Skip to main content
Global

9.2: גיוון המינים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209156

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

    מגוון המינים הוא מספר המינים השונים באזור מסוים והשפע היחסי שלהם. האזור המדובר יכול להיות בית גידול, ביומה או הביוספרה כולה. אזורים עם מגוון מינים נמוך, כמו הקרחונים של אנטארקטיקה, עדיין מכילים מגוון רחב של אורגניזמים חיים, ואילו המגוון של יערות הגשם הטרופיים הוא כה גדול עד שלא ניתן להעריך אותו במדויק. עושר המינים, מספר המינים החיים בבית גידול או ביחידה אחרת, הוא מרכיב אחד במגוון הביולוגי. אחידות המינים היא מרכיב במגוון המינים המבוסס על שפע יחסי (מספר הפרטים במין ביחס למספר הפרטים הכולל בכל המינים בתוך מערכת). למיני יסוד (ראה סוגי מערכות אקולוגיות ודינמיקה) יש לעתים קרובות את השפע היחסי הגבוה ביותר של מינים. לשני מיקומים עם אותו עושר אין בהכרח שוויון מינים זהה. לדוגמה, לשתי הקהילות באיור \(\PageIndex{b}\) יש שלושה מיני עצים שונים ולכן עושר מינים של שלושה. עם זאת, קיים מין דומיננטי (המיוצג על ידי שישה פרטים) בקהילה #1. בקהילה #2, ישנם שלושה פרטים מכל מין. לכן, לקהילה #2 יש אחידות מינים גדולה יותר ומגוון מינים גדול יותר בסך הכל.

    לקהילת עצים #1 יש שישה פרטים ממין מסועף באופן לא סדיר, אדם אחד עם עלים ארוזים בצפיפות ושני עצי מחט.

    לקהילת העצים #2 יש שלושה פרטים כל אחד עבור המינים המסתעפים באופן לא סדיר, המינים עם עלים צפופים ומינים מחטניים.
    איור\(\PageIndex{a}\): לשתי קהילות עצים היפותטיות יש אותו עושר מינים, אך לקהילה #2 (למטה) יש אחידות מינים גדולה יותר. בשתי הקהילות תשעה עצים ושלושה מיני עצים. בקהילה #1, מין אחד דומיננטי, המיוצג על ידי שישה פרטים. ישנם שני פרטים ממין מחטניים, ורק פרט אחד מהמין הסופי. בקהילה #2, ישנם שלושה פרטים מכל מין. תמונות שנאספו על ידי מליסה הא מעץ לבד ג'ורג 'הודאן, צללית עץ ישנה ועץ (כולם נחלת הכלל).

    מספר המינים על פני כדור הארץ

    למרות מאמץ ניכר, הידע על המינים המאכלסים את כדור הארץ מוגבל. כ -1.5 מיליון מינים תוארו, אך מינים רבים נוספים טרם זוהו. ההערכות למספר המינים הכולל על פני כדור הארץ נעות בין 3 מיליון ל -100 מיליון, כאשר הערכות עדכניות יותר נעות בדרך כלל בין 8 ל -11 מיליון מינים. מחקר משנת 2011 מצביע על כך שרק 13% מהמינים האוקריוטיים (כגון צמחים, בעלי חיים, פטריות ואצות) נקראו (טבלה\(\PageIndex{a}\). אומדנים של מספר מינים פרוקריוטים (כגון חיידקים) הם ניחושים במידה רבה, אך ביולוגים מסכימים שהמדע רק החל לקטלג את המגוון שלהם. למעשה, מחקר שנערך בשנת 2017 על ידי ברנדן לארסן ועמיתיו העריך כי ישנם למעשה 1-6 מיליארד מינים על פני כדור הארץ כאשר לפחות 70% מהם הם חיידקים. בהתחשב בכך שכדור הארץ מאבד מינים בקצב מואץ, המדע יודע מעט על מה שאבד.

    טבלה\(\PageIndex{a}\): המספר המשוער של מינים לפי קבוצה טקסונומית - כולל מינים שתוארו (נקראו ונחקרו) וגם חזויים (שטרם נקראו).
    סוג האורגניזם מורה ואח '. 2011 תיאר מורה ואח '. 2011 צפוי צ'פמן 2009 תיאר צ'פמן 2009 ניבא גרומברידג 'וג'נקינס 2002 מתוארים גרומברידג 'וג'נקינס 2002 ניבאו
    בעלי חיים 1,124,516 9,920,000 1,424,153 6,836,330 1,225,500 10,820,000
    פרוטיסטים פוטוסינתטיים (כגון אצות) 17,892 34,900 25,044 200,500 אין נתונים אין נתונים
    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 אין נתונים אין נתונים 10,307 1,000,000 10,175 אין נתונים
    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 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.

    ברקוד DNA

    הטכנולוגיה של גנטיקה מולקולרית ועיבוד ואחסון נתונים מבשילים עד לנקודה שבה קטלוג המינים של כדור הארץ בצורה נגישה קרוב לביצוע. ברקוד DNA הוא שיטה גנטית מולקולרית אחת, המנצלת מבנים מיוחדים בתוך כמה תאים הנקראים מיטוכונדריה (איור\(\PageIndex{a}\)). המיטוכונדריה מכילה DNA הנפרד משאר התא, ואחד הגנים ב- DNA המיטוכונדריאלי משתנה מהר יותר בתהליך האבולוציה מאשר DNA רגיל. בעוד שצמחים מכילים מיטוכונדריה, DNA מהכלורופלסטים שלהם, המבנים המיוחדים שבהם מתרחשת פוטוסינתזה, מקודדים לעתים קרובות יותר. טכנולוגיית רצף DNA מהירה הופכת את חלק הגנטיקה המולקולרית בעבודה לזול ומהיר יחסית. משאבי מחשב מאחסנים והופכים לזמינים את נפחי הנתונים הגדולים. בימים אלה נערכים פרויקטים לשימוש בברקוד DNA לקטלוג דגימות מוזיאוניות, שכבר נקראו ונחקרו, כמו גם בדיקת השיטה בקבוצות פחות נחקרות. החל מאמצע 2012, קרוב ל -150,000 מינים בעלי שם קודדו ברקוד. מחקרים מוקדמים מצביעים על כך שיש מספר משמעותי של מינים לא מתוארים שנראו יותר מדי כמו מיני אחים מכדי שיוכרו בעבר כשונים. ניתן לזהות אותם כעת באמצעות ברקוד DNA.

    מיטוכונדריון בצורת בוטנים מורכב מממברנה חיצונית וממברנה מקופלת פנימית.
    איור\(\PageIndex{b}\): מיטוכונדריה הן מבנים מיוחדים בתוך תאים אוקריוטיים. הם מכילים DNA נפרד, ו- DNA המיטוכונדריאלי מכיל גן המתפתח במהירות המשמש לברקוד DNA. תמונה על ידי צוות Blausen.com (2014). "גלריה רפואית של בלאוזן מדיקל 2014". ויקיכתב העת לרפואה 1 (2). דוי: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. (CC-BY)

    חשיבות מגוון המינים

    מערכות אקולוגיות בריאות מכילות מגוון מינים, וכל מין ממלא תפקיד בתפקוד המערכת האקולוגית; לכן, מגוון המינים כמו גם מגוון המערכות האקולוגיות חיוניים לשמירה על שירותי המערכת האקולוגית. לדוגמה, תרופות רבות נגזרות 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). \(\PageIndex{c}\) תרופות רבות נגזרו פעם מתמציות צמחים אך כעת מסונתזות. ההערכה היא כי, בעת ובעונה אחת, 25 אחוזים של תרופות מודרניות הכילו לפחות תמצית צמח 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.

    הפרחים של פריווינקל מדגסקר זה ורודים בהירים. הם מוקפים בעלים סגלגלים עם אוורור מובהק.
    איור\(\PageIndex{c}\): קתרנתוס רוזאוס, הקמצן של מדגסקר, בעל 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.

    הפניות

    ברנדן ב 'לארסן, אליזבת סי מילר, מתיו קיי רודס וג'ון ג'יי ווינס, "חיבה מופרזת הוכפלה ומופצת מחדש: מספר המינים על פני כדור הארץ ועוגת החיים החדשה", הסקירה הרבעונית של ביולוגיה 92, מס' 3 (ספטמבר 2017): 229-265. דוי

    ייחוסים

    שונה על ידי מליסה הא מהמקורות הבאים: