BIOLOŠKA RAZNOLIKOST: KARAKTERISTIKE, ZNAČAJ I PRIMJERI - BIOLOGIJA

Bioraznolikosti ili bioraznolikosti je kratica za „raznolikosti”, a odnosi se na više elemenata varijabilnost prisutnih organskih bića. Ovaj se koncept može razumjeti s različitih razina, bilo da je to taksonomska, funkcionalna, filogenetska, genetska ili trofička.

Područje koje naseljava jedna vrsta rane dobi (s evolucijskog stajališta), sastavljeno od genetski homogenih jedinki, raspoređenih u zasebnim geografskim područjima i u uskom rasponu staništa, bit će ekosustav s niskom biološkom raznolikošću.

Biološka raznolikost obuhvaća različite vrste - i njihovu biološku varijaciju - unutar regije.

Izvor: pixabay.com

Suprotno tome, stanište s nekoliko vrsta - neke drevne, druge čiji se postupak specifikacije dogodio nedavno - čiji je genetski materijal heterogen i široko rasprostranjen, bilo bi područje s velikom raznolikošću.

Međutim, visoki i niski su relativni pojmovi. Stoga postoji nekoliko indeksa i parametara koji nam omogućuju da kvantificiramo raznolikost regije, poput indeksa Shannon i Simpson. Na temelju njih vidimo da raspodjela živih organizama nije homogena na planeti. Više raznolikosti obično nalazimo kako se približavamo tropima.

Bioraznolikost se može proučavati pomoću dvije komplementarne discipline: ekologija i evolucijska biologija. Ekolozi se prvenstveno usredotočuju na čimbenike koji utječu na lokalnu raznolikost i koji djeluju u kratkim vremenskim razdobljima.

Sa svoje strane, evolucijski biolozi usredotočeni su na više vremenske skale i usredotočeni su na događaje izumiranja, stvaranje prilagodbi i specifikaciju, između ostalog.

U posljednjih 50 godina, prisutnost ljudi, globalno zagrijavanje i drugi čimbenici promijenili su rasprostranjenost i raznolikost značajnog broja vrsta. Znanje i kvantifikacija biološke raznolikosti ključni su elementi za formulaciju rješenja ovog problema.

Što je biološka raznolikost?

Prva osoba koja je upotrijebila pojam bioraznolikost u ekološkoj literaturi bio je E. O Wilson 1988. Međutim, koncept biološke raznolikosti razvija se od 19. stoljeća, a i danas se široko koristi.

Biološka raznolikost odnosi se na raznolikost životnih oblika. Ovo se proteže na sve razine organizacije i može se svrstati s evolucijskog ili ekološkog (funkcionalnog) stajališta.

Odnosno, raznolikost se ne razumije samo u pogledu broja vrsta. Promjenjivost na drugim taksonomskim i ekološkim razinama također ima utjecaj, kao što ćemo vidjeti kasnije.

Bioraznolikost je proučavana još od Aristotelovih vremena. Svojstvena znatiželja o životu i potreba uspostavljanja reda doveli su filozofe do proučavanja različitih oblika života i uspostavljanja proizvoljnih klasifikacijskih sustava. Tako su se rodile znanosti sistematike i taksonomije, a samim tim i proučavanje različitosti.

Značajke biološke raznolikosti

Genetska raznolikost

Biološka raznolikost može se proučavati na različitim mjerilima, počevši od genetike. Organizam se sastoji od tisuća gena grupiranih u svojoj DNK, koja je organizirana unutar njegovih stanica.

Različiti oblici koje nalazimo u genu (poznati i kao aleli) i varijacije u kromosomima među pojedincima čine genetsku raznolikost. Mala populacija čiji je genom homogen među članovima nešto je raznolika.

Genetska varijabilnost koju nalazimo kod pojedinaca iste vrste rezultat je niza procesa kao što su: mutacije, rekombinacija, genetski polimorfizmi, izolacija genskog bazena, lokalni selektivni pritisci i gradijenti.

Varijacija je osnova za evoluciju i za stvaranje adaptacija. Promjenjiva populacija može reagirati na promjene u okolišnim uvjetima, dok se male varijacije mogu pretvoriti u pad populacije ili u ekstremnim slučajevima mogu dovesti do lokalnog izumiranja vrsta.

Nadalje, poznavanje stupnja genetičke varijabilnosti populacije od ključne je važnosti ako se trebaju uspostaviti efikasni planovi zaštite, jer ovaj parametar utječe na otpornost i postojanost vrste.

Individualna raznolikost

Na ovoj razini organizacije nalazimo varijacije u pogledu anatomije, fiziologije i ponašanja u pojedinim organizmima.

Raznolikost stanovništva

U biologiji mi definiramo populacije kao skup jedinki iste vrste koji koegzistiraju u vremenu i prostoru i koji se mogu potencijalno razmnožavati.

Na populacijskoj razini, genetska varijacija jedinki koje je čine doprinosi biološkoj raznolikosti i, opet, osnova je da se dogodi adaptivna evolucija. Jasan primjer toga je ljudska populacija u kojoj svi pojedinci imaju značajne fenotipske varijacije.

Vrste kojima nedostaju genetske varijacije i imaju jedinstvenu populaciju sklonije su izumiranju, kako iz okolišnih tako i od uzrokovanih ljudskim uzrocima.

Raznolikost na razini vrsta

Ako napredujemo na razini organizacije, možemo analizirati biološku raznolikost s obzirom na vrste. Biološku raznolikost često proučavaju ekolozi i očuvani biolozi na ovoj razini.

Raznolikost iznad razine vrsta

Možemo nastaviti s analizom biološke raznolikosti iznad razine vrsta. Odnosno, uzimajući u obzir druge razine taksonomske klasifikacije kao što su rodovi, obitelji, redovi itd. Međutim, to je češće u studijama vezanim za paleontologiju.

Dakle, možemo ići naprijed u ljestvici, sve dok ne nađemo usporedbe koje je napravila biogeografija, a to je ništa drugo do prepoznavanje različitog bogatstva vrsta u velikim geografskim regijama.

Kako se mjeri biološka raznolikost?

Za biologe je važno imati parametre koji omogućuju kvantifikaciju biološke raznolikosti. Da bi se postigao ovaj zadatak, postoje različite metodologije koje se mogu mjeriti iz funkcionalne ili teorijske perspektive.

Funkcionalne kategorije mjerenja uključuju genetsku raznolikost, raznolikost vrsta i ekosustava. Teorijska perspektiva temelji se na alfa, beta i gama raznolikosti. Slično tome, zajednica se može ocjenjivati opisivanjem fizičkih svojstava.

Upotreba statističkih indeksa koji mjeri raznolikost vrsta je uobičajena. One kombiniraju dvije važne mjere: ukupan broj vrsta u uzorku i njihovo relativno obilje. Dalje ćemo opisati mjere i indekse koje ekolozi najviše koriste.

Alfa, beta i gama raznolikost

Alfa, beta i gama raznolikost su tri razine raznolikosti koje je prepoznao IUCN (Međunarodna unija za očuvanje prirode). Ovaj je pristup predložio ekološki biljni Robert Harding Whittaker 1960. godine i koristi se i danas.

Alfa raznolikost je broj vrsta na lokalnoj razini, odnosno unutar staništa ili ekološke zajednice. Beta je razlika u sastavu vrsta među zajednicama. Konačno, gama pokazuje broj vrsta na regionalnoj razini.

Međutim, ova podjela suočava se s nedostatkom kada ćemo definirati lokalno područje i na koji način možemo objektivno razgraničiti regiju - izvan pukih političkih granica koje su biološki besmislene.

Na granično postavljanje utječe pitanje ispitivanja i uključena grupa, tako da gornja pitanja nemaju očit odgovor.

U većini ekoloških studija povezanih s biološkom raznolikošću, naglasak je obično na alfa raznolikosti.

Alfa raznolikost

Raznolikost alfa općenito se izražava u obliku bogatstva vrsta i jednakosti vrsta. Tijekom provedenog uzorkovanja, mjesto ili područje koje istraživač odabere predstavlja cjelokupnu zajednicu. Stoga je popis broja i imena vrsta koje žive tamo prvi korak u mjerenju biološke raznolikosti nekog područja.

Broj vrsta unutar zajednice ili područja je bogatstvo vrsta. Znajući ovaj parametar, pokrećemo analizu drugih kriterija, a to su: taksonomska jedinstvenost, taksonomska divergencija, ekološki značaj i interakcije među vrstama, između ostalih.

Općenito, bogatstvo vrsta - i biološka raznolikost općenito - povećavaju se kad proširujemo područje koje analiziramo ili kada prelazimo s veće na manju širinu i širinu (prema ekvatoru).

Moramo uzeti u obzir da sve vrste ne doprinose na isti način raznolikosti područja. Sa ekološkog stajališta, različite dimenzije biološke raznolikosti predstavljene su brojnim trofičkim razinama i raznim životnim ciklusima koji različito doprinose.

Prisutnost određenih vrsta na tom području može povećati raznolikost ekološke zajednice, dok one drugih ne.

Beta raznolikost

Beta raznolikost je mjera različitosti između zajednica. To je mjera brzine i stupnja promjene vrsta u nagibu ili iz jednog staništa u drugo.

Na primjer, ova bi mjera proučavala usporedbu različitosti duž padine planine. Beta raznolikost također naglašava vremensku promjenu u sastavu vrsta.

Gama raznolikost

Gama raznolikost kvantificira raznolikost s više prostorne razine. Ovo je zaduženo za objašnjenje raznolikosti vrsta u širokom geografskom rasponu. U osnovi, to je produkt alfa raznolikosti i stupnja diferencijacije (beta) između njih.

Stoga je gama raznolikost stopa kojom se pronalaze dodatne vrste i proučava njihova zemljopisna zamjena.

Indeksi raznolikosti vrsta

U ekologiji se široko koriste indeksi raznolikosti, s ciljem da se kvantificiraju korištenjem matematičkih varijabli.

Indeks raznolikosti definiran je kao statistički sažetak koji mjeri ukupni broj lokalnih vrsta koje postoje na različitim staništima. Indeks može biti dominacija ili vlasništvo (u engleskom se koristi i ujednačenost).

Indeks raznolikosti Shannona

Shannonov indeks ili Shannon-Weaver indeks popularno se koristi za mjerenje specifične biološke raznolikosti. Predstavlja se pomoću H ', a vrijednosti indeksa fluktuiraju samo između pozitivnih brojeva. U većini ekosustava vrijednosti su od 2 do 4.

Vrijednosti ispod 2 smatraju se relativno ne vrlo raznolikim, na primjer u pustinji. Iako su vrijednosti veće od 3, ukazuju na veliku raznolikost, poput neotropske šume ili grebena.

Za izračunavanje vrijednosti indeksa uzimaju se u obzir broj vrsta (bogatstvo) i njihov relativni broj (brojnost). Maksimalna vrijednost indeksa obično je blizu 5, a minimalna vrijednost 0, a postoji samo jedna vrsta - to jest, nema raznolikosti. Ekosustav sa Shannonovim indeksom 0 može biti monokultura.

Simpsonov indeks raznolikosti

Simpsonov indeks predstavljen je slovom D i mjeri vjerojatnost da dvije nasumično odabrane jedinke iz uzorka pripadaju istoj vrsti - ili nekoj drugoj taksonomskoj kategoriji.

Na isti način, Simpsonov indeks raznolikosti izražava se kao 1 - D (indeks objasnjen u prethodnom odlomku). Vrijednost je između 0 i 1, a suprotno prethodnom slučaju, predstavlja vjerojatnost da dvije jedinke uzete nasumično pripadaju različitim vrstama.

Drugi način da se izrazi pomoću recipročnog indeksa: 1 / D. Na taj se način vrijednost 1 prevodi u zajednicu sa samo jednom vrstom. Kako se vrijednost povećava, to je pokazatelj veće raznolikosti.

Iako su Shannonov indeks i Simpsonov indeks najpopularniji u ekološkoj literaturi, postoje i drugi poput Margalef, McIntosh i Pielou indeksa.

Zašto bismo kvantificirali biološku raznolikost?

U prethodnom smo dijelu detaljno opisali različite matematičke alate kojima ekolozi raspolažu za kvantifikaciju biološke raznolikosti. Međutim, za šta su ove vrijednosti korisne?

Mjerenja biološke raznolikosti su neophodna ako želite pratiti kako raznolikost fluktuira, kao funkciju promjena u okolišu koje degradiraju ekosustave, prirodno proizvedene i stvorene od čovjeka.

Biološka raznolikost kao rezultat evolucije: kako nastaje biološka raznolikost?

Život na Zemlji započeo je prije najmanje 3,5 milijardi godina. Tijekom tog razdoblja, organska bića su zračila u različitim oblicima koje danas promatramo na planeti.

Za ovu ogromnu raznolikost zaslužni su različiti evolucijski procesi. Među najvažnije imamo sljedeće: oslobađanje od konkurencije, ekološka divergencija i koevolucija.

Oslobađanje od konkurencije

Razne studije, usredotočene na postojeće i izumrle vrste, pokazale su da se staništa organizama imaju tendenciju brzog diverzifikacije ako postoje ekološke mogućnosti - to su „prazne“ niše.

Kada skupina organizama kolonizira regiju bez grabežljivaca i s malo konkurencije (na primjer, nenaseljeni otok), teže je raznolikosti, zauzimajući raspoložive ekološke niše. Taj se fenomen naziva adaptivno zračenje.

Na primjer, nakon izumiranja dinosaura, ostalo je više slobodnih niša koje su kasnije zauzele zračenje sisavaca.

Ekološka divergencija

Postoje ključne prilagodbe koje omogućuju organizmima da zauzimaju brojne ekološke niše. Ti organizmi zauzimaju istu prilagodljivu zonu, pa zauzimaju slične „ekološke prostore“. Kad dvije vrste imaju vrlo slične ekološke niše, konkurencija se povećava.

Prema ekološkim teorijama, dvije vrste se ne mogu natjecati u nedogled jer će jedna vrsta na kraju premjestiti drugu. Drugi mogući scenarij je da je jedna od vrsta sposobna iskorištavati drugi resurs, s ciljem smanjenja konkurencije sa svojim partnerom.

Na taj način sposobnost vrsta da iskorištavaju nove resurse i koriste nova staništa pridonijela je povećanju biološke raznolikosti tijekom vremena.

Coevolution

Različite interakcije koje mogu postojati između organizama različitih vrsta imaju evolucijske posljedice i odgovorne su za dio biološke raznolikosti. Neke vrste pružaju resurse za svoje drugove. Stoga se diverzifikacija jedne od tih vrsta prevodi u diverzifikaciju druge vrste.

Koevolucija između grabežljivaca i njihovog plijena također se smatra izvorom raznolikosti. Ako predator generira novu prilagodbu, to je (u nekim slučajevima) popraćeno prilagodbom u plijenu.

Vrlo ilustrativni primjer koevolucije i biološke raznolikosti je visoki broj angiospermija, povezan s raznolikošću njihovih oprašivača beskralježnjaka.

Važnost

Ljudsko društvo ovisi o bioraznolikosti na nekoliko načina. Općenito, vrijednost biološke raznolikosti može biti subjektivan pojam i ovisi o svakoj osobi, pa je ta vrijednost klasificirana kao svojstvena ili svojstvena vrijednost i kao instrumentalna ili vanjska vrijednost.

Unutarnja i vanjska vrijednost

Vanjska vrijednost određuje se upotrebom ili primjenom koje može imati u ljudskom društvu - poput proizvodnje hrane, lijekova, među ostalim. Slično tome, vanjska vrijednost može se primijeniti na blagodati ostalih živih bića, ali ljudi se često uzimaju u obzir.

Na primjer, razni insekti, ptice i sisari igraju ulogu oprašivača u ekosustavima, posredujući reprodukciju značajnog broja ekonomski važnih biljaka. Primjeri za to su pčele i šišmiši.

Suprotno tome, svojstvena vrijednost biološke raznolikosti tuđa je uslugama ekosustava koje živa bića mogu pružiti okolišu. Polazi od pretpostavke da svaki organizam ima pravo na život, baš kao što to imaju i ljudi.

Ova vrijednost nije povezana s izgledom ili estetikom organizma, jer je ovaj parametar dio vanjskih vrijednosti. Budući da koncept ima snažnu filozofsku komponentu, karakterizira ga teško razumijevanje. Neki ekonomisti, na primjer, smatraju da je njihova definicija nepotpuna.

Ostale klasifikacije

Postoje i drugi načini razvrstavanja važnosti biološke raznolikosti, razlikovanje organizama s nekom ekonomskom vrijednošću na tržištu i onih koji nemaju takvu vrijednost.

Ostale klasifikacije su složenije i sadrže više kategorija. Na primjer, klasifikacija koju je predložio Kellert (1996.) uključuje devet kategorija: utilitarističku, prirodoslovnu, ekološko-znanstvenu, estetsku, simboličku, humanističko-moralizirajuću, dominionističku i opozicijsku.

Biološka raznolikost u Latinskoj Americi

U Latinskoj Americi nalazimo veliku biološku raznolikost. Trenutno je velikom broju ekosustava ovih regija ugroženo, uglavnom antropogeni čimbenici.

Iz tog razloga u većini zemalja postoje zaštićena područja poput parkova, rezervata, svetišta i prirodnih spomenika koji nastoje zaštititi vrste regije.

U nastavku ćemo opisati bioraznolikost najrelevantnijih latinoameričkih zemalja, s najvećom globalnom raznolikošću.

Biološka raznolikost u Meksiku

Meksiko je, s obzirom na broj vrsta, izuzetno raznolika zemlja koja doseže gotovo 70 000 vrsta životinja i biljaka, od kojih je više od 900 endemskih regija. Po svojoj raznolikosti širom svijeta zauzima jedno od prvih položaja.

Ova velika biološka raznolikost pripisuje se nekoliko faktora, uglavnom složenom položaju i topografiji zemlje i klimatskoj raznolikosti. Na razini ekosustava Meksiko je podjednako raznolik, predstavljajući sve vrste prirodnih okoliša i ekoregija.

Biološka raznolikost u Kolumbiji

Ova megadiverse zemlja broji više od 62 000 vrsta, od kojih je nekoliko endemskih Kolumbiji. U njemu se nalazi najveći broj vrsta ptica i orhideja na svijetu.

S obzirom na ekosustave, nalazimo široku raznolikost regija. Kolumbijska raznolikost obično se grupira u takozvane "vruće točke raznolikosti", koje odgovaraju andijskoj regiji i regiji Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biološka raznolikost u Peruu

Zahvaljujući svom reljefu i zemljopisnom položaju, Peru je zemlja velike biološke raznolikosti. Zapravo je i unutar megadiverse zemalja. Mnoge su vrste endemične za regiju.

Raznovrsna je u pogledu ekosustava, s tipičnim oceanskim vrstama (pod utjecajem struja Niño i Humboldt), obalnim pustinjama, različitim vrstama šuma, puna, mangrova, prerija, páramo, Amazonije i savane.,

Biološka raznolikost u Argentini

Argentina je zemlja koju karakterizira velika biološka raznolikost koja oživljava na svom ogromnom zemljopisnom teritoriju. Uz planinsko okruženje, savane i suptropsku klimu, Argentina je dom velikog broja biljaka i životinja, ističući prisutnost velikih mačaka i vodenih sisavaca.

Biološka raznolikost u Venezueli

Venezuela je megadiverse zemlja s više od 20 000 vrsta životinja i biljaka raspoređenih po cijelom teritoriju. Kao i u gore navedenim zemljama, raznolikost se često pripisuje klimatskoj i topografskoj heterogenosti.

U pogledu ekosustava, Venezuela ima sve vrste regija, uključujući šume, ravnice, páramos, savane, planine, pustinje itd., Svaka sa svojom tipičnom skupinom vrsta. Kao i u prethodnim zemljama, velik broj vrsta je endemičan za regiju.

Biološka raznolikost u Europi

Biološka raznolikost u Španjolskoj

Španjolska se ističe jednom od najvećih bioraznolikosti u cijeloj Europi, ističući prisutnost sisavaca i gmizavaca.

Stanje poluotoka daje mu veliku varijabilnost u pogledu klime, što je presudan faktor u broju vrsta i razlikuje ga od ostatka Europe. Planinski reljef je također važna varijabla.

Reference

Curtis, H., i Schnek, A. (2006). Poziv na biologiju. Panamerican Medical Ed.
Eldredge, N. (ur.). (1992). Sistematika, ekologija i kriza biološke raznolikosti. Columbia University Press.
Freeman, S., i Herron, JC (2002). Evolucijska analiza Dvorana Prentice.
Futuyma, DJ (2005). Evolucija. Sinauer.
Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biološka raznolikost i dobrobit ljudi: bitna poveznica za održivi razvoj. Zbornik radova. Biološke znanosti, 283 (1844), 20162091.
Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K.,… Schuster, W. (2016). Biološka raznolikost kao višedimenzionalni konstrukt: pregled, okvir i studija slučaja utjecaja biljojeda na biodiverzitet biljaka. Zbornik radova. Biological Sciences, 283 (1844), 20153005.
Nacionalno vijeće za istraživanje. (1999). Perspektive bioraznolikosti: vrednovanje njene uloge u svijetu koji se stalno mijenja. Nacionalne akademije Press.
Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). Komponente biološke raznolikosti, s posebnim naglaskom na filogenetske informacije. Ekologija i evolucija, 7 (16), 6444–6454.

BIOLOŠKA RAZNOLIKOST: KARAKTERISTIKE, ZNAČAJ I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026