BIODIVERSITATE: CARACTERISTICI, IMPORTANȚĂ ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Biodiversitatea sau biodiversitatea este abrevierea „biodiversitate“ și se referă la multiplele elemente de variabilitate prezente ființe organice. Acest concept poate fi înțeles de la diferite niveluri, fie că este taxonomic, funcțional, filogenetic, genetic sau trofic.

O regiune locuită de o singură specie de vârstă fragedă (din punct de vedere evolutiv), compusă din indivizi omogeni genetic, care sunt distribuiți în zone geografice discrete și într-o gamă restrânsă de habitate, va fi un ecosistem cu biodiversitate scăzută.

Biodiversitatea cuprinde diferitele specii - și variația lor biologică - într-o regiune.
Sursa: pixabay.com

În schimb, un habitat cu mai multe specii - unele antice, altele al căror proces de specializare a avut loc recent - al cărui material genetic este eterogen și distribuit pe scară largă, ar fi o regiune cu diversitate ridicată.

Cu toate acestea, ridicat și scăzut sunt termeni relative. Prin urmare, există mai mulți indici și parametri care ne permit să cuantificăm diversitatea unei regiuni, cum ar fi indexul Shannon și Simpson, printre altele. Pe baza lor, vedem că distribuția organismelor vii nu este omogenă pe planetă. De obicei, se găsește mai multă diversitate pe măsură ce ne apropiem de tropice.

Biodiversitatea poate fi studiată folosind două discipline complementare: ecologia și biologia evolutivă. Ecologiștii se concentrează în principal pe factorii care influențează diversitatea locală și care funcționează în perioade scurte de timp.

Biologii evolutivi, la rândul lor, se concentrează pe scări de timp mai mari și se concentrează pe evenimente de dispariție, generarea de adaptări și specii, printre altele.

În ultimii 50 de ani, prezența umană, încălzirea globală și alți factori au modificat distribuția și diversitatea unui număr semnificativ de specii. Cunoașterea și cuantificarea biodiversității sunt elemente esențiale pentru formularea de soluții la această problemă.

Ce este diversitatea biologică?

Prima persoană care a folosit termenul de biodiversitate în literatura ecologică a fost E. O Wilson în 1988. Cu toate acestea, conceptul de diversitate biologică se află în dezvoltare încă din secolul al XIX-lea și este încă utilizat pe scară largă astăzi.

Biodiversitatea se referă la diversitatea formelor de viață. Aceasta se extinde la toate nivelurile de organizare și poate fi clasificată din punct de vedere evolutiv sau ecologic (funcțional).

Adică, diversitatea nu este înțeleasă numai din punct de vedere al numărului de specii. Variabilitatea la alte niveluri taxonomice și de mediu are, de asemenea, o influență, așa cum vom vedea mai târziu.

Biodiversitatea a fost studiată încă din timpurile aristotelice. Curiozitatea intrinsecă despre viață și nevoia de a stabili ordinea i-a determinat pe filosofi să studieze diferitele forme de viață și să stabilească sisteme de clasificare arbitrare. Astfel s-au născut științele sistematicii și taxonomiei și, prin urmare, studiul diversității.

Caracteristici ale biodiversității

Diversitate genetică

Diversitatea biologică poate fi studiată la diferite scări, începând cu genetica. Un organism este format din mii de gene grupate în ADN-ul său, care este organizat în interiorul celulelor sale.

Diferitele forme pe care le găsim ale unei gene (cunoscute sub numele de alele) și variațiile cromozomilor între indivizi constituie diversitate genetică. O populație mică al cărei genom este omogen printre membrii săi este oarecum diversă.

Variabilitatea genetică pe care o găsim în rândul indivizilor din aceeași specie este rezultatul unei serii de procese precum: mutații, recombinare, polimorfisme genetice, izolarea bazinului genic, presiuni selective locale și gradienți, printre altele.

Variația este baza pentru evoluție și pentru generarea adaptărilor. O populație variabilă poate răspunde la modificările condițiilor de mediu, în timp ce mica variație se poate traduce în declinul populației sau în cazuri extreme poate duce la dispariția locală a speciilor.

Mai mult, cunoașterea gradului de variabilitate genetică a unei populații este esențială dacă sunt stabilite planuri de conservare eficiente, deoarece acest parametru afectează rezistența și persistența speciilor.

Diversitate individuală

La acest nivel de organizare găsim variații în ceea ce privește anatomia, fiziologia și comportamentul în organismele individuale.

Diversitatea populației

În biologie, definim populațiile ca un set de indivizi din aceeași specie care coexistă în timp și spațiu și care pot să se reproducă.

La nivel de populație, variația genetică a indivizilor care o compun contribuie la biodiversitate și, din nou, stă la baza evoluției adaptive. Un exemplu clar este populația umană, în care toți indivizii prezintă variații fenotipice apreciabile.

Speciile care nu au variație genetică și au populații uniforme sunt mai predispuse la dispariție, atât din cauze provocate de mediu, cât și de la om.

Diversitate la nivelul speciilor

Dacă ne ridicăm nivelul organizației, putem analiza biodiversitatea în funcție de specie. Biodiversitatea este adesea studiată de ecologiști și biologi conservatori la acest nivel.

Diversitate peste nivelul speciilor

Putem continua să analizăm biodiversitatea peste nivelul speciilor. Adică ținând cont de alte niveluri de clasificare taxonomică precum genuri, familii, comenzi etc. Cu toate acestea, acest lucru este mai frecvent în studiile legate de paleontologie.

Astfel putem merge în sus în scară, până vom găsi comparațiile realizate prin biogeografie, care nu este altceva decât recunoașterea unei bogății diferențiale a speciilor din regiunile geografice mari.

Cum se măsoară biodiversitatea?

Pentru biologi este important să existe parametri care să permită cuantificarea biodiversității. Pentru îndeplinirea acestei sarcini, există diferite metodologii, care pot fi măsurate din perspectivă funcțională sau teoretică.

Categoriile funcționale de măsurare includ diversitatea genetică, speciile și ecosistemul. Perspectiva teoretică se bazează pe diversitatea alfa, beta și gamma. În mod similar, o comunitate poate fi evaluată prin descrierea atributelor sale fizice.

Utilizarea indicilor statistici care măsoară diversitatea speciilor este comună. Acestea combină două măsuri importante: numărul total de specii din eșantion și abundența lor relativă. În continuare vom descrie măsurile și indicii utilizați cel mai mult de ecologiști.

Diversitate alfa, beta și gamma

Diversitatea Alpha, beta și gamma sunt cele trei niveluri de diversitate recunoscute de UICN (Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii). Această abordare a fost propusă de ecologul plantelor Robert Harding Whittaker în 1960 și este încă în prezent.

Diversitatea alfa este numărul de specii la nivel local, adică în cadrul unui habitat sau al unei comunități ecologice. Beta este diferența de compoziție a speciilor între comunități. În sfârșit, gama arată numărul de specii la nivel regional.

Cu toate acestea, această diviziune se confruntă cu un dezavantaj atunci când vom defini zona locală și modul în care putem delimita obiectiv o regiune - dincolo de simple limite politice care nu au sens biologic.

Setarea de delimitare este afectată de întrebarea de studiu și de grupul implicat, astfel încât întrebările de mai sus nu au un răspuns evident.

În majoritatea studiilor ecologice legate de biodiversitate, accentul se pune de obicei pe diversitatea alfa.

Diversitate alfa

Diversitatea alfa este exprimată în general în ceea ce privește bogăția speciilor și echitatea speciilor. În timpul eșantionării efectuate, locul sau zona pe care o alege cercetătorul reprezintă întreaga comunitate. Astfel, realizarea unei liste cu numărul și numele speciilor care trăiesc acolo este primul pas în măsurarea biodiversității unei zone.

Numărul de specii dintr-o comunitate sau zonă este bogăția speciilor. Cunoscând acest parametru, procedăm la analizarea altor criterii, și anume: unicitatea taxonomică, divergența taxonomică, semnificația ecologică și interacțiunile dintre specii, printre altele.

În general, bogăția speciilor - și biodiversitatea în general - cresc atunci când extindem zona pe care o analizăm sau când trecem de la o longitudine și latitudine mai mică (la ecuator).

Trebuie să avem în vedere că nu toate speciile contribuie în același mod la diversitatea zonei. Din punct de vedere ecologic, diferitele dimensiuni ale biodiversității sunt reprezentate de o serie de niveluri trofice și de o varietate de cicluri de viață care contribuie diferit.

Prezența anumitor specii în zonă are capacitatea de a crește diversitatea unei comunități ecologice, în timp ce cea a altora nu.

Diversitate beta

Diversitatea beta este o măsură a diversității între comunități. Este o măsură a vitezei și a gradului de modificare a speciilor pe un gradient sau de la un habitat la altul.

De exemplu, această măsură ar studia comparația diversității de-a lungul pantei unui munte. Diversitatea beta subliniază, de asemenea, schimbarea temporală în compoziția speciilor.

Diversitate gamă

Diversitatea gamă cuantifică diversitatea de la un nivel spațial mai ridicat. Aceasta este responsabilă de explicarea diversității speciilor dintr-o gamă geografică largă. Practic, este produsul diversității alfa și al gradului de diferențiere (beta) între ele.

Astfel, diversitatea gamma este viteza cu care se găsesc specii suplimentare și studiază înlocuirea lor geografică.

Indici de diversitate a speciilor

În ecologie, indicii diversității sunt utilizați pe scară largă, cu scopul de a-l cuantifica folosind variabile matematice.

Un indice de diversitate este definit ca un rezumat statistic care măsoară numărul total de specii locale care există în diferite habitate. Indicele poate fi fie dominantă, fie echitate (termenul evenness este folosit în engleză).

Indicele diversității Shannon

Indicele Shannon, sau indexul Shannon-Weaver, este utilizat în mod popular pentru măsurarea biodiversității specifice. Este reprezentat folosind un H ', iar valorile indexului fluctuează numai între numere pozitive. În majoritatea ecosistemelor valorile sunt de la 2 la 4.

Valorile sub 2 sunt considerate relativ nu foarte diverse, de exemplu într-un deșert. În timp ce valorile mai mari de 3 indică o diversitate ridicată, cum ar fi o pădure neotropicală sau un recif.

Pentru a calcula valoarea indicelui, se iau în calcul numărul speciilor (bogăția) și numărul lor relativ (abundență). Valoarea maximă a indicelui este de obicei aproape de 5, iar valoarea minimă este 0, unde există o singură specie - adică nu există diversitate. Un ecosistem cu un indice Shannon 0 poate fi o monocultură.

Indicele diversității Simpson

Indicele Simpson este reprezentat de litera D și măsoară probabilitatea ca doi indivizi selectați la întâmplare dintr-un eșantion să aparțină aceleiași specii - sau unei alte categorii taxonomice.

În același mod, indicele diversității Simpson este exprimat ca 1 - D (indicele explicat în paragraful precedent). Valoarea este cuprinsă între 0 și 1 și, contrar cazului anterior, reprezintă probabilitatea ca doi indivizi luați la întâmplare să aparțină unor specii diferite.

Un alt mod de a-l exprima folosind indicele reciproc: 1 / D. În acest fel, valoarea 1 se traduce într-o comunitate cu o singură specie. Pe măsură ce valoarea crește, este indică o diversitate mai mare.

Deși indexul Shannon și indexul Simpson sunt cele mai populare în literatura ecologică, există și altele, precum indexul Margalef, McIntosh și Pielou, printre altele.

De ce ar trebui să cuantificăm biodiversitatea?

În secțiunea anterioară am descris în detaliu diferitele instrumente matematice pe care ecologii le au pentru cuantificarea diversității biologice. Cu toate acestea, la ce sunt utile aceste valori?

Măsurătorile biodiversității sunt esențiale dacă doriți să monitorizați cum fluctua diversitatea, în funcție de schimbările de mediu care degradează ecosistemele, atât produse în mod natural, cât și create de om.

Biodiversitatea ca rezultat al evoluției: cum se generează diversitatea biologică?

Viața pe Pământ a început cu cel puțin 3,5 miliarde de ani în urmă. În această perioadă de timp, ființele organice au radiat în diferitele forme pe care le observăm astăzi pe planetă.

Diferite procese evolutive sunt responsabile de această enormă diversitate. Printre cele mai importante avem următoarele: eliberarea de concurență, divergența ecologică și coevoluția.

Eliberarea de concurență

Diverse studii, axate atât pe speciile actuale, cât și pe cele pe cale de dispariție, au demonstrat că linia de organisme tind să se diversifice rapid dacă există oportunități ecologice - adică nișe „vacante”.

Atunci când un grup de organisme colonizează o regiune lipsită de prădători și cu puțin concurență (de exemplu, o insulă nelocuită), acesta tinde să se diversifice, ocupând nișele ecologice disponibile. Acest fenomen se numește radiație adaptativă.

De exemplu, după stingerea dinozaurilor, au rămas mai multe nișe libere care au fost ocupate ulterior de radiațiile de la mamifere.

Divergență ecologică

Există adaptări cheie care permit organismelor să ocupe o serie de nișe ecologice. Aceste organisme ocupă aceeași zonă adaptativă, deci ocupă „spații ecologice” similare. Când două specii au nișe ecologice foarte similare, concurența crește între ele.

Conform teoriilor ecologice, două specii nu pot concura la nesfârșit, deoarece o specie va ajunge să-l strângă pe cealaltă. Un alt scenariu posibil este acela că una dintre specii este capabilă să exploateze o altă resursă, cu scopul de a reduce concurența cu partenerul său.

În acest fel, capacitatea speciilor de a exploata noi resurse și de a folosi noi habitate a contribuit la creșterea diversității biologice în timp.

Coevoluția

Diferitele interacțiuni care pot exista între organismele din diferite specii au consecințe evolutive și sunt responsabile pentru o parte din biodiversitate. Unele specii furnizează resurse pentru prietenii lor. Astfel, diversificarea uneia dintre acestea se traduce prin diversificarea celorlalte specii.

Coevoluția dintre prădători și prada lor este, de asemenea, considerată ca o sursă de diversitate. Dacă prădătorul generează o nouă adaptare, aceasta este (în unele cazuri) însoțită de o adaptare la pradă.

Un exemplu foarte ilustrativ de coevoluție și biodiversitate este numărul mare de angiosperme, legate de diversitatea polenizatorilor lor nevertebrate.

Importanţă

Societatea umană depinde de biodiversitate în mai multe moduri. În general, valoarea biodiversității poate fi un concept subiectiv și depinde de fiecare persoană, deci această valoare este clasificată ca o valoare intrinsecă sau inerentă și o valoare instrumentală sau extrinsecă.

Valoare intrinsecă și extrinsecă

O valoare extrinsecă este determinată de utilizarea sau aplicația pe care o poate avea în societatea umană - cum ar fi producția de alimente, medicamente, printre altele. În mod similar, valoarea extrinsecă s-ar putea aplica pentru beneficii pentru alte lucruri vii, dar oamenii sunt adesea luați în considerare.

De exemplu, diverse insecte, păsări și mamifere joacă roluri de polenizator în ecosisteme, mediază reproducerea unui număr semnificativ de plante importante din punct de vedere economic. Exemple în acest sens sunt albinele și liliecii.

În schimb, valoarea intrinsecă a biodiversității este străină de serviciile ecosistemice pe care ființele vii le pot oferi mediilor. Începe de la premisa că fiecare organism are dreptul la viață, la fel cum îl au oamenii.

Această valoare nu este legată de aspectul sau estetica organismului, deoarece acest parametru face parte din valorile extrinseci. Întrucât conceptul are o componentă filozofică puternică, se caracterizează prin a fi greu de înțeles. Unii economiști, de exemplu, consideră că definiția lor este incompletă.

Alte clasificări

Există alte modalități de clasificare a importanței biodiversității, de a distinge între organismele cu o anumită valoare economică pentru piață și cele care nu au o astfel de valoare.

Alte clasificări sunt mai complexe și includ mai multe categorii. De exemplu, clasificarea propusă de Kellert (1996) include nouă categorii: utilitarist, naturalist, ecologic-științific, estetic, simbolic, umanist-moralizant, dominionist și opozițional.

Biodiversitatea în America Latină

În America Latină găsim o diversitate biologică extinsă. În prezent, un număr mare de ecosisteme din aceste regiuni sunt amenințate, în principal de factori antropici.

