Informatie

6.1: Inleiding tot biodiversiteit - biologie

6.1: Inleiding tot biodiversiteit - biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

De aarde herbergt een indrukwekkend scala aan levensvormen. Sommige organismen zijn gemaakt van slechts een enkele cel en worden daarom aangeduid als: eencellig. Organismen die meer dan één cel bevatten, worden meercellig. Ondanks het brede scala aan organismen, bestaan ​​er slechts twee fundamentele celplannen: prokaryotisch en eukaryoot. Dus als je de cellen van een organisme op aarde microscopisch zou analyseren, zou je prokaryotische of eukaryote cellen vinden, afhankelijk van het type organisme.

Biologen noemen, groeperen en classificeren organismen op basis van overeenkomsten in genetica en morfologie. Deze tak van de biologische wetenschap staat bekend als: taxonomie. Taxonomen groeperen organismen in categorieën die variëren van zeer breed tot zeer specifiek (Figuur (PageIndex{1})). De breedste categorie heet domein en de meest specifieke is soort (let op de overeenkomsten tussen de woorden specifiek en soort). Momenteel herkennen taxonomen drie domeinen: Bacteria, Archaea en Eukarya. Alle levensvormen worden ingedeeld in deze drie domeinen.

Domein Bacteriën

Domein Bacteriën omvat prokaryotische, eencellige organismen (Figuur (PageIndex{2})). Ze zijn ongelooflijk overvloedig en te vinden in bijna elk denkbaar type habitat, inclusief je lichaam. Hoewel veel mensen bacteriën alleen zien als ziekteverwekkende organismen, zijn de meeste soorten eigenlijk goedaardig of heilzaam voor de mens. Hoewel het waar is dat sommige bacteriën ziekte kunnen veroorzaken bij mensen, is dit meer uitzondering dan regel.

Bacteriën staan ​​bekend om hun metabolische diversiteit. Metabolisme is een algemene term die de complexe biochemie beschrijft die in cellen voorkomt. Veel soorten bacteriën zijn autotrofen, wat betekent dat ze hun eigen voedselbron kunnen creëren zonder andere organismen te hoeven eten. De meeste autotrofe bacteriën doen dit door gebruik te maken van fotosynthese, een proces dat lichtenergie omzet in chemische energie die door cellen kan worden gebruikt. Een bekende en ecologisch belangrijke groep fotosynthetische bacteriën is: cyanobacteriën. Deze worden soms een blauwgroene alg genoemd, maar deze naam is niet toepasselijk omdat, zoals je straks zult zien, algen organismen zijn die behoren tot domein Eukarya. Cyanobacteriën spelen een belangrijke rol in voedselwebben van aquatische systemen, zoals meren.

Andere soorten bacteriën zijn: heterotrofen, wat betekent dat ze hun voedsel moeten verwerven door andere organismen te eten. Deze classificatie omvat de bacteriën die ziekten bij mensen veroorzaken (tijdens een infectie eet de bacterie je op). De meeste heterotrofe bacteriën zijn echter onschadelijk voor de mens. In feite heb je honderden soorten bacteriën op je huid en in je dikke darm die je geen kwaad doen. Buiten uw lichaam spelen heterotrofe bacteriën een vitale rol in ecosystemen, met name bodembacteriën die levende materie afbreken en voedingsstoffen beschikbaar maken voor planten.

Domein Archaea

Net als bacteriën, organismen in domein Archaea zijn prokaryotisch en eencellig. Oppervlakkig gezien lijken ze veel op bacteriën, en tot een paar decennia geleden verwarden veel biologen ze als bacteriën. Maar verscholen in hun genen is een verhaal dat recentelijk uit moderne DNA-analyse is gebleken: archaeërs zijn genetisch zo verschillend dat ze in hun eigen domein thuishoren.

Veel archaïsche soorten zijn te vinden in enkele van de meest onherbergzame omgevingen, gebieden met enorme druk (bodem van de oceaan), zoutgehalte (zoals het Great Salt Lake) of hitte (geothermische bronnen). Organismen die dergelijke omstandigheden kunnen verdragen en zelfs kunnen gedijen, staan ​​​​bekend als: extremofielen. (Opgemerkt moet worden dat veel bacteriën ook extremofielen zijn). Naast genetisch bewijs suggereert het feit dat een groot percentage van de archaeërs extremofielen zijn, dat ze mogelijk afstammelingen zijn van enkele van de oudste levensvormen op aarde; leven dat is ontstaan ​​op een jonge planeet die naar huidige maatstaven onherbergzaam was.

Om wat voor reden dan ook, archaeërs zijn niet zo overvloedig in en op het menselijk lichaam als bacteriën, en ze veroorzaken aanzienlijk minder ziekten. Onderzoek naar archaeërs blijft licht werpen op dit interessante en enigszins mysterieuze domein.

Domein Eukarya

Dit domein is het meest bekend om te gebruiken omdat het mensen en andere dieren omvat, samen met planten, schimmels en een minder bekende groep, de protisten. In tegenstelling tot de andere domeinen, Domein Eukaryabevat meercellige organismen, naast eencellige soorten. Het domein wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van eukaryote cellen. Voor dit domein maak je kennis met verschillende koninkrijken. Koninkrijk is de taxonomische groepering direct onder het domein (zie figuur (PageIndex{1})).

Koninkrijk Animalia bestaat uit meercellige, heterotrofe organismen. Dit koninkrijk omvat mensen en andere primaten, insecten, vissen, reptielen en vele andere soorten dieren. Koninkrijk Plantae omvat meercellige, autotrofe organismen. Behalve enkele soorten die parasieten zijn, gebruiken planten fotosynthese om aan hun energiebehoefte te voldoen.

Koninkrijk Schimmels omvat meercellige en eencellige, heterotrofe schimmels. Schimmels worden vaak aangezien voor planten omdat sommige soorten schimmels in de grond groeien. Schimmels verschillen fundamenteel van planten doordat ze geen fotosynthese uitvoeren en zich in plaats daarvan voeden met de levende materie van anderen. Een andere misvatting is dat alle schimmels paddenstoelen zijn. Een paddenstoel is een tijdelijke voortplantingsstructuur die door sommige schimmelsoorten wordt gebruikt, maar niet door alle. Sommige schimmels hebben de vorm van schimmels en meeldauw, die vaak worden gezien op rottend voedsel. als laatste, gist zijn eencellige schimmels. Veel soorten gist zijn belangrijk voor de mens, vooral bakkers- en biergist. Door hun stofwisseling produceren deze gisten CO2-gas en alcohol. De eerste laat brood rijzen en de laatste is de bron voor alle alcoholische dranken.

protisten verwijzen naar een zeer ongelijksoortige groep die vroeger zijn eigen koninkrijk was totdat recente genetische analyse aangaf dat het in vele koninkrijken moest worden opgesplitst (Figuur (PageIndex{4})). Als groep zijn protisten zeer divers en omvatten eencellige, meercellige, heterotrofe en autotrofe organismen. De term 'protist' werd gebruikt als verzamelnaam voor elke eukaryoot die geen dier, plant of schimmel was. Voorbeelden van protisten zijn onder meer macroalgen zoals kelps en zeewier, microalgen zoals diatomeeën en dinoflagellaten, en belangrijke ziekteverwekkende microben zoals Plasmodium, de parasiet die malaria veroorzaakt. Helaas overlijden jaarlijks honderdduizenden mensen aan malaria.

Met dit vluchtige en fundamentele begrip van biologische diversiteit ben je nu beter toegerust om de rol van biodiversiteit in de biosfeer en in de menselijke economie, gezondheid en cultuur te bestuderen. Elke levensvorm, zelfs de kleinste microbe, is een fascinerende en complexe levende machine. Deze complexiteit betekent dat we waarschijnlijk nooit elk organisme volledig zullen begrijpen en de talloze manieren waarop ze met elkaar, met ons en met hun omgeving omgaan. Het is dus verstandig om biodiversiteit te waarderen en maatregelen te nemen om deze te behouden.


5.1 Inleiding tot biodiversiteit

De aarde herbergt een indrukwekkend scala aan levensvormen. Van eencellige organismen tot wezens gemaakt van vele biljoenen cellen, het leven heeft vele prachtige vormen aangenomen en talloze overlevingsstrategieën ontwikkeld. Bedenk dat de celtheorie dicteert dat alle levende wezens uit een of meer cellen bestaan. Sommige organismen zijn gemaakt van slechts een enkele cel en worden daarom aangeduid als: eencellig. Organismen die meer dan één cel bevatten, worden meercellig. Ondanks het brede scala aan organismen, bestaan ​​er slechts twee fundamentele celplannen: prokaryotisch en eukaryoot. Het belangrijkste verschil tussen deze twee celplannen is dat eukaryote cellen interne, membraangebonden structuren hebben die organellen worden genoemd (zie hoofdstuk 2.3). Dus als je de cellen van een organisme op aarde microscopisch zou analyseren, zou je prokaryotische of eukaryote cellen vinden, afhankelijk van het type organisme.

Biologen noemen, groeperen en classificeren organismen op basis van overeenkomsten in genetica en morfologie. Deze tak van de biologische wetenschap staat bekend als: taxonomie. Taxonomen groeperen organismen in categorieën die variëren van zeer breed tot zeer specifiek (Figuur 1). De breedste categorie heet domein en de meest specifieke zijn: soort en ondersoorten (let op de overeenkomsten tussen de woorden specifiek en soort). Momenteel herkennen taxonomen drie domeinen: Bacteria, Archaea en Eukarya. Alle levensvormen worden ingedeeld in deze drie domeinen.

Figuur 1. Deze illustratie toont de taxonomische groepen, in volgorde, met voorbeelden. Deze illustratie van OpenStax is gelicentieerd onder CC BY 4.0


21.1 Belang van biodiversiteit

Biodiversiteit is een brede term voor biologische verscheidenheid en kan op een aantal organisatieniveaus worden gemeten. Traditioneel hebben ecologen de biodiversiteit gemeten door rekening te houden met zowel het aantal soorten als het aantal individuen in elk van die soorten. Biologen gebruiken echter maatregelen voor biodiversiteit op verschillende niveaus van biologische organisatie (inclusief genen, populaties en ecosystemen) om de inspanningen te helpen focussen om de biologisch en technologisch belangrijke elementen van biodiversiteit te behouden.

Wanneer het verlies van biodiversiteit door uitsterven wordt gezien als het verlies van de trekduif, de dodo of zelfs de wolharige mammoet, lijkt er geen reden te zijn om er iets om te geven, omdat deze gebeurtenissen lang geleden hebben plaatsgevonden. Hoe is het verlies praktisch van belang voor het welzijn van de menselijke soort? Zouden deze soorten ons leven beter hebben gemaakt? Vanuit het perspectief van evolutie en ecologie lijkt het verlies van een bepaalde individuele soort, op enkele uitzonderingen na, misschien onbelangrijk, maar de huidige versnelde uitstervingssnelheid betekent het verlies van tienduizenden soorten tijdens ons leven. Een groot deel van dit verlies doet zich voor in tropische regenwouden zoals afgebeeld in figuur 21.2, met name ecosystemen met een hoge diversiteit die worden gekapt voor hout en landbouw. Dit zal waarschijnlijk dramatische gevolgen hebben voor het welzijn van de mens door de ineenstorting van ecosystemen en extra kosten om de voedselproductie, schone lucht en water in stand te houden en de menselijke gezondheid te verbeteren.

Biologen erkennen dat menselijke populaties zijn ingebed in ecosystemen en daarvan afhankelijk zijn, net als elke andere soort op de planeet. De landbouw begon nadat vroege jager-verzamelaarsamenlevingen zich voor het eerst op één plek vestigden en hun directe omgeving sterk veranderden: het ecosysteem waarin ze bestonden. Deze culturele overgang heeft het voor mensen moeilijk gemaakt om hun afhankelijkheid van andere levende wezens dan gewassen en gedomesticeerde dieren op de planeet te herkennen. Tegenwoordig maakt onze technologie de uitersten van het bestaan ​​glad en stelt velen van ons in staat een langer en comfortabeler leven te leiden, maar uiteindelijk kan de menselijke soort niet bestaan ​​zonder de omringende ecosystemen. Onze ecosystemen zorgen voor ons voedsel. Dit omvat levende planten die groeien in bodemecosystemen en de dieren die deze planten (of andere dieren) eten, evenals fotosynthetische organismen in de oceanen en de andere organismen die ze eten. Onze ecosystemen hebben gezorgd voor veel van de medicijnen die onze gezondheid in stand houden en zullen die ook leveren, die gewoonlijk worden gemaakt van verbindingen die in levende organismen worden aangetroffen. Ecosystemen leveren ons schoon water, dat wordt vastgehouden in ecosystemen van meren en rivieren of door terrestrische ecosystemen stroomt op weg naar het grondwater.

Soorten biodiversiteit

Een veel voorkomende betekenis van biodiversiteit is simpelweg het aantal soorten op een locatie of op aarde. De American Ornithologists' Union somt bijvoorbeeld 2078 vogelsoorten op in Noord- en Midden-Amerika. Dit is een maatstaf voor de biodiversiteit van vogels op het continent. Meer geavanceerde maatstaven voor diversiteit houden rekening met de relatieve abundanties van soorten. Een bos met 10 even veel voorkomende boomsoorten is bijvoorbeeld diverser dan een bos met 10 boomsoorten waarbij slechts één van die soorten 95 procent van de bomen uitmaakt in plaats van dat ze gelijk verdeeld zijn. Biologen hebben ook alternatieve maatregelen voor biodiversiteit geïdentificeerd, waarvan sommige belangrijk zijn bij het plannen van het behoud van de biodiversiteit.

Genetische en chemische biodiversiteit

Genetische diversiteit is een alternatief concept van biodiversiteit. Genetische diversiteit (of variatie) is de grondstof voor aanpassing in een soort. Het toekomstige aanpassingspotentieel van een soort hangt af van de genetische diversiteit in de genomen van de individuen in populaties waaruit de soort bestaat. Hetzelfde geldt voor hogere taxonomische categorieën. Een geslacht met zeer verschillende soorten soorten zal meer genetische diversiteit hebben dan een geslacht met soorten die op elkaar lijken en vergelijkbare ecologieën hebben. Het geslacht met het grootste potentieel voor latere evolutie is genetisch het meest divers.

De meeste genen coderen voor eiwitten, die op hun beurt de metabolische processen uitvoeren die organismen in leven houden en zich voortplanten. Genetische diversiteit kan ook worden opgevat als chemische diversiteit in die soorten met verschillende genetische samenstellingen die verschillende assortimenten chemicaliën in hun cellen produceren (zowel eiwitten als de producten en bijproducten van het metabolisme). Deze chemische diversiteit is belangrijk voor mensen vanwege de mogelijke toepassingen van deze chemicaliën, zoals medicijnen. Het medicijn eptifibatide is bijvoorbeeld afgeleid van ratelslangengif en wordt gebruikt om hartaanvallen te voorkomen bij personen met bepaalde hartaandoeningen.

Op dit moment is het veel goedkoper om verbindingen te ontdekken die door een organisme zijn gemaakt dan om ze voor te stellen en ze vervolgens in een laboratorium te synthetiseren. Chemische diversiteit is een manier om diversiteit te meten die belangrijk is voor de gezondheid en het welzijn van de mens. Door selectief fokken hebben mensen dieren, planten en schimmels gedomesticeerd, maar zelfs deze diversiteit lijdt verliezen vanwege marktkrachten en toenemend globalisme in menselijke landbouw en migratie. Internationale zaadbedrijven produceren bijvoorbeeld slechts een paar variëteiten van een bepaald gewas en stimuleren boeren over de hele wereld om deze weinige variëteiten te kopen en hun traditionele variëteiten, die veel diverser zijn, te laten varen. De menselijke populatie is rechtstreeks afhankelijk van de diversiteit van gewassen als stabiele voedselbron en de achteruitgang ervan is verontrustend voor biologen en landbouwwetenschappers.

Diversiteit ecosystemen

Het is ook nuttig om ecosysteemdiversiteit te definiëren: het aantal verschillende ecosystemen op aarde of in een geografisch gebied. Hele ecosystemen kunnen verdwijnen, zelfs als sommige soorten kunnen overleven door zich aan te passen aan andere ecosystemen. Het verlies van een ecosysteem betekent het verlies van de interacties tussen soorten, het verlies van unieke kenmerken van co-adaptatie en het verlies van biologische productiviteit die een ecosysteem kan creëren. Een voorbeeld van een grotendeels uitgestorven ecosysteem in Noord-Amerika is het prairie-ecosysteem (Figuur 21.3). Prairies strekten zich ooit uit over Midden-Noord-Amerika, van het boreale woud in het noorden van Canada tot in Mexico. Ze zijn nu zo goed als verdwenen, vervangen door akkers, weilanden en wildgroei in de buitenwijken. Veel van de soorten overleven, maar het enorm productieve ecosysteem dat verantwoordelijk was voor het creëren van onze meest productieve landbouwbodems is nu verdwenen. Als gevolg daarvan raken hun bodems nu uitgeput, tenzij ze kunstmatig worden onderhouden tegen hogere kosten. De daling van de bodemproductiviteit treedt op omdat de interacties in het oorspronkelijke ecosysteem verloren zijn gegaan. Dit was een veel belangrijker verlies dan de relatief weinige soorten die uitgestorven werden toen het prairie-ecosysteem werd vernietigd.

Huidige soortendiversiteit

Ondanks aanzienlijke inspanningen is de kennis van de soorten die de planeet bewonen beperkt. Een recente schatting suggereert dat de eukaryote soorten waarvoor de wetenschap namen heeft, ongeveer 1,5 miljoen soorten, minder dan 20 procent uitmaken van het totale aantal eukaryote soorten die op de planeet aanwezig zijn (8,7 miljoen soorten, volgens één schatting). Schattingen van het aantal prokaryotische soorten zijn grotendeels gissingen, maar biologen zijn het erover eens dat de wetenschap nog maar net is begonnen met het catalogiseren van hun diversiteit. Zelfs met wat bekend is, is er geen gecentraliseerde opslagplaats van namen of monsters van de beschreven soorten, daarom is er geen manier om er zeker van te zijn dat de 1,5 miljoen beschrijvingen een nauwkeurig aantal zijn. Het is een beste schatting op basis van de meningen van experts over verschillende taxonomische groepen. Aangezien de aarde in een steeds sneller tempo soorten verliest, weet de wetenschap weinig over wat er verloren gaat. Tabel 21.1 geeft recente schattingen van biodiversiteit in verschillende groepen.

Bron: Mora et al 2011 Bron: Chapman 2009 Bron: Groombridge en Jenkins 2002
Beschreven Voorspelde Beschreven Voorspelde Beschreven Voorspelde
Dieren 1,124,516 9,920,000 1,424,153 6,836,330 1,225,500 10,820,000
Fotosynthetische protisten 17,892 34,900 25,044 200,500
schimmels 44,368 616,320 98,998 1,500,000 72,000 1,500,000
Planten 224,244 314,600 310,129 390,800 270,000 320,000
Niet-fotosynthetische protisten 16,236 72,800 28,871 1,000,000 80,000 600,000
prokaryoten 10,307 1,000,000 10,175
Totaal 1,438,769 10,960,000 1,897,502 10,897,630 1,657,675 13,240,000

Er zijn verschillende initiatieven om beschreven soorten op een toegankelijke en meer georganiseerde manier te catalogiseren, en het internet maakt dat mogelijk. Desalniettemin zou het bij het huidige tempo van de soortbeschrijving, die volgens de rapporten van de State of Observed Species 1 17.000-20.000 nieuwe soorten per jaar zijn, bijna 500 jaar duren om alle soorten die momenteel bestaan ​​te beschrijven. De taak wordt echter in de loop van de tijd steeds onmogelijker omdat uitsterven soorten sneller van de aarde verwijdert dan ze kunnen worden beschreven.

Het benoemen en tellen van soorten lijkt misschien een onbelangrijke bezigheid gezien de andere behoeften van de mensheid, maar het is niet zomaar een boekhouding. Het beschrijven van soorten is een complex proces waarbij biologen de unieke kenmerken van een organisme bepalen en bepalen of dat organisme al dan niet tot een andere beschreven soort behoort. Het stelt biologen in staat om de soort te vinden en te herkennen na de eerste ontdekking om vragen over de biologie op te volgen. Dat vervolgonderzoek zal de ontdekkingen opleveren die de soort waardevol maken voor de mens en voor onze ecosystemen. Zonder naam en beschrijving kan een soort niet diepgaand en gecoördineerd worden bestudeerd door meerdere wetenschappers.

Patronen van biodiversiteit

Biodiversiteit is niet gelijk verdeeld over de planeet. Het Victoriameer bevatte bijna 500 soorten cichliden (slechts één familie van vissen aanwezig in het meer) voordat de introductie van een exotische soort in de jaren tachtig en negentig een massale uitsterving veroorzaakte. Al deze soorten werden alleen in het Victoriameer gevonden, wat wil zeggen dat ze endemisch waren. Endemische soorten komen maar op één locatie voor. De blauwe gaai is bijvoorbeeld endemisch in Noord-Amerika, terwijl de Barton Springs-salamander endemisch is in de monding van een bron in Austin, Texas. Endemen met een zeer beperkte verspreiding, zoals de Barton Springs-salamander, zijn bijzonder kwetsbaar voor uitsterven. Hogere taxonomische niveaus, zoals geslachten en families, kunnen ook endemisch zijn.

Lake Huron bevat ongeveer 79 vissoorten, die allemaal in veel andere meren in Noord-Amerika voorkomen. Wat verklaart het verschil in diversiteit tussen Lake Victoria en Lake Huron? Lake Victoria is een tropisch meer, terwijl Lake Huron een gematigd meer is. Lake Huron in zijn huidige vorm is slechts ongeveer 7.000 jaar oud, terwijl Lake Victoria in zijn huidige vorm ongeveer 15.000 jaar oud is. Deze twee factoren, breedtegraad en leeftijd, zijn twee van verschillende hypothesen die biogeografen hebben gesuggereerd om de biodiversiteitspatronen op aarde te verklaren.

Carrièreverbinding

Biogeografie

Biogeografie is de studie van de verspreiding van soorten in de wereld, zowel in het verleden als in het heden. Het werk van biogeografen is van cruciaal belang voor het begrijpen van onze fysieke omgeving, hoe de omgeving soorten beïnvloedt en hoe veranderingen in de omgeving de verspreiding van een soort beïnvloeden.

Er zijn drie hoofdgebieden van studie onder de noemer biogeografie: ecologische biogeografie, historische biogeografie (paleobiogeografie genoemd) en conservatiebiogeografie. Ecologische biogeografie bestudeert de huidige factoren die de verspreiding van planten en dieren beïnvloeden. Historische biogeografie bestudeert, zoals de naam al aangeeft, de verspreiding van soorten in het verleden. Conservatiebiogeografie daarentegen is gericht op de bescherming en het herstel van soorten op basis van de bekende historische en actuele ecologische informatie. Elk van deze velden houdt rekening met zowel zoögeografie als fytogeografie - de vroegere en huidige verspreiding van dieren en planten.

Een van de oudste waargenomen patronen in de ecologie is dat de biodiversiteit in bijna elke taxonomische groep van organismen toeneemt naarmate de breedtegraad afneemt. Met andere woorden, de biodiversiteit neemt dichter bij de evenaar toe (figuur 21.4).

Het is nog niet duidelijk waarom de biodiversiteit dichter bij de evenaar toeneemt, maar hypothesen zijn onder meer de hogere leeftijd van de ecosystemen in de tropen versus gematigde streken, die grotendeels verstoken waren van leven of drastisch verarmd waren tijdens de laatste ijstijd. De hogere leeftijd biedt meer tijd voor soortvorming. Een andere mogelijke verklaring is de grotere energie die de tropen van de zon ontvangen versus de kleinere energie-input in gematigde en poolgebieden. Maar wetenschappers hebben niet kunnen verklaren hoe een grotere energie-input zich zou kunnen vertalen in meer soorten. De complexiteit van tropische ecosystemen kan soortvorming bevorderen door de heterogeniteit van de habitat, of het aantal ecologische niches, in de tropen te vergroten ten opzichte van hogere breedtegraden. De grotere heterogeniteit biedt meer mogelijkheden voor co-evolutie, specialisatie en misschien grotere selectiedruk die leidt tot bevolkingsdifferentiatie. Deze hypothese lijdt echter aan enige circulariteit: ecosystemen met meer soorten moedigen soortvorming aan, maar hoe kregen ze om te beginnen meer soorten? De tropen zijn als stabieler beschouwd dan gematigde streken, die een uitgesproken klimaat en daglengte-seizoensgebondenheid hebben. De tropen hebben hun eigen vormen van seizoensgebondenheid, zoals regenval, maar over het algemeen wordt aangenomen dat ze stabielere omgevingen zijn en deze stabiliteit kan soortvorming bevorderen.

Ongeacht de mechanismen is het zeker waar dat de biodiversiteit het grootst is in de tropen. Het aantal endemische soorten is hoger in de tropen. De tropen bevatten ook meer hotspots voor biodiversiteit. Tegelijkertijd is onze kennis van de soorten die in de tropen leven het laagst en is door recente, zware menselijke activiteit het potentieel voor verlies aan biodiversiteit het grootst.

Belang van biodiversiteit

Verlies van biodiversiteit bedreigt uiteindelijk andere soorten die we niet rechtstreeks beïnvloeden vanwege hun onderlinge verbondenheid, aangezien soorten uit een ecosysteem verdwijnen, andere soorten worden bedreigd door de veranderingen in beschikbare hulpbronnen. Biodiversiteit is belangrijk voor het voortbestaan ​​en het welzijn van menselijke populaties omdat het gevolgen heeft voor onze gezondheid en ons vermogen om onszelf te voeden door middel van landbouw en het oogsten van populaties wilde dieren.

Menselijke gezondheid

Veel medicijnen zijn afgeleid van natuurlijke chemicaliën die door een diverse groep organismen worden gemaakt. Veel planten produceren bijvoorbeeld secundaire plantenstoffen, gifstoffen die worden gebruikt om de plant te beschermen tegen insecten en andere dieren die ze eten. Sommige van deze secundaire plantenstoffen werken ook als medicijnen voor mensen. Hedendaagse samenlevingen die dicht bij het land wonen, hebben vaak een brede kennis van de medicinale toepassingen van planten die in hun gebied groeien. Eeuwenlang werd in Europa oudere kennis over het medische gebruik van planten verzameld in kruidenboeken - boeken die de planten en hun gebruik identificeerden. Mensen zijn niet de enige dieren die planten om medicinale redenen gebruiken. De andere mensapen, orang-oetans, chimpansees, bonobo's en gorilla's zijn allemaal waargenomen met zelfmedicatie met planten.

