Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

9.2: Видова різноманітність

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    3698

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Видове різноманіття - це кількість різних видів в конкретній місцевості і їх відносна чисельність. Розглянута територія може бути місцем проживання, біомом або всією біосферою. Райони з низьким видовим розмаїттям, такі як льодовики Антарктиди, все ще містять найрізноманітніші живі організми, тоді як різноманітність тропічних лісів настільки велике, що його неможливо точно оцінити. Видова багатство, кількість видів, що мешкають в середовищі існування або іншій одиниці, є одним з компонентів біорізноманіття. Видова рівність є складовою видового різноманіття на основі відносної чисельності (кількість особин у виді відносно загальної кількості особин у всіх видах всередині системи). Фундаментальні види (див. Типи та динаміка екосистем) часто мають найвищу відносну кількість видів. Дві локації з однаковим багатством не обов'язково мають однакову видову рівність. Наприклад, обидві громади на малюнку\(\PageIndex{b}\) мають три різні види дерев і, отже, видове багатство три. Однак є домінантний вид (представлений шістьма особинами) в співтоваристві #1. У співтоваристві #2 є три особини кожного виду. Тому спільнота #2 має більшу рівність видів та більшу різноманітність видів загалом.

    Деревне співтовариство #1 має шість особин нерегулярно розгалуженого виду, одну особину з щільно упакованими листям та дві хвойні.

    Деревне співтовариство #2 має три особини для нерегулярно розгалужених видів, видів з щільно упакованим листям та хвойних видів.
    Малюнок\(\PageIndex{a}\): Дві гіпотетичні деревні спільноти мають однакове видове багатство, але спільнота #2 (дно) має більшу рівність видів. Обидві громади мають дев'ять дерев і три породи дерев. У співтоваристві #1 домінуючим є один вид, представлений шістьма особинами. Існує дві особини хвойного виду, і тільки одна особина кінцевого виду. У співтоваристві #2 є три особини від кожного виду. Зображення, зібрані Мелісою Ха з одного дерева Джордж Ходан, Старий Силует дерева, і Дерево (все суспільне надбання).

    Кількість видів на Землі

    Незважаючи на значні зусилля, знання про види, що населяють планету, обмежені. Описано близько 1,5 мільйона видів, але ще багато видів ще належить ідентифікувати. Оцінки загальної кількості видів на Землі коливаються від 3 мільйонів до 100 мільйонів, причому більш пізні оцінки зазвичай коливаються від 8 до 11 мільйонів видів. Дослідження 2011 року свідчить про те, що лише 13% видів еукаріотичних (таких як рослини, тварини, гриби та водорості) були названі (табл\(\PageIndex{a}\). Оцінки чисельності видів прокаріотів (таких як бактерії) багато в чому здогадуються, але біологи сходяться на думці, що наука тільки почала каталогізувати їх різноманітність. Насправді, дослідження 2017 року Брендана Ларсена та його колег підрахувало, що насправді на Землі існує 1-6 мільярдів видів, принаймні 70% з них - бактерії. З огляду на, що Земля втрачає види прискореними темпами, наука мало знає про те, що втрачається.

    Таблиця\(\PageIndex{a}\): Орієнтовна кількість видів за таксономічною групою, включаючи як описані (названі та вивчені), так і прогнозовані (ще не названі) види.
    Тип організму Мора та співавт. 2011 Описано Мора та співавт. 2011 передбачений Чепмен 2009 Описано Чепмен 2009 передбачений Грумбрідж і Дженкінс 2002 Описано Грумбрідж і Дженкінс 2002 передбачений
    Тварини 1 124 516 9 920 000 1 424 153 6 836 330 1 225 500 10 820 000
    Фотосинтетичні протести (наприклад, водорості) 17 892 34 900 25 044 200 500 Немає даних Немає даних
    Гриби 44 368 616 320 98 998 1 500 000 72 000 1 500 000
    Рослини 224 244 314 600 310 129 390 800 270 000 320 000
    Нефотосинтетичні протести 16 236 72 800 28 871 1 000 000 80 000 600 000
    Прокаріоти Немає даних Немає даних 10 307 1 000 000 10 175 Немає даних
    Всього 1 438 769 10 960 000 1 897 502 10 897 630 1 657 675 13 240 000

    Існують різні ініціативи щодо каталогізації описаних видів доступними та більш організованими способами, і Інтернет сприяє цим зусиллям. Тим не менш, при нинішньому темпі опису видів, який, згідно зі звітами про стан спостережуваних видів, становить 17,000-20 000 нових видів на рік, знадобиться близько 500 років, щоб описати всі існуючі в даний час види. Завдання, однак, стає все більш неможливим з часом, оскільки вимирання видаляє види з Землі швидше, ніж їх можна описати.

    Назви та підрахунок видів можуть здатися неважливим прагненням, враховуючи інші потреби людства, але це не просто бухгалтерський облік. Опис видів - це складний процес, за допомогою якого біологи визначають унікальні характеристики організму та чи належить цей організм до будь-якого іншого описаного виду. Це дозволяє біологам знаходити та розпізнавати вид після первинного відкриття, щоб стежити за питаннями щодо його біології. Це подальше дослідження призведе до відкриття, які роблять вид цінним для людини та наших екосистем. Без назви та опису вид не може бути вивчений глибоко та скоординовано багатьма вченими.

    Штрих-кодування ДНК

    Технологія молекулярної генетики та обробки та зберігання даних дозріває до того моменту, коли каталогізація видів планети доступним способом близька до здійсненної. Штрих-кодування ДНК - це один молекулярно-генетичний метод, який використовує переваги спеціалізованих структур всередині деяких клітин, які називаються мітохондріями (малюнок\(\PageIndex{a}\)). Мітохондрії містять ДНК, відокремлену від решти клітини, і один з генів мітохондріальної ДНК змінюється швидше в процесі еволюції, ніж звичайна ДНК. У той час як рослини містять мітохондрії, ДНК з їх хлоропластів - спеціалізованих структур, в яких відбувається фотосинтез, частіше штрих-кодуються. Технологія швидкого секвенування ДНК робить частину роботи молекулярної генетики відносно недорогою та швидкою. Комп'ютерні ресурси зберігають і роблять доступними великі обсяги даних. В даний час ведуться проекти з використання штрих-кодування ДНК для каталогізації музейних зразків, які вже були названі та вивчені, а також тестування методу на менш вивчених групах. Станом на середину 2012 року близько 150 000 названих видів були штрих-кодовані. Ранні дослідження показують, що існує значна кількість неописаних видів, які виглядали занадто схожими на види братів і сестер, щоб раніше бути визнаними різними. Тепер їх можна ідентифікувати за допомогою штрих-кодування ДНК.

    Мітохондріон у формі арахісу складається із зовнішньої оболонки та внутрішньої складчастої мембрани.
    Малюнок\(\PageIndex{b}\): Мітохондрії - це спеціалізовані структури всередині еукаріотичних клітин. Вони містять окрему ДНК, а мітохондріальна ДНК містить швидко розвивається ген, який використовується для штрих-кодування ДНК. Зображення співробітників Blausen.com (2014). «Медична галерея Блаузена Медікал 2014». Вікіжурнал медицини 1 (2). Індекс інтересу користувача: 10.15347/кв.м/2014.010. ІСН 2002-436. (CC-BY)

    Важливість видового різноманіття

    Здорові екосистеми містять різноманітність видів, і кожен вид відіграє певну роль у функціонуванні екосистеми; тому різноманітність видів, а також різноманітність екосистем мають важливе значення для підтримки екосистемних послуг. Наприклад, багато ліків отримують з природних хімічних речовин, виготовлених різноманітною групою організмів. Наприклад, багато рослин виробляють сполуки, призначені для захисту рослини від комах та інших тварин, які їх поїдають. Деякі з цих сполук також працюють як ліки для людини. Сучасні суспільства, які живуть поруч із землею, часто мають широкі знання про лікарське використання рослин, що ростуть у своїй місцевості. Протягом століть у Європі старі знання про медичне використання рослин були зібрані в травах - книгах, які визначали рослини та їх використання. Люди - не єдині тварини, які використовують рослини з лікарських причин. Інші великі мавпи, орангутанги, шимпанзе, бонобо та горили спостерігали самолікування рослинами.

    Сучасна фармацевтична наука також визнає важливість цих рослинних сполук. Приклади значущих лікарських засобів, отриманих з рослинних сполук, включають аспірин, кодеїн, дигоксин, атропін та вінкристин (малюнок\(\PageIndex{c}\)). Багато ліків колись були отримані з рослинних екстрактів, але зараз синтезуються. Підраховано, що свого часу 25 відсотків сучасних препаратів містили хоча б один рослинний екстракт. Ця кількість, ймовірно, зменшилася приблизно до 10 відсотків, оскільки натуральні рослинні інгредієнти замінюються синтетичними версіями рослинних сполук. Антибіотики, які відповідають за надзвичайні поліпшення здоров'я та тривалості життя в розвинених країнах, є сполуками, значною мірою отриманими з грибів та бактерій.

    Квітки цього мадагаскарського барвінка світло-рожеві. Вони оточені овальними листям з виразним жилкою.
    Малюнок\(\PageIndex{c}\): Catharanthus roseus, барвінок Мадагаскарський, має різні лікувальні властивості. Серед інших застосувань він є джерелом вінкристину, препарату, що використовується при лікуванні лімфом. (Кредит: Ліс і Кім Старр)

    В останні роки отрути та отрути тварин збудили інтенсивні дослідження свого лікарського потенціалу. До 2007 року FDA схвалила п'ять препаратів на основі токсинів тварин для лікування таких захворювань, як гіпертонія, хронічний біль та діабет. Ще п'ять препаратів проходять клінічні випробування і щонайменше шість препаратів використовуються в інших країнах. Інші досліджувані токсини надходять від ссавців, змій, ящірок, різних земноводних, риб, равликів, восьминогів та скорпіонів.

    Окрім представлення мільярдів доларів прибутку, ці ліки покращують життя людей. Фармацевтичні компанії активно шукають нові природні сполуки, які можуть функціонувати як лікарські засоби. Підраховано, що третина фармацевтичних досліджень і розробок витрачається на природні сполуки і що близько 35 відсотків нових препаратів, виведених на ринок між 1981 і 2002 роками були з природних сполук.

    Посилання

    Брендан Ларсен, Елізабет Міллер, Метью К. Родос та Джон Джей Віенс, "Непомірна любов, помножена та перерозподілена: кількість видів на Землі та новий пиріг життя», Квартальний огляд біології 92, № 3 (вересень 2017 р.): 229-265. DOI

    Атрибуції

    Модифікований Мелісою Ха з наступних джерел: