Skip to main content
Global

5.3: חשיבות המגוון הביולוגי

  • Page ID
    207804
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    משבר המגוון הביולוגי

    ביולוגים מעריכים כי הכחדות מינים הן כיום פי 500-1000 מהקצב הרגיל, או הרקע, שנראה בעבר בהיסטוריה של כדור הארץ. השיעורים הגבוהים הנוכחיים יגרמו לירידה חדה במגוון הביולוגי של כדור הארץ במאה או שתיים הקרובות. אובדן המגוון הביולוגי יכלול מינים רבים שאנו מכירים כיום. למרות שלעתים קשה לחזות אילו מינים ייכחדו, רבים רשומים בסכנת הכחדה (בסיכון גדול להכחדה). עם זאת, הכחדות רבות ישפיעו על מינים שהביולוג טרם גילה. מרבית המינים ה"בלתי נראים "הללו שייכחדו חיים כיום ביערות גשם טרופיים כמו אלה של אגן האמזונס. יערות הגשם הללו הם המערכות האקולוגיות המגוונות ביותר על פני כדור הארץ ונהרסים במהירות על ידי כריתת יערות. בין 1970 ל -2011 אבדו כמעט 20 אחוזים מיערות הגשם באמזונס.

    Figure_21_01_01.jpg
    איור\(\PageIndex{1}\). יער גשם שפלה טרופי זה במדגסקר הוא דוגמה לבית גידול מגוון ביולוגי גבוה. מיקום מסוים זה מוגן בתוך יער לאומי, אך רק 10 אחוזים מיער השפלה החוף המקורי נותר, ומחקרים מצביעים על כך שמחצית מהמגוון הביולוגי המקורי אבד. (קרדיט: פרנק ואסן)

    המגוון הביולוגי הוא מונח רחב למגוון ביולוגי, וניתן למדוד אותו במספר רמות ארגוניות. באופן מסורתי, אקולוגים מדדו את המגוון הביולוגי על ידי התחשבות הן במספר המינים והן במספר הפרטים של כל מין (המכונה שפע יחסי). עם זאת, ביולוגים משתמשים במדדים שונים של המגוון הביולוגי, כולל מגוון גנטי, כדי לסייע במיקוד המאמצים לשמר את המרכיבים החשובים מבחינה ביולוגית וטכנולוגית של המגוון הביולוגי.

    אובדן המגוון הביולוגי מתייחס להפחתת המגוון הביולוגי עקב עקירה או הכחדה של מינים. אובדן של מין בודד מסוים עשוי להיראות חסר חשיבות עבור חלקם, במיוחד אם לא מדובר במין כריזמטי כמו הנמר הבנגלי או הדולפין של בקבוק. עם זאת, שיעור ההכחדה המואץ הנוכחי פירושו אובדן של עשרות אלפי מינים במהלך חיינו. חלק גדול מהאובדן הזה מתרחש ביערות גשם טרופיים כמו זה שבתמונה באיור\(\PageIndex{1}\), שהם עשירים מאוד במגוון הביולוגי אך מפונים לעצים ולחקלאות. סביר להניח שיש לכך השפעות דרמטיות על רווחת האדם באמצעות קריסת מערכות אקולוגיות.

    ביולוגים מכירים בכך שאוכלוסיות אנושיות מוטמעות במערכות אקולוגיות ותלויות בהן, בדיוק כמו כל מינים אחרים על פני כדור הארץ. החקלאות החלה לאחר שחברות ציידים-לקטים מוקדמות התיישבו לראשונה במקום אחד ושינו מאוד את סביבתן הקרובה. המעבר התרבותי הזה הקשה על בני האדם להכיר בתלותם ביצורים חיים שאינם יבולים ובעלי חיים מבויתים על פני כדור הארץ. כיום הטכנולוגיה שלנו מחליקה את קשיחות הקיום ומאפשרת לרבים מאיתנו לחיות חיים ארוכים ונוחים יותר, אך בסופו של דבר המין האנושי אינו יכול להתקיים ללא המערכות האקולוגיות הסובבות אותו. המערכות האקולוגיות שלנו מספקות לנו מזון, תרופות, אוויר ומים נקיים, בילוי והשראה רוחנית ואסתטית.

    סוגי המגוון הביולוגי

    משמעות נפוצה של המגוון הביולוגי היא פשוט מספר המינים במיקום או בכדור הארץ; לדוגמה, איגוד הצפרות האמריקאי מפרט 2078 מיני ציפורים בצפון ומרכז אמריקה. זהו מדד אחד למגוון הביולוגי של הציפורים ביבשת. מדדים מתוחכמים יותר של גיוון לוקחים בחשבון את השפע היחסי של המינים. לדוגמה, יער עם 10 מינים נפוצים באותה מידה של עצים הוא מגוון יותר מיער שיש בו 10 מינים של עצים שבו רק אחד מאותם מינים מהווה 95 אחוז מהעצים. ביולוגים זיהו גם מדדים חלופיים למגוון הביולוגי, שחלקם חשובים בתכנון כיצד לשמר את המגוון הביולוגי.

    גיוון גנטי הוא מושג חלופי אחד של המגוון הביולוגי. גיוון גנטי הוא חומר הגלם להסתגלות אבולוציונית במין ומיוצג על ידי מגוון הגנים הקיימים בתוך אוכלוסייה. הפוטנציאל של מין להסתגל לסביבות משתנות או למחלות חדשות תלוי במגוון הגנטי הזה.

    כדאי גם להגדיר את המגוון של המערכת האקולוגית: מספר המערכות האקולוגיות השונות על פני כדור הארץ או באזור גיאוגרפי. אובדן מערכת אקולוגית פירושו אובדן האינטראקציות בין מינים ואובדן התפוקה הביולוגית שמערכת אקולוגית מסוגלת ליצור. דוגמה למערכת אקולוגית שנכחדה ברובה בצפון אמריקה היא המערכת האקולוגית של הערבה (איור\(\PageIndex{2}\)). ערבות השתרעו פעם על מרכז צפון אמריקה מהיער הבוריאלי בצפון קנדה ועד למקסיקו. כעת הם כמעט נעלמו, והוחלפו בשדות יבול, אדמות מרעה והתפשטות פרברים. רבים מהמינים שורדים, אבל המערכת האקולוגית היצרנית ביותר שהייתה אחראית ליצירת הקרקעות החקלאיות היצרניות ביותר שלנו נעלמה כעת. כתוצאה מכך, קרקעותיהם מתרוקנות כעת אלא אם כן הן נשמרות באופן מלאכותי על חשבון רב. הירידה בפריון הקרקע מתרחשת מכיוון שהאינטראקציות במערכת האקולוגית המקורית אבדו.

    Figure_21_01_02ab.jpg
    איור\(\PageIndex{2}\). מגוון המערכות האקולוגיות על פני כדור הארץ - משונית האלמוגים ועד הערבה - מאפשר קיום מגוון גדול של מינים. (אשראי "שונית אלמוגים": שינוי עבודות מאת ג'ים מראגוס, USFWS; אשראי: "ערבה": שינוי עבודות מאת ג'ים מינרת, USFWS)

    מגוון המינים הנוכחי

    למרות מאמץ ניכר, הידע על המינים המאכלסים את כדור הארץ מוגבל. הערכה עדכנית מצביעה על כך שרק 13% מהמינים האוקריוטיים נקראו בשם (טבלה 1). אומדנים של מספר מינים פרוקריוטים הם ניחושים במידה רבה, אך ביולוגים מסכימים שהמדע רק החל לקטלג את המגוון שלהם. בהתחשב בכך שכדור הארץ מאבד מינים בקצב מואץ, המדע יודע מעט על מה שאבד.

    טבלה 1. טבלה זו מציגה את מספר המינים המשוער לפי קבוצה טקסונומית - כולל מינים שתוארו (נקראו ונחקרו) וגם חזויים (שטרם נקראו).
    מספרים משוערים של מינים מתוארים וחזויים
    מקור: מורה ואח '2011 מקור: צ'פמן 2009 מקור: גרומברידג 'וג'נקינס 2002
    תיאר ניבא תיאר ניבא תיאר ניבא
    בעלי חיים 1,124,516 9,920,000 1,424,153 6,836,330 1,225,500 10,820,000
    פרוטיסטים פוטוסינתטיים 17,892 34,900 25,044 200,500
    פטריות 44,368 616,320 98,998 1,500,000 72,000 1,500,000
    צמחים 224,244 314,600 310,129 390,800 270,000 320,000
    פרוטיסטים לא פוטוסינתטיים 16,236 72,800 28,871 1,000,000 80,000 600,000
    פרוקריוטים 10,307 1,000,000 10,175
    סך הכל 1,438,769 10,960,000 1,897,502 10,897,630 1,657,675 13,240,000

    ישנן יוזמות שונות לקטלוג מינים מתוארים בדרכים נגישות ומאורגנות יותר, והאינטרנט מקל על המאמץ הזה. עם זאת, בקצב הנוכחי של תיאור המינים, שעל פי דיווחי מצב המינים הנצפים 1 הוא 17,000-20,000 מינים חדשים בשנה, ייקח קרוב ל -500 שנה לתאר את כל המינים הקיימים כיום. המשימה, לעומת זאת, הופכת לבלתי אפשרית יותר ויותר עם הזמן מכיוון שהכחדה מסירה מינים מכדור הארץ מהר יותר מכפי שניתן לתאר אותם.

    שמות וספירת מינים עשויים להיראות כעיסוק לא חשוב בהתחשב בצרכים האחרים של האנושות, אך זה לא רק חשבונאות. תיאור מינים הוא תהליך מורכב שבאמצעותו ביולוגים קובעים את המאפיינים הייחודיים של האורגניזם והאם האורגניזם הזה שייך למין מתואר אחר או לא. זה מאפשר לביולוגים למצוא ולהכיר את המין לאחר הגילוי הראשוני כדי לעקוב אחר שאלות על הביולוגיה שלו. מחקר שלאחר מכן יפיק את התגליות שהופכות את המין לבעל ערך לבני אדם ולמערכות האקולוגיות שלנו. ללא שם ותיאור, לא ניתן ללמוד מין לעומק ובאופן מתואם על ידי מדענים מרובים.

    דפוסי המגוון הביולוגי

    המגוון הביולוגי אינו מופץ באופן שווה על פני כדור הארץ. אגם ויקטוריה הכיל כמעט 500 מינים של ציקלידים (רק משפחה אחת של דגים שנמצאים באגם) לפני שהכנסת מין אקזוטי בשנות השמונים והתשעים גרמה להכחדה המונית. כל המינים הללו נמצאו רק באגם ויקטוריה, כלומר הם היו אנדמיים. מינים אנדמיים נמצאים במיקום אחד בלבד. לדוגמה, הג'אי הכחול הוא אנדמי לצפון אמריקה, ואילו הסלמנדרה של ברטון ספרינגס אנדמית לפיו של מעיין אחד באוסטין, טקסס. מינים אנדמיים עם תפוצה מוגבלת מאוד, כמו הסלמנדרה של ברטון ספרינגס, פגיעים במיוחד להכחדה.

    אגם הורון מכיל כ 79 מינים של דגים, כולם נמצאים אגמים רבים אחרים בצפון אמריקה. מה מסביר את ההבדל במגוון בין אגם ויקטוריה לאגם הורון? אגם ויקטוריה הוא אגם טרופי, ואילו אגם הורון הוא אגם ממוזג. אגם הורון בצורתו הנוכחית הוא רק כ 7,000 שנים, בעוד אגם ויקטוריה בצורתו הנוכחית הוא כ 15,000 שנה. שני גורמים אלה, קו רוחב וגיל, הם שניים מתוך מספר השערות שהציעו ביוגיאוגרפים להסביר דפוסי המגוון הביולוגי על פני כדור הארץ.

    ביוגיאוגרפיה היא חקר תפוצת המינים בעולם הן בעבר והן בהווה. עבודתם של ביוגיאוגרפים היא קריטית להבנת הסביבה הפיזית שלנו, כיצד הסביבה משפיעה על מינים וכיצד שינויים בסביבה משפיעים על תפוצתו של מין.

    ישנם שלושה תחומי מחקר עיקריים תחת הכותרת ביוגאוגרפיה: ביוגאוגרפיה אקולוגית, ביוגאוגרפיה היסטורית (הנקראת פליאוביוגאוגרפיה) וביוגיאוגרפיה לשימור. ביוגאוגרפיה אקולוגית חוקרת את הגורמים הנוכחיים המשפיעים על התפלגות הצמחים ובעלי החיים. ביוגאוגרפיה היסטורית, כפי שהשם מרמז, בוחנת את תפוצת המינים בעבר. ביוגיאוגרפיה לשימור, לעומת זאת, מתמקדת בהגנה ושיקום של מינים על סמך המידע האקולוגי ההיסטורי והעדכני הידוע.

