BIODIVERSITEIT: KENMERKEN, BELANG EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De biodiversiteit of biodiversiteit staat voor "biodiversiteit" en verwijst naar de meerdere elementen van variabiliteit onderhavige organische wezens. Dit concept kan op verschillende niveaus worden begrepen, of het nu taxonomisch, functioneel, fylogenetisch, genetisch of trofisch is.

Een regio die wordt bewoond door één enkele soort van jonge leeftijd (vanuit een evolutionair standpunt), bestaande uit genetisch homogene individuen, die verspreid zijn over afzonderlijke geografische gebieden en in een klein aantal habitats, zal een ecosysteem zijn met een lage biodiversiteit.

Biodiversiteit omvat de verschillende soorten - en hun biologische variatie - binnen een regio.
Bron: pixabay.com

Daarentegen zou een habitat met verschillende soorten - sommige oud, andere waarvan het soortvormingsproces recent heeft plaatsgevonden - waarvan het genetisch materiaal heterogeen en wijdverspreid is, een regio zijn met een grote diversiteit.

Hoog en laag zijn echter relatieve termen. Daarom zijn er verschillende indices en parameters waarmee we de diversiteit van een regio kunnen kwantificeren, zoals onder andere de Shannon- en Simpson-index. Op basis daarvan zien we dat de verspreiding van levende organismen niet homogeen is op de planeet. Meer diversiteit wordt meestal gevonden naarmate we dichter bij de tropen komen.

Biodiversiteit kan bestudeerd worden met behulp van twee complementaire disciplines: ecologie en evolutiebiologie. Ecologen richten zich primair op de factoren die de lokale diversiteit beïnvloeden en die in korte tijd werken.

Evolutionaire biologen, van hun kant, richten zich op hogere tijdschalen en richten zich onder meer op uitstervingsgebeurtenissen, het genereren van aanpassingen en soortvorming.

In de afgelopen 50 jaar hebben menselijke aanwezigheid, opwarming van de aarde en andere factoren de verspreiding en diversiteit van een aanzienlijk aantal soorten veranderd. Kennis en kwantificering van biodiversiteit zijn essentiële elementen bij het formuleren van oplossingen voor dit probleem.

Wat is biologische diversiteit?

De eerste persoon die de term biodiversiteit in ecologische literatuur gebruikte, was E. O Wilson in 1988. Het concept van biologische diversiteit is echter in ontwikkeling sinds de 19e eeuw en wordt nog steeds veel gebruikt.

Biodiversiteit verwijst naar de diversiteit aan levensvormen. Dit strekt zich uit tot alle organisatieniveaus en kan worden geclassificeerd vanuit een evolutionair of ecologisch (functioneel) oogpunt.

Dat wil zeggen, diversiteit wordt niet alleen begrepen in termen van het aantal soorten. Variabiliteit op andere taxonomische en omgevingsniveaus heeft ook een invloed, zoals we later zullen zien.

Biodiversiteit wordt sinds de aristotelische tijd bestudeerd. De intrinsieke nieuwsgierigheid naar het leven en de noodzaak om orde te scheppen, brachten filosofen ertoe de verschillende levensvormen te bestuderen en willekeurige classificatiesystemen vast te stellen. Zo ontstonden de wetenschappen van systematiek en taxonomie, en dus de studie van diversiteit.

Biodiversiteitskenmerken

Genetische diversiteit

Biologische diversiteit kan op verschillende schaalniveaus worden bestudeerd, te beginnen met genetica. Een organisme bestaat uit duizenden genen die gegroepeerd zijn in zijn DNA, dat is georganiseerd in zijn cellen.

De verschillende vormen die we van een gen vinden (bekend als allelen), en de variaties in chromosomen tussen individuen vormen genetische diversiteit. Een kleine populatie waarvan het genoom homogeen is onder haar leden, is enigszins divers.

De genetische variabiliteit die we aantreffen bij individuen van dezelfde soort is het resultaat van een reeks processen zoals: mutaties, recombinatie, genetische polymorfismen, isolatie van de genenpool, lokale selectiedruk en gradiënten, onder andere.

Variatie is de basis voor evolutie en voor het genereren van aanpassingen. Een variabele populatie kan reageren op veranderingen in de omgevingsomstandigheden, terwijl de kleine variatie zich kan vertalen in populatieafname of in extreme gevallen kan leiden tot het lokaal uitsterven van de soort.

Bovendien is kennis van de mate van genetische variabiliteit van een populatie essentieel om effectieve instandhoudingsplannen op te stellen, aangezien deze parameter de veerkracht en persistentie van de soort beïnvloedt.

Individuele diversiteit

Op dit organisatieniveau vinden we variatie in termen van anatomie, fysiologie en gedrag in individuele organismen.

Diversiteit van de bevolking

In de biologie definiëren we populaties als een reeks individuen van dezelfde soort die naast elkaar bestaan ​​in tijd en ruimte, en die zich mogelijk kunnen voortplanten.

Op populatieniveau draagt ​​de genetische variatie van de individuen waaruit het bestaat, bij aan de biodiversiteit en is, nogmaals, de basis voor adaptieve evolutie. Een duidelijk voorbeeld hiervan is de menselijke populatie, waar alle individuen aanzienlijke fenotypische variaties vertonen.

Soorten die geen genetische variatie hebben en uniforme populaties hebben, zijn meer vatbaar voor uitsterven, zowel door milieu- als door de mens veroorzaakte oorzaken.

Diversiteit op soortniveau

Als we hoger op het organisatieniveau komen, kunnen we biodiversiteit analyseren in termen van soorten. Biodiversiteit wordt op dit niveau vaak bestudeerd door ecologen en conservatiebiologen.

Diversiteit boven het soortniveau

We kunnen de biodiversiteit boven het soortniveau blijven analyseren. Dat wil zeggen, rekening houdend met andere taxonomische classificatieniveaus zoals geslachten, families, ordes, enz. Dit komt echter vaker voor bij studies die verband houden met paleontologie.

We kunnen dus in schaal omhoog gaan, totdat we de vergelijkingen vinden die zijn gemaakt door biogeografie, wat niets meer is dan de erkenning van een verschillende soortenrijkdom in grote geografische regio's.

Hoe wordt biodiversiteit gemeten?

Voor biologen is het belangrijk om over parameters te beschikken waarmee de biodiversiteit kan worden gekwantificeerd. Om deze taak te volbrengen, zijn er verschillende methodologieën die kunnen worden gemeten vanuit een functioneel of theoretisch perspectief.

Functionele meetcategorieën omvatten genetische, soorten en ecosysteemdiversiteit. Het theoretische perspectief is gebaseerd op alfa-, bèta- en gamma-diversiteit. Evenzo kan een gemeenschap worden geëvalueerd door de fysieke kenmerken ervan te beschrijven.

Het gebruik van statistische indices die de diversiteit van soorten meten, is gebruikelijk. Deze combineren twee belangrijke maten: het totale aantal soorten in de steekproef en hun relatieve abundantie. Vervolgens zullen we de maatregelen en indices beschrijven die het meest worden gebruikt door ecologen.

Alfa-, bèta- en gamma-diversiteit

Alfa-, bèta- en gammadiversiteit zijn de drie niveaus van diversiteit die worden erkend door de IUCN (International Union for Conservation of Nature). Deze benadering werd in 1960 voorgesteld door plantenecoloog Robert Harding Whittaker en wordt nog steeds gebruikt.

Alfadiversiteit is het aantal soorten op lokaal niveau, dat wil zeggen binnen een habitat of ecologische gemeenschap. Beta is het verschil in soortensamenstelling tussen gemeenschappen. Ten slotte geeft het gamma het aantal soorten op regionaal niveau weer.

Deze verdeling kampt echter met een nadeel wanneer we het lokale gebied gaan afbakenen en hoe we een regio objectief kunnen afbakenen - voorbij louter politieke grenzen die biologisch zinloos zijn.

Het stellen van grenzen wordt beïnvloed door de studievraag en de betrokken groep, dus de bovenstaande vragen hebben geen duidelijk antwoord.

In de meeste ecologische studies met betrekking tot biodiversiteit ligt de nadruk meestal op alfadiversiteit.

Alpha diversiteit

Alfadiversiteit wordt over het algemeen uitgedrukt in termen van soortenrijkdom en soortgelijkheid. Tijdens de uitgevoerde bemonstering vertegenwoordigt de plaats of het gebied dat de onderzoeker kiest de hele gemeenschap. Het maken van een lijst met het aantal en de naam van de soorten die daar leven, is dus de eerste stap in het meten van de biodiversiteit van een gebied.

Het aantal soorten binnen een gemeenschap of gebied is de soortenrijkdom. Als we deze parameter kennen, gaan we verder met het analyseren van andere criteria, namelijk: taxonomische uniciteit, taxonomische divergentie, ecologische betekenis en interacties tussen soorten, onder andere.

Over het algemeen neemt de soortenrijkdom - en de biodiversiteit in het algemeen - toe wanneer we het gebied dat we analyseren uitbreiden of wanneer we van een grotere naar een kleinere lengte- en breedtegraad (naar de evenaar) gaan.

We moeten er rekening mee houden dat niet alle soorten op dezelfde manier bijdragen aan de diversiteit van het gebied. Vanuit ecologisch oogpunt worden de verschillende dimensies van biodiversiteit vertegenwoordigd door een aantal trofische niveaus en een verscheidenheid aan levenscycli die op verschillende manieren bijdragen.

De aanwezigheid van bepaalde soorten in het gebied heeft de capaciteit om de diversiteit van een ecologische gemeenschap te vergroten, terwijl die van andere niet.

Beta-diversiteit

Beta-diversiteit is een maatstaf voor diversiteit tussen gemeenschappen. Het is een maat voor de snelheid en mate van verandering in soorten over een gradiënt of van de ene habitat naar de andere.

Deze maatregel zou bijvoorbeeld de vergelijking van diversiteit langs de helling van een berg bestuderen. Beta-diversiteit benadrukt ook de temporele verandering in soortensamenstelling.

Gamma-diversiteit

Gamma-diversiteit kwantificeert diversiteit vanaf een hoger ruimtelijk niveau. Dit is verantwoordelijk voor het verklaren van de diversiteit van soorten binnen een breed geografisch bereik. In feite is het het product van alfadiversiteit en de mate van differentiatie (bèta) daartussen.

Gamma-diversiteit is dus de snelheid waarmee extra soorten worden gevonden en hun geografische vervanging bestudeert.

Soort diversiteitsindices

In de ecologie worden diversiteitsindices veel gebruikt, met als doel deze te kwantificeren met behulp van wiskundige variabelen.

Een diversiteitsindex wordt gedefinieerd als een statistische samenvatting die het totale aantal lokale soorten meet dat in verschillende habitats voorkomt. De index kan dominantie of aandelen zijn (de term gelijkheid wordt in het Engels gebruikt).

Shannon diversiteitsindex

De Shannon-index, of Shannon-Weaver-index, wordt in de volksmond gebruikt voor het meten van specifieke biodiversiteit. Het wordt weergegeven met een H 'en de indexwaarden fluctueren alleen tussen positieve getallen. In de meeste ecosystemen zijn de waarden van 2 tot 4.

Waarden onder de 2 worden als relatief niet erg divers beschouwd, bijvoorbeeld in een woestijn. Terwijl waarden groter dan 3 indicatief zijn voor een hoge diversiteit, zoals een neotropisch bos of een rif.

Om de waarde van de index te berekenen, wordt rekening gehouden met het aantal soorten (rijkdom) en hun relatieve aantal (abundantie). De maximale waarde van de index ligt meestal in de buurt van 5 en de minimumwaarde is 0, als er maar één soort is, dat wil zeggen, er is geen diversiteit. Een ecosysteem met een Shannon-index 0 kan een monocultuur zijn.

Simpson diversiteitsindex

De Simpson-index wordt weergegeven door de letter D en meet de kans dat twee willekeurig geselecteerde individuen uit een steekproef tot dezelfde soort behoren - of tot een andere taxonomische categorie.

Op dezelfde manier wordt de diversiteitsindex van Simpson uitgedrukt als 1 - D (de index uitgelegd in de vorige paragraaf). De waarde ligt tussen 0 en 1 en geeft, in tegenstelling tot het vorige geval, de kans weer dat twee willekeurig genomen individuen tot verschillende soorten behoren.

Een andere manier om het uit te drukken door de wederkerige index te gebruiken: 1 / D. Op deze manier vertaalt de waarde van 1 zich in een gemeenschap met slechts één soort. Naarmate de waarde toeneemt, duidt dit op een grotere diversiteit.

Hoewel de Shannon-index en de Simpson-index het populairst zijn in de ecologische literatuur, zijn er andere, zoals onder andere de Margalef-, McIntosh- en Pielou-index.

Waarom moeten we biodiversiteit kwantificeren?

In de vorige paragraaf hebben we in detail de verschillende wiskundige instrumenten beschreven die ecologen hebben voor het kwantificeren van biologische diversiteit. Maar waar zijn deze waarden nuttig voor?

Biodiversiteitsmetingen zijn essentieel als u wilt volgen hoe diversiteit fluctueert, als functie van milieuveranderingen die ecosystemen aantasten, zowel van nature geproduceerd als door de mens gemaakt.

Biodiversiteit als gevolg van evolutie: hoe ontstaat biologische diversiteit?

Het leven op aarde begon minstens 3,5 miljard jaar geleden. Gedurende deze periode hebben organische wezens uitgestraald in de verschillende vormen die we tegenwoordig op de planeet waarnemen.

Verschillende evolutionaire processen zijn verantwoordelijk voor deze enorme diversiteit. Onder de belangrijkste hebben we de volgende: bevrijding van concurrentie, ecologische divergentie en co-evolutie.

Bevrijding van concurrentie

Diverse studies, gericht op zowel huidige als uitgestorven soorten, hebben aangetoond dat de afstamming van organismen de neiging heeft om snel te diversifiëren als er ecologische kansen zijn - dat wil zeggen "lege" niches.

Wanneer een groep organismen een gebied koloniseert dat vrij is van roofdieren en met weinig concurrentie (een onbewoond eiland bijvoorbeeld), neigt het tot diversificatie en bezet het de beschikbare ecologische niches. Dit fenomeen wordt adaptieve straling genoemd.

Na het uitsterven van de dinosauriërs bleven er bijvoorbeeld meerdere vrije niches over die later werden ingenomen door straling van zoogdieren.

Ecologische divergentie

Er zijn belangrijke aanpassingen waardoor organismen een aantal ecologische niches kunnen innemen. Deze organismen bezetten dezelfde adaptieve zone, dus bezetten ze vergelijkbare "ecologische ruimtes". Wanneer twee soorten zeer vergelijkbare ecologische niches delen, neemt de concurrentie tussen hen toe.

Volgens ecologische theorieën kunnen twee soorten niet oneindig met elkaar concurreren omdat de ene soort de andere zal verdringen. Een ander mogelijk scenario is dat een van de soorten in staat is een andere hulpbron te exploiteren, met als doel de concurrentie met zijn partner te verminderen.

Op deze manier heeft het vermogen van soorten om nieuwe hulpbronnen te exploiteren en nieuwe habitats te gebruiken bijgedragen aan de toename van de biologische diversiteit in de loop van de tijd.

Co-evolutie

De verschillende interacties die kunnen bestaan ​​tussen organismen van verschillende soorten hebben evolutionaire gevolgen en zijn verantwoordelijk voor een deel van de biodiversiteit. Sommige soorten bieden middelen voor hun partners. De diversificatie van een van deze vertaalt zich dus in de diversificatie van de andere soorten.

De co-evolutie tussen roofdieren en hun prooi wordt ook beschouwd als een bron van diversiteit. Als het roofdier een nieuwe aanpassing genereert, gaat dit (in sommige gevallen) gepaard met een aanpassing in de prooi.

Een zeer illustratief voorbeeld van co-evolutie en biodiversiteit is het hoge aantal angiospermen, gerelateerd aan de diversiteit van hun ongewervelde bestuivers.

Belang

De menselijke samenleving is op verschillende manieren afhankelijk van biodiversiteit. Over het algemeen kan de waarde van biodiversiteit een subjectief concept zijn en afhankelijk van elke persoon, dus deze waarde wordt geclassificeerd als een intrinsieke of inherente waarde en een instrumentele of extrinsieke waarde.

Intrinsieke en extrinsieke waarde

Een extrinsieke waarde wordt bepaald door het gebruik of de toepassing die het kan hebben in de menselijke samenleving - zoals de productie van voedsel, medicijnen en andere. Evenzo zou extrinsieke waarde kunnen gelden voor voordelen voor andere levende wezens, maar er wordt vaak rekening gehouden met mensen.

Verschillende insecten, vogels en zoogdieren spelen bijvoorbeeld een rol als bestuiver in ecosystemen en bemiddelen bij de reproductie van een aanzienlijk aantal economisch belangrijke planten. Voorbeelden hiervan zijn bijen en vleermuizen.

Daarentegen is de intrinsieke waarde van biodiversiteit vreemd aan de ecosysteemdiensten die levende wezens kunnen leveren aan de omgeving. Het gaat uit van de premisse dat elk organisme recht op leven heeft, net zoals mensen het hebben.

Deze waarde is niet gerelateerd aan het uiterlijk of de esthetiek van het organisme, aangezien deze parameter deel uitmaakt van de extrinsieke waarden. Omdat het concept een sterke filosofische component heeft, wordt het gekenmerkt door moeilijk te begrijpen. Sommige economen zijn bijvoorbeeld van mening dat hun definitie onvolledig is.

Andere classificaties

Er zijn andere manieren om het belang van biodiversiteit te classificeren, door onderscheid te maken tussen organismen met enige economische waarde voor de markt en organismen die die waarde niet hebben.

Andere classificaties zijn complexer en omvatten meer categorieën. De door Kellert (1996) voorgestelde classificatie omvat bijvoorbeeld negen categorieën: utilitair, naturalistisch, ecologisch-wetenschappelijk, esthetisch, symbolisch, humanistisch-moraliserend, dominionistisch en oppositioneel.

