BIODIVERSITÄT: MERKMALE, BEDEUTUNG UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die Biodiversität oder Biodiversität ist die Abkürzung für "Biodiversität" und bezieht sich auf die vielfältigen Elemente der Variabilität vorhandener organischer Wesen. Dieses Konzept kann auf verschiedenen Ebenen verstanden werden, sei es taxonomisch, funktional, phylogenetisch, genetisch oder trophisch.

Eine Region, die von einer einzigen Art im frühen Alter (aus evolutionärer Sicht) bewohnt wird und aus genetisch homogenen Individuen besteht, die in diskreten geografischen Gebieten und in einem engen Bereich von Lebensräumen verteilt sind, wird ein Ökosystem mit geringer biologischer Vielfalt sein.

Die biologische Vielfalt umfasst die verschiedenen Arten - und ihre biologische Variation - innerhalb einer Region.
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Im Gegensatz dazu wäre ein Lebensraum mit mehreren Arten - einige alte, andere, deren Speziationsprozess kürzlich stattgefunden hat - deren genetisches Material heterogen und weit verbreitet ist, eine Region mit hoher Vielfalt.

Hoch und Niedrig sind jedoch relative Begriffe. Daher gibt es verschiedene Indizes und Parameter, mit denen wir die Vielfalt einer Region quantifizieren können, z. B. den Shannon- und Simpson-Index. Basierend auf ihnen sehen wir, dass die Verteilung lebender Organismen auf dem Planeten nicht homogen ist. Mehr Vielfalt findet man normalerweise, wenn wir uns den Tropen nähern.

Die Biodiversität kann in zwei sich ergänzenden Disziplinen untersucht werden: Ökologie und Evolutionsbiologie. Ökologen konzentrieren sich hauptsächlich auf die Faktoren, die die lokale Vielfalt beeinflussen und in kurzer Zeit wirken.

Evolutionsbiologen konzentrieren sich ihrerseits auf höhere Zeitskalen und konzentrieren sich unter anderem auf Aussterben, Generierung von Anpassungen und Speziation.

In den letzten 50 Jahren haben die Präsenz des Menschen, die globale Erwärmung und andere Faktoren die Verbreitung und Vielfalt einer erheblichen Anzahl von Arten verändert. Das Wissen und die Quantifizierung der biologischen Vielfalt sind wesentliche Elemente für die Formulierung von Lösungen für dieses Problem.

Was ist biologische Vielfalt?

Die erste Person, die den Begriff Biodiversität in der ökologischen Literatur verwendete, war 1988 E. O. Wilson. Das Konzept der biologischen Vielfalt befindet sich jedoch seit dem 19. Jahrhundert in der Entwicklung und ist bis heute weit verbreitet.

Biodiversität bezieht sich auf die Vielfalt der Lebensformen. Dies erstreckt sich auf alle Organisationsebenen und kann aus evolutionärer oder ökologischer (funktionaler) Sicht klassifiziert werden.

Das heißt, Vielfalt wird nicht nur in Bezug auf die Anzahl der Arten verstanden. Wie wir später sehen werden, hat auch die Variabilität auf anderen taxonomischen und ökologischen Ebenen einen Einfluss.

Die biologische Vielfalt wurde seit aristotelischen Zeiten untersucht. Die intrinsische Neugier auf das Leben und die Notwendigkeit, Ordnung zu schaffen, veranlassten Philosophen, die verschiedenen Lebensformen zu untersuchen und willkürliche Klassifikationssysteme zu etablieren. So wurden die Wissenschaften der Systematik und Taxonomie und damit das Studium der Vielfalt geboren.

Merkmale der biologischen Vielfalt

Genetische Vielfalt

Die biologische Vielfalt kann in verschiedenen Maßstäben untersucht werden, beginnend mit der Genetik. Ein Organismus besteht aus Tausenden von Genen, die in seiner DNA zusammengefasst sind, die in seinen Zellen organisiert ist.

Die verschiedenen Formen eines Gens (bekannt als Allele) und die Variationen der Chromosomen zwischen Individuen bilden die genetische Vielfalt. Eine kleine Population, deren Genom unter ihren Mitgliedern homogen ist, ist etwas vielfältig.

Die genetische Variabilität, die wir bei Individuen derselben Art finden, ist das Ergebnis einer Reihe von Prozessen, wie z. B. Mutationen, Rekombination, genetische Polymorphismen, Isolierung des Genpools, lokaler Selektionsdruck und Gradienten.

Variation ist die Basis für die Evolution und für die Erzeugung von Anpassungen. Eine variable Population kann auf Änderungen der Umweltbedingungen reagieren, während die geringe Variation zu einem Bevölkerungsrückgang führen oder in extremen Fällen zum lokalen Aussterben der Art führen kann.

Darüber hinaus ist die Kenntnis des Grads der genetischen Variabilität einer Population von wesentlicher Bedeutung, wenn wirksame Schutzpläne erstellt werden sollen, da dieser Parameter die Widerstandsfähigkeit und Persistenz der Arten beeinflusst.

Individuelle Vielfalt

Auf dieser Organisationsebene finden wir Unterschiede in Bezug auf Anatomie, Physiologie und Verhalten einzelner Organismen.

Bevölkerungsvielfalt

In der Biologie definieren wir Populationen als eine Gruppe von Individuen derselben Art, die zeitlich und räumlich nebeneinander existieren und sich möglicherweise reproduzieren können.

Auf Bevölkerungsebene trägt die genetische Variation der Individuen, aus denen sie besteht, zur biologischen Vielfalt bei und ist wiederum die Grundlage für die adaptive Evolution. Ein klares Beispiel hierfür ist die menschliche Bevölkerung, in der alle Individuen nennenswerte phänotypische Variationen aufweisen.

Arten, denen es an genetischer Variation mangelt und die einheitliche Populationen aufweisen, sind sowohl aus umweltbedingten als auch aus vom Menschen verursachten Gründen vom Aussterben bedroht.

Artenvielfalt

Wenn wir die Organisationsebene nach oben bewegen, können wir die Artenvielfalt in Bezug auf Arten analysieren. Die biologische Vielfalt wird häufig von Ökologen und Naturschutzbiologen auf dieser Ebene untersucht.

Vielfalt über dem Artenniveau

Wir können die biologische Vielfalt weiterhin über dem Artenniveau analysieren. Das heißt, unter Berücksichtigung anderer Ebenen der taxonomischen Klassifizierung wie Gattungen, Familien, Ordnungen usw. Dies ist jedoch häufiger in paläontologischen Studien der Fall.

So können wir in der Größenordnung nach oben gehen, bis wir die Vergleiche der Biogeographie finden, die nichts anderes sind als die Anerkennung eines unterschiedlichen Artenreichtums in großen geografischen Regionen.

Wie wird die Biodiversität gemessen?

Für Biologen ist es wichtig, Parameter zu haben, die die Quantifizierung der biologischen Vielfalt ermöglichen. Um diese Aufgabe zu erfüllen, gibt es verschiedene Methoden, die aus funktionaler oder theoretischer Sicht gemessen werden können.

Zu den funktionalen Messkategorien gehören genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Ökosystemvielfalt. Die theoretische Perspektive basiert auf Alpha, Beta und Gamma Diversity. Ebenso kann eine Community bewertet werden, indem ihre physischen Eigenschaften beschrieben werden.

Die Verwendung statistischer Indizes, die die Artenvielfalt messen, ist üblich. Diese kombinieren zwei wichtige Maßnahmen: die Gesamtzahl der Arten in der Stichprobe und ihre relative Häufigkeit. Als nächstes werden wir die von Ökologen am häufigsten verwendeten Kennzahlen und Indizes beschreiben.

Alpha, Beta und Gamma Diversität

Alpha, Beta und Gamma-Diversität sind die drei von der IUCN (International Union for Conservation of Nature) anerkannten Diversitätsstufen. Dieser Ansatz wurde 1960 vom Pflanzenökologen Robert Harding Whittaker vorgeschlagen und wird bis heute verwendet.

Alpha-Diversität ist die Anzahl der Arten auf lokaler Ebene, dh innerhalb eines Lebensraums oder einer ökologischen Gemeinschaft. Beta ist der Unterschied in der Artenzusammensetzung zwischen den Gemeinschaften. Schließlich zeigt das Gamma die Anzahl der Arten auf regionaler Ebene.

Diese Aufteilung hat jedoch einen Nachteil, wenn wir den lokalen Bereich definieren und wie wir eine Region objektiv abgrenzen können - über bloße politische Grenzen hinaus, die biologisch bedeutungslos sind.

Die Grenzeinstellung wird von der Studienfrage und der beteiligten Gruppe beeinflusst, sodass die obigen Fragen keine offensichtliche Antwort haben.

In den meisten ökologischen Studien zur Biodiversität liegt der Schwerpunkt normalerweise auf der Alpha-Diversität.

Alpha-Vielfalt

Die Alpha-Diversität wird im Allgemeinen in Bezug auf Artenreichtum und Artengerechtigkeit ausgedrückt. Während der durchgeführten Probenahme repräsentiert der Ort oder das Gebiet, das der Forscher auswählt, die gesamte Gemeinschaft. Die Erstellung einer Liste mit der Anzahl und dem Namen der dort lebenden Arten ist daher der erste Schritt zur Messung der biologischen Vielfalt eines Gebiets.

Die Anzahl der Arten innerhalb einer Gemeinde oder eines Gebiets ist der Artenreichtum. Wenn wir diesen Parameter kennen, analysieren wir weitere Kriterien, darunter taxonomische Einzigartigkeit, taxonomische Divergenz, ökologische Bedeutung und Wechselwirkungen zwischen Arten.

Im Allgemeinen nimmt der Artenreichtum - und die Artenvielfalt im Allgemeinen - zu, wenn wir das zu analysierende Gebiet erweitern oder wenn wir von einem größeren zu einem kleineren Längen- und Breitengrad (zum Äquator) wechseln.

Wir müssen berücksichtigen, dass nicht alle Arten in gleicher Weise zur Vielfalt des Gebiets beitragen. Aus ökologischer Sicht werden die verschiedenen Dimensionen der Biodiversität durch eine Reihe von trophischen Ebenen und eine Vielzahl von Lebenszyklen dargestellt, die unterschiedlich dazu beitragen.

Das Vorhandensein bestimmter Arten in der Region kann die Vielfalt einer ökologischen Gemeinschaft erhöhen, während dies bei anderen nicht der Fall ist.

Beta-Vielfalt

Beta-Diversity ist ein Maß für die Diversität zwischen Communities. Es ist ein Maß für die Geschwindigkeit und den Grad der Veränderung von Arten über einen Gradienten oder von einem Lebensraum zum anderen.

Diese Maßnahme würde beispielsweise den Vergleich der Vielfalt entlang des Abhangs eines Berges untersuchen. Die Beta-Diversität betont auch die zeitliche Veränderung der Artenzusammensetzung.

Gamma-Vielfalt

Die Gamma-Diversität quantifiziert die Diversität auf einer höheren räumlichen Ebene. Dies ist verantwortlich für die Erklärung der Artenvielfalt in einem weiten geografischen Bereich. Grundsätzlich ist es das Produkt der Alpha-Diversität und des Differenzierungsgrades (Beta) zwischen ihnen.

Daher ist die Gamma-Diversität die Rate, mit der zusätzliche Arten gefunden werden und deren geografischen Ersatz untersucht wird.

Artenvielfaltindizes

In der Ökologie werden häufig Diversity-Indizes verwendet, um sie mithilfe mathematischer Variablen zu quantifizieren.

Ein Diversity-Index ist definiert als statistische Zusammenfassung, die die Gesamtzahl der lokalen Arten misst, die in verschiedenen Lebensräumen vorkommen. Der Index kann entweder Dominanz oder Eigenkapital sein (der Begriff Gleichmäßigkeit wird im Englischen verwendet).

