iedarbojas īsos laika periodos.
No otras puses, evolūcijas biologi koncentrējas uz augstākām laika skalām un koncentrējas uz notikumiem, kas cita starpā ir izraisījuši izzušanu, adaptāciju ģenerēšanu un specifiku.
Ir pierādīts, ka pēdējo 50 gadu laikā cilvēku klātbūtne, globālā sasilšana un dažādi faktori ir spējuši mainīt ievērojama skaita sugu izplatību un daudzveidību. Bioloģiskās daudzveidības īpašību pārzināšana un kvantitatīva noteikšana ir būtiski elementi hipotēžu formulēšanai novēroto problēmu risināšanai.
Bioloģiskās daudzveidības definīcija
Pirmais pētnieks, kurš ekoloģiskajā literatūrā izmantoja terminu bioloģiskā daudzveidība, bija E. O Vilsons (E. O Wilson) 1988. gadā. Tomēr bioloģiskās daudzveidības jēdziens ir attīstījies kopš XNUMX. gadsimta un joprojām tiek plaši izmantots mūsdienās. Bioloģiskā daudzveidība attiecas uz dzīvības formu daudzveidību. Tas attiecas uz visiem matērijas organizācijas līmeņiem, un ir iespējams, ka to klasificē no evolucionārā vai funkcionālā ekoloģiskā viedokļa.
Tas ir, daudzveidību nevar saprast tikai ar sugu skaitu. Mainīgums, kas novērots citos taksonomijas un vides līmeņos, arī ietekmē, kā mēs paskaidrosim turpmākajās šī ziņojuma sadaļās.
Bioloģiskās daudzveidības īpašības ir pētītas kopš Aristoteļa laikiem. Zinātkāre pētīt dzīvības izcelsmi un nepieciešamība noteikt kārtību lika filozofiem pētīt dažādas dzīvības formas un izveidot patvaļīgas klasifikācijas sistēmas. Tādā veidā viņi ir dzimuši sistemātikas un taksonomijas zinātnēs un līdz ar to arī daudzveidības analīzē.
Bioloģiskās daudzveidības veidi
Attiecībā Bioloģiskās daudzveidības veidi, bioloģiskajai daudzveidībai ir daudz īpašību, un mēs par katru no tām apskatīsim atsevišķās sadaļās, lai uzzinātu Kādas ir bioloģiskās daudzveidības īpašības?
ģenētiskā daudzveidība
Bioloģisko daudzveidību var pētīt dažādos mērogos, sākot ar ģenētiku. Organisms sastāv no tūkstošiem gēnu, kas sagrupēti tā DNS, kas ir iepakota šūnās.
Dažādie veidi, kā var atrast gēnu, kas ir pazīstami kā alēles, un hromosomu dažādība starp indivīdiem veido ģenētisko daudzveidību. Neliela populācija, kuras locekļiem ir viendabīgs genoms, ir nedaudz dažāda.
Ģenētiskās variācijas, ko var atrast starp indivīdiem, kas pieder pie vienas sugas, cita starpā var būt vairāku procesu, piemēram, rekombināciju, gēnu kopas izolācijas, mutāciju, gradientu, lokāla selektīva spiediena, sekas.
Diferenciācija kļūst par pamatu evolūcijai un adaptāciju dzimšanai. Mainīga populācija var būt vides apstākļu izmaiņu rezultāts, bet nelielas izmaiņas var rasties populācijas samazināšanās dēļ vai dažos ārkārtējos gadījumos izraisīt lokālu sugas izzušanu.
Tāpat arī zināšanas par īpatņu populācijas ģenētiskās modifikācijas pakāpi ir būtiskas, lai īstenotu efektīvus sugu aizsardzības plānus, jo šis parametrs ietekmē sugas noturību un noturību.
individuālā daudzveidība
Šajā matērijas organizācijas līmenī mēs varam atrast atšķirības atsevišķu organismu anatomijas, fizioloģijas un uzvedības ziņā.
Iedzīvotāju daudzveidība
Bioloģijā populācijas tiek definētas kā indivīdu kopums, kas ir daļa no vienas sugas, kas pastāv līdzās laikā un telpā un kas var potenciāli vairoties.
Ja mēs runājam par populācijas līmeni, tad šo populāciju veidojošo indivīdu ģenētiskā modifikācija rada smilšu graudus tā, lai pastāvētu bioloģiskā daudzveidība, un tas atkal veido pamatu adaptīvai evolūcijai. Konkrēts piemērs tam ir pati cilvēku populācija, kurā visiem indivīdiem ir novērojamas fenotipiskas izmaiņas.
Sugas, kurām nav bijusi ģenētiska variācija un kurām ir vienādas populācijas, ir vairāk tendētas uz izmiršanu gan vides, gan cilvēku darbības dēļ.