Biodiversiteit in Latijns-Amerika

In Latijns-Amerika vinden we een uitgebreide biologische diversiteit. Momenteel wordt een groot aantal van de ecosystemen van deze regio's bedreigd, voornamelijk door antropogene factoren.

Om deze reden zijn er in de meeste landen beschermde gebieden zoals parken, reservaten, heiligdommen en natuurmonumenten die de soorten van de regio proberen te beschermen.

Hieronder beschrijven we de biodiversiteit van de meest relevante Latijns-Amerikaanse landen, met de grootste wereldwijde diversiteit.

Biodiversiteit in Mexico

Mexico, in termen van het aantal soorten, is een zeer divers land met bijna 70.000 soorten dieren en planten, waarvan er meer dan 900 endemisch zijn voor de regio. Het bekleedt een van de eerste posities in termen van diversiteit wereldwijd.

Deze enorme biodiversiteit wordt toegeschreven aan verschillende factoren, voornamelijk de complexe ligging en topografie van het land, en de klimatologische diversiteit. Op ecosysteemniveau is Mexico even divers en presenteert het allerlei natuurlijke omgevingen en ecoregio's.

Biodiversiteit in Colombia

Dit megadiverse land heeft meer dan 62.000 soorten, waarvan een aantal endemisch is voor Colombia. Het herbergt het grootste aantal soorten vogels en orchideeën ter wereld.

Met betrekking tot ecosystemen vinden we een grote diversiteit aan regio's. De Colombiaanse diversiteit wordt gewoonlijk gegroepeerd in de zogenaamde "diversiteits-hotspots", die overeenkomen met de Andes- en Tumbes-Chocó-Magdalena-regio's.

Biodiversiteit in Peru

Dankzij het reliëf en de geografische ligging is Peru een land met een grote biodiversiteit. In feite is het ook binnen de megadiverse landen. Veel van zijn soorten zijn endemisch in de regio.

Het is gevarieerd in termen van ecosystemen, met typische oceaansoorten (beïnvloed door de Niño- en Humboldt-stromingen), kustwoestijnen, verschillende soorten bossen, puna, mangroven, prairies, páramo, Amazone en savannes, onder anderen. .

Biodiversiteit in Argentinië

Argentinië is een land dat wordt gekenmerkt door een hoge biodiversiteit die leven maakt in zijn immense geografische grondgebied. Met bergachtige omgevingen, savannes en subtropische klimaten herbergt Argentinië een groot aantal planten en dieren, wat de aanwezigheid van grote katten en waterzoogdieren benadrukt.

Biodiversiteit in Venezuela

Venezuela is een megadivers land met meer dan 20.000 soorten dieren en planten verspreid over het hele grondgebied. Net als in de bovengenoemde landen wordt diversiteit vaak toegeschreven aan klimatologische en topografische heterogeniteit.

In termen van ecosystemen vertoont Venezuela allerlei regio's, waaronder bossen, vlaktes, páramos, savannes, bergen, woestijnen, enz., Elk met zijn typische soortgroep. Net als in de vorige landen is een groot aantal soorten endemisch in de regio.

Biodiversiteit in Europa

Biodiversiteit in Spanje

Spanje onderscheidt zich door een van de grootste biodiversiteit in heel Europa, met de nadruk op de aanwezigheid van zoogdieren en reptielen.

De toestand van het schiereiland geeft het een grote variabiliteit in termen van klimaat, wat een doorslaggevende factor is in het aantal soorten en het onderscheidt van de rest van Europa. Het bergachtige reliëf is ook een belangrijke variabele.

Referenties

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Uitnodiging voor biologie. Panamerican Medical Ed.
2. Eldredge, N. (Ed.). (1992). Systematiek, ecologie en biodiversiteitscrisis. Columbia University Press.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Evolutionaire analyse. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolutie. Sinauer.
5. Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversiteit en menselijk welzijn: een essentiële schakel voor duurzame ontwikkeling. Verloop. Biologische wetenschappen, 283 (1844), 20162091.
6. Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K.,… Schuster, W. (2016). Biodiversiteit als een multidimensionaal construct: een overzicht, raamwerk en casestudy van de impact van herbivoren op de biodiversiteit van planten. Verloop. Biologische wetenschappen, 283 (1844), 20153005.
7. Nationale Onderzoeksraad. (1999). Perspectieven op biodiversiteit: waardering voor haar rol in een steeds veranderende wereld. National Academies Press.
8. Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). De componenten van biodiversiteit, met een bijzondere focus op fylogenetische informatie. Ecologie en evolutie, 7 (16), 6444-6454.