Вопрос 10. Видовое разнообразие. Вид как универсальная единица оценки биоразнообразия. Видообразование (типы).

Видовое разнообразие

Видовое разнообразие - число видов в данном сообществе или в данной области.

Видовое разнообразие биоценоза — совокупность видов растений и животных, образующих данный биоценоз; представлено всеми группами организмов — продуцентами, консументами и редуцентами. Нарушение какого-либо звена в цепи питания вызывает нарушение биоценоза в целом (например, вырубка леса приводит к изменению видового состава насекомых, птиц, а следовательно и зверей).

Различают:

-) альфа-разнообразие (число видов в рассматриваемом биотопе). При оценке альфа-разнообразия учитываются два фактора: Видовое богатство — число видов, для сравне­ния отнесенное к определенной площади и Выравненность — равномерность распределения видов по их обилию в сооб­ществе.

-) бета-разнообразие (число видов во всех биотопах данной области). Для оценки бета разнообразия применяют оценку изменений видового разнообразия вдоль средового градиента или метод сравнение видового состава различных сообществ. Чем меньше общих видов в сообществах или в разных точках градиента, тем выше бета-разнообразие. Самый простой способ измерения бета-разнообразия двух местообитаний– расчет коэффициентов сходства или индексов общности.

-) гамма-разнообразие. Формируется в результате взаимодействия альфа-разнообразие и бета-разнообразие и оценивается по общему числу видов на днной территории, но при обязательном учете пространственной структуры видового разнообразия с указанием различных жизненных форм. (пространственная характеристика гаммы-разнообрзия наиболее конкретно вявляют на аэрокосмических снимках.

Вид как универсальная единица оценки биоразнообразия.

Вид - единица биоразнообразия.

Показатели видового разнообразия: модели видового обилия – описывают распределение обилие видов в разных ситуациях (геометрический ряд, логарифмический). Индексы биоразнообразия – численно выражают различные аспекты биоразнообразия.

Оценка биоразнообразия

1. Выравненность – основной показатель структуры сообщества. Выравненность максимальна, если виды в сообществе имеют равное обилие, и минимально, когда один вид имеет обилие, превышающие обилие всех остальных видов. Видовое богатство м.б одинаковым, но обилие разным. Низкая выравненность у растений и фитопланктона. Высокая – на стадиях восстановления растительного покрова (Например, в лишайниковых лесах, максимальная выравненность лишайникового яруса регистрируется при давности пожара ок 30 лет).

2. Индексы (более 40) позволяют дать оценку разнообразию, обнаружить воздействие факторов, влияющих на него; оценить и измерить направления изменений разнообразия под влиянием тех или иных условий; сравнить разнообразие тех или иных местообитаний. Некоторые из них:

-) Индекс Шеннона Используется для оценки общего разнообразия, т.е. для сравнения сообщества по числу входящих в него видов и по равномерности распределения долей участия между видами.

-) Индекс Симпсона – показатель доминирования.

-) Индекс Жаккара – индекс сходства (для бета разнообразия)

Видообразование. — процесс возникновения новых биологических видов и изменения их во времени. При этом генетическая несовместимость новообразованных видов, то есть их неспособность производить при скрещивании плодовитое потомство или вообще потомство, называется межвидовым барьером. Основой для видообразования является наследственная изменчивость организмов, ведущий фактор — естественный отбор. Выделяют:

-) Экологическое - Связано с расхождением по экологическим признакам. При этом особи с промежуточными характеристиками оказываются менее приспособленными. Особенностью экологического пути видообразования является то, что он приводит к возникновению новых видов, всегда морфологически близких к исходному виду.

-) Географическое - Связан с расширением ареала исходного вида и с расчленением ареала на изолированные части физическими компонентами (горы река)

Вопрос 11. Кольцевые клины. Аллопатрическое видообразование, условия формирования новых видов.

Вопрос 12. Центры видового разнообразия. Горячие точки видового разнообразия. Причины. Концепция пула видов.

Центры видового разнообразия

Центр распространения, или очаг видового разнообразия — это место концентрации большого количества видов. На фоне неравномерной видовой насыщенности ареала рода нередко отмечается несколько очагов, так называемые сгустки видов. Например, средиземноморская фауна имеет два очага видового разнообразия — западный и восточный — на Ближнем Востоке.

Наличие очага видового разнообразия в пределах родового ареала свидетельствует о благоприятных условиях существования для видов данного рода. Эти условия, как правило, весьма различны, что служит предпосылкой для усиленного видообразования. Дифференцированность условий среды на ограниченной территории наблюдается в горных странах, что способствует изоляции отдельных популяций вида на обособленных участках с резко расчлененным рельефом. Именно к горам часто приурочены очаги видового разнообразия.

Центры видового разнообразия и эндемизма (Эндемик - таксон, ареал которого приурочен к какой-то территории) России: озеро Байкал, а также Приамурье и Приморье, Северный Кавказ. Фауна Байкала служит прекрасной моделью для решения многих фундаментальных вопросов теории эволюции, экологии и биогеографии. В Байкале обитает около 2600 видов животных. Широко известен эндемик Байкала - байкальская нерпа (Pusa sibirica). Существует несколько гипотез происхождения этого вида: вселение исходной формы по рекам из Ледовитого океана, из древнего Сарматско-Понтического бассейна или даже из дальневосточного региона.