De moderne farmaceutische wetenschap erkent ook het belang van deze plantaardige stoffen. Voorbeelden van belangrijke geneesmiddelen die zijn afgeleid van plantaardige stoffen zijn aspirine, codeïne, digoxine, atropine en vincristine (Figuur 21.5). Veel medicijnen waren ooit afgeleid van plantenextracten, maar worden nu gesynthetiseerd. Geschat wordt dat ooit 25 procent van de moderne medicijnen ten minste één plantenextract bevatte. Dat aantal is waarschijnlijk gedaald tot ongeveer 10 procent omdat natuurlijke plantaardige ingrediënten worden vervangen door synthetische versies van de plantaardige stoffen. Antibiotica, die verantwoordelijk zijn voor buitengewone verbeteringen in gezondheid en levensduur in ontwikkelde landen, zijn verbindingen die grotendeels zijn afgeleid van schimmels en bacteriën.

In de afgelopen jaren hebben dierenvergiften en vergiften geleid tot intensief onderzoek naar hun medicinale potentieel. In 2007 had de FDA vijf geneesmiddelen op basis van dierlijke toxines goedgekeurd voor de behandeling van ziekten zoals hypertensie, chronische pijn en diabetes. Nog eens vijf geneesmiddelen ondergaan klinische proeven en ten minste zes geneesmiddelen worden in andere landen gebruikt. Andere gifstoffen die worden onderzocht, zijn afkomstig van zoogdieren, slangen, hagedissen, verschillende amfibieën, vissen, slakken, octopussen en schorpioenen.

Afgezien van het vertegenwoordigen van miljarden dollars aan winst, verbeteren deze medicijnen het leven van mensen. Farmaceutische bedrijven zijn actief op zoek naar nieuwe natuurlijke verbindingen die als medicijn kunnen fungeren. Geschat wordt dat een derde van farmaceutisch onderzoek en ontwikkeling wordt besteed aan natuurlijke verbindingen en dat ongeveer 35 procent van de nieuwe geneesmiddelen die tussen 1981 en 2002 op de markt werden gebracht, afkomstig waren van natuurlijke verbindingen.

Ten slotte is betoogd dat mensen psychologisch baat hebben bij het leven in een biodiverse wereld. De voornaamste voorstander van dit idee is de entomoloog E.O. Wilson. Hij stelt dat de menselijke evolutionaire geschiedenis ons heeft aangepast aan het leven in een natuurlijke omgeving en dat gebouwde omgevingen spanningen genereren die de gezondheid en het welzijn van de mens beïnvloeden. Er is veel onderzoek gedaan naar de psychologisch regeneratieve voordelen van natuurlijke landschappen die suggereren dat de hypothese enige waarheid kan bevatten.

Agrarisch

Sinds het begin van de menselijke landbouw, meer dan 10.000 jaar geleden, hebben menselijke groepen gewasvariëteiten gekweekt en geselecteerd. Deze gewasdiversiteit kwam overeen met de culturele diversiteit van sterk onderverdeelde mensenpopulaties. Aardappelen werden bijvoorbeeld ongeveer 7.000 jaar geleden gedomesticeerd in de centrale Andes van Peru en Bolivia. De mensen in deze regio leefden van oudsher in relatief geïsoleerde nederzettingen, gescheiden door bergen. De aardappelen die in die regio worden geteeld, behoren tot zeven soorten en het aantal variëteiten loopt waarschijnlijk in de duizenden. Elke variëteit is gefokt om te gedijen op bepaalde hoogten en bodem- en klimaatomstandigheden. De diversiteit wordt gedreven door de uiteenlopende eisen van de dramatische hoogteverschillen, de beperkte beweging van mensen en de eisen die door vruchtwisseling worden gecreëerd voor verschillende variëteiten die het goed zullen doen in verschillende velden.

Aardappelen zijn slechts één voorbeeld van agrarische diversiteit. Elke plant, elk dier en elke schimmel die door mensen is gekweekt, is gefokt van oorspronkelijke wilde vooroudersoorten tot diverse variëteiten die voortkomen uit de vraag naar voedselwaarde, aanpassing aan groeiomstandigheden en weerstand tegen ongedierte. De aardappel is een bekend voorbeeld van de risico's van een lage gewasdiversiteit: tijdens de tragische Ierse aardappelhongersnood (1845-1852 n.Chr.) werd het enkele aardappelras dat in Ierland werd geteeld vatbaar voor aardappelziekte, waardoor het gewas werd uitgeroeid. Het verlies van de oogst leidde tot hongersnood, dood en massale emigratie. Resistentie tegen ziekten is een belangrijk voordeel voor het behoud van de biodiversiteit van gewassen en een gebrek aan diversiteit in hedendaagse gewassoorten brengt vergelijkbare risico's met zich mee. Zaadbedrijven, die de bron zijn van de meeste gewasvariëteiten in ontwikkelde landen, moeten voortdurend nieuwe variëteiten kweken om gelijke tred te houden met de evoluerende plaagorganismen. Deze zelfde zaadbedrijven hebben echter meegewerkt aan de afname van het aantal beschikbare variëteiten, omdat ze zich richten op de verkoop van minder variëteiten in meer delen van de wereld ter vervanging van traditionele lokale variëteiten.

Het vermogen om nieuwe gewasvariëteiten te creëren, is afhankelijk van de diversiteit aan beschikbare variëteiten en de beschikbaarheid van wilde vormen die verband houden met de gewasplant. Deze wilde vormen zijn vaak de bron van nieuwe genvarianten die met bestaande variëteiten kunnen worden gekweekt om variëteiten met nieuwe eigenschappen te creëren. Verlies van wilde soorten die verband houden met een gewas betekent verlies van potentieel voor gewasverbetering. Het behoud van de genetische diversiteit van wilde soorten die verwant zijn aan gedomesticeerde soorten, verzekert onze voortdurende voedselvoorziening.