Din acest motiv, în majoritatea țărilor există zone protejate precum parcuri, rezervații, sanctuare și monumente naturale care încearcă să protejeze speciile din regiune.

Mai jos vom descrie biodiversitatea celor mai relevante țări din America Latină, cu cea mai mare diversitate globală.

Biodiversitatea în Mexic

Mexic, din punct de vedere al numărului de specii, este o țară extrem de diversă, care ajunge la aproape 70.000 de specii de animale și plante, dintre care peste 900 sunt endemice pentru regiune. Ocupa una dintre primele poziții din punct de vedere al diversității sale la nivel mondial.

Această vastă biodiversitate este atribuită mai multor factori, în principal poziția și topografia complexă a țării, precum și diversității climatice. La nivel de ecosistem, Mexicul este la fel de divers, prezentând tot felul de medii naturale și ecoregiuni.

Biodiversitatea în Columbia

Această țară megadiversă are peste 62.000 de specii, unele dintre ele endemice pentru Columbia. Găzduiește cel mai mare număr de specii de păsări și orhidee din lume.

În ceea ce privește ecosistemele, găsim o mare diversitate de regiuni. Diversitatea columbiană este de obicei grupată în așa-numitele „puncte fierbinți de diversitate”, care corespund regiunilor Andine și Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biodiversitatea în Peru

Datorită reliefului și locației sale geografice, Peru este o țară cu o mare biodiversitate. De fapt, este și în interiorul țărilor megadiverse. Multe dintre speciile sale sunt endemice pentru regiune.

Este variat din punct de vedere al ecosistemelor pe care le prezintă, cu specii oceanice tipice (influențate de curenții Niño și Humboldt), deșerturi de coastă, diferite tipuri de păduri, puna, mangrove, prairii, paramo, Amazon și savane, printre altele. .

Biodiversitatea în Argentina

Argentina este o țară caracterizată printr-o biodiversitate ridicată care face viața pe imensul său teritoriu geografic. Cu medii montane, savane și climă subtropicală, Argentina găzduiește un număr mare de plante și animale, subliniind prezența pisicilor mari și a mamiferelor acvatice.

Biodiversitatea în Venezuela

Venezuela este o țară megadiversă cu peste 20.000 de specii de animale și plante distribuite pe întreg teritoriul. Ca și în țările menționate, diversitatea este adesea atribuită eterogenității climatice și topografice.

În ceea ce privește ecosistemele, Venezuela prezintă toate tipurile de regiuni, inclusiv păduri, câmpii, páramos, savane, munți, deșerturi etc., fiecare cu grupul său tipic de specii. Ca și în țările anterioare, un număr mare de specii sunt endemice pentru regiune.

Biodiversitatea în Europa

Biodiversitatea în Spania

Spania se remarcă pentru faptul că are una dintre cele mai mari biodiversități din toată Europa, subliniind prezența mamiferelor și reptilelor.

Starea sa de peninsulă îi conferă o largă variabilitate în ceea ce privește climatul, acesta fiind un factor decisiv în numărul de specii și îl diferențiază de restul Europei. Relieful muntos este, de asemenea, o variabilă importantă.

Referințe

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitatie la biologie. Editura Medicală Panamericană.
2. Eldredge, N. (Ed.). (1992). Sistematica, ecologia și criza biodiversității. Presa universitară Columbia.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analiza evolutivă. Sala Prentice.
4. Futuyma, DJ (2005). Evoluţie. Sinauer.
5. Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversitatea și bunăstarea umană: o legătură esențială pentru dezvoltarea durabilă. Proceedings. Științe biologice, 283 (1844), 20162091.
6. Naeem, S., Prager, C., Săptămâni, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K., … Schuster, W. (2016). Biodiversitatea ca construcție multidimensională: revizuire, cadru și studiu de caz al impactului erbivorei asupra biodiversității plantelor. Proceedings. Științe biologice, 283 (1844), 20153005.
7. Consiliul national de cercetare. (1999). Perspective privind biodiversitatea: evaluarea rolului său într-o lume în continuă schimbare. Presa Academiilor Naționale.
8. Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ și Willig, MR (2017). Componentele biodiversității, cu un accent special pe informațiile filogenetice. Ecologie și evoluție, 7 (16), 6444–6454.