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6.2: Ursprung der Biodiversität - Biologie

6.2: Ursprung der Biodiversität - Biologie


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Welcher biologische Prozess ist für die Biodiversität verantwortlich?

Alle Arten – von den Bakterien auf unserer Haut bis zu den Vögeln draußen – haben sich irgendwann aus einer anderen Spezies entwickelt. Evolution ist der Prozess, durch den sich die Eigenschaften einer Art im Laufe der Zeit ändern, was letztendlich zur Entstehung neuer Arten führen kann.

Die Evolutionstheorie ist die vereinheitlichende Theorie der Biologie, dh sie ist der Rahmen, in dem Biologen Fragen über die lebende Welt stellen. Seine Kraft besteht darin, dass es eine Richtung für Vorhersagen über Lebewesen liefert, die in Experimenten nach Experimenten bestätigt werden. Der in der Ukraine geborene amerikanische Genetiker Theodosius Dobzhansky schrieb bekanntlich, dass „in der Biologie nichts Sinn macht, außer im Licht der Evolution“. Er meinte, dass das Prinzip, dass sich alles Leben aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt und diversifiziert hat, die Grundlage ist, von der aus wir alle anderen Fragen der Biologie verstehen.

Entdecken Sie, wie sich Bevölkerungen verändern

Die Evolutionstheorie durch natürliche Selektion beschreibt einen Mechanismus dafür, wie sich Arten im Laufe der Zeit verändern können. Dieser Artenwechsel wurde lange vor Darwin vorgeschlagen und diskutiert. Die Ansicht, dass Arten unveränderlich sind, wurde in den Schriften von Platon begründet, aber es gab auch alte Griechen, die evolutionäre Ideen zum Ausdruck brachten.

Im 18. Jahrhundert wurden die Ideen über die Evolution der Tiere von den verschiedenen Naturforschern wieder eingeführt. Zur gleichen Zeit schlug James Hutton, der schottische Naturforscher, vor, dass geologische Veränderungen allmählich durch die Anhäufung kleiner Veränderungen von Prozessen (über lange Zeiträume) auftraten, genau wie heute. Dies stand im Gegensatz zu der vorherrschenden Ansicht, dass die Geologie des Planeten eine Folge katastrophaler Ereignisse in einer relativ kurzen Vergangenheit war. Huttons Ansicht wurde später im 19. Jahrhundert durch den Geologen Charles Lyell populär gemacht. Lyell wurde ein Freund von Darwin und seine Ideen beeinflussten Darwins Denken sehr. Lyell argumentierte, dass das höhere Alter der Erde mehr Zeit für den allmählichen Wandel der Arten gebe, und der Prozess lieferte eine Analogie für den allmählichen Wandel der Arten.

Charles Darwin und die natürliche Selektion

Die natürliche Selektion als Mechanismus der Evolution wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von zwei Naturforschern, Charles Darwin und Alfred Russell Wallace, unabhängig voneinander konzipiert und beschrieben. Wichtig ist, dass jeder Jahre damit verbracht hat, die Natur auf Expeditionen in die Tropen zu erkunden. Von 1831 bis 1836 bereiste Darwin die Welt auf H.M.S. Beagle, besucht Südamerika, Australien und die Südspitze Afrikas. Wallace reiste von 1848 bis 1852 nach Brasilien, um im Amazonas-Regenwald Insekten zu sammeln, und von 1854 bis 1862 zum malaiischen Archipel. Darwins Reise umfasste wie Wallaces spätere Reisen im malaiischen Archipel Halt an mehreren Inselketten, zuletzt auf den Galápagos-Inseln (westlich von Ecuador). Auf diesen Inseln beobachtete Darwin Arten von Organismen auf verschiedenen Inseln, die eindeutig ähnlich waren, aber deutliche Unterschiede aufwiesen. Zum Beispiel umfassten die Bodenfinken, die die Galápagos-Inseln bewohnen, mehrere Arten, von denen jede eine einzigartige Schnabelform aufwies (Abbildung (PageIndex{2})). Er beobachtete, dass diese Finken einer anderen Finkenart auf dem südamerikanischen Festland sehr ähnlich waren und dass die Artengruppe auf den Galápagos eine abgestufte Reihe von Schnabelgrößen und -formen bildete, mit sehr kleinen Unterschieden zwischen den ähnlichsten. Darwin stellte sich vor, dass die Inselarten alle Arten sein könnten, die von einer ursprünglichen Festlandart modifiziert wurden. Im Jahr 1860 schrieb er: „Wenn man diese Abstufung und Vielfalt der Struktur in einer kleinen, eng verwandten Gruppe von Vögeln sieht, könnte man sich wirklich vorstellen, dass aus einem ursprünglichen Mangel an Vögeln in diesem Archipel eine Art genommen und für verschiedene Zwecke modifiziert wurde. ”

Wallace und Darwin beobachteten beide ähnliche Muster in anderen Organismen und entwickelten unabhängig voneinander einen Mechanismus, um zu erklären, wie und warum solche Veränderungen stattfinden könnten. Darwin nannte diesen Mechanismus natürliche Selektion. Die natürliche Auslese, argumentierte Darwin, sei ein unvermeidliches Ergebnis von drei Prinzipien, die in der Natur wirksam seien. Erstens gibt es Unterschiede in den Merkmalen zwischen Individuen innerhalb einer Population, und diese Merkmale werden vererbt oder von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben. Zweitens werden mehr Nachkommen produziert, als überleben können; mit anderen Worten, die Ressourcen für das Überleben und die Fortpflanzung sind begrenzt. Und schließlich gibt es in jeder Generation einen Wettbewerb um diese Ressourcen. Aus diesen drei Prinzipien folgerten Darwin und Wallace, dass Nachkommen mit ererbten Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, am besten um begrenzte Ressourcen zu konkurrieren, überleben und mehr Nachkommen haben werden als Individuen mit Variationen, die weniger in der Lage sind, zu konkurrieren. Da Merkmale vererbt werden, werden diese Merkmale in der nächsten Generation besser vertreten sein. Dies wird zu einer Veränderung der Populationen über Generationen hinweg in einem Prozess führen, den Darwin „Abstieg mit Umbau.“ Zusammenfassend können wir definieren natürliche Auslese Als Prozess führt dies dazu, dass nützliche Merkmale im Laufe der Zeit in einer Population häufiger werden, wodurch sich die Population entwickelt.

Abhandlungen von Darwin und Wallace (Abbildung (PageIndex{3})), die die Idee der natürlichen Selektion vorstellten, wurden 1858 gemeinsam vor der Linnaean Society in London gelesen. Das folgende Jahr Darwins Buch, Über die Entstehung der Arten, veröffentlicht wurde, in dem seine Argumente für die Evolution durch natürliche Auslese sehr detailliert dargelegt wurden.

Natürliche Selektion kann nur stattfinden, wenn es Variationoder Unterschiede zwischen Individuen in einer Population. Wichtig ist, dass diese Unterschiede eine genetische Grundlage haben müssen, sonst würde die natürliche Selektion nicht zu Veränderungen in der nächsten Generation führen, da es keine Möglichkeit gäbe, diese Merkmale von einer Generation auf die nächste zu übertragen.

Die genetische Vielfalt in einer Population stammt aus zwei Hauptquellen: Mutation und sexuelle Fortpflanzung. Mutation, eine permanente Veränderung der DNA-Sequenz, ist die ultimative Quelle für neue genetische Variationen in jeder Population. Ein Individuum mit einem mutierten Gen kann ein anderes Merkmal aufweisen als andere Individuen in der Population. Ohne Variation der Merkmale wäre die Natur nicht in der Lage, die Merkmale auszuwählen, die zu diesem Zeitpunkt am besten an die Umgebung der Organismen angepasst sind.

Evolutionärer Wandel in Aktion

Die Entwicklung antibiotikaresistenter Bakterien ist ein Beispiel für die Evolution durch natürliche Selektion und wurde von Wissenschaftlern direkt beobachtet. Wie kommt es dazu? Stellen Sie sich eine Person vor, die eine bakterielle Infektion hat: Ihr Körper wird von Milliarden von Bakterien angegriffen. Da es genetische Variationen in Populationen gibt, können einige einzelne Bakterien bereits Eigenschaften besitzen, die es ihnen ermöglichen, Antibiotika zu vertragen. Wenn der infizierten Person Antibiotika verschrieben werden, greift das Medikament die gesamte Bevölkerung an und tötet sie, mit Ausnahme der Bakterien, die dem Medikament widerstehen können. Diese Bakterien überleben, weil sie eine nützliche Eigenschaft hatten und die Natur dafür ausgewählt wurde. Die überlebende Population wird alle gegen das Medikament resistent sein und sich weiter vermehren, vermehren und diese nützliche Eigenschaft an alle Nachkommen weitergeben. Die Population hat sich jetzt weiterentwickelt, weil alle Individuen das Merkmal der Antibiotikaresistenz aufweisen, während es früher selten war. Es ist wichtig zu erkennen, dass die Evolution auf Populationsebene stattfindet und auf bereits vorhandene genetische Variationen angewiesen ist. Ohne diese Variation gibt es für die Natur keine Auswahl. Die Zunahme und Verbreitung antibiotikaresistenter Bakterien ist ein aufkommendes Umweltproblem und wird in einem späteren Kapitel erörtert.


Die Mechanismen, die der hohen Biodiversität in den Neotropen zugrunde liegen, sind seit dem 19. Jahrhundert umstritten. Der Einfluss periodenspezifischer Veränderungen auf die Diversifikation beruht oft darauf, dass während eines bestimmten Zeitraums mehr Artbildungsereignisse entdeckt werden. Der Zeitpunkt von Artbildungsereignissen kann den Einfluss unvollständiger Taxonproben, langwieriger Artbildung und Nullprozesse der Abstammungsakkumulation widerspiegeln. Hier untersuchen wir den Einfluss dieser Faktoren auf den Zeitpunkt der Artbildung mit neuen Multilocus-Daten für Noctilionoid-Fledermäuse der Neuen Welt (Chiroptera: Noctilionoidea). Biogeographische Analysen zeigten die Bedeutung der Neotropis für die Diversifizierung der Noctilionoide und die entscheidende Rolle der Verbreitung. Wir stellten keine Verschiebung der Artbildungsrate im Zusammenhang mit der quartären oder präquartären Periode fest, sondern fanden stattdessen eine Zunahme der Artbildung im Zusammenhang mit der Evolution der Unterfamilie Stenodermatinae (∼18 Ma). Simulationen, die konstante Artenbildungs- und Aussterberaten für die Phylogenie modellieren, zeigten systematisch mehr Artenbildungsereignisse im Quartär. Da die Aufzeichnung von mehr Divergenzereignissen im Quartär aus der Akkumulation von Abstammungslinien resultieren kann, kann das Alter vorhandener Schwesterarten nicht als Unterstützung für höhere Artenbildungsraten in diesem Zeitraum interpretiert werden. Stattdessen erfordert die Analyse der Faktoren, die die Artbildung beeinflussen, die Modellierung von Abstammungslinien-spezifischen Merkmalen und umweltbedingten, räumlichen und ökologischen Triebkräften der Artbildung.

Die Neotropis beherbergen die vielfältigsten terrestrischen Ökosysteme der Erde, und die Mechanismen hinter dieser hohen Biodiversität sind seit dem 19. Jahrhundert umstritten ( Wallace 1853 Bates 1863 ). Der quartäre Klimawandel (letzte 2,58 Millionen Jahre) wird seit mehreren Jahrzehnten angeführt, um zu erklären, wie Populationen in Tieflandwäldern der Neuen Welt genetisch isoliert wurden und viele nachkommende Arten hervorbrachten ( Haffer 1969 Hooghiemstra und van der Hammen 1998 ). Geomorphologische ( Mayle 2004 ), paläoökologische ( Porto et al. 2013 ) und biogeographische Daten ( Poelchau und Hamrick 2013 ) legen jedoch nahe, dass andere Mechanismen die Artbildung in der Region erklären. Als alternativer Mechanismus zur Erklärung der neotropischen Biodiversität wurden Vikariatsereignisse vorgeschlagen, die aus der tektonischen Aktivität und Habitatveränderung während des präquartären (hauptsächlich Neogen, zwischen 2,58 Ma und 23,03 Ma) resultieren ( Bush 1994 Hoorn et al. 2010 ). Die quartäre und präquartäre Hypothese wurden trotz einer Vielzahl anderer möglicher Erklärungen (z. Obwohl ein Ansatz mit mehreren Hypothesen empfohlen wurde, um den Ursprung der neotropischen Diversität zu untersuchen (Rull 2015), konzentrierte sich der Großteil der Debatte jedoch auf die Beweise, die beide Zeitmodelle stützen.

Das Alter der Kronengruppen und die Divergenzzeiten zwischen Schwesterarten sind die Hauptbeweise, die zur Unterstützung dieser Zeitmodelle verwendet wurden, und wurden als Proxy für die Artbildungsraten während des Neogens oder des Quartärs verwendet. Zum Beispiel wurden Analysen der Divergenzzeit für 131 Paare von Schwesterarten neotropischer Schmetterlinge so interpretiert, dass sie den quartären Ursprung der Artenvielfalt in dieser neotropischen Klade unterstützen ( Garzón-Orduña et al. 2014 ). Im Gegensatz dazu ergab eine frühere Metaanalyse des Kronengruppenalters aus 105 neotropisch zeitkalibrierten Phylogenien, dass sich die Cladogenese in den Neotropen mehr oder weniger kontinuierlich entfaltete ( Rull 2008 ), und weder das Quartär noch die vorangegangenen Perioden waren überwältigend wichtiger für die Artbildung ( siehe auch Zink et al., 2004). Eine weitere Metaanalyse, die Kronenalter verschiedener Kladen aus dem nördlichen Südamerika verwendete, kam zu dem Schluss, dass die meisten existierenden Linien in der Region einen präquartären Ursprung haben ( Hoorn et al. 2010 ).

Auch wenn die Debatte über den Einfluss geologischer Ereignisse in bestimmten Zeiträumen auf die Artbildung neu entfacht wurde, wurde klar, dass unvollständige Taxonproben, langwierige Artbildung ( Etienne und Rosindell 2012 ) und Nullprozesse der Abstammungslinienakkumulation die Divergenzdaten stark beeinflussen. Kronenalter und Artendivergenzen werden diese Prozesse zusätzlich zu etwaigen Verschiebungen der Artbildungsraten widerspiegeln. Das Testen der Auswirkungen von ökologischen, räumlichen und ökologischen Treibern der Kladendiversität erfordert dann eine explizite Modellierung der Artbildungsraten ( Rabosky 2014 ).

Noctilionoide Fledermäuse (Überfamilie Noctilionoidea) und insbesondere fruchtfressende Phyllostomiden gehören zu den häufigsten und vielfältigsten Tieflandsäugetieren in den Neotropen ( Fleming und Kress 2013 ). Die Noctilionoid-Familien der Neuen Welt Thyropteridae, Furipteridae, Noctilionidae, Mormoopidae und Phyllostomidae machen ∼20% des weltweiten Artenreichtums bei Fledermäusen aus (Teeling et al. 2005). Die vergangenen und aktuellen Verbreitungen von zwei anderen Noctilionoid-Familien – Myzopodidae aus Madagaskar mit Fossilien in Afrika und Mystacinidae aus Neuseeland mit Fossilien in Australien – legen einen gondwanischen Ursprung für die Überfamilie nahe und eröffnen neue Fragen darüber, wann und wie die Noctilionoid-Vorfahren die Erde erreichten Amerika (Gunnell et al. 2014). Viele Arten noch vorhandener Noctilionoide der Neuen Welt kommen im nördlichen Südamerika vor (Supplementary Abb. S1, verfügbar auf Dryad unter http://dx.doi.org/10.5061/dryad.s533p ), und biogeographische Studien in einigen Gattungen von Phyllostomiden haben Folgendes gefunden: Südamerikanischer Ursprung für die meisten Arten, gefolgt von Verbreitungen nach Mittelamerika und der Karibik (Velazco und Patterson 2008, 2013). Dies deutet darauf hin, dass Südamerika ein wichtiges Gebiet für die Diversifizierung von Noctilionoiden der Neuen Welt war, wenn nicht sogar ihr Ursprungsgebiet. Diese Eigenschaften machen Noctilionoide zu einem guten Studiensystem, um den Zeitpunkt der neotropischen taxonomischen Diversifizierung zu analysieren.

Trotz ihrer überwiegend neotropischen Verbreitung gibt es fossile und erhaltene Noctilionoide außerhalb der Neotropis, die auf eine lange Geschichte in anderen Gebieten hindeuten und eine Schätzung ihrer biogeographischen Geschichte entscheidend machen. Fossilien aus dem frühen Oligozän (30,8–33,3 Ma) verfolgen die ältesten noctilionoiden Linien nach Nordamerika ( Czaplewski und Morgan 2012 Morgan und Czaplewski 2012 ). Diese Aufzeichnungen legen eine antike nordamerikanische Verbreitung für die beiden artenreichsten Noctilionoid-Familien nahe: Mormoopidae und Phyllostomidae ( Baker et al. 2012 Arita et al. 2014 ). Bisher wurden jedoch keine formalen biogeographischen Analysen durchgeführt und die Art und der Zeitpunkt der Ereignisse, die zu den gegenwärtig überwiegend neotropischen Verteilungen von Noctilionoiden führen, müssen noch analysiert werden.

Trotz vieler neuerer Fortschritte bleiben phylogenetische Beziehungen innerhalb der Superfamilie unklar, insbesondere die Stellung der Thyropteridae im Vergleich zu anderen neotropischen Familien (Eick et al. 2005 Miller-Butterworth et al. 2007 Meredith et al. 2011 Teeling et al. 2012). Die Beziehungen innerhalb der Familie bei Phyllostomidae – einer der ökologisch vielfältigsten Säugetierfamilien – wurden nicht mit allen verfügbaren Abstammungslinien geschätzt. Stattdessen wurden evolutionäre Studien auf verschiedenen taxonomischen Ebenen und an unabhängigen Kladen mit meist mitochondrialen Sequenzen durchgeführt ( Dávalos und Jansa 2004 Dávalos 2007 Porter et al. 2007 Hoffmann et al. 2008 Redondo et al. 2008 Rojas et al. 2011 , 2013 Dumont et al al. 2012 Velazco und Patterson 2013 Velazco und Lim 2014 ) oder umfasst verschiedene Unterfamilien oder Gattungen, um alle Arten zu repräsentieren ( Baker et al. 2000 , 2003 Datzmann et al. 2010 ).

Hier leiten wir die datierte Phylogenie von Noctilionoidea der Neuen Welt ab, mit dem Ziel, sowohl Verschiebungen in der Artbildung als auch in der biogeographischen Geschichte für diese Klade abzuleiten. Wir analysierten die größte Anzahl von existierenden Abstammungslinien, Loci und fossilbasierten Knotenkalibrierungen bis heute. Die resultierenden Phylogenien wurden verwendet, um die Ahnenverteilung von Schlüsselkladen in der Überfamilie abzuleiten und die Rolle von Verbreitung und Vikariat bei der Diversifizierung dieser Klade abzuschätzen ( Matzke 2013 ). Schließlich analysierten wir das Tempo und die Art der taxonomischen Diversifizierung und verglichen diese Ergebnisse mit Analysen zum Zeitpunkt der Divergenz zwischen existierenden Schwesterarten. Diese Analysen zeigten die Unzulänglichkeit der Divergenzzeiten bei der Bestimmung der Rolle von Klima- und Habitatveränderungen zu bestimmten Zeiten auf den Artbildungsprozess.


Biodiversitätsbewertungen: Herkunft ist wichtig

  • Aníbal Pauchard,
  • Laura A. Meyerson,
  • Sven Bacher,
  • Tim M. Blackburn,
  • Giuseppe Brundu,
  • Marc W. Cadotte,
  • Franck Courchamp,
  • Franz Essl,
  • Piero Genovesi,
  • Sylvia Haider

Zitat: A. Pauchard, LA Meyerson, S. Bacher, TM Blackburn, G. Brundu, MW Cadotte et al. (2018) Biodiversitätsbewertungen: Herkunft ist wichtig. PLoS Biol 16(11): e2006686. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006686

Empfangen: 16. Mai 2018 Akzeptiert: 10. Oktober 2018 Veröffentlicht: 13. November 2018

Urheberrechte ©: © 2018 Pauchard et al. Dies ist ein Open-Access-Artikel, der unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License vertrieben wird und die uneingeschränkte Verwendung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium gestattet, sofern der ursprüngliche Autor und die Quelle angegeben werden.

Finanzierung: Die Autoren erhielten für diese Arbeit keine spezifische Förderung.

Konkurrierende Interessen: Die Autoren haben erklärt, dass keine konkurrierenden Interessen bestehen.

Abkürzungen: CBD, Convention on Biological Diversity IPBES, Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services SDG, Sustainable Development Goal

Herkunft: Nicht in Auftrag gegeben extern peer-reviewed.

Jüngste globale Bemühungen im Bereich der Biodiversitätsbilanzierung, wie sie beispielsweise im Rahmen des Übereinkommens über die biologische Vielfalt (CBD) und der zwischenstaatlichen Plattform für Wissenschaftspolitik zu Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen (IPBES) unternommen wurden, sind von entscheidender Bedeutung, wenn wir den Fortschritt des Naturschutzes verfolgen und sicherstellen wollen, dass wir dies tun können die Herausforderungen des globalen Wandels und entwickeln aussagekräftige und wissenschaftlich fundierte Indikatoren. Schlaepfer [1] schlägt vor, auf Biodiversitätsinventare hinzuarbeiten, die heimische und nicht heimische Arten unabhängig von Artherkunft und ökologischem Kontext berücksichtigen. Wir lehnen den Ansatz der Kombination von Zählungen einheimischer und nicht-heimischer Arten entschieden ab, da dies unsere Fähigkeit, die Auswirkungen nicht-heimischer Arten auf die einheimische Biodiversität mit potenziell verheerenden Folgen zu erkennen, einschränken wird. Überzeugende und zahlreiche Beweise zeigen, dass einige nicht-heimische Arten invasiv werden und zu großen Störungen des Ökosystems und sogar zum Aussterben einheimischer Arten führen können. Leider können wir immer noch nicht sicher sein, welche nicht einheimischen Arten am schädlichsten sind (z. B. [2]). Die Zusammenführung einheimischer und nicht-heimischer Arten zu einem einzigen Biodiversitätsindex würde nicht nur die Schätzungen der Biodiversität erhöhen und die Ausbreitung invasiver nicht-heimischer Arten begünstigen, sondern würde auch die grundlegenden ökologischen Unterschiede zwischen den beiden Gruppen ignorieren. Zu den kritischen Unterschieden, die bei der Bewertung der Biodiversität berücksichtigt werden sollten, gehören die folgenden.


Bedeutung

    liefert uns Nahrung in Form von Gemüse, Obst und Fleisch etc.
  • Viele Medikamente werden direkt oder indirekt aus der Biodiversität gewonnen. indirekt entwickeln sich ihre Drüsenprodukte oder der Nektar von Unkräutern zur Bildung verschiedener Arten von Medikamenten.
  • ein großer Teil der Naturfasern Harzgummis werden aus der Biodiversität entwickelt.
  • der Rohstoff für den Bau von Gebäuden, Häusern usw. stammt aus der Biodiversität.

Revisionshinweise zum International Baccalaureate

International Baccalaureate (IB) Biologie-Revisionsnotizen für das Standard Level (SL) und Higher Level (HL). Dies umfasst alle im Pflichtenheft/Lehrplan genannten Themen und Module.

Im Folgenden behandeln wir alle Themen, die im neuesten Lehrplan erwähnt werden.

Allgemeine IB-Revisionsmaterialien:

Hinweise zur Standardstufe:

Thema 1: Revisionsnotizen zur Zellbiologie:

Thema 2: Anmerkungen zur Überarbeitung der Molekularbiologie:

Thema 3: Genetik-Revisionshinweise:

Thema 4: Anmerkungen zur Ökologie-Überarbeitung:

Thema 5: Evolution und Biodiversität Revisionshinweise:

Thema 6: Revisionshinweise zur Humanphysiologie:

Hinweise auf höherer Ebene:

Thema 7: Überarbeitungshinweise zu Nukleinsäuren:

Thema 8: Stoffwechsel, Zellatmung und Photosynthese Hinweise:


Arten der Biodiversität

Wissenschaftler akzeptieren im Allgemeinen, dass der Begriff Biodiversität die Anzahl und Arten von Arten an einem Ort oder auf dem Planeten beschreibt. Arten können schwer zu definieren sein, aber die meisten Biologen fühlen sich immer noch mit dem Konzept wohl und sind in der Lage, eukaryotische Arten in den meisten Zusammenhängen zu identifizieren und zu zählen. Biologen haben auch alternative Messgrößen der Biodiversität identifiziert, von denen einige für die Planung des Erhalts der Biodiversität wichtig sind.

Genetische Vielfalt ist eines dieser alternativen Konzepte. Genetische Vielfalt oder Variation ist der Rohstoff für die Anpassung einer Art. Das zukünftige Anpassungspotenzial einer Art hängt von der genetischen Vielfalt ab, die in den Genomen der Individuen in Populationen vorhanden ist, aus denen die Art besteht. Das gleiche gilt für höhere taxonomische Kategorien. Eine Gattung mit sehr unterschiedlichen Arten wird eine größere genetische Vielfalt aufweisen als eine Gattung mit Arten, die gleich aussehen und ähnliche Ökologien aufweisen. Gäbe es die Wahl zwischen einer dieser erhaltenen Artengattungen, ist diejenige mit dem größten Potenzial für die spätere Evolution die genetisch vielfältigste. Es wäre ideal, solche Entscheidungen nicht treffen zu müssen, aber dies kann zunehmend die Norm sein.

Viele Gene kodieren für Proteine, die ihrerseits die Stoffwechselprozesse ausführen, die Organismen am Leben erhalten und sich fortpflanzen. Genetische Vielfalt kann gemessen werden als chemische Vielfalt , dass verschiedene Spezies in ihren Zellen eine Vielzahl von Chemikalien produzieren, sowohl die Proteine ​​als auch die Produkte und Nebenprodukte des Stoffwechsels. Diese chemische Vielfalt hat potenzielle Vorteile für den Menschen als Quelle von Arzneimitteln und bietet daher eine Möglichkeit, die für die menschliche Gesundheit und das Wohlergehen der Menschen wichtige Vielfalt zu messen.

Der Mensch hat eine Vielfalt an Haustieren, Pflanzen und Pilzen geschaffen. Diese Vielfalt leidet auch durch Migration, Marktkräfte und den zunehmenden Globalismus in der Landwirtschaft, insbesondere in dicht besiedelten Regionen wie China, Indien und Japan. Die menschliche Bevölkerung hängt direkt von dieser Vielfalt als stabiler Nahrungsquelle ab, und ihr Rückgang beunruhigt Biologen und Agrarwissenschaftler.

Es ist auch nützlich zu definieren Ökosystemvielfalt, d. h. die Anzahl der verschiedenen Ökosysteme auf dem Planeten oder in einem bestimmten geografischen Gebiet (Abbildung 2). Ganze Ökosysteme können verschwinden, selbst wenn einige der Arten überleben könnten, indem sie sich an andere Ökosysteme anpassen. Der Verlust eines Ökosystems bedeutet den Verlust von Interaktionen zwischen Arten, den Verlust einzigartiger Merkmale der Koadaptation und den Verlust der biologischen Produktivität, die ein Ökosystem erzeugen kann. Ein Beispiel für ein weitgehend ausgestorbenes Ökosystem in Nordamerika ist das Prärie-Ökosystem. Prärien erstreckten sich einst über das zentrale Nordamerika vom borealen Wald im Norden Kanadas bis hinunter nach Mexiko. Sie sind jetzt so gut wie verschwunden, ersetzt durch Ackerfelder, Weideland und Vorstädte. Viele der Arten überleben, aber das enorm produktive Ökosystem, das für die Schaffung der produktivsten landwirtschaftlichen Böden verantwortlich war, ist jetzt verschwunden. Als Folge verschwinden Böden oder müssen aufwendiger gepflegt werden.

Abbildung 2. Die Vielfalt der Ökosysteme auf der Erde – von (a) Korallenriffen bis (b) Prärie – ermöglicht eine große Artenvielfalt. (Credit a: Modifikation der Arbeit von Jim Maragos, USFWS Credit b: Modifikation der Arbeit von Jim Minnerath, USFWS)


Über den Autor

ROBERT G. FUSSIT ist ein auf die Taxonomie von Blattläusen und verwandter Gruppen spezialisierter Forscher bei der Canadian National Collection of Insects and Agriculture and Agri-Food Canada. Seine Forschungsinteressen umfassen die Verwendung morphologischer und molekularer Ansätze bei der Untersuchung von Blattlausarten und -populationen.