    Figure_21_01_03.jpg
    איור\(\PageIndex{3}\). מפה זו ממחישה את מספר מיני הדו-חיים ברחבי העולם ומציגה את המגמה למגוון ביולוגי גבוה יותר בקווי רוחב נמוכים יותר. דפוס דומה נצפה עבור רוב הקבוצות הטקסונומיות.

    אחד הדפוסים העתיקים ביותר שנצפו באקולוגיה הוא שהמגוון הביולוגי גדל בדרך כלל ככל שקו הרוחב יורד. במילים אחרות, המגוון הביולוגי גדל קרוב יותר לקו המשווה (איור\(\PageIndex{3}\)).

    עדיין לא ברור מדוע המגוון הביולוגי גדל קרוב יותר לקו המשווה, אך ההשערות כוללות את הגיל הגדול יותר של המערכות האקולוגיות באזורים הטרופיים לעומת אזורים ממוזגים, שהיו נטולי חיים במידה רבה או התרוששו באופן דרסטי בתקופת הקרח האחרונה. הגיל הגדול יותר מספק יותר זמן לייחוס, התהליך האבולוציוני של יצירת מינים חדשים. הסבר אפשרי נוסף הוא האנרגיה הגדולה יותר שהטרופיים מקבלים מהשמש. אך מדענים לא הצליחו להסביר כיצד קלט אנרגיה גדול יותר יכול לתרגם למינים רבים יותר. המורכבות של מערכות אקולוגיות טרופיות עשויה לקדם ייחוס על ידי הגדלת מורכבות בית הגידול, ובכך לספק נישות אקולוגיות יותר. לבסוף, הטרופיים נתפסו כיציבים יותר מאזורים ממוזגים, בעלי אקלים בולט ועונתיות לאורך היום. היציבות של מערכות אקולוגיות טרופיות עשויה לקדם ייחוס. ללא קשר למנגנונים, זה בהחלט נכון שהמגוון הביולוגי הוא הגדול ביותר באזורים הטרופיים. ישנם גם מספר גבוה של מינים אנדמיים.

    חשיבות המגוון הביולוגי

    לאובדן המגוון הביולוגי עשויות להיות השלכות מהדהדות על מערכות אקולוגיות בגלל יחסי הגומלין המורכבים בין המינים. לדוגמה, הכחדה של מין אחד עלולה לגרום להכחדתו של אחר. המגוון הביולוגי חשוב להישרדותן ולרווחתן של אוכלוסיות אנושיות מכיוון שיש לו השפעות על בריאותנו ועל יכולתנו להאכיל את עצמנו באמצעות חקלאות וקציר אוכלוסיות של חיות בר.

    בריאות האדם

    תרופות רבות מופקות מכימיקלים טבעיים המיוצרים על ידי קבוצה מגוונת של אורגניזמים. לדוגמה, צמחים רבים מייצרים תרכובות שנועדו להגן על הצמח מפני חרקים ובעלי חיים אחרים שאוכלים אותם. חלק מהתרכובות הללו פועלות גם כתרופות אנושיות. לחברות עכשוויות שחיות קרוב לאדמה יש לרוב ידע רחב על השימושים הרפואיים של צמחים הגדלים באזורם. במשך מאות שנים באירופה, ידע ישן יותר על השימושים הרפואיים של צמחים נאסף בצמחי מרפא - ספרים שזיהו את הצמחים ואת השימושים בהם. בני אדם אינם בעלי החיים היחידים שמשתמשים בצמחים מסיבות רפואיות. שאר הקופים הגדולים, האורנגאוטנים, השימפנזים, הבונובו והגורילות נצפו כולם בתרופות עצמיות עם צמחים.

    מדע התרופות המודרני מכיר גם בחשיבותן של תרכובות צמחיות אלה. דוגמאות לתרופות משמעותיות שמקורן בתרכובות צמחיות כוללות אספירין, קודאין, דיגוקסין, אטרופין ווינקריסטין (איור). \(\PageIndex{4}\) תרופות רבות נגזרו פעם מתמציות צמחים אך כעת מסונתזות. ההערכה היא כי בעת ובעונה אחת, 25 אחוז מהתרופות המודרניות הכילו לפחות תמצית צמחית אחת. מספר זה כנראה ירד לכ -10 אחוזים כאשר מרכיבים צמחיים טבעיים מוחלפים בגרסאות סינתטיות של תרכובות הצמח. אנטיביוטיקה, האחראית לשיפורים יוצאי דופן בבריאות ובתוחלת החיים במדינות מפותחות, הם תרכובות שמקורן בעיקר בפטריות וחיידקים.

    Figure_21_01_04.jpg
    איור\(\PageIndex{4}\). לקתרנתוס רוזאוס, הקמצן של מדגסקר, יש סגולות רפואיות שונות. בין שאר השימושים, זהו מקור לווינקריסטין, תרופה המשמשת לטיפול בלימפומות. (קרדיט: פורסט וקים סטאר)

    בשנים האחרונות ארס ורעלים של בעלי חיים עוררו מחקר אינטנסיבי על הפוטנציאל הרפואי שלהם. עד 2007 אישר ה- FDA חמש תרופות המבוססות על רעלים מן החי לטיפול במחלות כמו יתר לחץ דם, כאבים כרוניים וסוכרת. חמש תרופות נוספות עוברות ניסויים קליניים ולפחות שש תרופות נמצאות בשימוש במדינות אחרות. רעלים אחרים הנחקרים מגיעים מיונקים, נחשים, לטאות, דו-חיים שונים, דגים, חלזונות, תמנונים ועקרבים.

    מלבד ייצוג רווחים של מיליארדי דולרים, תרופות אלו משפרות את חייהם של אנשים. חברות התרופות מחפשות באופן פעיל תרכובות טבעיות חדשות שיכולות לתפקד כתרופות. ההערכה היא כי שליש ממחקר ופיתוח התרופות מושקעים בתרכובות טבעיות וכי כ -35 אחוז מהתרופות החדשות שהובאו לשוק בין 1981 ל -2002 היו מתרכובות טבעיות.

    לבסוף, נטען כי בני אדם מרוויחים פסיכולוגית מחיים בעולם מגוון ביולוגי. התומך העיקרי ברעיון זה הוא האנטומולוג המפורסם א 'וילסון. הוא טוען שההיסטוריה האבולוציונית האנושית התאימה אותנו לחיים בסביבה טבעית וכי סביבות בנויות מייצרות מתחים המשפיעים על בריאות האדם ורווחתו. יש מחקר ניכר על היתרונות המתחדשים מבחינה פסיכולוגית של נופים טבעיים המצביעים על כך שההשערה עשויה להחזיק אמת מסוימת.

    חקלאי

    מאז תחילת החקלאות האנושית לפני יותר מ -10,000 שנה, קבוצות אנושיות מגדלות ובוחרות זני גידולים. מגוון יבולים זה תאם את המגוון התרבותי של אוכלוסיות מחולקות מאוד של בני אדם. לדוגמה, תפוחי אדמה בויתו החל לפני כ -7,000 שנה במרכז האנדים של פרו ובוליביה. האנשים באזור זה חיו באופן מסורתי ביישובים מבודדים יחסית המופרדים על ידי הרים. תפוחי האדמה הגדלים באזור זה שייכים לשבעה מינים ומספר הזנים ככל הנראה הוא באלפים. כל זן גדל כדי לשגשג בגבהים מסוימים ובתנאי קרקע ואקלים. המגוון מונע על ידי הדרישות המגוונות של שינויי הגובה הדרמטיים, התנועה המוגבלת של אנשים והדרישות שנוצרות על ידי מחזור יבולים לזנים שונים שיצליחו בתחומים שונים.

    תפוחי אדמה הם רק דוגמה אחת למגוון החקלאי. כל צמח, בעל חיים ופטרייה שטופחו על ידי בני אדם גודלו ממיני אבות בר מקוריים לזנים מגוונים הנובעים מהדרישות לערך המזון, הסתגלות לתנאי הגידול ועמידות בפני מזיקים. תפוח האדמה מדגים דוגמה ידועה לסיכונים של מגוון יבולים נמוך: במהלך רעב תפוחי האדמה האירי הטרגי (1845—1852 לספירה), זן תפוחי האדמה היחיד שגדל באירלנד הפך לרגיש לדלקת תפוחי אדמה - מחסל את היבול. אובדן היבול הוביל לרעב, מוות והגירה המונית. עמידות למחלות היא יתרון עיקרי לשמירה על המגוון הביולוגי של היבול וחוסר גיוון במיני גידולים עכשוויים טומן בחובו סיכונים דומים. חברות זרעים, שהן המקור לרוב זני היבול במדינות מפותחות, חייבות לגדל ללא הרף זנים חדשים כדי לעמוד בקצב של אורגניזמים מזיקים מתפתחים. אותן חברות זרעים, לעומת זאת, השתתפו בירידה במספר הזנים הזמינים מכיוון שהן מתמקדות במכירת פחות זנים באזורים רבים יותר בעולם ומחליפים זנים מקומיים מסורתיים.

    היכולת ליצור זני יבול חדשים מסתמכת על מגוון הזנים הזמינים ועל זמינותם של צורות בר הקשורות לצמח היבול. צורות בר אלה הן לעתים קרובות המקור לגרסאות גנים חדשות שניתן לגדל עם זנים קיימים כדי ליצור זנים בעלי תכונות חדשות. אובדן מיני בר הקשורים ליבול פירושו אובדן פוטנציאל בשיפור היבול. שמירה על המגוון הגנטי של מיני בר הקשורים למינים מבויתים מבטיחה את המשך אספקת המזון שלנו.

    מאז שנות העשרים, מחלקות החקלאות הממשלתיות שמרו על גדות זרעים של זני גידולים כדרך לשמור על מגוון היבולים. למערכת זו יש פגמים מכיוון שלאורך זמן זני זרעים הולכים לאיבוד בתאונות ואין דרך להחליף אותם. בשנת 2008, כספת הזרעים העולמית של Svalbard, הממוקמת באי שפיצברגן, נורבגיה, (איור) החלה לאחסן זרעים מרחבי העולם כמערכת גיבוי לבנקי הזרעים האזוריים. אם בנק זרעים אזורי מאחסן זנים בסוולברד, ניתן להחליף הפסדים מסבאלברד אם יקרה משהו לזרעים האזוריים. קמרון הזרעים של סבאלברד נמצא עמוק בסלע האי הארקטי. התנאים בתוך הכספת נשמרים בטמפרטורה ולחות אידיאליים להישרדות הזרעים, אך המיקום התת-קרקעי העמוק של הכספת בקוטב הצפוני אומר שכשל במערכות הכספת לא יפגע בתנאי האקלים בתוך הכספת.

    Figure_21_01_05.jpg
    איור\(\PageIndex{5}\). כספת הזרעים העולמית של סבאלברד היא מתקן אחסון לזרעים של הגידולים המגוונים של כדור הארץ. (קרדיט: מארי טפר, כספת הזרעים העולמית של סבאלברד)

    למרות שהיבולים נמצאים במידה רבה בשליטתנו, היכולת שלנו לגדל אותם תלויה במגוון הביולוגי של המערכות האקולוגיות בהן הם גדלים. המגוון הביולוגי יוצר את התנאים שבהם יבולים מסוגלים לצמוח באמצעות מה שמכונה שירותי מערכת אקולוגית - תנאים או תהליכים יקרי ערך המתבצעים על ידי מערכת אקולוגית. גידולים אינם גדלים, לרוב, בסביבות בנויות. הם גדלים באדמה. למרות שחלק מהקרקעות החקלאיות הופכות סטריליות באמצעות טיפולי הדברה שנויים במחלוקת, רובן מכילות מגוון עצום של אורגניזמים השומרים על מחזורי תזונה - פירוק חומר אורגני לתרכובות תזונתיות שהגידולים זקוקים לצמיחה. אורגניזמים אלו שומרים גם על מרקם הקרקע המשפיע על דינמיקת המים והחמצן בקרקע הנחוצים לצמיחת צמחים. החלפת עבודתם של אורגניזמים אלה ביצירת אדמה חקלאית אינה אפשרית כמעט. תהליכים מסוג זה נקראים שירותי מערכת אקולוגית. הם מתרחשים בתוך מערכות אקולוגיות, כגון מערכות אקולוגיות בקרקע, כתוצאה מהפעילויות המטבוליות המגוונות של האורגניזמים החיים שם, אך הם מספקים יתרונות לייצור מזון אנושי, זמינות מי שתייה ואוויר נושם.

    שירותי מערכת אקולוגית מרכזיים נוספים הקשורים לייצור מזון הם האבקת צמחים והדברת מזיקים ביבול. ההערכה היא שהאבקת דבורי דבש בארצות הברית מכניסה 1.6 מיליארד דולר בשנה; מאביקים אחרים תורמים עד 6.7 מיליארד דולר. מעל 150 יבולים בארצות הברית דורשים האבקה כדי לייצר. אוכלוסיות דבורי דבש רבות מנוהלות על ידי כוורנים שמשכירים את שירותי הכוורות שלהם לחקלאים. אוכלוסיות דבורי הדבש בצפון אמריקה סובלות מהפסדים גדולים שנגרמו כתוצאה מתסמונת המכונה הפרעת התמוטטות מושבה, תופעה חדשה עם סיבה לא ברורה. מאביקים אחרים כוללים מגוון מגוון של מיני דבורים אחרים וחרקים וציפורים שונים. אובדן מינים אלה יהפוך את גידול הגידולים הדורשים האבקה לבלתי אפשרי, ויגביר את התלות בגידולים אחרים.

    לבסוף, בני אדם מתחרים על מזונם במזיקי יבול, שרובם חרקים. חומרי הדברה שולטים במתחרים אלו, אך אלה יקרים ומאבדים את יעילותם לאורך זמן ככל שאוכלוסיות המזיקים מסתגלות. הם גם מובילים לנזק נלווה על ידי הריגת מינים שאינם מזיקים וכן חרקים מועילים כמו דבורי דבש, וסיכון בריאותם של עובדים וצרכנים חקלאיים. יתר על כן, חומרי הדברה אלה עשויים לנדוד מהשדות שבהם הם מיושמים ולגרום נזק למערכות אקולוגיות אחרות כמו נחלים, אגמים ואפילו האוקיינוס. אקולוגים מאמינים כי עיקר העבודה בהסרת מזיקים נעשית למעשה על ידי טורפים וטפילים של אותם מזיקים, אך ההשפעה לא נחקרה היטב. סקירה מצאה כי ב-74 אחוז מהמחקרים שחיפשו השפעה של מורכבות נופית (יערות ושדות חורש ליד שדות יבול) על אויבים טבעיים של מזיקים, ככל שהמורכבות גדולה יותר, כך ההשפעה של אורגניזמים מדכאי מזיקים גדולה יותר. מחקר ניסיוני אחר מצא כי החדרת אויבים מרובים של כנימות אפונה (מזיק אספסת חשוב) הגדילה את תפוקת האספסת באופן משמעותי. מחקר זה מראה שמגוון מזיקים יעיל יותר בהדברה מאשר מזיק אחד. אובדן הגיוון באויבי מזיקים בהכרח יקשה ויקר יותר על גידול מזון. אוכלוסיית האדם ההולכת וגדלה בעולם מתמודדת עם אתגרים משמעותיים בעלויות הגוברות ובקשיים אחרים הקשורים בייצור מזון.

    מקורות מזון פראי

    בנוסף לגידול יבולים וגידול חיות מזון, בני אדם משיגים משאבי מזון מאוכלוסיות בר, בעיקר אוכלוסיות דגי בר. עבור כמיליארד בני אדם, משאבים ימיים מספקים את המקור העיקרי לחלבון מן החי. אבל מאז 1990, הייצור מהדיג העולמי ירד. למרות מאמץ ניכר, מעט דיג על פני כדור הארץ מנוהל על קיימות.

    הכחדות דיג לעיתים רחוקות מובילות להכחדה מוחלטת של המינים שנקטפו, אלא לארגון מחדש רדיקלי של המערכת האקולוגית הימית שבה מין דומיננטי נקצר כל כך עד שהוא הופך לשחקן מינורי, מבחינה אקולוגית. בנוסף לכך שבני אדם מאבדים את מקור המזון, שינויים אלה משפיעים על מינים רבים אחרים בדרכים שקשה או בלתי אפשרי לחזות. לקריסת הדיג יש השפעות דרמטיות וארוכות טווח על אוכלוסיות אנושיות מקומיות הפועלות בדיג. בנוסף, אובדן מקור חלבון זול לאוכלוסיות שאינן יכולות להרשות לעצמן להחליף אותו יגדיל את יוקר המחיה ויגביל את החברות בדרכים אחרות. באופן כללי, הדגים שנלקחו מדיג עברו למינים קטנים יותר והמינים הגדולים יותר דגים יתר על המידה. התוצאה הסופית יכולה להיות בבירור אובדן מערכות מימיות כמקורות מזון.

    תורמים וייחוסים