Daudzveidība sugu līmenī
Ja mēs virzāmies uz augšu matērijas organizācijas līmenī, ir iespējams analizēt bioloģiskās daudzveidības iezīmes sugu ziņā. Bioloģiskā daudzveidība ir kopīgs ekologu un dabas aizsardzības biologu pētījumu objekts šajā līmenī.
Daudzveidība virs sugas līmeņa
Bioloģiskās daudzveidības raksturlielumus var turpināt analizēt virs sugas līmeņa. Tas ir, ņemot vērā citus taksonomiskās klasifikācijas līmeņus, piemēram, ģintis, ģimenes, kārtas un citus. Tomēr tas ir biežāk sastopams pētījumos, kas saistīti ar paleontoloģiju.
Tādējādi ir iespējams palielināt mērogu, iegūt bioloģiskās daudzveidības nozīme, kamēr mēs nevaram sasniegt bioģeogrāfijas salīdzinājumus, kas ir nekas vairāk kā daudzu atšķirību atzīšana starp sugām lielos ģeogrāfiskos reģionos.
Kā tiek mērīta bioloģiskā daudzveidība?
Biologu gadījumā svarīgi ir tādi parametri, kas atvieglo bioloģiskās daudzveidības kvantitatīvo noteikšanu. Lai šo darbu uzskatītu par pabeigtu, ir dažādas metodoloģijas, to var pat izmērīt no teorētiskā vai funkcionālā viedokļa.
Funkcionālās mērīšanas skalas satur ģenētisko, sugu un ekosistēmu daudzveidību no zemākās līdz augstākajai. Teorētiskā viedokļa pamatā ir alfa, beta un gamma daudzveidība. Tādā pašā veidā kopienu var novērtēt, aprakstot tās fiziskos atribūtus.
Ierasts izmantot statistikas rādītājus, ar kuriem var izmērīt sugu daudzveidību. Tie veic divus svarīgus pasākumus, kas ir kopējais sugu skaits paraugā un to relatīvais daudzums. Tālāk aprakstīsim ekologu visvairāk izmantotos mērus un rādītājus.
Alfa, beta un gamma daudzveidība
Alfa, beta un gamma daudzveidība ir trīs daudzveidības skalas, ko atzinusi IUCN, kas apzīmē Starptautisko dabas aizsardzības savienību. Šo viedokli 1960. gados ierosināja augu ekologs Roberts Hārdings Vitekers, un tas ir spēkā arī šodien.
Alfa daudzveidība ir termins, ko izmanto, lai apzīmētu sugas vietējā līmenī, tas ir, dzīvotnē vai ekoloģiskajā kopienā. Beta ir atšķirība sugu sastāvā starp kopienām. Visbeidzot, gamma ir sugu skaits reģionālā līmenī.
Tomēr šis sadalījums rada neērtības, definējot lokālo teritoriju un to, kā reģions būtu objektīvi norobežojams, pārsniedzot tikai politiskās robežas, kurām bioloģiski nav nozīmes. Šo robežu paaugstināšanu ietekmē pētījuma jautājums un iesaistītā grupa, kā dēļ uz iepriekšējiem jautājumiem nevar būt nepārprotamas atbildes.
Lielākajā daļā ekoloģisko pētījumu, kas nodarbojas ar bioloģiskās daudzveidības iezīmēm, liela nozīme tiek pievērsta alfa daudzveidībai. Tālāk mēs dažus paskaidrosim bioloģiskās daudzveidības piemēri.
alfa daudzveidība
Alfa daudzveidība parasti ir pakļauta sugu bagātības un sugu vienmērīguma prasībām. Veicot paraugu ņemšanu, zinātnieka izvēlētais apgabals vai zona pārstāv visu kopienu. Šī iemesla dēļ tajā apdzīvoto sugu skaita un nosaukuma saraksta izveidošana ir pirmais solis, lai varētu izmērīt apgabala bioloģiskās daudzveidības raksturlielumus.
Kopienā vai apgabalā atrasto sugu skaits ir sugu bagātība. Kad šī informācija ir zināma, ir jāizpēta arī citi elementi, piemēram, taksonomiskā unikalitāte, taksonomiskā daudzveidība, ekoloģiskā nozīme un mijiedarbība starp sugām.
Parasti sugu bagātība un bioloģiskā daudzveidība kopumā palielinās, jo pētāmā teritorija paplašinās vai kad mēs virzāmies no lielāka uz mazāku garumu un platumu ekvatora virzienā.
Jāņem vērā, ka ne visas sugas vienādi palīdz nodrošināt daudzveidību teritorijā. No ekoloģiskā viedokļa bioloģiskās daudzveidības dažādās dimensijas atspoguļo trofisko līmeņu skaits un dzīves ciklu dažādība, kas veicina diferencētu veidu.
Dažu sugu pastāvēšana apgabalā spēj palielināt ekoloģiskās kopienas daudzveidības līmeni, savukārt citu sugu klātbūtne to nedara.
beta daudzveidība
Beta daudzveidība ir daudzveidības mērs, kas tiek uztverts starp kopienām. Tas ir sugu izmaiņu diapazona un pakāpes mērs gradientā vai no viena biotopa uz citu. Viena no šāda veida mērījumu aktivitātēm ir pētīt daudzveidības salīdzināšanu kalna nogāzē. Beta daudzveidībā tiek ņemtas vērā arī sugu sastāva izmaiņas laikā.
gamma daudzveidība
Gamma daudzveidība ir tā, kuras funkcija ir kvantitatīvi noteikt daudzveidību augstākā telpiskā līmenī. Tas ir tas, kas nodarbojas ar sugu daudzveidības skaidrošanu plašā ģeogrāfiskā diapazonā. Parasti tas ir saistīts ar alfa daudzveidību un beta diferenciācijas pakāpi starp tām.
Tādā veidā gamma daudzveidība izrādās ātrums, kādā tiek atrastas papildu sugas un tiek pētīta to ģeogrāfiskā aizstāšana.
Sugu daudzveidības indeksi
Ekoloģijā daudzveidības indeksi tiek plaši izmantoti, lai to kvantitatīvi noteiktu, izmantojot matemātiskos mainīgos.
Daudzveidības indekss ir konceptualizēts kā statistikas kopsavilkums, ko izmanto, lai noteiktu dažādos biotopos dzīvojošo vietējo sugu kopējo skaitu. Indeksu var attēlot kā dominējošo stāvokli vai kā akciju, un mēs runāsim par visbiežāk izmantotajiem.
Šenonas daudzveidības indekss
Šenonas indekss jeb Šenona-Vēvera indekss parasti tiek izmantots konkrētas bioloģiskās daudzveidības mērīšanai. To apzīmē ar H', un indeksa vērtības svārstās tikai starp pozitīviem skaitļiem. Lielākajā daļā ekosistēmu indeksi tiek vērtēti no 2 līdz 4.
Tiek uzskatīts, ka vērtībām zem 2 ir salīdzinoši neliela daudzveidība, kā tas ir gadījumā tuksneša ekosistēma. No otras puses, vērtības, kas lielākas par 3, norāda uz augstu daudzveidības līmeni, kā tas ir meža vai Tropu klimats vai rifs.
Lai aprēķinātu šī indeksa vērtību, tiek ņemts vērā sugu skaits, ko mēs saucam par bagātību, un to relatīvais skaits, ko mēs saucam par pārpilnību. Indeksa maksimālā vērtība parasti ir tuvu 5 un minimālā vērtība ir 0, kas ir vieta, kur pastāv tikai sugas, kas nozīmē, ka nav daudzveidības. Ekosistēma ar Šenona indeksu 0 var būt monokultūra.
Simpsona dažādības indekss
Simpsona indekss ir tas, kas apzīmēts ar burtu D, un tas aprēķina varbūtību, ka divi indivīdi, kas nejauši izvēlēti no izlases, pieder vienai un tai pašai sugai vai citai taksonomijas kategorijai.
Tādā pašā veidā Simpsona daudzveidības indekss tiek izteikts kā 1 – D. Tad vērtības ir no 0 līdz 1, un, apgriezti iepriekšējam indeksam, tas izsaka varbūtību, ka divi nejauši izvēlēti indivīdi veido daļu no dažādām sugām.
Vēl viens veids, kā to noteikt, ir izmantot savstarpēju indeksu, kas tiek attēlots kā 1/D. Tādā veidā 1 vērtība izsaka tādas kopienas esamību, kurā ir tikai viena suga. Ja vērtība palielinās, tas liecina, ka pastāv lielāka dažādība.
Lai gan ekoloģiskajā literatūrā visbiežāk tiek izmantoti Šenona un Simpsona indeksi, cita starpā ir arī citi, piemēram, Margalef, McIntosh un Pielou indekss.
Kāpēc mums būtu jānosaka bioloģiskā daudzveidība?
Bioloģiskās daudzveidības mērījumi ir būtiski, ja vēlaties iegūt datus par daudzveidības svārstībām atbilstoši izmaiņām vidē, kas bojā ekosistēmu, neatkarīgi no tā, vai tās ir radušās dabiski vai cilvēku darbības rezultātā.
Bioloģiskās daudzveidības mērīšanas iemesls ir pārbaudīt, kādas ir dzīvības evolūcijas uz Zemes sekas, kas aizsākās pirms aptuveni 3.5 miljardiem gadu un visa tā laikā dzīvās būtnes ir radījušas dažādas dzīvības formas, kas uz planētas tiek novērotas mūsdienās.
Tāpēc dažādie evolūcijas procesi ir bijuši atbildīgi par šo milzīgo dzīvo būtņu skaitu, pateicoties konkurences atbrīvošanai, ekoloģiskajai atšķirībai un kopevolūcijai.
