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2: 생물다양성의 정의 - 생물학

2: 생물다양성의 정의 - 생물학


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"생물학적 다양성"이라는 구의 축약형인 생물다양성은 생물학적 변이의 많은 측면을 다루는 복잡한 주제입니다. 이 지역을 가장 큰 규모(전 세계)로 본다면 생물다양성은 "지구상의 생명체"로 요약될 수 있습니다. 그러나 과학자들은 생물다양성에 대한 더 넓은 정의를 사용하는데, 이는 살아있는 유기체와 이들의 복잡한 상호작용뿐만 아니라 환경의 비생물적(무생물) 측면과의 상호작용도 포함하도록 고안되었습니다. 이 생물학적 변이의 한 측면 또는 다른 측면을 강조하는 정의는 과학 및 일반 문헌 전체에서 찾을 수 있습니다(Gaston, 1996: 표 1.1 참조). 이 모듈의 목적을 위해 생물다양성은 다음과 같이 정의됩니다. 유전자에서 생태계, 그리고 그것을 유지하는 생태 및 진화 과정에 이르기까지 모든 수준에서 지구상의 다양한 생물.

유전적 다양성은 개체, 개체군, 종 간의 변이를 담당하는 "다양성의 기본 통화"(Williams and Humphires, 1996)입니다. 그러므로 그것은 생물다양성에 대한 모든 논의의 중요한 측면입니다. 개체군이나 공동체의 개별 유기체(예: 생식 행동, 포식, 기생) 간의 상호 작용과 환경에 대한 전문화(환경 자체를 수정할 수 있는 방법 포함)는 생물다양성의 중요한 기능적 측면입니다. 이러한 기능적 측면은 다양한 커뮤니티와 생태계의 다양성을 결정할 수 있습니다.

또한 생물다양성에 중요한 공간적 요소가 있습니다. 공동체와 생태계의 구조(예: 존재하는 개체 및 종의 수)는 세계 여러 지역에서 다를 수 있습니다. 유사하게, 이러한 공동체와 생태계의 기능(즉, 존재하는 유기체 간의 상호작용)은 장소마다 다를 수 있습니다. 생태계의 다른 집합은 넓은 지역을 포함하는 매우 다양한 풍경을 특징 짓습니다. 생물다양성의 이러한 공간적 패턴은 기후, 지질학, 지리학의 영향을 받습니다(Redford and Richter, 1999).

생물다양성의 구조적, 기능적, 공간적 측면은 시간이 지남에 따라 변할 수 있습니다. 따라서 생물다양성 분석에는 시간적 요소가 있습니다. 예를 들어 생태계에 존재하는 생물의 종과 수 및 상호 작용 방식에 매일, 계절 또는 연간 변화가 있을 수 있습니다. 일부 생태계는 시간이 지남에 따라 크기 또는 구조가 변경됩니다(예: 자연 화재의 영향으로 인해 산림 생태계의 크기 및 구조가 변경될 수 있으며, 습지는 점차적으로 침사되어 크기가 감소합니다). 생물다양성은 또한 장기적, 진화적, 시간 규모에 따라 변합니다. 지질학적 과정(예: 판 구조론, 조생, 침식), 해수면의 변화(해양 침입 및 퇴행), 기후의 변화는 지구 생물다양성의 구조적 및 공간적 특성에 중대한 장기적 변화를 일으킵니다. 종종 지질학적 과정과 관련될 수 있는 자연 선택 및 종의 진화 과정은 지역 및 전 지구적 동식물상에 변화를 가져옵니다.

많은 사람들은 인간을 자연의 일부, 따라서 생물다양성의 일부라고 생각합니다. 반면에 일부 사람들(예: Redford and Richter, 1999)은 생태계의 "자연성"을 평가하기가 어렵기 때문에 인간 활동에서 비롯된 생물학적 패턴과 생태계를 제외하고 생물다양성을 자연적 다양성과 가변성으로 한정합니다. 인간의 영향은 매우 광범위하고 다양합니다(Hunter, 1996; Angermeier, 2000; Sanderson et al., 2002). 인간을 자연의 일부로 간주하면 인간 인구의 문화적 다양성과 이러한 인구가 지구상의 서식지 및 기타 종을 사용하거나 상호 작용하는 방식도 생물 다양성의 구성 요소입니다. 다른 사람들은 생물다양성의 일부로서 인간 활동을 완전히 포함하거나 배제하는 것 사이에서 타협합니다. 이 생물학자들은 인간 활동과 문화의 모든 측면을 생물다양성의 일부로 받아들이지 않지만, 국내 종의 생태 및 진화적 다양성, 농업 생태계의 종 구성 및 생태가 생물다양성의 일부라는 것을 인식합니다. (추가 논의는 인간 진화 및 문화 다양성에 대한 모듈을 참조하십시오. 준비 중입니다.)

용어 사전

생물다양성
유전자에서 생태계에 이르기까지 모든 수준에서 지구상의 생명의 다양성과 그것을 유지하는 생태 및 진화 과정
판구조론
지구의 암석권(지표면 아래에 있는 암석에 비해 암석이 단단한 맨틀과 지각의 상부)의 크고 움직이는 조각(또는 "판")에 작용하는 힘과 암석권의 움직임 "접시".
구강 생성
산을 만드는 과정.

생물다양성: 의미, 유형, 진화, 요인 및 측정

생물권(무기적 영역 안에 살고 있으며 무기 영역에 의존하는 생명의 그물)은 인간에게 필수적인 생명 유지 시스템을 구성하며 건강하고 기능적인 상태로 존재하는 것은 인류의 존재에 필수적입니다.

우리의 삶을 즐겁고 가능하게 만드는 것은 수많은 유기체, 생물학적 다양성의 존재입니다.

생물다양성이라는 용어는 Walter와 Rosen(1985)에 의해 만들어졌으며 Biological Diversity의 약어입니다. 생명체는 거의 40억 년 전에 지구에서 시작되었으며 자연은 지구상에서 이 넓고 복잡한 생명체를 발달시키는 데 10억 년 이상이 걸렸습니다. 과학자들은 지구상의 총 종의 수는 1000만~8000만(Wilson 1988)이며 그 중 140만 종이 지금까지 등록되었다고 믿습니다.

그러나 우리는 수백만 년의 이 유산을 매우 빠른 속도로 잃어가고 있습니다. 생명체의 다양성 감소는 전체 생명체에 중대한 결과를 초래할 수밖에 없습니다. 지구상의 다양한 생명체와 그 파괴의 원인을 동시에 연구하는 것이 매우 중요해졌습니다. 생물다양성은 지구상의 생명체의 총체적 다양성입니다.

인종, 품종 또는 종의 총 수, 즉 시스템에 존재하는 다양한 유형의 미생물, 식물 및 동물의 합계를 생물다양성이라고 합니다. 생물다양성이라는 단어는 이제 과학계뿐만 아니라 일반 대중, 환경 단체, 환경 보호론자, 기업가 및 경제학자들에 의해 매우 널리 사용됩니다. 따라서 독자적인 원리를 지닌 별도의 과학 분야로 인정되는 생물다양성의 정의에 대한 명확한 개념을 갖는 것은 매우 중요합니다.

다음은 생물다양성의 중요한 정의 중 일부입니다.

(i) 생물다양성은 모든 형태, 수준 및 조합의 생물 다양성입니다. 여기에는 종 다양성, 유전적 다양성 및 생태계 다양성이 포함됩니다(국제 자연 및 천연 자원 보존 연합 - IUCN, 유엔 환경 프로그램 - UNEP 및 세계 야생 동물 기금 - WWF 1991).

(ii) 리우데자네이루에서 열린 유엔 지구 정상회의(United Nations Earth Summit)에서는 생물다양성을 – 육상, 해양 및 기타 수생 생태계와 이들이 일부를 이루고 있는 생태학적 복합체를 포함한 모든 출처의 살아있는 유기체 간의 다양성으로 정의했습니다. 여기에는 종 내, 종 간 및 생태계의 다양성이 포함됩니다.

(iii) 미국 의회 생물다양성법 –에 따르면 생물다양성은 살아있는 유기체와 이들이 발생하고 생태계 다양성, 종 다양성 및 유전적 다양성을 포괄하는 생태학적 복합체 간의 다양성과 가변성입니다.

(iv) 가장 간단한 용어로, 생물학적 다양성은 생명과 그 과정의 다양성이며, 여기에는 살아있는 유기체의 다양성, 그들 사이의 유전적 차이, 그리고 그들이 발생하는 공동체와 생태계가 포함됩니다. 이 기사에서 우리는 생물다양성과 그 보전의 몇 가지 기본적인 측면을 제시할 것입니다.

생물다양성의 유형:

생물다양성은 일반적으로 종 다양성, 유전적 다양성 및 생태계 다양성의 세 가지 수준에서 연구됩니다.

(NS) 종 다양성:

종의 다양성의 진화는 아마도 지구상의 서식지 다양성 때문에 가능했을 것입니다. 그것은 지역 내의 다양한 종의 다양성을 나타냅니다. 이 다양성은 한 지역의 종의 수를 기준으로 측정할 수 있습니다. 생물다양성이라는 용어는 일반적으로 종의 다양성의 동의어로 사용됩니다.

실제로 한 사이트나 서식지에 있는 종의 수와 관련하여 종의 풍부함을 나타냅니다. 글로벌 다양성은 일반적으로 다른 분류학적 그룹의 종의 총 수로 표현됩니다. 앞서 언급했듯이 현재까지 약 140만 종이 확인되었습니다. 종 다양성은 다시 세 가지 수준에서 연구됩니다. 알파 다양성(한 지역에 공존하는 종의 수), 베타 다양성(패치 간 종 보완의 차이) 및 감마 다양성(예: 국가와 같은 넓은 지역의 종의 수)입니다.

이 시리즈는 생물 군계의 델타 다양성(생물 군계는 식물, 동물 및 토양 유기체의 군집과 같은 생태학적으로 유사한 기후 조건의 기후 및 지리적으로 정의된 영역이며 종종 생태계라고 함)과 전체 생물권에 대한 오메가 다양성으로 확장될 수 있습니다.

일부 저자는 그것을 분류군 다양성(지역 공동체 내의 다양한 분류군)이라고 부릅니다. 일반적으로 종 수준에서 연구되므로 종 다양성이라고 합니다. 속, 과와 같은 분류학적 수준을 고려할 때 분류군 다양성이라는 용어가 더 적절하다. 이 용어는 택시 다양성과 유사합니다.

(ii) 유전 적 다양성:

한 종 내에는 여러 아종, 변종(아종 및 변종은 한 종 내에서 인식 가능한 형태적 변이), 형태(형식은 일반적으로 단일 형태적 특징에서 산발적인 변이를 인식하고 설명하는 데 사용됨) 또는 서로 약간 다른 계통이 있습니다. .

이러한 차이는 유전 조직의 약간의 변화 때문입니다. 종의 유전적 구성의 이러한 다양성을 유전적 다양성이라고 합니다. 많은 수의 변종 또는 계통을 가진 종은 유전 조직이 풍부하고 다양한 것으로 간주됩니다. 유전자 변이는 genie 또는 염색체 돌연변이에 의해 종의 개체에서 발생합니다. 개체군 내의 유전적 변이는 “적응 및 진화적 변화의 전제조건”이며, 생물다양성의 중요한 측면으로 간주됩니다.

유전적 변이는 종종 대립유전자(염색체에서 동일한 위치를 차지하는 유전자)로 표현되며 주로 인구 수준에서 연구됩니다. 유전자 변이는 알로자임 분석, DNA 핑거프린팅, 폴리머라제 연쇄 반응, 제한 부위 매핑 및 DNA 시퀀싱과 같은 다양한 최근 기술로 측정할 수 있습니다.

다양성은 미시적 수준에서 계속 증가합니다. 품종 수준의 차이는 아종, 품종 및 종의 차이로 이어집니다. 특정 하위 수준에서 이러한 차이가 누적되면 종 수준에서 자동으로 독특한 특성이 나타납니다.

(iii) 생태계 다양성:

생태계에는 각기 다른 특정 식생을 지원하는 다양한 지형이 존재할 수 있습니다. 유전 및 종의 다양성과 대조되는 생태계 다양성은 다양한 하위 생태계를 구성하는 공동체의 경계가 구별되지 않기 때문에 측정하기 어렵습니다. 생태계 다양성은 주어진 생태계 내의 다양한 생태학적 틈새에 있는 공동체를 연구하는 경우 가장 잘 이해될 수 있으며, 각 공동체는 명확한 복합체와 연관되어 있습니다.

이러한 복합체는 생물다양성의 구성 및 구조와 관련이 있습니다. 생태계 다양성의 손실은 종과 유전적 다양성의 손실의 궁극적인 원인으로 간주될 수 있습니다. 커뮤니티 다양성은 생태계 다양성의 동의어이며 더 큰 영역(생태계, 단위) 내에서 커뮤니티 유형의 다양성으로 정의됩니다. 서식지가 다른 여러 종의 동물에 주로 사용되는 표현인 서식지 다양성과 혼동되어서는 안 됩니다.

생태계 과정에 종의 수의 직접적인 영향은 없다는 것이 관찰되고 보고되었습니다. 생태계에 대한 영향은 종 간의 기능적 차이에서 발생합니다. 기능적 특성이 많은 생태계는 생산성, 탄력성 및 침입자에 대한 저항 면에서 더 효율적으로 운영될 것으로 제안됩니다.

결과적으로, 기능적 다양성은 기능적 차이의 정도를 요약하는 종 풀에서 측정되어야 한다고 제안되었습니다(Hooper, 1998). 간단한 형태로 기능적 다양성은 시스템에서 유기체에 의해 수행되는 기능의 범위입니다.

서식지 또는 커뮤니티 내의 종은 먹이 길드 또는 식물 성장 형태와 같은 다양한 기능적 유형 또는 현탁 공급기 또는 퇴적물 공급기와 같은 기능적으로 유사한 분류군으로 나눌 수 있습니다. 기능적으로 유사한 종은 상당히 다른 분류학적 개체에서 유래할 수 있습니다. 기능적 다양성의 일반적인 측정은 커뮤니티에서 종으로 대표되는 기능 그룹의 수입니다.

종을 기능 그룹으로 클러스터링하기 위해 먼저 생태계 기능에 중요한 특성 세트를 각 종에 대해 측정하여 특성 매트릭스를 얻습니다. 그런 다음 특성 행렬은 거리 행렬로 변환됩니다. 마지막으로, 거리 행렬은 기능 그룹 간에 종을 분할하는 표준 다변수 방법으로 클러스터링됩니다.

생물다양성의 진화:

생물다양성은 진화와 생태적 과정에 의해 만들어집니다. 생태학은 현존하는 생태계의 생물다양성 패턴을 설명하고 이에 대한 설명을 제공합니다. 생태학적 과정은 또한 진화적 결과를 낳습니다. 그들은 적응, 소진화 및 종분화를 통해 유전적 다양성과 상호작용합니다.

환경은 적응, 혁신 및 새로운 생활 방식의 개발을 통해 다양화해야 하는 지속적인 압력을 제공합니다. 종의 다양성은 종의 번식을 주도하는 생태 및 진화 과정의 가장 두드러진 결과입니다. 생태계의 나이, 환경 구배, 고립, 물리적 환경의 특성, 서식지의 구조, 종 간의 상호 작용, 자연 교란, 종의 이동 및 분산과 같은 생태학적 요인.

다윈(Darwin, 1859)은 종은 경쟁하며 자연에서는 적자만이 살아남는다고 제안했습니다. 자연 선택의 강한 압력 하에서 덜 적합한 종은 제거되는 것으로 추론됩니다. 이 개념에서 경쟁적 배제 원칙(Hardin 1960)이 생겨났는데, 이는 두 종이 정확히 동일할 수 없다는 아이디어에 기반을 두고 있습니다. 같은 서식지에 2종 이상이 존재할 경우 궁극적으로 1종을 제외하고는 모두 제외된다는 내용입니다. 이것은 생물다양성의 역설입니다. 우리는 소수의 종을 기대하지만 자연에서 많은 종을 찾습니다.

경쟁적 배제에 의한 종의 손실을 방지하고 종의 다양성을 유지할 수 있는 메커니즘은 다음과 같습니다(Newman 2000).

(1) 각 종은 독점적인 생태적 틈새를 가지고 있으며 경쟁자보다 더 적합한 조건에 종속됩니다.

(2) 종의 손실과 획득 사이에 완벽한 균형이 유지됩니다. 약간 덜 적합한 종은 경쟁 배제에 의해 제거되지만, 이 과정이 너무 느려서 다른 종이 진화에 의해 발생하거나 다른 지역에서 침입할 시간이 있을 것입니다.

(3) 풍요에 대한 주요 통제는 신체적 장애, 스트레스(예: 저온, 독성 물질), 포식 및 질병이기 때문에 경쟁이 감소되거나 방지되므로 경쟁 배제가 발생하지 않습니다.

높은 다양성을 촉진하는 요소:

생물다양성은 장소에 따라 크고 작은 거리에 따라 크게 다릅니다(Huston 1994). 이 변형은 여기에서 논의하는 특정 요인으로 인한 것입니다.

(NS) 유리한 환경 조건:

식물과 동물에게 성장 조건이 매우 유리한 곳에서 종의 다양성이 더 커질 것이라고 생각하는 것은 아주 자연스러운 일입니다. 그러나 이것은 보편적으로 사실이 아닙니다. Curriae(1991)는 환경 조건과 관련하여 미국과 캐나다 전역의 나무, 포유류, 새, 파충류 및 양서류 종의 수를 연구했습니다. 각 그룹의 종 풍부도는 기온과 일조량과 양의 상관관계를 보였다.

이 두 가지 요인과 관련하여 생물 다양성은 호감도가 증가함에 따라 증가합니다. 영국 Rothamsted에서 장기간에 걸친 공원 잔디 실험의 결과에 따르면 식물 성장에 더 유리한 영양 체계가 나타났습니다. Grime(1973)은 중간 스트레스 또는 호의에서 가장 높은 다양성을 제안했습니다. 따라서 종의 다양성과 유리한 조건의 보급 사이에는 보편적 인 관계가 없다고 추론 할 수 있습니다.

(ii) 토양 비옥도 감소:

다양성과 토양 비옥도 사이에는 음의 관계가 있습니다(Newman, 2000). 초원에서 높은 종 다양성을 달성하려면 토양 비옥도를 줄이는 것이 필요합니다. 생산성이 높은 초원의 다양성이 낮기 때문에 키가 작은 종이 자라며 빛에 대한 경쟁이 치열하며 성장이 적은 종은 제거됩니다.

(iii) 방해:

사소한 교란은 지역 종 다양성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 나무 벌채, 화재로 인한 산림 교란은 후속 종 구성에 영향을 미칩니다. 초원에서 방목하는 동물은 교란으로 간주될 수 있으며 다양성을 증가시킬 수 있습니다. 과거에는 열대 우림이 이동 재배에 사용되었습니다.

다양성은 그러한 혼란에 대한 응답으로 시작되었습니다. 오늘날의 숲은 틈새를 제공하고 다양성에 기여하는 교란에 이어 여러 단계의 연속에서 작은 패치의 모자이크를 나타냅니다(Connell 1979). 결론은 교란이 생물다양성을 증가시킬 수 있으며 다양성 관리자는 어떤 교란을 허용하거나 도입할지 신중하게 고려해야 한다는 것입니다.

(iv) 환경의 이질성:

환경적 이질성은 β-다양성을 증가시키지만 α-다양성에는 그러한 영향을 미치지 않습니다(Newman 2000). 조경 규모에서 다양한 식생의 패치와 모자이크는 노출, 급경사, 토양 깊이, 습기, 토양 특성에 영향을 미치는 암석 유형 및 미기후 및 토양의 기타 요인의 차이와 관련될 수 있습니다.

각 종은 환경 요인에 다르게 반응하므로 종의 비율이 변경됩니다. Whittaker(1956)는 그레이트 스모키 산맥의 각 목본종이 고도와 노출에 따라 다른 분포를 가짐을 보여주었습니다. 따라서 p-다양성을 촉진하려면 물리적 환경의 이질성에 주의를 기울여야 합니다.

(V) 식물 종 다양성은 곤충 다양성을 촉진할 수 있습니다:

높은 식물 다양성은 곤충 다양성을 촉진할 수 있습니다. 이것은 주로 2차 화학물질을 포함하는 식물과 곤충 사이의 공진화 때문입니다(Harborne 1993). 알칼로이드, 테르페노이드 및 플라보노이드와 같은 식물의 2차 화학물질의 대부분은 대부분의 동물에게 유독합니다.

그러나 하나의 곤충 종이 하나의 2차 화학물질에 내성이 있는 예가 있습니다. 이것은 곤충에게 대부분의 다른 곤충이 먹을 수 없는 것을 먹을 수 있는 능력을 부여하고 한 식물 종을 먹는 것을 전문으로 할 수 있습니다. 따라서 많은 곤충은 한 가지 또는 몇 가지 식물 종만을 먹습니다. 다른 초식 동물은 식단에서 덜 특이성을 보이는 경향이 있습니다. 그들은 식물 종 사이에 선호도를 나타내지 만 먹이를 한 식물 종으로 제한하는 경우는 거의 없습니다. 따라서 식물 종의 다양성은 곤충의 다양성을 촉진할 가능성이 있지만 반드시 다른 동물의 다양성은 아닙니다.

생물다양성 측정:

생물다양성은 다양한 방법으로 측정할 수 있습니다. 다양성을 측정할 때 두 가지 주요 요소가 풍부함과 균일함을 고려합니다. 종의 풍부도는 한 지역에 존재하는 다양한 종의 수입니다. 그러나 다양성은 풍부함뿐만 아니라 균일성에 달려 있습니다. 균등성은 존재하는 각 종의 개체군 크기의 유사성을 비교합니다. 균일성은 한 지역의 풍부함을 구성하는 다양한 종의 상대적 풍부함을 측정한 것입니다.

100명의 개인이 있는 종 1과 2의 두 커뮤니티 A와 B를 고려해 보겠습니다.

군집 B의 종 풍부도는 군집 A의 종 풍부도와 같습니다. 그러나 군집 B는 A보다 더 균일합니다. 군집 B는 더 다양한 것으로 간주되어야 합니다. 하나는 m 군집 A보다 두 종을 모두 얻을 가능성이 더 높습니다. 또는 두 종은 여러 다른 종이 비슷한 풍부함을 가지고 있는 것보다 덜 다양하다고 간주됩니다. 종의 풍부함과 균일성이 증가함에 따라 다양성이 증가합니다.


생물다양성 핫스팟

식물 고유종이 예외적으로 집중되어 있고 서식지 손실률이 높은 넓은 지역.

인도네시아 자바의 생물다양성 핫스팟에 있는 마다카리푸라 폭포. 제임스 존스 주니어/Shutterstock.com

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페이지 마지막 업데이트 2020년 12월 24일

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비디오 보기: 뉴탐스런 생명과학 I 57강 생물 다양성 (십월 2022).