Sinds de jaren 1920 hebben landbouwafdelingen van de overheid zaadbanken van gewasvariëteiten onderhouden om de gewasdiversiteit te behouden. Dit systeem heeft gebreken omdat na verloop van tijd zaadvariëteiten verloren gaan door ongelukken en er geen manier is om ze te vervangen. In 2008 begon de Svalbard Global Seed Vault, gelegen op het eiland Spitsbergen, Noorwegen (Figuur 21.6), zaden van over de hele wereld op te slaan als back-upsysteem voor de regionale zaadbanken. Als een regionale zaadbank variëteiten opslaat in Svalbard, kunnen verliezen uit Svalbard worden opgevangen als er iets met de regionale zaden gebeurt. Het Svalbard-zaadgewelf ligt diep in de rots van het arctische eiland. De omstandigheden in de kluis worden op de ideale temperatuur en vochtigheid gehouden om het zaad te laten overleven, maar de diepe ondergrondse locatie van de kluis in het noordpoolgebied betekent dat het falen van de systemen van de kluis de klimatologische omstandigheden in de kluis niet in gevaar brengt.

Visuele verbinding

De Svalbard-zaadkluis bevindt zich op het eiland Spitsbergen in Noorwegen, dat een arctisch klimaat heeft. Waarom zou een arctisch klimaat goed kunnen zijn voor zaadopslag?

Hoewel gewassen grotendeels onder onze controle staan, is ons vermogen om ze te verbouwen afhankelijk van de biodiversiteit van de ecosystemen waarin ze worden verbouwd. Die biodiversiteit schept de omstandigheden waaronder gewassen kunnen groeien door wat bekend staat als ecosysteemdiensten - waardevolle omstandigheden of processen die door een ecosysteem worden uitgevoerd. Gewassen worden voor het grootste deel niet in gebouwde omgevingen verbouwd. Ze worden op aarde gekweekt. Hoewel sommige landbouwgronden steriel worden gemaakt met behulp van controversiële pesticidebehandelingen, bevatten de meeste een enorme diversiteit aan organismen die de nutriëntenkringloop in stand houden, waarbij organisch materiaal wordt afgebroken tot voedingsstoffen die gewassen nodig hebben voor groei. Deze organismen behouden ook de bodemtextuur die van invloed is op de water- en zuurstofdynamiek in de bodem die nodig is voor plantengroei. Het vervangen van het werk van deze organismen bij het vormen van bouwgrond is praktisch niet mogelijk. Dit soort processen worden ecosysteemdiensten genoemd. Ze komen voor binnen ecosystemen, zoals bodemecosystemen, als gevolg van de diverse metabolische activiteiten van de organismen die daar leven, maar ze bieden voordelen voor de menselijke voedselproductie, de beschikbaarheid van drinkwater en ademende lucht.

Andere belangrijke ecosysteemdiensten die verband houden met voedselproductie zijn bestuiving van planten en gewasbescherming. Geschat wordt dat bestuiving door honingbijen in de Verenigde Staten $ 1,6 miljard per jaar oplevert, andere bestuivers dragen tot $ 6,7 miljard bij. Meer dan 150 gewassen in de Verenigde Staten hebben bestuiving nodig om te produceren. Veel honingbijpopulaties worden beheerd door imkers die hun bijenkasten verhuren aan boeren. Honingbijpopulaties in Noord-Amerika hebben grote verliezen geleden als gevolg van een syndroom dat bekend staat als kolonie-instortingsstoornis, een nieuw fenomeen met een onduidelijke oorzaak. Andere bestuivers omvatten een breed scala aan andere bijensoorten en verschillende insecten en vogels. Het verlies van deze soorten zou het telen van gewassen die bestuiving vereisen onmogelijk maken, waardoor de afhankelijkheid van andere gewassen toeneemt.

Ten slotte concurreren mensen om hun voedsel met ongedierte, waarvan de meeste insecten zijn. Pesticiden beheersen deze concurrenten, maar deze zijn kostbaar en verliezen na verloop van tijd hun effectiviteit naarmate de plaagpopulaties zich aanpassen. Ze leiden ook tot nevenschade door het doden van niet-plaagsoorten en nuttige insecten zoals honingbijen, en brengen de gezondheid van landarbeiders en consumenten in gevaar. Bovendien kunnen deze pesticiden migreren van de velden waar ze worden toegepast en schade toebrengen aan andere ecosystemen zoals beken, meren en zelfs de oceaan. Ecologen geloven dat het grootste deel van het werk bij het verwijderen van plagen daadwerkelijk wordt gedaan door roofdieren en parasieten van die plagen, maar de impact is niet goed bestudeerd. Uit een review bleek dat in 74 procent van de onderzoeken waarin werd gezocht naar een effect van landschapscomplexiteit (bossen en braakliggende velden in de buurt van akkers) op natuurlijke vijanden van plagen, hoe groter de complexiteit, hoe groter het effect van plaagonderdrukkende organismen. Een andere experimentele studie wees uit dat het introduceren van meerdere vijanden van erwtenbladluizen (een belangrijke luzerneplaag) de opbrengst van luzerne aanzienlijk verhoogde. Uit dit onderzoek blijkt dat een diversiteit aan plagen effectiever is in de bestrijding dan één enkele plaag. Verlies van diversiteit in plaagvijanden zal het onvermijdelijk moeilijker en duurder maken om voedsel te verbouwen. De groeiende menselijke bevolking in de wereld staat voor grote uitdagingen in de stijgende kosten en andere moeilijkheden die verband houden met de productie van voedsel.

Wilde voedselbronnen

Naast het verbouwen van gewassen en het fokken van voedseldieren, verkrijgen mensen voedselbronnen van wilde populaties, voornamelijk wilde vispopulaties. Voor ongeveer een miljard mensen vormen aquatische hulpbronnen de belangrijkste bron van dierlijke eiwitten. Maar sinds 1990 is de productie van de wereldwijde visserij afgenomen. Ondanks aanzienlijke inspanningen zijn er maar weinig visserijen op aarde die duurzaam worden beheerd.

Het uitsterven van de visserij leidt zelden tot volledig uitsterven van de geoogste soorten, maar eerder tot een radicale herstructurering van het mariene ecosysteem waarin een dominante soort zo overbevist wordt dat hij ecologisch een minder belangrijke speler wordt. Behalve dat mensen de voedselbron verliezen, beïnvloeden deze veranderingen veel andere soorten op manieren die moeilijk of onmogelijk te voorspellen zijn. De ineenstorting van de visserij heeft dramatische en langdurige gevolgen voor de lokale menselijke populaties die in de visserij werken. Bovendien zal het verlies van een goedkope eiwitbron aan populaties die het zich niet kunnen veroorloven deze te vervangen, de kosten van levensonderhoud verhogen en de samenleving op andere manieren beperken. Over het algemeen zijn de vissen uit de visserij verschoven naar kleinere soorten en worden de grotere soorten overbevist. Het uiteindelijke resultaat zou duidelijk het verlies van aquatische systemen als voedselbronnen kunnen zijn.

Concepten in actie

Bezoek deze website om een ​​korte video te bekijken waarin een onderzoek naar afnemende visserij wordt besproken.


6.1: Inleiding tot biodiversiteit - biologie

Biodiversiteit wordt gedefinieerd als de variatie van levende vormen op aarde die planten, dieren, micro-organismen omvat, genen bevat en het complexe ecosysteem vormt.

Biodiversiteit beschrijft de diversiteit van het leven op de volgende drie biologische niveaus:

bron:marinebio.org vijg: Soortendiversiteit

Soortdiversiteit:

Soortendiversiteit is de component van de biodiversiteit, een groep planten of dieren die vergelijkbaar zijn en in staat zijn om onder natuurlijke omstandigheden levensvatbare nakomelingen te kweken en voort te brengen.

Genetische diversiteit is het niveau van biodiversiteit dat verwijst naar het totale aantal genetische kenmerken in de genetische samenstelling van de soort en verzonken in alle individuen waaruit een bepaalde soort bestaat.

Ecosysteem diversiteit:

bron:sites.google.com fig: Diversiteit van ecosystemen

Ecosysteemdiversiteit is de variatie van habitats, gemeenschapstypen en abiotische omgevingen die in een bepaald gebied aanwezig zijn. De diversiteit van ecosystemen wordt geëvalueerd door middel van metingen van de diversiteit van de samenstellende soorten.

Voordelen van biodiversiteit

  • Door de biodiversiteit te beschermen, kunnen we een nieuwe bron van eten en drinken vinden.
  • Een aanzienlijk deel van de geneesmiddelen is direct of indirect afkomstig van biologische bronnen.
  • Een breed scala aan industriële materialen, d.w.z. kleurstoffen, vezels, harsen enz., zijn rechtstreeks afgeleid van biologische bronnen.
  • De natuurlijke schoonheid van biodiversiteit inspireerde componisten, kunstenaars en dichters.
  • Ecosysteem- en ecologische processen spelen een belangrijke rol bij de afbraak en opname van verontreinigende stoffen.
  • Biologische diversiteit helpt bij de vorming en het onderhoud van de bodemtextuur en het behoud van vocht en voedingsstoffen.
  • Natuurlijke pesticiden die gebruikmaken van biodiversiteit zijn in veel opzichten superieur aan hun kunstmatige chemische pesticiden.
  • Biodiversiteit is ook van groot belang als directe bron van inkomsten en economische ontwikkeling.

Reikwijdte van biodiversiteit

Het totale aantal soorten dat op het aardoppervlak voorkomt, wordt biodiversiteit genoemd. Elke soort verschilt van elkaar. Dus, de toerist voelt zich aangetrokken tot hen en is bereid er meer over te weten, wat helpt om het toerisme in het land te ontwikkelen. En de toename van het toerisme betekent de toename van de economie van het land.

Wetenschappelijk onderzoek en onderzoek:

Biodiversiteit is ook belangrijk voor wetenschappelijk onderzoek en onderzoek. Met behulp van biodiversiteit kan de wetenschapper wetenschappelijke dingen te weten komen of onderzoeken.

Elke biodiversiteit is op zich belangrijk. Van planten kunnen we verschillende medicijnen ontdekken die voor verschillende ziekten worden gebruikt. Medicijnen die nieuw zijn ontdekt, worden eerst bij dieren waargenomen. Dus we kunnen zeggen dat geneeskunde ook een van de scopes van biodiversiteit is.

Landbouwproductie:

Het voedingsproduct dat we dagelijks eten, komt uit het milieu. Met variatie in deze producten krijgen we variëteiten van voedsel.

Evenwicht van ecosysteem:

Biodiversiteit helpt bij het handhaven van het ecologische evenwicht dat nodig is om te overleven, niet alleen voor planten en dieren, maar ook voor mensen op aarde, omdat ze direct of indirect van elkaar afhankelijk zijn voor voedsel.


Bekijk de video: What Is Biodiversity? Ecology u0026 Environment. Biology. FuseSchool (Februari 2023).