BIODIVERSITET: EGENSKAPER, VIKT OCH EXEMPEL - BIOLOGI

Den biologiska mångfalden eller den biologiska mångfalden är förkortningen för "biologisk mångfald" och hänvisar till de många elementen i variation som finns i organiska varelser. Detta koncept kan förstås från olika nivåer, vare sig det är taxonomiskt, funktionellt, fylogenetiskt, genetiskt eller trofiskt.

En region bebodd av en enda art i tidig ålder (ur en evolutionssynpunkt), sammansatt av genetiskt homogena individer, som är fördelade i diskreta geografiska områden och i ett smalt livsmiljö, kommer att vara ett ekosystem med låg biologisk mångfald.

Biodiversitet omfattar de olika arterna - och deras biologiska variation - inom en region.
Källa: pixabay.com

Däremot skulle en livsmiljö med flera arter - en del forntida, andra vars specieringsprocess inträffade nyligen - vars genetiska material är heterogen och vitt spridd, vara en region med stor mångfald.

Men höga och låga är relativa termer. Därför finns det flera index och parametrar som gör att vi kan kvantifiera mångfalden i en region, som Shannon och Simpson-indexet, bland andra. Baserat på dem ser vi att distributionen av levande organismer inte är homogen på planeten. Mer mångfald finns oftast när vi kommer närmare tropikerna.

Biodiversitet kan studeras med hjälp av två komplementära discipliner: ekologi och evolutionär biologi. Ekologer fokuserar främst på de faktorer som påverkar den lokala mångfalden och som fungerar på kort tid.

Evolutionära biologer, för sin del, fokuserar på högre tidsskalor och fokuserar på utrotningshändelser, generering av anpassningar och speciation, bland andra.

Under de senaste 50 åren har människans närvaro, global uppvärmning och andra faktorer förändrat spridningen och mångfalden hos ett betydande antal arter. Kunskap och kvantifiering av biologisk mångfald är viktiga element för formulering av lösningar på detta problem.

Vad är biologisk mångfald?

Den första personen som använde termen biologisk mångfald i ekologisk litteratur var E. O Wilson 1988. Begreppet biologisk mångfald har emellertid varit under utveckling sedan 1800-talet och används fortfarande i dag.

Biodiversitet avser mångfalden i livsformer. Detta sträcker sig till alla nivåer av organisation och kan klassificeras ur en evolutionär eller ekologisk (funktionell) synvinkel.

Det vill säga att mångfald inte bara förstås med avseende på antalet arter. Variabilitet på andra taxonomiska och miljömässiga nivåer påverkar också, som vi kommer att se senare.

Biodiversitet har studerats sedan Aristotelians tid. Den inneboende nyfikenheten kring livet och behovet av att upprätta ordning ledde filosofer till att studera de olika livsformerna och etablera godtyckliga klassificeringssystem. Således föddes vetenskaperna om systematik och taxonomi, och därför studien av mångfald.

Egenskaper för biologisk mångfald

Genetisk mångfald

Biologisk mångfald kan studeras i olika skalor, med början med genetik. En organism består av tusentals gener grupperade i sitt DNA, som är organiserade inuti dess celler.

De olika formerna som vi hittar på en gen (känd som alleler) och variationerna i kromosomer mellan individer utgör genetisk mångfald. En liten befolkning vars genom är homogent bland medlemmarna är något mångsidig.

Den genetiska variationen som vi finner bland individer av samma art är resultatet av en serie processer som: mutationer, rekombination, genetiska polymorfismer, isolering av genpoolen, lokala selektiva tryck och gradienter, bland andra.

Variation är grunden för evolutionen och för att skapa anpassningar. En variabel population kan svara på förändringar i miljöförhållanden, medan den lilla variationen kan översätta till befolkningens minskning, eller i extrema fall kan leda till den lokala utrotningen av arten.

Vidare är kunskap om graden av genetisk variation i en population väsentlig om effektiva bevarandeplaner ska upprättas, eftersom denna parameter påverkar artens hållbarhet och uthållighet.

Individuell mångfald

På denna organisationsnivå finner vi variation i termer av anatomi, fysiologi och beteende hos enskilda organismer.

Befolkningens mångfald

I biologin definierar vi populationer som en uppsättning individer av samma art som samexisterar i tid och rum och som potentiellt kan reproducera.

På en befolkningsnivå bidrar den genetiska variationen hos individerna som utgör den till den biologiska mångfalden och återigen är grunden för att den adaptiva utvecklingen ska ske. Ett tydligt exempel på detta är den mänskliga befolkningen, där alla individer uppvisar märkbara fenotypiska variationer.

Arter som saknar genetisk variation och har enhetliga populationer är mer benägna att utrotas, både av miljö- och människors orsakade orsaker.

Mångfald på artnivå

Om vi flyttar upp organisationsnivån kan vi analysera biologisk mångfald i termer av arter. Biodiversitet studeras ofta av ekologer och bevarandebiologer på denna nivå.

Mångfald över artnivån

Vi kan fortsätta att analysera biologisk mångfald över artsnivån. Det vill säga att man tar hänsyn till andra nivåer av taxonomisk klassificering som släkt, familjer, order etc. Detta är emellertid vanligare i studier relaterade till paleontologi.

Således kan vi gå uppåt i skala, tills vi hittar de jämförelser som gjorts av biogeografi, vilket inte är mer än erkännandet av en differentierad rikedom för arter i stora geografiska regioner.

Hur mäts den biologiska mångfalden?

För biologer är det viktigt att ha parametrar som möjliggör kvantifiering av biologisk mångfald. För att utföra denna uppgift finns det olika metoder som kan mätas ur ett funktionellt eller teoretiskt perspektiv.

Funktionella mätkategorier inkluderar genetisk, art och ekosystemets mångfald. Det teoretiska perspektivet är baserat på alfa-, beta- och gamma-mångfalden. På liknande sätt kan en gemenskap utvärderas genom att beskriva dess fysiska attribut.

Användning av statistiska index som mäter mångfalden av arter är vanligt. Dessa kombinerar två viktiga mått: det totala antalet arter i provet och deras relativa överflöd. Därefter kommer vi att beskriva de åtgärder och index som används mest av ekologer.

Mångfalden alfa, beta och gamma

Alfa-, beta- och gamma-mångfald är de tre nivåerna av mångfald som erkänns av IUCN (International Union for Conservation of Nature). Denna strategi föreslogs av växtekologen Robert Harding Whittaker 1960 och används fortfarande idag.

Alfadiversitet är antalet arter på lokal nivå, det vill säga inom en livsmiljö eller ett ekologiskt samhälle. Beta är skillnaden i artsammansättning mellan samhällen. Slutligen visar gamma antalet arter på regional nivå.

Men denna uppdelning står inför en nackdel när vi ska definiera lokalområdet och hur vi objektivt kan avgränsa en region - utöver bara politiska gränser som är biologiskt meningslösa.

Gränsinställningen påverkas av studiefrågan och den involverade gruppen, så frågorna ovan har inget uppenbart svar.

I de flesta ekologiska studier relaterade till biologisk mångfald ligger tonvikten vanligtvis på alfadiversitet.

Alfa-mångfald

Alfa-mångfald uttrycks i allmänhet i termer av artrikhet och artskapital. Under provtagningen representerar den plats eller det område som forskaren väljer hela samhället. Att göra en lista över antalet och namnet på de arter som lever där är alltså det första steget i att mäta biodiversiteten i ett område.

Antalet arter inom ett samhälle eller område är artens rikedom. Genom att känna till denna parameter fortsätter vi att analysera andra kriterier, nämligen: taxonomisk unikhet, taxonomisk avvikelse, ekologisk betydelse och interaktioner mellan arter, bland andra.

I allmänhet ökar artsrikedomen - och biologisk mångfald i allmänhet - när vi utvidgar det område vi analyserar eller när vi går från en större till en mindre longitud och latitud (till ekvatorn).

Vi måste ta hänsyn till att inte alla arter bidrar på samma sätt till mångfalden i området. Ur ekologisk synvinkel representeras de olika dimensionerna av biologisk mångfald av ett antal trofiska nivåer och olika livscykler som bidrar på olika sätt.

Närvaron av vissa arter i området har kapacitet att öka mångfalden i ett ekologiskt samhälle, medan andra inte gör det.

Betadiversitet

Betadiversitet är ett mått på mångfald mellan samhällen. Det är ett mått på hastigheten och graden av förändring i arter över en lutning eller från en livsmiljö till en annan.

Till exempel skulle denna åtgärd studera jämförelsen av mångfald längs bergs sluttningen. Betadiversitet betonar också den temporära förändringen i artens sammansättning.

Gamma mångfald

Gamma-mångfald kvantifierar mångfalden från en högre rumslig nivå. Detta ansvarar för att förklara mångfalden av arter inom ett brett geografiskt område. I grund och botten är det produkten av alfadiversitet och graden av differentiering (beta) mellan dem.

Gamma-mångfald är således den hastighet med vilken ytterligare arter hittas och studerar deras geografiska ersättning.

Arten mångfaldsindex

Inom ekologi används mångfaldsindex i stor utsträckning med syftet att kvantifiera det med matematiska variabler.

Ett mångfaldsindex definieras som en statistisk sammanfattning som mäter det totala antalet lokala arter som finns i olika livsmiljöer. Indexet kan vara antingen dominans eller eget kapital (termen jämnhet används på engelska).

Shannon mångfaldsindex

Shannon-indexet, eller Shannon-Weaver-indexet, används populärt för mätning av specifik biologisk mångfald. Det representeras med hjälp av en H ', och indexvärdena varierar endast mellan positiva siffror. I de flesta ekosystem är värdena från 2 till 4.

Värden under 2 anses vara relativt inte så olika, till exempel i en öken. Även om värden större än 3 indikerar hög mångfald, till exempel en neotropisk skog eller ett rev.

För att beräkna värdet på indexet beaktas antalet arter (rikedom) och deras relativa antal (överflöd). Indexets maximala värde är vanligtvis nära 5 och minimivärdet är 0, där det bara finns en art - det vill säga det inte finns någon mångfald. Ett ekosystem med Shannon-index 0 kan vara en monokultur.

Simpson mångfaldsindex

Simpson-indexet representeras av bokstaven D och mäter sannolikheten för att två slumpmässigt utvalda individer från ett prov tillhör samma art - eller till en annan taxonomisk kategori.

På samma sätt uttrycks Simpsons mångfaldsindex som 1 - D (indexet förklaras i föregående stycke). Värdet är mellan 0 och 1 och i motsats till tidigare fall representerar det sannolikheten att två individer som tas slumpmässigt tillhör olika arter.

Ett annat sätt att uttrycka det genom att använda det ömsesidiga indexet: 1 / D. På detta sätt översätts värdet 1 till en gemenskap med bara en art. När värdet ökar tyder det på större mångfald.

Även om Shannon-indexet och Simpson-indexet är de mest populära inom ekologisk litteratur, finns det andra som Margalef, McIntosh och Pielou-indexet, bland andra.

Varför ska vi kvantifiera den biologiska mångfalden?

I föregående avsnitt beskrev vi i detalj de olika matematiska verktygen som ekologer har för kvantifiering av biologisk mångfald. Men vad är dessa värden användbara för?

Mätningar av biologisk mångfald är viktiga om du vill övervaka hur mångfalden fluktuerar, som en funktion av miljöförändringar som försämrar ekosystemen, både naturligt producerade och av människan skapade.

Biodiversitet till följd av evolutionen: hur skapas biologisk mångfald?

Livet på jorden började för minst 3,5 miljarder år sedan. Under denna tidsperiod har organiska varelser utstrålat i de olika former som vi observerar på planeten idag.

Olika evolutionära processer ansvarar för denna enorma mångfald. Bland de viktigaste har vi följande: befrielse från konkurrens, ekologisk divergens och samutveckling.

Befrielse från konkurrens

Olika studier, fokuserade på både nuvarande och utrotade arter, har visat att avstamningar av organismer tenderar att diversifiera snabbt om det finns ekologiska möjligheter - det vill säga "lediga" nischer.

När en grupp organismer koloniserar en region fri från rovdjur och med liten konkurrens (till exempel en obebodd ö) tenderar den att diversifiera och ockupera de tillgängliga ekologiska nischer. Detta fenomen kallas adaptiv strålning.

Till exempel efter utrotningen av dinosaurierna återstod flera fria nischer som senare ockuperades av strålning från däggdjur.

Ekologisk divergens

Det finns viktiga anpassningar som gör att organismer kan uppta ett antal ekologiska nischer. Dessa organismer upptar samma adaptiva zon, så de upptar liknande "ekologiska utrymmen". När två arter delar mycket likartade ekologiska nischer ökar konkurrensen mellan dem.

Enligt ekologiska teorier kan två arter inte tävla på obestämd tid eftersom en art kommer att förskjuta den andra. Ett annat möjligt scenario är att en av arterna kan utnyttja en annan resurs i syfte att minska konkurrensen med sin partner.

På detta sätt har artens förmåga att utnyttja nya resurser och använda nya livsmiljöer bidragit till ökad biologisk mångfald över tid.

samevolution

De olika interaktioner som kan finnas mellan organismer av olika arter har evolutionära konsekvenser och ansvarar för en del av den biologiska mångfalden. Vissa arter ger resurser för sina kompisar. Således översätter diversifiering av en av dessa till diversifiering av de andra arterna.

Samutvecklingen mellan rovdjur och deras byte betraktas också som en källa till mångfald. Om rovdjuret genererar en ny anpassning, åtföljs detta (i vissa fall) av en anpassning i bytet.

Ett mycket illustrativt exempel på samutveckling och biologisk mångfald är det stora antalet angiospermer, relaterade till mångfalden hos deras ryggradslösa pollinatorer.

Betydelse

Det mänskliga samhället beror på biologisk mångfald på flera sätt. I allmänhet kan värdet på biologisk mångfald vara ett subjektivt begrepp och beror på varje person, så detta värde klassificeras som ett inre eller inneboende värde och ett instrumentellt eller extrinsiskt värde.

Inneboende och extrinsiskt värde

Ett extrinsiskt värde bestäms av användningen eller applikationen som det kan ha i det mänskliga samhället - till exempel produktion av mat, medicin, bland andra. På liknande sätt kan extrinsvärde gälla förmåner för andra levande saker, men människor beaktas ofta.

Till exempel spelar olika insekter, fåglar och däggdjur pollinerande roller i ekosystem, vilket förmedlar reproduktionen av ett betydande antal ekonomiskt viktiga växter. Exempel på detta är bin och fladdermöss.

Däremot är det inre värdet av biologisk mångfald främmande för de ekosystemtjänster som levande varelser kan tillhandahålla miljöerna. Det utgår från att alla organismer har rätt till liv, precis som människor har det.

Detta värde är inte relaterat till organismens utseende eller estetik, eftersom denna parameter är en del av de extrinsiska värdena. Eftersom konceptet har en stark filosofisk komponent kännetecknas det av att det är svårt att förstå. Vissa ekonomer tror till exempel att deras definition är ofullständig.

Andra klassificeringar

Det finns andra sätt att klassificera vikten av biologisk mångfald, att skilja mellan organismer med något ekonomiskt värde för marknaden och de som saknar sådant värde.

Andra klassificeringar är mer komplexa och innehåller fler kategorier. Exempelvis inkluderar den klassificering som föreslagits av Kellert (1996) nio kategorier: utilitaristisk, naturalistisk, ekologisk-vetenskaplig, estetisk, symbolisk, humanistisk-moraliserande, dominionistisk och oppositionell.

Biodiversitet i Latinamerika

I Latinamerika hittar vi en omfattande biologisk mångfald. För närvarande hotas ett stort antal ekosystem i dessa regioner, främst av antropogena faktorer.

Av denna anledning finns det i de flesta länder skyddade områden som parker, reservat, fristader och naturliga monument som försöker skydda arten i regionen.

Nedan beskriver vi biologisk mångfald i de mest relevanta länderna i Latinamerika med den största globala mångfalden.

Biodiversitet i Mexiko

Mexiko, i termer av antalet arter, är ett extremt mångsidigt land som når nästan 70 000 arter av djur och växter, varav mer än 900 är endemiska för regionen. Det har en av de första positionerna när det gäller dess mångfald över hela världen.

Denna enorma biologiska mångfald tillskrivs flera faktorer, främst landets komplexa position och topografi, och klimatdiversitet. På ekosystemnivå är Mexiko lika mångfaldig och presenterar alla typer av naturliga miljöer och ekoregioner.

Biodiversitet i Colombia

Detta megadiverse land har mer än 62 000 arter, flera av dem är endemiska för Colombia. Den har det största antalet arter av fåglar och orkidéer i världen.

När det gäller ekosystem hittar vi en stor mångfald av regioner. Den colombianska mångfalden grupperas vanligtvis i de så kallade "hotspotsen för mångfald", som motsvarar regionerna Andin och Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biodiversitet i Peru

Tack vare sin lättnad och sitt geografiska läge är Peru ett land med stor biologisk mångfald. I själva verket är det också inom de stora länderna. Många av dess arter är endemiska för regionen.

Det varierar i termer av de ekosystem som den presenterar, med typiska havsarter (påverkade av Niño- och Humboldt-strömmarna), kustöknar, olika typer av skogar, puna, mangrover, prärier, paramo, Amazon och savannor, bland andra. .

Biodiversitet i Argentina

Argentina är ett land som kännetecknas av en hög biologisk mångfald som skapar liv i dess enorma geografiska territorium. Med bergsmiljöer, savannor och subtropiska klimat, är Argentina hem för ett stort antal växter och djur, vilket belyser närvaron av stora katter och vattenlevande däggdjur.

Biodiversitet i Venezuela

Venezuela är ett megadiversland med mer än 20 000 djurarter och växter fördelade över hela territoriet. Liksom i de ovannämnda länderna tillskrivs ofta mångfalden till klimatisk och topografisk heterogenitet.

När det gäller ekosystem, ställer Venezuela ut alla typer av regioner, inklusive skogar, slättar, páramos, savannor, berg, öknar, etc., var och en med sin typiska grupp av arter. Liksom i de tidigare länderna är ett stort antal arter arter endemiska för regionen.

Biodiversitet i Europa

Biodiversitet i Spanien

Spanien sticker ut för att ha en av de största biologiska mångfalden i hela Europa och framhäver närvaron av däggdjur och reptiler.

Dess tillstånd på halvön ger den en stor variation i klimatmängd, vilket är en avgörande faktor för antalet arter och skiljer den från resten av Europa. Bergens lättnad är också en viktig variabel.

referenser

Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Inbjudan till biologi. Panamerican Medical Ed.
Eldredge, N. (red.). (1992). Systematik, ekologi och biologisk mångfaldskris. Columbia University Press.
Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionsanalys. Prentice Hall.
Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversitet och mänskligt välbefinnande: en viktig länk för hållbar utveckling. Förfaranden. Biologiska vetenskaper, 283 (1844), 20162091.
Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K., … Schuster, W. (2016). Biodiversitet som multidimensionell konstruktion: en översyn, ramverk och fallstudie av växtätets påverkan på växtens biologiska mångfald. Förfaranden. Biologiska vetenskaper, 283 (1844), 20153005.
Nationella forskningsrådet. (1999). Perspektiv på biologisk mångfald: värdering av dess roll i en ständigt föränderlig värld. National Academies Press.
Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). Komponenterna i den biologiska mångfalden, med särskilt fokus på fylogenetisk information. Ekologi och evolution, 7 (16), 6444–6454.

BIODIVERSITET: EGENSKAPER, VIKT OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025