Причины видового разнообразия

- наследственная изменчивость;

- борьбы за существование и естественного отбора.

Причиной биологического разнообразия является способность живых организмов приспосабливаться к определенным условиям окружающей среды – способность к адаптации. В результате взаимодействия с различными экологическими факторами на Земле сформировались различные экологические группы живых организмов: теплолюбивые, холодоустойчивые, светолюбивые, влаголюбивые, и т.п. При более детальной адаптации к условиям среды возникали новые виды растений, животных и микроорганизмов. В последнее время на биоразнообразие большое влияние оказывает хозяйственная деятельность человека.

Также видовое разнообразие сообществ зависит от следующих факторов:

1. Географическое положение. При продвижении с севера на юг в Северном полушарии Земли,и наоборот, в Южном островная фауна обычно беднее, чем на материке, причем она тем беднее, чем меньше островов и чем более он удален от материка.

2. Климатические условия. В районах с мягких устойчивым климатом, с обильными и регулярными осадками, без сильных заморозков и сезонных колебаний температур видовое богатство выше, чем в районах, находящихся в зонах сурового климата.

3. Длительность развития. Чем больше времени прошло с момента образовния сообщества, тем выше его видовое богатство.

Горячие точки видового разнообразия.

Горячие точки биоразнообразия – это регионы, которые обладают огромным биоразнообразием и которые находятся под серьезной угрозой исчезновения видов из-за потери среды обитания, изменения климата и т.д. Конечно, по всей Земле наблюдаются тенденции к вымиранию видов, однако некоторые регионы особенно сильно страдают от потери биоразнообразия.

Концепция горячих точек биоразнообразия была выдвинута Норманом Майерсом в двух статьях в журнале «Эколог» в 1988 и 1990 гг. Чтобы отнести регион к горячей точке биоразнообразия, он должен соответствовать двум строгим критериям:

• Он должен содержать по меньшей мере 1500 видов сосудистых растений (> 0,5 % от имеющихся во всем мире) «эндемиков» (не встречающихся больше нигде);

• Он должен потерять по крайней мере 70 % своей природной растительности.

• На самом деле, горячие точки биоразнообразия составляли изначально 15,7 % поверхности суши Земли, сегодня это значение снизилось до 2,3 %.

На сегодняшний день на Земле насчитывают 35 регионов, соответствующим характеристикам для горячих точек биоразнообразия. Сейчас при фиксировании горячих точек животный мир не учитывается. Впрочем, в 90-е года прошлого столетия рассчитывался компонент резервного определения, касающийся различных видов животных: млекопитающих, амфибий, птиц и рептилий. Когда говорится об определении важной точки, животные - не в счет.

Список горячих точек был составлен учеными для некоммерческой организации Conservation International (CI). В 1999 году организация опубликовала первое издание списка, в котором перечислялось 25 горячих точек. На настоящий момент в 35 горячих точках биоразнообразия живет 77% всех млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий. В них находится около половины всех видов растений и 42% эндемичных вида наземных позвоночных. Они также содержат 75% всех находящихся под угрозой исчезновения наземных позвоночных. В России имеется только одна такая территория — «Кавказ». Она охватывает территорию нескольких государств и имеет площадь более 500 000 км2. В России это республики Адыгея, Дагестан

Концепция пула видов.

«Пул» – потенциальный запас видов в данном регионе. Концепция пула видов, как полагают, была введена Тэйлором и другими в 1990 г. для того, чтобы формализовать предположение о

том, что число видов, произрастающих в некотором типе среды обитания, связано с пространственной неоднородностью среды обитания.(Другими словами, Пул видов представляет собой группу видов, которые потенциально способны к сосуществованию в определенном сообществе). Пяртель и другие заключили, что пулы видов всегда связаны с определенным типом растительных сообществ, с «целевым сообществом» (неким «ядром») и таким образом экологически узко очерчиваются.

По пространственному масштабу (Пяртель) выделяют:

1 Региональный пул видов. Состоит из видов рассматриваемого региона (области), которые способны произрастать в некотором целевом сообществе. («регион» большая часть Земли с более или менее однородной физиогеографией, климатом, со своей флорой).

2 Локальный пул видов включает виды, встречающиеся в типе ландшафта (например, в речной долине, в лесном комплексе), которые могут произрастать в целевом сообществе. Считается, что эти виды мигрируют к сообществу относительно быстро.

3 Пул видов сообщества, то есть виды, представленные в целевом сообществе.

Выделяют РАЗНЫЕ пулы видов:

• Общий пул видов – все виды, произрастающие на рассматриваемой территории, независимо от их географического ареала или сходства местообитаний.

• Географический пул видов для данной территории – это часть общего пула, которая содержит только те виды, географическое распространение которых занимает центральное место.

• Пул видов местообитания – это другая часть общего пула видов, включающая виды, которые потенциально могут появиться в пределах границ местообитания.

• Пересечение географического пула и пула местообитания видов формирует экологический пул видов, который собственно и представляет наблюдаемый локальный пул видов

• Наблюдаемый пул видов – сумма реально встречаемых видов

• Потенциальный пул, который может быть определен как пул видов, который мог бы появиться в этих экологических условиях в отсутствии конкурентных отношений.