6: מגוון המינים

Last updated
Save as PDF

Page ID: 208089

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

באופן קפדני, מגוון המינים הוא מספר המינים השונים באזור מסוים (עושר מינים) המשוקלל לפי מידה מסוימת של שפע כגון מספר פרטים או ביומסה. עם זאת, מקובל שביולוגים לשימור מדברים על מגוון המינים גם כאשר הם מתייחסים למעשה לעושר המינים.

מדד נוסף למגוון המינים הוא שוויון המינים, שהוא השפע היחסי איתו מיוצג כל מין באזור. למערכת אקולוגית שבה כל המינים מיוצגים על ידי אותו מספר פרטים יש אחידות מינים גבוהה. מערכת אקולוגית שבה מינים מסוימים מיוצגים על ידי פרטים רבים, ומינים אחרים מיוצגים על ידי מעט מאוד פרטים יש אחידות מינים נמוכה. הטבלה מציגה את שפע המינים (מספר הפרטים לדונם) בשלוש מערכות אקולוגיות ונותנת את המדדים של עושר המינים (S), אחידות (E) ומדד הגיוון של שאנון (H).

מדד הגיוון של שאנון \(H=−∑ρ_iln(ρ_i)\)

\(ρ_i\)הוא השיעור של המספר הכולל של דגימות ii מבוטא כחלק ממספר המינים הכולל עבור כל המינים במערכת האקולוגית. התוצר של \(ρ_iln(ρ_i)\) עבור כל מין במערכת האקולוגית מסוכם, ומוכפל \(−1\) לתת\(H\). מדד שוויון המינים (\(E\)) מחושב כ\(E=\frac{H}{H_{max}}\).
\(H_{max}\)הוא הערך המרבי האפשרי של\(H\), והוא שווה ערך ל\(ln(S)\). לכן \(E=\frac{H}{ln(S)}\)

ראה גיבס ואח ', 1998: עמ '157 ובילס ואח'. (2000) לדיון ודוגמאות. Magurran (1988) נותן גם דיון בשיטות לכימות הגיוון.

בטבלה, מערכת אקולוגית A מציגה את המגוון הגדול ביותר מבחינת עושר המינים. עם זאת, ניתן לתאר את המערכת האקולוגית B כעשירה יותר ככל שרוב המינים הקיימים מיוצגים באופן שווה יותר על ידי מספר פרטים; לפיכך ערך שוויון המינים (E) גדול יותר. דוגמה זו ממחישה גם מצב שנראה לעתים קרובות במערכות אקולוגיות טרופיות, כאשר הפרעה במערכת האקולוגית גורמת למינים נדירים להפוך אפילו פחות נפוצים, ומינים נפוצים הופכים נפוצים עוד יותר. הפרעה במערכת האקולוגית B עשויה לייצר מערכת אקולוגית C, שבה המין הבלתי שכיח 3 הפך פחות נפוץ, והמין הנפוץ יחסית 1 הפך נפוץ יותר. עשויה אף להיות עלייה במספר המינים בכמה מערכות אקולוגיות מופרעות, אך כפי שצוין לעיל, הדבר עשוי להתרחש עם הפחתה במקביל בשפע הפרטים או הכחדה מקומית של המינים הנדירים יותר.

עושר המינים ואחידות המינים הם כנראה המדדים הנפוצים ביותר למגוון הביולוגי הכולל של אזור. מגוון המינים מתואר גם במונחים של המגוון הפילוגנטי, או הקשר האבולוציוני, של המינים הקיימים באזור. לדוגמה, אזורים מסוימים עשויים להיות עשירים בטקסים קרובים, לאחר שהתפתחו מאב קדמון משותף שנמצא גם באותו אזור, בעוד שבאזורים אחרים עשויים להיות מערך של מינים פחות קרובים שמקורם באבות קדמונים שונים (ראה הערות נוספות בסעיף על מגוון המינים כפונדקאית למגוון הביולוגי העולמי).

כדי לספור את מספר המינים, עלינו להגדיר מה מהווה מין. ישנן מספר תיאוריות מתחרות, או "מושגי מינים" (Mayden, 1997). המקובלים ביותר הם מושג המינים המורפולוגיים, מושג המינים הביולוגיים ותפיסת המינים הפילוגנטיים.

למרות שמושג המינים המורפולוגיים (MSC) מיושן במידה רבה כהגדרה תיאורטית, הוא עדיין נמצא בשימוש נרחב. על פי תפיסה זו: מינים הם הקבוצות הקטנות ביותר הנבדלות באופן עקבי ומתמיד, ומובחנות באמצעים רגילים. (קרונקוויסט, 1978). במילים אחרות, מושג המינים המורפולוגיים קובע כי "מין הוא קהילה, או מספר קהילות קשורות, שדמויותיהן המורפולוגיות הייחודיות הן, לדעת שיטתיות מוכשרת, מוגדרות מספיק כדי לזכות בו, או אותן, בשם ספציפי" (רגן, 1926:75).

מושג המינים הביולוגיים (BSC), כפי שתואר על ידי Mayr and Ashlock (1991), קובע כי "מין הוא קבוצה של אוכלוסיות טבעיות המשתלבות המבודדות באופן רבייה מקבוצות אחרות כאלה".

על פי תפיסת המינים הפילוגנטיים (PSC), כפי שהוגדר על ידי Cracraft (1983), מין: "הוא האשכול הקטן ביותר שניתן לאבחן של אורגניזם בודד [כלומר, מקבץ האורגניזמים נבדל באופן מזוהה מאשכולות אחרים] שבתוכם יש דפוס הורי של מוצא ומוצא". מושגים אלה אינם תואמים, וקיים ויכוח ניכר על היתרונות והחסרונות של כל מושגי המינים הקיימים (לדיון נוסף, עיין במודול בנושא Macroevolution: יסודות השיטתיות והטקסונומיה).

בפועל, סיסטמטיסטים בדרך כלל מקבצים דגימות יחד על פי תכונות משותפות (גנטיות, מורפולוגיות, פיזיולוגיות). כאשר שתי קבוצות או יותר מציגות קבוצות שונות של דמויות משותפות, והדמויות המשותפות לכל קבוצה מאפשרות להבחין בין כל חברי אותה קבוצה בקלות ובעקביות יחסית מחברי קבוצה אחרת, אז הקבוצות נחשבות למינים שונים. גישה זו מסתמכת על האובייקטיביות של מושג המינים הפילוגנטיים (כלומר, שימוש בדמויות פנימיות, משותפות, כדי להגדיר או לאבחן מין) ומיישמת אותו על המעשיות של מושג המינים המורפולוגיים, במונחים של מיון דגימות לקבוצות (Kottelat, 1995, 1997).

למרות ההבדלים ביניהם, כל מושגי המינים מבוססים על ההבנה שישנם פרמטרים שהופכים מין לישות אבולוציונית נפרדת וניתנת לזיהוי. אם אוכלוסיות של מין מתבודדות, בין אם באמצעות הבדלים בתפוצתן (כלומר, בידוד גיאוגרפי) או באמצעות הבדלים בביולוגיה הרבייה שלהן (כלומר, בידוד רבייה), הן יכולות להתפצל, ובסופו של דבר לגרום להתייחדות. במהלך תהליך זה, אנו מצפים לראות אוכלוסיות מובחנות המייצגות מינים מתחילים - מינים בתהליך היווצרות. חלק מהחוקרים עשויים לתאר אותם כתת-מינים או תת-קטגוריה אחרת, על פי תפיסת המינים בה משתמשים חוקרים אלה. עם זאת, קשה מאוד להחליט מתי אוכלוסייה שונה מספיק מאוכלוסיות אחרות כדי לזכות בדירוג שלה כתת-מין. מסיבות אלה, דרגות תת-ספציפיות ואינפרא-ספציפיות עשויות להפוך להחלטות סובייקטיביות ביותר לגבי מידת הייחודיות בין קבוצות אורגניזמים (Kottelat, 1997).

יחידה משמעותית אבולוציונית (ESU) מוגדרת, בביולוגיה לשימור, כקבוצה של אורגניזמים שעברו סטייה גנטית משמעותית מקבוצות אחרות מאותו המין. לדברי ריידר, 1986 זיהוי ESUs מחייב שימוש במידע על ההיסטוריה הטבעית, נתוני טווח והפצה, ותוצאות מניתוחים של מורפומטריה, ציטוגנטיקה, אלוזימים ו- DNA גרעיני ומיטוכונדריאלי. בפועל, ESUs רבים מבוססים רק על קבוצת משנה של מקורות נתונים אלה. עם זאת, יש צורך להשוות נתונים ממקורות שונים (למשל, ניתוחי הפצה, מורפומטריה ו- DNA) בעת קביעת הסטטוס של ESUs. אם ה- ESUs מבוססים על אוכלוסיות שהן סימפטריות או פרפטריות, חשוב במיוחד לתת עדות למרחק גנטי משמעותי בין אותן אוכלוסיות.

ESUs חשובים לניהול שימור מכיוון שניתן להשתמש בהם לזיהוי מרכיבים נפרדים של המורשת האבולוציונית של מין המצדיק פעולת שימור. עם זאת, במונחים אבולוציוניים ומכאן במחקרים שיטתיים רבים, מינים מוכרים כיחידה המינימלית הניתנת לזיהוי של המגוון הביולוגי מעל לרמה של אורגניזם בודד (Kottelat, 1997). לפיכך יש בדרך כלל מידע שיטתי יותר זמין עבור מגוון המינים מאשר עבור קטגוריות תת ספציפיות ועבור ESUs. כתוצאה מכך, הערכות של מגוון המינים משמשות בתדירות גבוהה יותר כמדד הסטנדרטי למגוון הביולוגי הכולל של אזור.

טקסון	שם נפוץ של טקסון	מספר המינים המתואר*	N כאחוז מהמספר הכולל של המינים המתואר*
חיידקים	חיידקים אמיתיים	9021	0.5
ארכאה	ארכבקטריה	259	0.01
בריופיטה	טחבים	15000	0.9
ליקופודיופיטה	טחבים במועדון	1275	0.07
פיליקופיטה	שרכים	9500	0.5
קוניפרופיטה	עצי מחט	601	0.03
מגנוליופיטה	צמחים פורחים	233885	13.4
פטריות	פטריות	100800	5.8
"פוריפרה"	ספוגים	10000	0.6
קנידריה	צנידים	9000	0.5
רוטיפרה	רוטיפים	1800	0.1
פלטיהלמינתים	תולעים שטוחות	13780	0.8
מולוסקה	רכיכות	117495	6.7
אנלידה	תולעי אנליד	14360	0.8
נמטודה	תולעי נמטודות	20000	1.1
ארכנידה	ארכנידים	74445	4.3
סרטנים	סרטנים	38839	2.2
אינסקטה	חרקים	827875	47.4
אכינודרמטה	אכינודרמים	6000	0.3
צ'ונדריכטיס	דגים סחוסים	846	0.05
אקטינופטריגי	דגים גרמיים עם סנפיר קרן	23712	1.4
ליסמפיביה	דו-חיים חיים	4975	0.3
יונקים	יונקים	4496	0.3
צ'לוניה	צבים חיים	290	0.02
סקוואמטה	לטאות ונחשים	6850	0.4
Aves	ציפורים	9672	0.6
אחר		193075	11.0

טבלה \(\PageIndex{1}\): מספרים משוערים של מינים מתוארים, בהתבסס על Lecointre and Guyader (2001) * ההנחה היא שהמספר הכולל של המינים המתוארים הוא 1,747,851. נתון זה, ומספר המינים לטקסים נלקחים מ- LeCointre ו- Guyader (2001).

רשימת מילים

מגוון המינים: מספר המינים השונים באזור מסוים (כלומר, עושר המינים) המשוקלל לפי מידה מסוימת של שפע כגון מספר פרטים או ביומסה.

עושר המינים: מספר המינים השונים באזור מסוים

שוויון מינים: השפע היחסי שבו כל מין מיוצג באזור.

גיוון פילוגנטי: הקשר האבולוציוני של המינים הקיימים באזור.

מושג מינים מורפולוגיים: מינים הם האוכלוסיות הטבעיות הקטנות ביותר המופרדות זו מזו לצמיתות על ידי אי רציפות מובהקת בסדרת הביוטיפ (Du Rietz, 1930; ביסבי וקודינגטון, 1995).

מושג מינים ביולוגיים: מין הוא קבוצה של אוכלוסיות טבעיות המשתלבות שאינן מסוגלות להזדווג או להתרבות בהצלחה עם קבוצות אחרות כאלה, ואשר תופסת נישה ספציפית בטבע (Mayr, 1982; Bisby and Coddington, 1995).

מושג מינים פילוגנטיים: מין הוא הקבוצה הקטנה ביותר של אורגניזמים הנבדלת באופן אבחוני [כלומר, ניתן לזיהוי] מאשכולות אחרים כאלה ובתוכם יש דפוס הורי של מוצא ומוצא (Cracraft, 1983; Bisby and Coddington, 1995).

יחידה משמעותית אבולוציונית: קבוצת אורגניזמים שעברה סטייה גנטית משמעותית מקבוצות אחרות מאותו המין. זיהוי ESUs מבוסס על מידע על היסטוריה טבעית, נתוני טווח והפצה, ותוצאות מניתוחים של מורפומטריה, ציטוגנטיקה, אלוזימים ו- DNA גרעיני ומיטוכונדריאלי. התאמה של נתונים אלה, והאינדיקציה למרחק גנטי משמעותי בין קבוצות אורגניזמים סימפטריות, הם קריטיים להקמת ESU.

מערכת אקולוגית: קהילה בתוספת הסביבה הפיזית שהיא תופסת בזמן נתון.

סימפטרי: לכבוש את אותו אזור גיאוגרפי.

פאראפטרי: כובש טווחים רציפים אך לא חופפים.