Skip to main content
Global

9.2: تنوع الأنواع

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    169146

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

    تنوع الأنواع هو عدد الأنواع المختلفة في منطقة معينة ووفرتها النسبية. يمكن أن تكون المنطقة المعنية موطنًا أو منطقة حيوية أو المحيط الحيوي بأكمله. لا تزال المناطق ذات التنوع المنخفض للأنواع، مثل الأنهار الجليدية في أنتاركتيكا، تحتوي على مجموعة متنوعة من الكائنات الحية، في حين أن تنوع الغابات الاستوائية المطيرة كبير جدًا بحيث لا يمكن تقييمه بدقة. يعد ثراء الأنواع، وهو عدد الأنواع التي تعيش في موطن أو وحدة أخرى، أحد مكونات التنوع البيولوجي. تكافؤ الأنواع هو أحد مكونات تنوع الأنواع بناءً على الوفرة النسبية (عدد الأفراد في النوع بالنسبة إلى العدد الإجمالي للأفراد في جميع الأنواع داخل النظام). غالبًا ما تتمتع الأنواع التأسيسية (انظر أنواع وديناميات النظام البيئي) بأعلى وفرة نسبية للأنواع. لا يحتوي موقعان لهما نفس الثراء بالضرورة على نفس توازن الأنواع. على سبيل المثال، يحتوي كلا المجتمعين في الشكل\(\PageIndex{b}\) على ثلاثة أنواع مختلفة من الأشجار وبالتالي ثراء الأنواع بثلاثة أنواع. ومع ذلك، هناك نوع مهيمن (يمثله ستة أفراد) في المجتمع #1. في المجتمع #2، هناك ثلاثة أفراد من كل نوع. لذلك، يتمتع المجتمع #2 بتكافؤ أكبر في الأنواع وتنوع أكبر في الأنواع بشكل عام.

    يضم مجتمع الأشجار #1 ستة أفراد من الأنواع المتفرعة بشكل غير منتظم، وفرد واحد بأوراق كثيفة، واثنين من الصنوبريات.

    يضم مجتمع الأشجار #2 ثلاثة أفراد لكل من الأنواع المتفرعة بشكل غير منتظم، والأنواع ذات الأوراق المكتظة بكثافة، وأنواع الصنوبريات.
    الشكل\(\PageIndex{a}\): يتمتع مجتمعان افتراضيان من الأشجار بنفس ثراء الأنواع، لكن المجتمع #2 (الجزء السفلي) يتمتع بتكافؤ أكبر في الأنواع. يحتوي كلا المجتمعين على تسعة أشجار وثلاثة أنواع من الأشجار. في المجتمع #1، هناك نوع واحد مهيمن، يمثله ستة أفراد. هناك شخصان من الأنواع الصنوبرية، وفرد واحد فقط من النوع النهائي. في المجتمع #2، هناك ثلاثة أفراد من كل نوع. الصور التي جمعتها ميليسا ها من الشجرة الوحيدة جورج هودان، وصورة ظلية الشجرة القديمة، والشجرة (كلها ملكية عامة).

    عدد الأنواع على الأرض

    على الرغم من الجهد الكبير، فإن المعرفة بالأنواع التي تعيش في الكوكب محدودة. تم وصف حوالي 1.5 مليون نوع، ولكن لم يتم تحديد العديد من الأنواع الأخرى بعد. تتراوح تقديرات العدد الإجمالي للأنواع على الأرض من 3 ملايين إلى 100 مليون، وتتراوح التقديرات الأحدث عادة بين 8 و 11 مليون نوع. تشير دراسة أجريت عام 2011 إلى أنه تم تسمية 13٪ فقط من الأنواع حقيقية النواة (مثل النباتات والحيوانات والفطريات والطحالب) (الجدول\(\PageIndex{a}\). تقديرات أعداد الأنواع بدائية النواة (مثل البكتيريا) هي تخمينات إلى حد كبير، لكن علماء الأحياء يتفقون على أن العلم قد بدأ للتو في تصنيف تنوعها. في الواقع، قدرت دراسة أجراها بريندان لارسن وزملاؤه عام 2017 أن هناك فعليًا 1-6 مليار نوع على الأرض، 70٪ منها على الأقل من البكتيريا. بالنظر إلى أن الأرض تفقد الأنواع بوتيرة متسارعة، فإن العلم لا يعرف سوى القليل عما يتم فقده.

    الجدول\(\PageIndex{a}\): العدد التقديري للأنواع حسب المجموعة التصنيفية - بما في ذلك كل من الأنواع الموصوفة (المسماة والمدروسة) والمتوقعة (التي لم يتم تسميتها بعد).
    نوع الكائن الحي وصف مورا وآخرون 2011 تم التنبؤ بمورا وآخرون في عام 2011 وصف تشابمان 2009 توقعات تشابمان لعام 2009 وصف جرومبريدج وجينكينز 2002 توقع غرومبريدج وجينكينز عام 2002
    الحيوانات 1,124,516 9,920,000 1,424,153 330 836 6 1,225,500 10,820,000
    أخصائيو التمثيل الضوئي (مثل الطحالب) 17,892 34,900 25,044 200,500 لا توجد بيانات لا توجد بيانات
    فطريات 44,368 616,320 98,998 1,500,000 72,000 1,500,000
    نباتات 224,244 314,600 310,129 800 390 270,000 320,000
    أطراف اصطناعية غير ضوئية 16,236 72,800 28,871 1,000,000 80,000 600,000
    بدائيات النواة لا توجد بيانات لا توجد بيانات 10,307 1,000,000 10,175 لا توجد بيانات
    الإجمالي 1,438,769 10,960,000 1,897,502 10,897,630 1,657,675 13,240,000

    هناك العديد من المبادرات لفهرسة الأنواع الموصوفة بطرق يسهل الوصول إليها وأكثر تنظيمًا، والإنترنت يسهل هذا الجهد. ومع ذلك، وفقًا للمعدل الحالي لوصف الأنواع، والذي وفقًا لتقارير حالة الأنواع المرصودة هو 17,000—20,000 نوع جديد سنويًا، سيستغرق الأمر ما يقرب من 500 عام لوصف جميع الأنواع الموجودة حاليًا. ومع ذلك، أصبحت المهمة مستحيلة بشكل متزايد بمرور الوقت حيث يزيل الانقراض الأنواع من الأرض بشكل أسرع مما يمكن وصفه.

    قد تبدو تسمية الأنواع وعددها سعيًا غير مهم نظرًا للاحتياجات الأخرى للبشرية، ولكنها ليست مجرد محاسبة. يعد وصف الأنواع عملية معقدة يحدد من خلالها علماء الأحياء الخصائص الفريدة للكائن الحي وما إذا كان هذا الكائن الحي ينتمي إلى أي نوع آخر موصوف أم لا. يسمح لعلماء الأحياء بالعثور على الأنواع والتعرف عليها بعد الاكتشاف الأولي لمتابعة الأسئلة المتعلقة ببيولوجيتها. سينتج هذا البحث اللاحق الاكتشافات التي تجعل الأنواع ذات قيمة للبشر ولأنظمتنا البيئية. بدون الاسم والوصف، لا يمكن دراسة الأنواع بعمق وبطريقة منسقة من قبل العديد من العلماء.

    ترميز الحمض النووي الشريطي

    تنضج تقنية علم الوراثة الجزيئي ومعالجة البيانات وتخزينها لدرجة أن فهرسة أنواع الكوكب بطريقة يسهل الوصول إليها أمر قريب من الممكن. يعد ترميز الحمض النووي أحد الأساليب الجينية الجزيئية، والتي تستفيد من الهياكل المتخصصة داخل بعض الخلايا تسمى الميتوكوندريا (الشكل\(\PageIndex{a}\)). تحتوي الميتوكوندريا على الحمض النووي المنفصل عن بقية الخلية، ويتغير أحد الجينات في الحمض النووي للميتوكوندريا بسرعة أكبر خلال عملية التطور مقارنة بالحمض النووي العادي. في حين تحتوي النباتات على الميتوكوندريا، فإن الحمض النووي من البلاستيدات الخضراء، والهياكل المتخصصة التي يحدث فيها التمثيل الضوئي، غالبًا ما يتم ترميزها بالباركود. تجعل تقنية تسلسل الحمض النووي السريع جزء الوراثة الجزيئية من العمل غير مكلف وسريع نسبيًا. تقوم موارد الكمبيوتر بتخزين وإتاحة كميات كبيرة من البيانات. يتم حاليًا تنفيذ مشاريع لاستخدام تشفير الحمض النووي لفهرسة عينات المتحف، والتي تم تسميتها ودراستها بالفعل، بالإضافة إلى اختبار الطريقة على المجموعات الأقل دراسة. اعتبارًا من منتصف عام 2012، تم ترميز ما يقرب من 150,000 نوع مسمى. تشير الدراسات المبكرة إلى وجود أعداد كبيرة من الأنواع غير الموصوفة التي تشبه إلى حد كبير الأنواع الشقيقة بحيث لا يمكن التعرف عليها سابقًا على أنها مختلفة. يمكن التعرف عليها الآن من خلال تشفير الحمض النووي.

