BIODIVERZITA. Atraktivní biologie

Atraktivní biologie

BIODIVERZITA


BIODIVERZITA Biodiverzita neboli biologická rozmanitost bývá nejčastěji definována jako variabilita všech forem života (v čase a prostoru) na všech hlavních organizačních úrovních souhrn všech genů, druhů a ekosystémů určitého území Diverzita zahrnuje různé procesy (strukturální, funkční), probíhající napříč hierarchií organizačních úrovní současný stav biodiverzity je výsledkem dlouhodobého, ca 4 mld. let trvajícího vývoje, vývoje kterým Země prošla od svého vzniku až do současnosti Biodiverzita je nezbytná pro udržení života na Zemi, Zemi má zásadní význam pro existenci a prosperitu lidstva !

2


Rozložení biodiverzity na Zemi je velmi nerovnoměrné → odraz různých, ne vždy zcela pochopených procesů a zákonitostí ¾ větší část globální diverzity je vázána na jižní polokouli ¾ nejnápadnější zákonitostí je pokles biodiverzity od rovníku k pólům ¾ ročně je nově objeveno ca 10 000 druhů organismů (hlavně hmyzu)

Úroveň biodiverzity v jednotlivých zemích

nízká

vysoká

3


Současné znalosti biodiverzity jsou velmi neúplné, zejména v regionech s její nejvyšší úrovní; každým rokem je nově popsáno až 10 000 druhů (hlavně hmyzu).

Měřítko diverzity časové (speciace vs. extinkce) prostorové (lokální, regionální, kontinentální a globální diverzita) Hodnocení biodiverzity – úkolem taxonomie, genetiky, ekologie Typy diverzity ¾ genetická

¾ druhová

¾ ekosystémová

¾ kulturní

4


Genetická diverzita Genetická diverzita představuje rozmanitost organizmů v rámci druhu (např. rozdíly v zastoupení genotypů v druhových populacích). genetická různorodost umožňuje organismům přizpůsobovat se proměnlivým abiotickým i biotickým podmínkám svého prostředí a dlouhodobě osídlovat vhodná stanoviště nukleotidy → GENY → chromozomy → jedinci → populace druhová diverzita * Genetická diverzita

vliv

ekosystémová diverzita **

často se genetická diverzita označuje jako molekulární diverzita (→ DNA, RNA, proteiny)

BIODIVERZITA

5

¾ ne všechny geny mají stejný význam v rámci celkové genetické diverzity; zvláště významné jsou geny řídící základní biochemické procesy, procesy které se vyskytují u různých, často fylogeneticky vzdálených taxonů, a které vykazují obecně jen malou variabilitu


¾ molekulární diverzita hraje významnou roli při studiu populační struktury druhů, při řízení (managementu) cenných populací, molekulární identifikaci druhů, vývojových vztahů mezi taxony, rozšíření druhů, evoluce bioty různých oblastí apod. ¾ genetická eroze – ztráta gen. diverzity, zpravidla způsobená lidskými aktivitami; nejvíce patrná na populační či druhové úrovni (např. vymizení mnoha lokálních zemědělských plodin) ¾ genetická variabilita organismů umožňuje jak přírodní evoluční změny, tak i umělé selektivní křížení ¾ manipulace s genetickou diverzitou – díky umělé selekci člověk zvýšil během posledních ca 10 000 let diverzitu některých skupin organismů (zem. plodiny, hospodářská zvířata) • genetické inženýrství → geneticky modifikované organismy (GMO), (GMO) např. sója, kukuřice, rajče, rýže; atlantický losos

6


¾ vyhynutí každé lokální populace, populace přizpůsobené k místním (lokálním) stanovištním podmínkám, znamená ztrátu části genetické diverzity daného druhu, druhu která tuto adaptaci umožňuje 9 ztráty genetické diverzity mohou negativně ovlivnit i život lidstva (např. kvalitu výživy) – např. vyhynutí volně žijících druhů rostlin, příbuzných pěstovaným zemědělským plodinám znamená nenahraditelnou ztrátu genetického materiálu potřebného pro zlepšování vlastností těchto plodin geny použité ke šlechtění nových odrůd

nové odrůdy nahrazují původní typy

snížení genetické diverzity dostupné ve volné přírodě pro účely šlechtění volně rostoucí primitivní formy, tradiční odrůdy

moderní odrůdy

7

Druhová diverzita


• biodiverzita je velmi často používaná jako synonymum druhové diverzity (zvláště ve smyslu druhového bohatství) • druhová diverzita ~ charakteristika společenstva, zohledňující jak počet druhů (= druhové bohatství) ve společenstvu, tak i relativní početnost či biomasu jednotlivých populací → změny biodiverzity se zpravidla hodnotí prostřednictvím změn v počtu druhů a jejich populací

Definice druhu Biologická definice: skupina přírodních populací, které se mezi sebou skutečně nebo potenciálně kříží a které jsou reprodukčně izolovány od populací jiných druhů

Evoluční (fylogenetická) definice: nejmenší evolučně izolovaná linie, která si udržuje v čase i prostoru svou identitu a která má svůj vlastní nezávislý evoluční vývoj

• z hlediska biodiverzity jsou významné všechny formy života, nejen nápadné druhy rostlin či živočichů, ale i zdánlivě méně zajímavé a často lidským okem neviditelné druhy baktérií, hub či řas

8

Ekosystémy s nejvyšší druhovou diverzitou


korálový ostrov

Tropický deštný les tropický deštný (Zambie) les (Puerto Rico)

9


• druhy jsou na Zemi rozmístěny velmi nerovnoměrně a podle určitých zákonitostí (tj. nenáhodně); nápadný je zejména nárůst diverzity od pólů k rovníku (tzv. latitudinální gradient diverzity) ¾ příčiny jsou hlavně historické (např. pohyb kontinentů), abiotické (rozdílné vlastnosti půdy a klimatu) a biotické (rozdílné potravní sítě apod.) ¾ čím odlišnější je určitý druh od ostatních druhů (např. zbytek starobylé evoluční linie), tím významnější je jeho příspěvek do globální biologické diverzity ¾ některé druhy mají mnohem větší význam než jiné z hlediska celkové biodiverzity, protože vytvářejí životní prostředí mnoha dalším druhům – např. stromy tropického deštného lesa umožňují existenci početné fauny endemických bezobratlých ¾ dosud bylo popsáno a pojmenováno přes 1,7 milionů druhů, celkové odhady se nejčastěji pohybují v rozpětí od 5 až po 30 milionů druhů Vedle počtu druhů na stanovišti má velký význam i funkční diverzita, diverzita zahrnující bohatství různých interakcí mezi přítomnými druhy, procesů, životních strategií, trofických vazeb, přítomnost/absenci klíčových druhů apod.

10


Tab. 1: Globální počty popsaných a odhadovaných druhů v jednotlivých říších (UNEP 1995, Global Biodiversity Assessment)

Říše Bacteria

popsané druhy

odhadovaný počet druhů

4 000

1 000 000

80 000

600 000

1 320 000

10 600 000

70 000

1 500 000

Plantae

270 000

300 000

Celkově

1 740 000

ca 14 000 000

Chromista, Protozoa * Animalia Fungi

* dříve říše Protista

mezi nejhůře prozkoumané skupiny organismů patří členovci (hlavně hmyz), háďátka, houby, houby prvoci a prokaryotní organismy základním předpokladem pro přijetí efektivních opatření k zastavení úbytku biodiverzity je co nejúplnější poznání druhové diverzity, diverzity stejně jako i znalosti geografického rozšíření druhů na Zemi a jejich 11 ekologické role v rámci jednotlivých ekosystémů


ROZŠÍŘENÍ CÉVNATÝCH ROSTLIN NA ZEMI

12

DRUHOVÁ BOHATOST ČESKÉ REPUBLIKY Taxonomická skupina*

Počet druhů

Sinice a řasy

6 100

Houby

30 000

Mechorosty

848

Lišejníky

1 400

Vyšší rostliny

2 500

Hmyz Ostatní mnohobuněční bezobratlí


24 800 – 43 000 5 800 – 8 000

Ryby a mihulovci

65

Obojživelníci

21

Plazi

11

Ptáci

576

Savci

86

917 –oblasti 92 521(Český kras – asi Celkem V rámci ČR jsou druhově nejbohatší teplé vápencové a71 flyšové 1 600 druhů cévnatých rostlin, Pálava – asi 1 300 druhů), popř. oblasti s pestrým reliéfem (Křivoklátsko, 1 250 druhů); naopak oblasti na neúživných horninách středních a vyšších poloh bývají chudší (Krkonoše 720 druhů).

13


Záchranné programy

Záchranné programy zvláště chráněných druhů rostlin a živočichů (viz vyhláška č. 395/1992 Sb.) jsou zajišťovány orgány ochrany přírody s cílem vytvořit podmínky umožňující takovou péči o populace těchto druhů, která by vedla ke snížení stupně jejich ohrožení (§ 52 zákona č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny). Vlastní statut záchranných programů byl u nás oficiálně zaveden až v roce 1992 zákonem č. 114/1992Sb. Postupně bylo Ministerstvem životního prostředí schváleno několik záchranných programů: rys ostrovid (Lynx lynx), tetřev hlušec (Tetrao urogallus), perlorodka říční (Margaritifera margaritifera), rdest dlouholistý (Potamogeton praelongus), matizna bahenní (Angelica palustris), vstavač "Záchranný program kriticky trojzubý (Orchis tridentata). Další záchranné ohroženého druhu tetřeva hlušce programy jsou v přípravné fázi. v České republice„ republice (1998 – 2007)

Orchis tridentata

Cíle do budoucna – lépe vymezit priority záchranných programů, s přednostním zaměřením na kriticky a silně ohrožené druhy na základě ucelené a závazné koncepce záchranných programů, při zajištění komplexního a dlouhodobého financování vybraných, kvalitně zpracovaných záchranných programů. 14

Ekosystémová diverzita


ekosystémová diverzita je zpravidla studována na lokální a regionální škále na rozdíl od genetické či druhové diverzity výslovně zahrnuje abiotické složky (geologický podklad, klima) některé ekosystémy dnes mizí závratnou rychlostí, např. tropické deštné lesy (odlesňování v tropech probíhalo v posledních dvou desetiletích rychlostí více než 12 milionů ha ročně × plocha lesů mírného pásu se ve stejném období zvětšovala o téměř 3 miliony ha ročně)

15


Bližší podrobnosti o aktuálním stavu hlavních ekosystémů (biomů) na Zemi lze získat v materiálech projektu „Hodnocení ekosystémů na přelomu tisíciletí“ (Millennium Ecosystem Assessment*, 2005), na němž se podílelo na 1 360 expertů z 95 zemí.

dostupné na http:www.millenniumassessment.org

16

Horká místa biodiverzity


1 – Andy 2 – Sundské ostrovy Jako horká místa (biodiverzity hotspots) jsou označovány s vysokou 3 – oblasti Středomoří 4 – Madagaskar koncentrací vzácných, ohrožených, často endemických či reliktních druhů. 5 – indobarmská oblast • zaujímají jen 1,4 % souše, mají však značný evoluční 6význam → oblast – Karibská vysoká priorita ochrany přírody 7 – lesy na atlantickém pořeží • většina horkých míst patří bohužel k oblastem s nejhustšímBrazílie lidským osídlením 8 – Filipíny 9 – jihoafrická floristická Global Biodiversity Hotspots provincie 10 – Střední Amerika 11 – brazilské vnitrozemí 12 – jihozápadní Austrálie 13 – S-čchuan 14 – Polynésie a Mikronésie 15 – Nová Kaledonie 16 – západní Ekvádor 17 – západoafrické lesy 18 – Západní Ghat a Srí Lanka 19 – kalifornská floristická provincie 20 – sukulentní karru 21 – Nový Zéland 22 – střední Chile 23 – Kavkaz 24 – Wallacea 25 – východoafrické lesy v Keni 17 a Tanzánii


Změny biodiverzity v čase • přírodní ekosystémy jsou neustále vystaveny změnám v druhové diverzitě • i když příčiny dřívějších extinkcí (v geohistorii Země bylo nejméně pět velkých extinkcí) jsou nejisté, byly pravděpodobně výsledkem náhlých změn prostředí, způsobených např. dopadem asteroidu či mohutnou sopečnou činností • současná rychlost extinkcí je však 100krát až 1000krát větší než v prehistorické době a mohla by se zvýšit až na 10 000 násobek, sobek pokud by dnes ohrožené druhy vymřely; aktuálně ohroženo ca 8% cévnatých rostlin, přes 18% savců, 11% ptáků, 5% ryb ! • současné vymírání řady druhů (ať lokální či globální) je unikátní v tom, že je „bioticky“ řízena, hlavně četnými aktivitami člověka

Ztráta biodiverzity je zvlášť nebezpečná v tom, že je nevratná → představuje dnes vysoce závažný globální problém lidstva ! 18

Hlavní faktory ohrožující biodiverzitu Země


Exponenciálně rostoucí lidská populace a její spotřeba

Činnosti člověka zemědělství

rybolov

• ztráta či degradace biotopů • znečišťování prostředí • změny ve využívání půdy • fragmentace stanovišť

průmysl

urbanizace

mezinárodní obchod

nadměrné využívání přírodních zdrojů

introdukce invazních druhů

klimatické změny

• ztráta biologické diverzity • vymírání druhů a populací • degradace ekosystémů • eroze genetické diverzity a evolučního potenciálu • ztráta ekosystémových služeb

19


Ekosystémové služby rozmanité způsoby, kterými přírodní ekosystémy pomáhají udržet život na Zemi

Zásobovací

• potrava • pitná voda • dřevo a vlákna • palivo aj.

Podpůrné • koloběhy živin • tvorba půdy • primární produkce aj.

SLUŽBY EKOSYSTÉMŮ

Regulační • zmírňování výkyvů počasí • čištění vody a vzduchu • rozklad odpadních látek • regulace záplav, eroze • regulace škůdců a nemocí

Kulturní • estetické • rekreační, ekoturistika • vzdělávací aj. 20


Člověk využívá všech služeb ekosystémů rychle rostoucí měrou. V současné době je přibližně 60 % ekosystémových služeb označeno za znehodnocované nebo využívané neudržitelným způsobem (např. množství a složení odpadů produkovaných člověkem často výrazně převyšují schopnost ekosystémů tuto službu poskytovat).

• chudí lidé z rozvojových zemí jsou nejvíce závislí na službách ekosystémů http://www.cbd.int/doc/videos/cop-08/2010-target.swf, 21 http://www.cbd.int/videos/default.shtml


Klíčovým dokumentem v ochraně biologické rozmanitosti zůstává Úmluva o biologické rozmanitosti (Convention on Biological Diversity „CBD“) • byla podepsána na konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji (UNCED, „Summit o Zemi“) Zemi v Rio de Janeiru v červnu 1992 (pro ČR vstoupila v platnost 3. března 1994) • významný cíl Úmluvy – do roku 2010 výrazně snížit rychlost úbytku biodiverzity na globální, regionální i národní úrovni (odsouhlaseno všemi účastníky v r. 2002)

22


Kulturní diverzita • vztahy mezi lidmi i k okolní přírodě (způsoby využívání dostupných zdrojů) • znalosti a praktiky původních obyvatel mají velký význam pro poznání a uchování biodiverzity i udržitelného rozvoje lidské společnosti

• naopak, pokles kulturní diverzity (zejména v důsledku zániku celých lokálních společenství) bývá spojen se ztrátou cenných znalostí o biodiverzitě daného území 23

BIODIVERZITA. Atraktivní biologie

Recommend Documents