БИОРАЗНООБРАЗИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕРЫ - БИОЛОГИЯ - 2025

Биоразнообразия или биоразнообразие является аббревиатурой «биоразнообразия» и относится к нескольким элементам изменчивости , присутствующие органических существ. Эту концепцию можно понять с разных уровней, будь то таксономический, функциональный, филогенетический, генетический или трофический.

Регион, населенный одним видом в раннем возрасте (с эволюционной точки зрения), состоящим из генетически однородных особей, которые распределены в дискретных географических областях и в узком диапазоне местообитаний, будет экосистемой с низким биоразнообразием.

Биоразнообразие включает в себя различные виды - и их биологическое разнообразие - в пределах региона.
Источник: pixabay.com

Напротив, среда обитания с несколькими видами - некоторыми древними, другими, чей процесс видообразования произошел недавно - чей генетический материал неоднороден и широко распространен, будет регионом с большим разнообразием.

Однако высокие и низкие значения - понятия относительные. Таким образом, существует несколько индексов и параметров, которые позволяют нам количественно оценить разнообразие региона, например, индекс Шеннона и Симпсона. Исходя из них, мы видим, что распространение живых организмов на планете неоднородно. По мере приближения к тропикам обычно появляется больше разнообразия.

Биоразнообразие можно изучать с помощью двух взаимодополняющих дисциплин: экологии и эволюционной биологии. Экологи в первую очередь обращают внимание на факторы, влияющие на местное разнообразие и действующие в короткие периоды времени.

Со своей стороны, эволюционные биологи сосредотачиваются на более высоких временных масштабах и сосредотачиваются на событиях вымирания, генерации адаптации и видообразования, среди прочего.

За последние 50 лет присутствие человека, глобальное потепление и другие факторы изменили распространение и разнообразие значительного числа видов. Знание и количественная оценка биоразнообразия являются важными элементами для формулирования решений этой проблемы.

Что такое биологическое разнообразие?

Первым, кто использовал термин «биоразнообразие» в экологической литературе, был Э. О Уилсон в 1988 году. Однако концепция биологического разнообразия разрабатывалась с 19 века и широко используется до сих пор.

Биоразнообразие относится к разнообразию форм жизни. Это распространяется на все уровни организации и может быть классифицировано с эволюционной или экологической (функциональной) точки зрения.

То есть разнообразие понимается не только с точки зрения количества видов. Изменчивость на других таксономических и экологических уровнях также имеет влияние, как мы увидим позже.

Биоразнообразие изучается со времен Аристотеля. Внутреннее любопытство к жизни и необходимость наведения порядка побудили философов изучать различные формы жизни и устанавливать произвольные системы классификации. Так родились науки систематики и систематики, а значит, и изучение разнообразия.

Характеристики биоразнообразия

Генетическое разнообразие

Биологическое разнообразие можно изучать на разных уровнях, начиная с генетики. Организм состоит из тысяч генов, сгруппированных в его ДНК, которая организована внутри его клеток.

Различные формы гена (известные как аллели) и различия в хромосомах между людьми составляют генетическое разнообразие. Небольшая популяция, геном которой однороден среди ее членов, несколько разнообразна.

Генетическая изменчивость, которую мы обнаруживаем среди людей одного и того же вида, является результатом ряда процессов, таких как: мутации, рекомбинация, генетические полиморфизмы, изоляция генофонда, локальное селективное давление и градиенты, среди прочего.

Вариация - основа эволюции и порождения приспособлений. Изменчивая популяция может реагировать на изменения в условиях окружающей среды, в то время как небольшие вариации могут привести к сокращению популяции или, в крайних случаях, к местному исчезновению вида.

Кроме того, знание степени генетической изменчивости популяции необходимо для разработки эффективных планов сохранения, поскольку этот параметр влияет на устойчивость и устойчивость вида.

Индивидуальное разнообразие

На этом уровне организации мы обнаруживаем различия в анатомии, физиологии и поведении отдельных организмов.

Разнообразие населения

В биологии мы определяем популяции как совокупность особей одного и того же вида, сосуществующих во времени и пространстве и потенциально способных к воспроизводству.

На уровне популяции генетическая изменчивость индивидов, из которых она состоит, вносит вклад в биоразнообразие и, опять же, является основой для возникновения адаптивной эволюции. Ярким примером этого является человеческая популяция, где все люди демонстрируют заметные фенотипические вариации.

Виды, лишенные генетической изменчивости и имеющие однородные популяции, более склонны к исчезновению как по экологическим, так и по антропогенным причинам.

Разнообразие на уровне видов

Если мы поднимемся на организационный уровень, мы сможем анализировать биоразнообразие с точки зрения видов. Биоразнообразие часто изучается экологами и биологами-экологами на этом уровне.

Разнообразие выше видового уровня

Мы можем продолжить анализ биоразнообразия на уровне выше видов. То есть с учетом других уровней таксономической классификации, таких как роды, семейства, отряды и т. Д. Однако это чаще встречается в исследованиях, связанных с палеонтологией.

Таким образом, мы можем идти вверх по шкале, пока не найдем сравнения, сделанные с помощью биогеографии, которая является не чем иным, как признанием различного разнообразия видов в больших географических регионах.

Как измеряется биоразнообразие?

Для биологов важно иметь параметры, позволяющие количественно оценить биоразнообразие. Для выполнения этой задачи существуют различные методологии, которые можно измерить с функциональной или теоретической точки зрения.

Категории функциональных измерений включают генетическое, видовое и экосистемное разнообразие. Теоретическая перспектива основана на разнообразии альфа, бета и гаммы. Точно так же сообщество можно оценить, описав его физические атрибуты.

Использование статистических индексов, измеряющих разнообразие видов, является обычным явлением. Они сочетают в себе два важных показателя: общее количество видов в выборке и их относительную численность. Далее мы опишем наиболее часто используемые экологами меры и индексы.

Альфа, бета и гамма разнообразие

Альфа, бета и гамма разнообразие - это три уровня разнообразия, признанные МСОП (Международный союз охраны природы). Этот подход был предложен экологом растений Робертом Хардингом Уиттакером в 1960 году и используется до сих пор.

Альфа-разнообразие - это количество видов на местном уровне, то есть в среде обитания или экологическом сообществе. Бета - это разница в видовом составе между сообществами. Наконец, гамма показывает количество видов на региональном уровне.

Однако это разделение сталкивается с недостатком, когда мы собираемся определить локальную область и как мы можем объективно очертить регион - за пределами простых политических границ, которые биологически бессмысленны.

На установку границ влияет вопрос исследования и вовлеченная группа, поэтому на приведенные выше вопросы нет очевидного ответа.

В большинстве экологических исследований, связанных с биоразнообразием, акцент обычно делается на альфа-разнообразии.

Альфа-разнообразие

Альфа-разнообразие обычно выражается в видовом богатстве и видовом равенстве. Во время отбора проб место или территория, которую выбирает исследователь, представляют все сообщество. Таким образом, составление списка с указанием количества и названий видов, которые там обитают, - это первый шаг в измерении биоразнообразия местности.

Количество видов в сообществе или районе - это видовое богатство. Зная этот параметр, мы приступаем к анализу других критериев, а именно: таксономической уникальности, таксономического расхождения, экологической значимости и взаимодействия между видами, среди прочего.

Как правило, видовое богатство - и биоразнообразие в целом - увеличивается, когда мы расширяем область, которую мы анализируем, или когда мы перемещаемся от большей к меньшей долготе и широте (к экватору).

Мы должны учитывать, что не все виды одинаково вносят вклад в разнообразие территории. С экологической точки зрения различные измерения биоразнообразия представлены рядом трофических уровней и разнообразием жизненных циклов, которые вносят различный вклад.