Shannon Diversity Index

Der Shannon-Index oder Shannon-Weaver-Index wird häufig zur Messung der spezifischen Biodiversität verwendet. Es wird mit einem H 'dargestellt und die Indexwerte schwanken nur zwischen positiven Zahlen. In den meisten Ökosystemen liegen die Werte zwischen 2 und 4.

Werte unter 2 gelten beispielsweise in der Wüste als relativ wenig unterschiedlich. Während Werte größer als 3 auf eine hohe Diversität hinweisen, wie z. B. ein neotropischer Wald oder ein Riff.

Bei der Berechnung des Indexwerts werden die Anzahl der Arten (Reichtum) und ihre relative Anzahl (Häufigkeit) berücksichtigt. Der Maximalwert des Index liegt normalerweise nahe bei 5 und der Minimalwert bei 0, wenn es nur eine Art gibt - das heißt, es gibt keine Diversität. Ein Ökosystem mit einem Shannon-Index 0 kann eine Monokultur sein.

Simpson Diversity Index

Der Simpson-Index wird durch den Buchstaben D dargestellt und misst die Wahrscheinlichkeit, dass zwei zufällig ausgewählte Personen aus einer Stichprobe derselben Art oder einer anderen taxonomischen Kategorie angehören.

Auf die gleiche Weise wird der Simpson-Diversity-Index als 1 - D ausgedrückt (der im vorherigen Absatz erläuterte Index). Der Wert liegt zwischen 0 und 1 und repräsentiert im Gegensatz zum vorherigen Fall die Wahrscheinlichkeit, dass zwei zufällig ausgewählte Individuen zu verschiedenen Arten gehören.

Eine andere Möglichkeit, es mit dem reziproken Index auszudrücken: 1 / D. Auf diese Weise wird der Wert 1 zu einer Gemeinschaft mit nur einer Art. Wenn der Wert steigt, deutet dies auf eine größere Vielfalt hin.

Obwohl der Shannon-Index und der Simpson-Index in der ökologischen Literatur am beliebtesten sind, gibt es andere wie den Margalef-, McIntosh- und Pielou-Index.

Warum sollten wir die biologische Vielfalt quantifizieren?

Im vorigen Abschnitt haben wir die verschiedenen mathematischen Werkzeuge, die Ökologen zur Quantifizierung der biologischen Vielfalt haben, ausführlich beschrieben. Wofür sind diese Werte jedoch nützlich?

Messungen der biologischen Vielfalt sind unerlässlich, wenn Sie überwachen möchten, wie die Diversität in Abhängigkeit von Umweltveränderungen schwankt, die sowohl natürlich erzeugte als auch vom Menschen verursachte Ökosysteme beeinträchtigen.

Biodiversität als Ergebnis der Evolution: Wie entsteht biologische Vielfalt?

Das Leben auf der Erde begann vor mindestens 3,5 Milliarden Jahren. In dieser Zeit haben organische Wesen in den verschiedenen Formen abgestrahlt, die wir heute auf dem Planeten beobachten.

Für diese enorme Vielfalt sind unterschiedliche Evolutionsprozesse verantwortlich. Zu den wichtigsten gehören: Befreiung vom Wettbewerb, ökologische Divergenz und Koevolution.

Befreiung vom Wettbewerb

Verschiedene Studien, die sich sowohl auf aktuelle als auch auf ausgestorbene Arten konzentrieren, haben gezeigt, dass sich die Abstammungslinien von Organismen bei ökologischen Möglichkeiten - dh „freien“ Nischen - tendenziell schnell diversifizieren.

Wenn eine Gruppe von Organismen eine Region besiedelt, die frei von Raubtieren ist und wenig Konkurrenz hat (z. B. eine unbewohnte Insel), tendiert sie dazu, sich zu diversifizieren und die verfügbaren ökologischen Nischen zu besetzen. Dieses Phänomen nennt man adaptive Strahlung.

Zum Beispiel blieben nach dem Aussterben der Dinosaurier mehrere freie Nischen übrig, die später von Strahlung von Säugetieren besetzt wurden.

Ökologische Divergenz

Es gibt wichtige Anpassungen, die es Organismen ermöglichen, eine Reihe von ökologischen Nischen zu besetzen. Diese Organismen besetzen dieselbe Anpassungszone und besetzen daher ähnliche „ökologische Räume“. Wenn zwei Arten sehr ähnliche ökologische Nischen teilen, nimmt der Wettbewerb zwischen ihnen zu.

Nach ökologischen Theorien können zwei Arten nicht auf unbestimmte Zeit miteinander konkurrieren, da eine Art die andere verdrängt. Ein weiteres mögliches Szenario besteht darin, dass eine der Arten in der Lage ist, eine andere Ressource zu nutzen, um den Wettbewerb mit ihrem Partner zu verringern.

Auf diese Weise hat die Fähigkeit der Arten, neue Ressourcen zu nutzen und neue Lebensräume zu nutzen, zur Zunahme der biologischen Vielfalt im Laufe der Zeit beigetragen.

Koevolution

Die unterschiedlichen Wechselwirkungen, die zwischen Organismen verschiedener Arten bestehen können, haben evolutionäre Konsequenzen und sind für einen Teil der biologischen Vielfalt verantwortlich. Einige Arten stellen Ressourcen für ihre Partner bereit. Die Diversifizierung einer dieser Arten führt somit zur Diversifizierung der anderen Arten.

Die Koevolution zwischen Raubtieren und ihrer Beute wird auch als Quelle der Vielfalt angesehen. Wenn der Raubtier eine neuartige Anpassung erzeugt, geht dies (in einigen Fällen) mit einer Anpassung der Beute einher.

Ein sehr anschauliches Beispiel für Koevolution und Biodiversität ist die hohe Anzahl von Angiospermen, die mit der Vielfalt ihrer Bestäuber von Wirbellosen zusammenhängen.

Bedeutung

Die menschliche Gesellschaft hängt in mehrfacher Hinsicht von der biologischen Vielfalt ab. Im Allgemeinen kann der Wert der biologischen Vielfalt ein subjektives Konzept sein und hängt von jeder Person ab. Daher wird dieser Wert als intrinsischer oder inhärenter Wert und als instrumenteller oder extrinsischer Wert klassifiziert.

Intrinsischer und extrinsischer Wert

Ein extrinsischer Wert wird durch die Verwendung oder Anwendung bestimmt, die er in der menschlichen Gesellschaft haben kann - beispielsweise durch die Herstellung von Lebensmitteln, Medizin usw. In ähnlicher Weise könnte ein äußerer Wert für Vorteile für andere Lebewesen gelten, aber Menschen werden oft berücksichtigt.

Beispielsweise spielen verschiedene Insekten, Vögel und Säugetiere eine Bestäuberrolle in Ökosystemen und vermitteln die Fortpflanzung einer erheblichen Anzahl wirtschaftlich wichtiger Pflanzen. Beispiele hierfür sind Bienen und Fledermäuse.

Im Gegensatz dazu ist der innere Wert der biologischen Vielfalt den Ökosystemleistungen, die Lebewesen für die Umwelt erbringen können, fremd. Es geht von der Prämisse aus, dass jeder Organismus das Recht auf Leben hat, so wie es der Mensch hat.

Dieser Wert hängt nicht mit dem Aussehen oder der Ästhetik des Organismus zusammen, da dieser Parameter Teil der äußeren Werte ist. Da das Konzept eine starke philosophische Komponente hat, ist es dadurch gekennzeichnet, dass es schwer zu verstehen ist. Einige Ökonomen glauben beispielsweise, dass ihre Definition unvollständig ist.

Andere Klassifikationen

Es gibt andere Möglichkeiten, die Bedeutung der biologischen Vielfalt zu klassifizieren und zwischen Organismen mit einem gewissen wirtschaftlichen Wert für den Markt und solchen ohne solchen Wert zu unterscheiden.

Andere Klassifikationen sind komplexer und umfassen mehr Kategorien. Zum Beispiel umfasst die von Kellert (1996) vorgeschlagene Klassifizierung neun Kategorien: utilitaristisch, naturalistisch, ökologisch-wissenschaftlich, ästhetisch, symbolisch, humanistisch-moralisierend, dominionistisch und negativistisch.