PETER H. ADLER ist Professor für Entomologie an der Clemson University, wo er einen Lehr- und Forschungsauftrag innehat und sich auf Verhalten, Ökologie, Genetik und Systematik von Insekten, insbesondere Schmetterlingen und medizinisch wichtigen Fliegen, spezialisiert hat.


Weitere Informationen

15 Kapitel / 71 Vorlesungen / 15 Labs

Wie lang sind die Videos?
Sie haben eine Länge von 12 Minuten bis 35 Minuten. Die durchschnittliche Länge beträgt 20 Minuten.

Wird das Buch mit täglichen Unterrichtsplänen geliefert?
Mit dem Lehrbuch wird ein kurzer Leitfaden für Lehrer veröffentlicht, der einen Umfang und eine Reihenfolge für den Unterricht in der Klasse in einem Jahr bietet.

Gibt es Tests mit diesem Material?
Ja, es gibt Tests, die im Buch enthalten sind. Sie bestehen aus kurzen Antworten und Aufsätzen.


Abstrakt

Arten werden unter Verwendung einer Vielzahl unterschiedlicher Operationstechniken definiert. Während die Diskussion der verschiedenen Methoden bisher hauptsächlich Taxonomen vorbehalten war, ist die Abgrenzung von Arten auch für die Naturschutzbiologie von entscheidender Bedeutung. Leider können verschiedene Methoden zur Diagnose von Arten zu verschiedenen Entitäten führen. Vor allem wird allgemein angenommen, dass die Verwendung eines phylogenetischen Artenkonzepts zur Erkennung einer viel größeren Anzahl von viel weniger umfassenden Einheiten führen kann. Infolgedessen können Untersuchungen derselben Organismengruppe nicht nur unterschiedliche Artenidentitäten, sondern auch unterschiedliche Artenbereiche und Individuenzahlen ergeben. Um den Einfluss verschiedener Definitionen auf Naturschutzfragen zu bewerten, haben wir Fälle aus der Literatur gesammelt, in denen eine Gruppe von Organismen sowohl unter phylogenetischen als auch nicht phylogenetischen Konzepten kategorisiert wurde. Unsere Ergebnisse zeigen einen deutlichen Unterschied, wobei Erhebungen, die auf einem phylogenetischen Artenkonzept basieren, mehr Arten (48%) und eine damit verbundene Abnahme der Populationsgröße und des Verbreitungsgebiets zeigen. Wir diskutieren die schwerwiegenden Folgen dieses Trends für den Naturschutz, einschließlich einer offensichtlichen Änderung der Anzahl gefährdeter Arten, potenzieller politischer Folgen und der Schwierigkeit, zu entscheiden, was erhalten werden soll.


Karriere-Ressourcen

Club für biologische Wissenschaften (BSC)

Der Biological Sciences Club ist der Fachbereichsclub für Biologie-Majors und alle anderen an Biowissenschaften interessierten Personen.

Forschungserfahrung im Grundstudium

Studierende des Biologie-Programms können sich an der biowissenschaftlichen Forschung beteiligen und für die Erfahrung akademische Credits erwerben. Die Studierenden lernen diese Möglichkeiten während der Orientierung kennen und können dies auch gerne mit ihrem Studienberater besprechen.

Amphibien- und Reptilienclub

Studenten, die sich für Herpetologie interessieren, können am Amphibien- und Reptilienclub teilnehmen, um sich zu treffen, zu sprechen und sich an Aktivitäten im Zusammenhang mit der Herpetologie zu beteiligen.

Vogelklub

Der Birding Club ist eine Studentenorganisation für den gelegentlichen Genuss von Vögeln und unternimmt jedes Jahr eine Handvoll Exkursionen, um Vögel in ihren Lebensräumen im ganzen Bundesstaat zu beobachten.

Zoo, Exoten und Wildtierclub

Der Zoo, Exotics, and Wildlife (ZEW) Club bietet Schülern die Möglichkeit, etwas über die Pflege von Zootieren, exotischen Haustieren und Wildtieren zu lernen.


Schau das Video: Korallrev i Noreg (Juni 2022).