Присутствие определенных видов в этом районе может увеличить разнообразие экологического сообщества, в то время как других - нет.

Бета-разнообразие

Бета-разнообразие - это мера разнообразия между сообществами. Это мера скорости и степени изменения видов по градиенту или от одного места обитания к другому.

Например, эта мера будет изучать сравнение разнообразия на склоне горы. Бета-разнообразие также подчеркивает временное изменение видового состава.

Гамма-разнообразие

Гамма-разнообразие количественно определяет разнообразие с более высокого пространственного уровня. Он отвечает за объяснение разнообразия видов в широком географическом диапазоне. По сути, это результат альфа-разнообразия и степени дифференциации (бета) между ними.

Таким образом, гамма-разнообразие - это скорость, с которой обнаруживаются дополнительные виды и изучается их географическое замещение.

Показатели видового разнообразия

В экологии широко используются индексы разнообразия с целью его количественной оценки с использованием математических переменных.

Индекс разнообразия определяется как статистическая сводка, которая измеряет общее количество местных видов, существующих в различных средах обитания. Индекс может быть доминирующим или равным (в английском языке используется термин evenness).

Индекс разнообразия Шеннона

Индекс Шеннона или индекс Шеннона-Уивера широко используется для измерения конкретного биоразнообразия. Он представлен буквой H ', а значения индекса колеблются только между положительными числами. В большинстве экосистем значения от 2 до 4.

Значения ниже 2 считаются относительно не очень разнообразными, например, в пустыне. В то время как значения больше 3 указывают на высокое разнообразие, такое как неотропический лес или риф.

Для расчета значения индекса учитывается количество видов (богатство) и их относительное количество (численность). Максимальное значение индекса обычно близко к 5, а минимальное значение равно 0, где есть только один вид, то есть нет разнообразия. Экосистема с индексом Шеннона 0 может быть монокультурой.

Индекс разнообразия Симпсона

Индекс Симпсона представлен буквой D и измеряет вероятность того, что два случайно выбранных человека из выборки принадлежат к одному и тому же виду или к другой таксономической категории.

Таким же образом индекс разнообразия Симпсона выражается как 1 - D (индекс, описанный в предыдущем абзаце). Значение находится в диапазоне от 0 до 1 и, в отличие от предыдущего случая, представляет собой вероятность того, что две случайные особи, взятые наугад, принадлежат к разным видам.

Другой способ выразить это с помощью обратного индекса: 1 / D. Таким образом, значение 1 соответствует сообществу только с одним видом. Увеличение значения свидетельствует о большем разнообразии.

Хотя индекс Шеннона и индекс Симпсона являются наиболее популярными в экологической литературе, существуют и другие, такие как индекс Маргалефа, Макинтоша и Пиелу.

Почему мы должны количественно определять биоразнообразие?

В предыдущем разделе мы очень подробно описали различные математические инструменты, которые есть у экологов для количественной оценки биологического разнообразия. Однако для чего нужны эти значения?

Измерения биоразнообразия имеют важное значение, если вы хотите отслеживать колебания разнообразия в зависимости от изменений окружающей среды, которые разрушают экосистемы, как естественные, так и созданные руками человека.

Биоразнообразие как результат эволюции: как создается биологическое разнообразие?

Жизнь на Земле зародилась не менее 3,5 миллиардов лет назад. В течение этого периода времени органические существа излучали в различных формах, которые мы наблюдаем на планете сегодня.

За это огромное разнообразие ответственны различные эволюционные процессы. Среди наиболее важных можно выделить следующие: освобождение от конкуренции, экологическое расхождение и совместная эволюция.

Освобождение от конкуренции

Различные исследования, посвященные как нынешним, так и вымершим видам, показали, что родословные организмов стремятся быстро диверсифицироваться, если есть экологические возможности, то есть «пустые» ниши.

Когда группа организмов колонизирует область, свободную от хищников и с небольшой конкуренцией (например, необитаемый остров), она имеет тенденцию к диверсификации, занимая доступные экологические ниши. Это явление называется адаптивным излучением.

Например, после вымирания динозавров осталось множество свободных ниш, которые позже были заняты радиацией от млекопитающих.

Экологическое расхождение

Существуют ключевые адаптации, которые позволяют организмам занимать ряд экологических ниш. Эти организмы занимают одну и ту же адаптивную зону, поэтому занимают одинаковые «экологические пространства». Когда два вида разделяют очень похожие экологические ниши, между ними возрастает конкуренция.

Согласно экологическим теориям, два вида не могут бесконечно конкурировать, потому что один вид в конечном итоге вытеснит другой. Другой возможный сценарий заключается в том, что один из видов способен эксплуатировать другой ресурс с целью уменьшения конкуренции со своим партнером.

Таким образом, способность видов к освоению новых ресурсов и использованию новых мест обитания со временем способствовала увеличению биологического разнообразия.

коэволюции

Различные взаимодействия, которые могут существовать между организмами разных видов, имеют эволюционные последствия и отвечают за часть биоразнообразия. Некоторые виды предоставляют ресурсы своим товарищам. Таким образом, диверсификация одного из них приводит к диверсификации другого вида.

Коэволюция между хищниками и их добычей также рассматривается как источник разнообразия. Если хищник производит новую адаптацию, это (в некоторых случаях) сопровождается адаптацией жертвы.

Очень показательным примером коэволюции и биоразнообразия является большое количество покрытосеменных, связанное с разнообразием их беспозвоночных-опылителей.

значение

Человеческое общество зависит от биоразнообразия по нескольким причинам. Как правило, ценность биоразнообразия может быть субъективным понятием и зависит от каждого человека, поэтому эта ценность классифицируется как внутренняя или неотъемлемая ценность и инструментальная или внешняя ценность.

Внутренняя и внешняя стоимость

Внешняя ценность определяется использованием или применением, которое она может иметь в человеческом обществе, например, в производстве продуктов питания, лекарств и т. Д. Точно так же внешняя ценность может применяться к выгодам для других живых существ, но люди часто принимаются во внимание.

Например, различные насекомые, птицы и млекопитающие играют роль опылителей в экосистемах, опосредуя воспроизводство значительного числа экономически важных растений. Примеры тому - пчелы и летучие мыши.

Напротив, внутренняя ценность биоразнообразия чужда экосистемным услугам, которые живые существа могут предоставить окружающей среде. Он исходит из того, что каждый организм имеет право на жизнь, как и люди.

Это значение не связано с внешним видом или эстетикой организма, поскольку этот параметр является частью внешних значений. Поскольку это понятие имеет сильный философский компонент, его трудно понять. Некоторые экономисты, например, считают свое определение неполным.

Другие классификации

Есть и другие способы классификации важности биоразнообразия, различая организмы, имеющие определенную экономическую ценность для рынка, и организмы, не обладающие такой ценностью.

Другие классификации более сложные и включают больше категорий. Например, классификация, предложенная Келлертом (1996), включает девять категорий: утилитарную, натуралистическую, экологическую, эстетическую, символическую, гуманистически-морализаторскую, доминионистскую и негативистскую.

Биоразнообразие в Латинской Америке

В Латинской Америке мы находим обширное биологическое разнообразие. В настоящее время большое количество экосистем этих регионов находится под угрозой, в основном, антропогенными факторами.

По этой причине в большинстве стран есть охраняемые территории, такие как парки, заповедники, заповедники и памятники природы, которые стремятся защитить виды в регионе.

Ниже мы опишем биоразнообразие наиболее важных латиноамериканских стран с наибольшим глобальным разнообразием.

Биоразнообразие Мексики

Мексика с точки зрения количества видов является чрезвычайно разнообразной страной, в которой обитает почти 70 000 видов животных и растений, из которых более 900 являются эндемиками этого региона. По разнообразию он занимает одно из первых мест в мире.

Такое огромное биоразнообразие объясняется несколькими факторами, в основном сложным положением и топографией страны, а также климатическим разнообразием. На уровне экосистемы Мексика одинаково разнообразна, в ней представлены все виды природных сред и экорегионов.

Биоразнообразие Колумбии

В этой мегоразнообразной стране насчитывается более 62 000 видов, некоторые из которых являются эндемичными для Колумбии. Здесь обитает самое большое количество видов птиц и орхидей в мире.

Что касается экосистем, мы обнаруживаем большое разнообразие регионов. Колумбийское разнообразие обычно группируется в так называемые «горячие точки разнообразия», которые соответствуют регионам Анд и регионам Тумбес-Чоко-Магдалена.

Биоразнообразие в Перу

Благодаря своему рельефу и географическому положению Перу - страна с большим биоразнообразием. Фактически, это также и в странах с большим разнообразием. Многие из его видов являются эндемиками этого региона.

Он разнообразен с точки зрения экосистем, с типичными видами океана (под влиянием течений Ниньо и Гумбольдта), прибрежными пустынями, различными типами лесов, пуна, мангровыми зарослями, прериями, парамо, Амазонкой и саваннами, среди прочего. ,

Биоразнообразие Аргентины

Аргентина - страна, характеризующаяся высоким биоразнообразием, которое способствует жизни на ее огромной географической территории. Аргентина с горной средой, саваннами и субтропическим климатом является домом для большого количества растений и животных, что подчеркивает присутствие больших кошек и водных млекопитающих.

Биоразнообразие Венесуэлы

Венесуэла - огромная страна с более чем 20 000 видов животных и растений, распространенных по всей территории. Как и в вышеупомянутых странах, разнообразие часто объясняется климатической и топографической неоднородностью.

Что касается экосистем, Венесуэла представляет собой самые разные регионы, включая леса, равнины, парамосы, саванны, горы, пустыни и т. Д., Каждый со своей типичной группой видов. Как и в предыдущих странах, большое количество видов являются эндемиками этого региона.

Биоразнообразие в Европе

Биоразнообразие Испании

Испания выделяется тем, что имеет одно из крупнейших биоразнообразия во всей Европе, подчеркивая присутствие млекопитающих и рептилий.

Его состояние как полуострова дает ему широкую изменчивость с точки зрения климата, что является решающим фактором в количестве видов и отличает его от остальной части Европы. Горный рельеф также является важной переменной.

Ссылки

1. Кертис, Х., и Шнек, А. (2006). Приглашение к биологии. Panamerican Medical Ed.
2. Элдридж, Н. (Ред.). (1992). Систематика, экология и кризис биоразнообразия. Издательство Колумбийского университета.
3. Фриман, С., и Херрон, Дж. К. (2002). Эволюционный анализ. Прентис Холл.
4. Футуйма, диджей (2005). Эволюция. Sinauer.
5. Наим, С., Чаздон, Р., Даффи, Дж. Э., Прагер, К., и Ворм, Б. (2016). Биоразнообразие и благосостояние человека: важное звено устойчивого развития. Труды. Биологические науки, 283 (1844), 2016-2091.
6. Наим, С., Прагер, К., Уикс, Б., Варга, А., Флинн, Д.Ф., Гриффин, К.,… Шустер, В. (2016). Биоразнообразие как многомерная конструкция: обзор, структура и тематическое исследование воздействия травоядных на биоразнообразие растений. Труды. Биологические науки, 283 (1844), 20153005.
7. Национальный исследовательский совет. (1999). Перспективы биоразнообразия: оценка его роли в постоянно меняющемся мире. Национальная академия прессы.
8. Шайнер, С.М., Косман, Э., Пресли, С.Дж., и Уиллиг, М.Р. (2017). Компоненты биоразнообразия, с особым вниманием к филогенетической информации. Экология и эволюция, 7 (16), 6444–6454.