Biodiversität in Lateinamerika

In Lateinamerika finden wir eine umfangreiche biologische Vielfalt. Derzeit ist eine große Anzahl der Ökosysteme dieser Regionen hauptsächlich durch anthropogene Faktoren bedroht.

Aus diesem Grund gibt es in den meisten Ländern Schutzgebiete wie Parks, Reservate, Heiligtümer und Naturdenkmäler, die die Arten der Region schützen sollen.

Im Folgenden beschreiben wir die Artenvielfalt der wichtigsten lateinamerikanischen Länder mit der größten globalen Vielfalt.

Biodiversität in Mexiko

Mexiko ist in Bezug auf die Anzahl der Arten ein äußerst vielfältiges Land, das fast 70.000 Tier- und Pflanzenarten erreicht, von denen mehr als 900 in der Region endemisch sind. In Bezug auf seine weltweite Vielfalt nimmt es eine der ersten Positionen ein.

Diese enorme Artenvielfalt wird auf mehrere Faktoren zurückgeführt, vor allem auf die komplexe Lage und Topographie des Landes sowie auf die klimatische Vielfalt. Auf Ökosystemebene ist Mexiko ebenso vielfältig und bietet alle Arten von natürlichen Umgebungen und Ökoregionen.

Biodiversität in Kolumbien

Dieses megadiverse Land hat mehr als 62.000 Arten, von denen einige in Kolumbien endemisch sind. Es beherbergt die weltweit größte Anzahl an Vogel- und Orchideenarten.

In Bezug auf Ökosysteme finden wir eine große Vielfalt von Regionen. Die kolumbianische Vielfalt wird normalerweise in sogenannte "Diversity Hot Spots" eingeteilt, die den Regionen Anden und Tumbes-Chocó-Magdalena entsprechen.

Biodiversität in Peru

Peru ist dank seiner Erleichterung und geografischen Lage ein Land mit großer Artenvielfalt. In der Tat ist es auch in den megadiversen Ländern. Viele seiner Arten sind in der Region endemisch.

Es unterscheidet sich in Bezug auf die Ökosysteme, die es präsentiert, mit typischen Ozeanarten (beeinflusst durch die Strömungen von Niño und Humboldt), Küstenwüsten, verschiedenen Arten von Wäldern, Puna, Mangroven, Prärien, Páramo, Amazonas und Savannen. .

Biodiversität in Argentinien

Argentinien ist ein Land mit einer hohen Artenvielfalt, die das Leben in seinem riesigen geografischen Gebiet belebt. In Argentinien mit seinen Berggebieten, Savannen und subtropischen Klimazonen leben zahlreiche Pflanzen und Tiere, was die Anwesenheit von Großkatzen und aquatischen Säugetieren unterstreicht.

Biodiversität in Venezuela

Venezuela ist ein megadiverses Land mit mehr als 20.000 Tier- und Pflanzenarten, die im gesamten Gebiet verbreitet sind. Wie in den oben genannten Ländern wird Vielfalt häufig auf klimatische und topografische Heterogenität zurückgeführt.

In Bezug auf die Ökosysteme weist Venezuela alle Arten von Regionen auf, einschließlich Wälder, Ebenen, Páramos, Savannen, Berge, Wüsten usw., jede mit ihrer typischen Artengruppe. Wie in den vorherigen Ländern ist eine große Anzahl der Arten in der Region endemisch.

Biodiversität in Europa

Biodiversität in Spanien

Spanien zeichnet sich durch eine der größten Artenvielfalt in ganz Europa aus und unterstreicht die Anwesenheit von Säugetieren und Reptilien.

Aufgrund seines Zustands auf der Halbinsel ist das Klima sehr unterschiedlich. Dies ist ein entscheidender Faktor für die Anzahl der Arten und unterscheidet es vom übrigen Europa. Das Gebirgsrelief ist auch eine wichtige Variable.

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