    تتكون الميتوكوندريا على شكل الفول السوداني من غشاء خارجي وغشاء داخلي مطوي.
    الشكل\(\PageIndex{b}\): الميتوكوندريا هي هياكل متخصصة داخل الخلايا حقيقية النواة. تحتوي على حمض نووي منفصل، ويحتوي الحمض النووي للميتوكوندريا على جين سريع التطور يستخدم لترميز الحمض النووي. الصورة من قبل موظفي Blausen.com (2014). «المعرض الطبي لشركة بلوسن الطبية 2014". مجلة ويكي للطب 1 (2). الرقم القياسي: 10.15347/wjm/2014.010. إيسن 2002-436. (سي بي)

    أهمية تنوع الأنواع

    تحتوي النظم البيئية الصحية على مجموعة متنوعة من الأنواع، ويلعب كل نوع دورًا في وظيفة النظام البيئي؛ لذلك فإن تنوع الأنواع وتنوع النظام البيئي ضروريان للحفاظ على خدمات النظام البيئي. على سبيل المثال، يتم اشتقاق العديد من الأدوية من المواد الكيميائية الطبيعية التي تصنعها مجموعة متنوعة من الكائنات الحية. على سبيل المثال، تنتج العديد من النباتات مركبات تهدف إلى حماية النبات من الحشرات والحيوانات الأخرى التي تأكلها. تعمل بعض هذه المركبات أيضًا كأدوية بشرية. غالبًا ما تمتلك المجتمعات المعاصرة التي تعيش بالقرب من الأرض معرفة واسعة بالاستخدامات الطبية للنباتات التي تنمو في منطقتها. لقرون في أوروبا، تم تجميع المعرفة القديمة حول الاستخدامات الطبية للنباتات في الأعشاب - الكتب التي حددت النباتات واستخداماتها. البشر ليسوا الحيوانات الوحيدة التي تستخدم النباتات لأسباب طبية. وقد لوحظ أن القردة العليا الأخرى، وإنسان الغاب، والشمبانزي، والبونوبو، والغوريلا تقوم جميعها بالتداوي الذاتي بالنباتات.

    تدرك العلوم الصيدلانية الحديثة أيضًا أهمية هذه المركبات النباتية. تشمل الأمثلة على الأدوية المهمة المشتقة من المركبات النباتية الأسبرين والكوديين والديجوكسين والأتروبين والفينكريستين (الشكل\(\PageIndex{c}\)). كانت العديد من الأدوية مشتقة من المستخلصات النباتية ولكن يتم تصنيعها الآن. تشير التقديرات إلى أنه في وقت من الأوقات، احتوت 25 بالمائة من الأدوية الحديثة على مستخلص نباتي واحد على الأقل. ربما انخفض هذا الرقم إلى حوالي 10 في المائة حيث تم استبدال المكونات النباتية الطبيعية بنسخ اصطناعية من المركبات النباتية. المضادات الحيوية، المسؤولة عن التحسينات غير العادية في الصحة والعمر في البلدان المتقدمة، هي مركبات مشتقة إلى حد كبير من الفطريات والبكتيريا.

    زهور نكة مدغشقر هذه وردية فاتحة. وهي محاطة بأوراق بيضاوية ذات تعرق مميز.
    الشكل\(\PageIndex{c}\): يحتوي Catharanthus roseus، نكة مدغشقر، على خصائص طبية مختلفة. من بين الاستخدامات الأخرى، فهو مصدر للفينكريستين، وهو دواء يستخدم في علاج الأورام اللمفاوية. (تصوير: فورست وكيم ستار)

    في السنوات الأخيرة، أثارت السموم الحيوانية والسموم بحثًا مكثفًا لإمكاناتها الطبية. بحلول عام 2007، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على خمسة أدوية تعتمد على السموم الحيوانية لعلاج أمراض مثل ارتفاع ضغط الدم والألم المزمن والسكري. تخضع خمسة أدوية أخرى لتجارب سريرية ويتم استخدام ستة أدوية على الأقل في بلدان أخرى. تأتي السموم الأخرى قيد البحث من الثدييات والثعابين والسحالي والبرمائيات المختلفة والأسماك والقواقع والأخطبوطات والعقارب.

    بالإضافة إلى تحقيق أرباح بمليارات الدولارات، تعمل هذه الأدوية على تحسين حياة الناس. تبحث شركات الأدوية بنشاط عن مركبات طبيعية جديدة يمكن أن تعمل كأدوية. تشير التقديرات إلى أن ثلث البحث والتطوير الصيدلاني يُنفق على المركبات الطبيعية وأن حوالي 35 في المائة من الأدوية الجديدة التي تم طرحها في السوق بين عامي 1981 و 2002 كانت من مركبات طبيعية.

    المراجع

    بريندان بي لارسن، وإليزابيث سي ميلر، وماثيو كيه رودس، وجون جيه وينز، «تضاعف ولع مفرط وأعيد توزيعه: عدد الأنواع على الأرض وفطيرة الحياة الجديدة»، المجلة الفصلية لعلم الأحياء 92، رقم 3 (سبتمبر 2017): 229-265. DOI

    الإسناد

    تم تعديله بواسطة Melissa Ha من المصادر التالية: