47.1: Mgogoro wa Biodiversity

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza viumbe hai
• Eleza viumbe hai kama usawa wa viwango vya kawaida fluctuating ya kutoweka na speciation
• Kutambua sababu za kihistoria za viwango vya juu vya kutoweka katika historia ya dunia

Kijadi, wanaikolojia wamepima viumbe hai, neno la jumla kwa aina mbalimbali zilizopo katika biosphere, kwa kuzingatia idadi ya aina na kawaida yao. Biodiversity inaweza kukadiriwa kwa idadi ya viwango vya shirika la vitu hai. Nambari hizi za makadirio, ambazo zilitokana na nadharia ya habari, zinafaa sana kama hatua ya kwanza katika kupima viumbe hai kati na ndani ya mazingira; hazina manufaa zaidi wakati wasiwasi kuu kati ya wanabiolojia wa uhifadhi ni tu kupoteza viumbe hai. Hata hivyo, wanabiolojia wanatambua kwamba hatua za viumbe hai, kwa upande wa utofauti wa spishi, zinaweza kusaidia kulenga jitihada za kuhifadhi vipengele muhimu vya kibiolojia au teknolojia ya viumbe hai.

Cichlids ya Ziwa Victoria hutoa mfano kwa njia ambayo tunaweza kuanza kuelewa viumbe hai. Wanabiolojia waliojifunza cichlids katika miaka ya 1980 waligundua mamia ya spishi za cichlid zinazowakilisha aina mbalimbali za utaalamu kwa aina fulani za makazi na mikakati maalum ya kulisha: kula planktoni inayozunguka ndani ya maji, kunyunyiza na kisha kula mwani kutoka miamba, kula mabuu ya wadudu kutoka chini, na kula mayai ya aina nyingine za cichlid. Cichlids ya Ziwa Victoria ni bidhaa ya mionzi inayofaa. mionzi adaptive ni haraka (chini ya miaka milioni tatu katika kesi ya Ziwa Victoria cichlids) matawi kupitia speciation ya mti phylogenetic katika aina nyingi karibu kuhusiana; kawaida, aina “kung'ara” katika makazi mbalimbali na niches. Finches ya Galápagos ni mfano wa mionzi ya kawaida inayofaa na aina 15. Cichlids ya Ziwa Victoria ni mfano wa mionzi ya kuvutia inayofaa ambayo inajumuisha aina 500.

Wakati wanabiolojia walipofanya ugunduzi huu, spishi fulani zilianza kutoweka haraka. Mkosaji katika kupungua kwa haya alikuwa spishi ya samaki kubwa ambayo ilianzishwa Ziwa Victoria na uvuvi ili kuwalisha watu wanaoishi kuzunguka ziwa. Sangara la Nile lilianzishwa mwaka 1963, lakini lilikuwa chini hadi miaka ya 1980 wakati wakazi wake walianza kuongezeka. Idadi ya sangara ya Nile ilikua kwa kuteketeza cichlids, kuendesha spishi baada ya spishi hadi kufikia hatua ya kutoweka (kutoweka kwa spishi). Kwa kweli, kulikuwa na mambo kadhaa yaliyokuwa na jukumu katika kutoweka kwa aina pengine 200 za cichlid katika Ziwa Victoria: sangara la Nile, kupungua kwa ubora wa maji ya ziwa kutokana na kilimo na kusafisha ardhi kwenye mwambao wa Ziwa Victoria, na kuongezeka kwa shinikizo la uvuvi. Wanasayansi walikuwa hata catalogued ya aina zote za sasa-hivyo wengi walipotea kwamba walikuwa kamwe jina lake. Tofauti sasa ni kivuli cha kile kilichokuwa mara moja.

Cichlids ya Ziwa Victoria ni mchoro wa thumbnail wa upotevu wa aina ya kisasa ya haraka ambayo hutokea duniani kote na husababishwa na shughuli za binadamu. Kutoweka ni mchakato wa asili wa macroevolution ambayo hutokea kwa kiwango cha takriban moja kati ya spishi milioni 1 kuwa kutoweka kwa mwaka. Rekodi ya kisukuku inaonyesha kwamba kumekuwa na vipindi vitano vya kutoweka kwa wingi katika historia na viwango vya juu sana vya kupoteza spishi, na kiwango cha upotevu wa spishi leo kinalinganishwa na vipindi hivyo vya kutoweka kwa wingi. Hata hivyo, kuna tofauti kubwa kati ya upunguzaji wa molekuli uliopita na kutoweka kwa sasa tunayopata: shughuli za kibinadamu. Hasa, shughuli tatu za binadamu zina athari kubwa: uharibifu wa makazi, kuanzishwa kwa aina za kigeni, na kuvuna zaidi. Utabiri wa upotevu wa aina ndani ya karne ijayo, kiasi kidogo cha muda kwenye nyakati za kijiolojia, huanzia asilimia 10 hadi asilimia 50. Kutengwa kwa kiwango hiki kimetokea mara nyingine tano tu katika historia ya sayari, na zimesababishwa na matukio ya kikatili yaliyobadilisha mwendo wa historia ya maisha katika kila mfano. Dunia sasa iko katika moja ya nyakati hizo.

Aina ya Biodiversity

Wanasayansi kwa ujumla wanakubali kwamba neno viumbe hai linaelezea idadi na aina za spishi mahali au kwenye sayari. Spishi zinaweza kuwa vigumu kufafanua, lakini wanabiolojia wengi bado wanahisi starehe na dhana na wana uwezo wa kutambua na kuhesabu spishi za eukaryotiki katika mazingira mengi. Wanabiolojia pia wametambua hatua mbadala za viumbe hai, ambazo baadhi yake ni muhimu kwa kupanga jinsi ya kuhifadhi viumbe hai.

Utofauti wa maumbile ni mojawapo ya dhana hizo mbadala. Tofauti za maumbile au tofauti ni malighafi kwa ajili ya kukabiliana na aina. Aina 'baadaye uwezo kwa ajili ya kukabiliana na hali inategemea utofauti maumbile uliofanyika katika genomes ya watu binafsi katika idadi ya watu kwamba kufanya juu ya aina. Vile vile ni kweli kwa makundi ya juu ya taxonomic. Jenasi yenye aina tofauti sana za spishi zitakuwa na utofauti zaidi wa maumbile kuliko jenasi yenye spishi zinazoonekana sawa na zina mazingira sawa. Ikiwa kulikuwa na uchaguzi kati ya mojawapo ya genera hizi za aina zilizohifadhiwa, moja yenye uwezo mkubwa zaidi wa mageuzi ya baadaye ni moja ya jeni tofauti. Ingekuwa bora si lazima kufanya uchaguzi huo, lakini inazidi hii inaweza kuwa ya kawaida.

Kanuni nyingi za jeni kwa protini, ambazo zinafanya michakato ya kimetaboliki inayoweka viumbe hai na kuzaliana. Utofauti wa maumbile unaweza kupimwa kama utofauti wa kemikali kwa kuwa spishi tofauti huzalisha aina mbalimbali za kemikali katika seli zao, protini zote pamoja na bidhaa na bidhaa za kimetaboliki. Tofauti hii ya kemikali ina manufaa kwa binadamu kama chanzo cha madawa, hivyo hutoa njia moja ya kupima utofauti ambao ni muhimu kwa afya ya binadamu na ustawi.

Binadamu wamezalisha utofauti katika wanyama wa ndani, mimea, na fungi. Tofauti hii pia inakabiliwa na hasara kwa sababu ya uhamiaji, vikosi vya soko, na kuongezeka kwa utandawazi katika kilimo, hasa katika mikoa yenye wakazi wengi kama vile China, India, na Japan. Idadi ya watu moja kwa moja inategemea tofauti hii kama chanzo imara cha chakula, na kushuka kwake kunasumbua wanabiolojia na wanasayansi wa kilimo.

Pia ni muhimu kufafanua utofauti wa mazingira, maana ya idadi ya mazingira tofauti duniani au katika eneo fulani la kijiografia (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Mazingira yote yanaweza kutoweka hata kama baadhi ya spishi zinaweza kuishi kwa kukabiliana na mazingira mengine. Kupoteza kwa mazingira kunamaanisha kupoteza mwingiliano kati ya aina, kupoteza sifa za kipekee za ushirikiano, na kupoteza uzalishaji wa kibiolojia ambao mazingira yanaweza kuunda. Mfano wa mazingira ya kutosha kwa kiasi kikubwa katika Amerika ya Kaskazini ni mazingira ya prairie. Prairies mara moja spaned kati Amerika ya Kaskazini kutoka msitu boreal kaskazini mwa Canada chini katika Mexico. Wao sasa wote wamekwenda, kubadilishwa na mashamba ya mazao, ardhi ya malisho, na sprawl ya miji. Aina nyingi zinaishi, lakini mazingira yenye uzalishaji mkubwa ambayo ilikuwa na jukumu la kujenga udongo wa kilimo unaozalisha zaidi sasa umekwenda. Matokeo yake, udongo hupotea au lazima uhifadhiwe kwa gharama kubwa.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): aina ya mazingira duniani - kutoka (a) mwamba wa matumbawe kwa (b) prairie-inawezesha tofauti kubwa ya aina kuwepo. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Jim Maragos, USFWS; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Jim Minnerath, USFWS)

Aina ya sasa ya utofauti

Licha ya jitihada kubwa, ujuzi wa aina zinazoishi katika sayari ni mdogo. Makadirio ya hivi karibuni yanaonyesha kuwa aina za eukaryote ambazo sayansi ina majina, takriban spishi milioni 1.5, zinachangia chini ya asilimia 20 ya jumla ya spishi za eukaryote zilizopo duniani (spishi milioni 8.7, kwa makadirio moja). Makadirio ya idadi ya aina za prokaryotic ni kwa kiasi kikubwa nadhani, lakini wanabiolojia wanakubaliana kwamba sayansi imeanza tu kuorodhesha tofauti zao. Hata kwa kile kinachojulikana, hakuna hifadhi kuu ya majina au sampuli za aina zilizoelezwa; kwa hiyo, hakuna njia ya kuwa na uhakika kwamba maelezo ya milioni 1.5 ni namba sahihi. Ni nadhani bora kulingana na maoni ya wataalam katika makundi mbalimbali ya taxonomic. Kutokana na kwamba Dunia inapoteza spishi kwa kasi ya kuharakisha, sayansi iko sana mahali palipokuwa na cichlids za Ziwa Victoria: kujua kidogo kuhusu kile kinachopotea. Jedwali\(\PageIndex{1}\) inatoa makadirio ya hivi karibuni ya viumbe hai katika makundi mbalimbali.

Jedwali\(\PageIndex{1}\): Makadirio ya aina zilizoelezwa na zilizotabiriwa na kikundi cha Taks

	Mora na wenzake 2011 ^1		Chapman 2009 ^2		Groombridge & Jenkins 2002 ^3
	Imeelezwa	Alitabiri	Imeelezwa	Alitabiri	Imeelezwa	Alitabiri
Animalia	1,124,516	9,920,000	1,424,153	6,836,330	1,225,500	10,820,000
Chromista	17,892	34,900	25,044	200,500	—	—
Fungi	44,368	616,320	98,998	1,500,000	72,000	1,500,000
Plantae	224,244	314,600	310,129	390,800	270,000	320,000
Protozoa	16,236	72,800	28,871	1,000,000	80,000	600,000
Prokaryotes	—	—	10,307	1,000,000	10,175	—
Jumla	1,438,769	10,960,000	1,897,502	10,897,630	1,657,675	13,240,000

Kuna mipango mbalimbali ya catalog aina ilivyoelezwa katika njia kupatikana, na internet ni kuwezesha juhudi kwamba. Hata hivyo, imeelezwa kuwa kwa kiwango cha sasa cha maelezo ya aina, ambayo kwa mujibu wa Ripoti ya Jimbo la Aina ya Aliona ni aina mpya 17,000 hadi 20,000 kwa mwaka, itachukua karibu miaka 500 kumaliza kuelezea maisha katika sayari hii. ⁴ Baada ya muda, kazi inakuwa yote inazidi haiwezekani na inazidi kuwa rahisi kwani kutoweka huondoa spishi kutoka sayari.

Kumtaja na kuhesabu aina inaweza kuonekana harakati isiyo muhimu kutokana na mahitaji mengine ya ubinadamu, lakini si tu uhasibu. Kuelezea spishi ni mchakato mgumu ambao wanabiolojia huamua sifa za kipekee za kiumbe na kama kiumbe hicho ni cha aina nyingine yoyote iliyoelezwa. Inaruhusu wanabiolojia kupata na kutambua spishi baada ya ugunduzi wa awali, na huwaruhusu kufuatilia maswali kuhusu biolojia yake. Aidha, sifa za kipekee za kila aina hufanya uwezekano wa thamani kwa wanadamu au aina nyingine ambazo wanadamu hutegemea. Kuelewa sifa hizi ni thamani ya kutafuta na kutaja spishi.

Mwelekeo wa Biodiversity

Biodiversity si sawasawa kusambazwa duniani. Ziwa Victoria lilikuwa na aina karibu 500 za cichlids peke yake, kupuuza familia nyingine za samaki zilizopo ziwani. Aina zote hizi zilipatikana tu katika Ziwa Victoria; kwa hiyo, aina 500 za cichlids zilikuwa za mwisho. Aina za endemic zinapatikana katika eneo moja tu. Endemics na mgawanyo mkubwa vikwazo ni hasa katika hatari ya kutoweka. Viwango vya juu vya taxonomic, kama vile genera na familia, vinaweza pia kuwa endemic. Ziwa Huron lina takriban aina 79 za samaki, ambazo zote zinapatikana katika maziwa mengine mengi katika Amerika ya Kaskazini. Nini akaunti kwa tofauti katika utofauti samaki katika maziwa haya mawili? Ziwa Victoria ni ziwa la kitropiki, wakati Ziwa Huron ni ziwa la joto. Ziwa Huron katika hali yake ya sasa ni takriban miaka 7,000 tu, wakati Ziwa Victoria katika hali yake ya sasa ni takriban miaka 15,000. Wanajiografia wamependekeza mambo haya mawili, latitude na umri, ni mbili kati ya nadharia kadhaa za kuelezea mifumo ya viumbe hai duniani.

Kazi Connection: Mwanajiografia

Biogeography ni utafiti wa usambazaji wa aina dunia-wote katika siku za nyuma na kwa sasa. Kazi ya wasiografia ni muhimu kuelewa mazingira yetu ya kimwili, jinsi mazingira yanavyoathiri aina, na jinsi mabadiliko ya mazingira yanavyoathiri usambazaji wa spishi; pia imekuwa muhimu kwa kuendeleza nadharia ya mabadiliko. Wanajiografia wanahitaji kuelewa biolojia na ikolojia. Pia wanahitaji kuwa na ufahamu mzuri katika masomo ya mabadiliko, sayansi ya udongo, na hali ya hewa.

Kuna maeneo matatu makuu ya utafiti chini ya kichwa cha biogeography: biogeography ya kiikolojia, biogeography ya kihistoria (inayoitwa paleobiography), na biog Biogeography ya kiikolojia inasoma mambo ya sasa yanayoathiri usambazaji wa mimea na wanyama. Biogeography ya kihistoria, kama jina linamaanisha, inasoma usambazaji uliopita wa aina. Biogeography ya hifadhi, kwa upande mwingine, inalenga ulinzi na marejesho ya aina kulingana na habari inayojulikana ya kihistoria na ya sasa ya kiikolojia. Kila moja ya mashamba haya inazingatia wote zoogeography na phytography-usambazaji uliopita na wa sasa wa wanyama na mimea.

Moja ya kongwe aliona mwelekeo katika ikolojia ni kwamba aina viumbe hai katika karibu kila kundi taxonomic kuongezeka kama latitude kupungua. Kwa maneno mengine, viumbe hai huongezeka karibu na ikweta (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Ramani hii inaonyesha idadi ya aina amfibia duniani kote na inaonyesha mwenendo kuelekea viumbe hai juu katika latitudo ya chini. Mfano sawa unazingatiwa kwa makundi mengi ya taxonomic.

Bado haijulikani kwa nini viumbe hai huongezeka karibu na ikweta, lakini nadharia ni pamoja na umri mkubwa wa mazingira katika nchi za hari dhidi ya mikoa ya baridi ambayo kwa kiasi kikubwa bila ya maisha au kwa kiasi kikubwa maskini wakati wa barafu ya mwisho. Wazo ni kwamba umri mkubwa hutoa muda zaidi kwa ajili ya speciation. Maelezo mengine yanayowezekana ni nishati iliyoongezeka ambayo tropiki hupokea kutoka jua dhidi ya nishati iliyopungua ambayo mikoa yenye joto na polar hupokea. Si wazi kabisa jinsi kubwa nishati pembejeo inaweza kutafsiri katika aina zaidi. utata wa mazingira ya kitropiki inaweza kukuza speciation kwa kuongeza heterogeneity, au idadi ya niches kiikolojia, katika nchi za hari jamaa na latitudo ya juu. Heterogeneity kubwa hutoa fursa zaidi kwa coevolution, utaalamu, na pengine kubwa uteuzi shinikizo na kusababisha upambanuzi idadi ya watu. Hata hivyo, hypothesis hii inakabiliwa na baadhi ya circularity-mazingira na aina zaidi kuhamasisha speciation, lakini jinsi gani wao kupata aina zaidi kwa kuanza na? Tropiki zimeonekana kuwa imara zaidi kuliko mikoa ya joto, ambayo ina hali ya hewa inayojulikana na msimu wa siku. kitropiki na aina yao wenyewe ya seasonality, kama vile mvua, lakini kwa ujumla kudhani kuwa mazingira imara zaidi na utulivu hii inaweza kukuza speciation.

Bila kujali taratibu, ni hakika kwamba ngazi zote za viumbe hai ni kubwa zaidi katika nchi za hari. Zaidi ya hayo, kiwango cha endemism ni cha juu, na kuna maeneo mengi ya viumbe hai. Hata hivyo, utajiri huu wa utofauti pia unamaanisha kuwa ujuzi wa aina ni wa chini kabisa, na kuna uwezekano mkubwa wa kupoteza viumbe hai.

Uhifadhi wa Biodiversity

Mwaka 1988, mwanamazingira wa Uingereza Norman Myers alianzisha dhana ya uhifadhi ili kutambua maeneo matajiri katika spishi na katika hatari kubwa ya kupoteza spishi: maeneo ya viumbe hai. Biodiversity hotspots ni maeneo ya kijiografia ambayo yana idadi kubwa ya spishi endemic. Kusudi la dhana lilikuwa kutambua maeneo muhimu duniani kwa juhudi za uhifadhi, aina ya triage ya uhifadhi. Kwa kulinda maeneo ya moto, serikali zina uwezo wa kulinda idadi kubwa ya aina. Vigezo vya awali vya hotspot ni pamoja na kuwepo kwa aina 1500 au zaidi ya mimea ya mimea na asilimia 70 ya eneo lililosumbuliwa na shughuli za binadamu. Sasa kuna maeneo 34 ya viumbe hai (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)) zenye idadi kubwa ya aina endemic, ambayo ni pamoja na nusu ya mimea endemic duniani.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Conservation International imetambua maeneo 34 ya viumbe hai, ambayo hufunika asilimia 2.3 tu ya uso wa Dunia lakini huwa na asilimia 42 ya aina ya vertebrate duniani na asilimia 50 ya mimea ya dunia.

Biodiversity Mabadiliko kupitia Muda wa

Idadi ya spishi duniani, au katika eneo lolote la kijiografia, ni matokeo ya usawa wa michakato miwili ya mabadiliko ambayo yanaendelea: speciation na kutoweka. Wote ni asili “kuzaliwa” na “kifo” michakato ya macroevolution. Wakati viwango vya speciation kuanza outstrip viwango vya kutoweka, idadi ya aina itaongeza; vivyo hivyo, idadi ya aina itapungua wakati viwango vya kutoweka kuanza kupata viwango vya speciation. Katika historia ya Dunia, taratibu hizi mbili zimebadilishwa-wakati mwingine husababisha mabadiliko makubwa katika idadi ya spishi duniani kama inavyoonekana katika rekodi ya kisukuku (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Asilimia matukio kutoweka kama yalijitokeza katika rekodi ya mafuta na fluctuated katika historia ya dunia. Hasara ya ghafla na makubwa ya viumbe hai, inayoitwa molekuli extinctions, imetokea mara tano.

Wataalamu wa Paleontologists wametambua tabaka tano katika rekodi ya kisukuku inayoonekana kuonyesha hasara za ghafla na za kushangaza (kubwa zaidi ya nusu ya spishi zote zilizopo kutoweka kutokana na rekodi ya visukuku) katika viumbe hai. Hizi huitwa extinctions ya molekuli. Kuna matukio mengi ya chini, lakini bado makubwa, matukio ya kutoweka, lakini matukio ya molekuli tano yamevutia utafiti zaidi. Hoja inaweza kufanywa kuwa tano molekuli extinctions ni tu tano matukio uliokithiri zaidi katika mfululizo kuendelea ya matukio makubwa ya kutoweka katika Phanerozoic (tangu miaka 542 milioni iliyopita). Katika hali nyingi, sababu za nadharia bado zina utata; hata hivyo, tukio la hivi karibuni linaonekana wazi.

Utoaji wa Misa Tano

Rekodi ya kisukuku ya kutengwa kwa wingi ilikuwa msingi wa kufafanua vipindi vya historia ya kijiolojia, hivyo kwa kawaida hutokea katika hatua ya mpito kati ya vipindi vya kijiolojia. Mpito katika fossils kutoka kipindi kimoja hadi nyingine huonyesha hasara kubwa ya aina na asili ya taratibu ya aina mpya. Mabadiliko haya yanaweza kuonekana katika tabaka la mwamba. Jedwali\(\PageIndex{2}\) hutoa data juu ya extinctions tano molekuli.

Jedwali hili linaonyesha majina na tarehe za kutoweka kwa wingi wa tano katika historia ya dunia.

Jedwali\(\PageIndex{2}\): Utoaji wa Misa

Kipindi cha kijiolojia	Misa Kutoweka Jina	Muda (mamilioni ya miaka iliyopita)
Kiordovika—Siluria	Mwisho Ordovician O—S	450—440
Marehemu Devonia	Mwisho-Devonia	375—360
Permian—Triassic	Mwisho-Permian	251
Triassic—Jurassic	Mwisho-Triassic	205
Cretaceous—Paleogene	Mwisho-Cretaceous K—Pg (K—T)	65.5

Tukio la kutoweka kwa Ordovician-Silurian ni kupoteza kwa wingi wa kwanza na wa pili kwa ukubwa. Katika kipindi hiki, takriban asilimia 85 ya spishi za baharini (spishi chache ziliishi nje ya bahari) zikawa haipo. Hypothesis kuu kwa sababu yake ni kipindi cha glaciation na kisha joto. Tukio la kutoweka kwa kweli lina matukio mawili ya kutoweka yaliyotenganishwa na takriban miaka milioni 1. Tukio la kwanza lilisababishwa na baridi, na tukio la pili lilikuwa kutokana na joto la baadaye. Mabadiliko ya tabianchi yaliathiri joto na viwango vya bahari. Watafiti wengine wamependekeza kuwa kupasuka kwa gamma-ray, unaosababishwa na supanova ya karibu, ni sababu inayowezekana ya kutoweka kwa Ordovician-Silurian. Kupasuka kwa gamma ray ingekuwa imeondoa safu ya ozoni ya Dunia na kusababisha mionzi makali ya ultraviolet kutoka jua na inaweza kuhesabu mabadiliko ya hali ya hewa yaliyoonekana wakati huo. Hypothesis ni ya kubahatisha, lakini mvuto wa nje juu ya historia ya Dunia ni mstari wa utafiti. Upyaji wa viumbe hai baada ya kutoweka kwa wingi ulichukua miaka milioni 5 hadi 20, kulingana na mahali.

Kupotea kwa Devonian marehemu huenda ikawa imetokea kwa kipindi cha muda mrefu. Inaonekana imeathiri spishi za baharini na si mimea au wanyama wanaoishi makazi ya duniani. Sababu za kutoweka hii hazieleweki vizuri.

Uharibifu wa mwisho wa Permian ulikuwa mkubwa katika historia ya maisha. Hakika, hoja inaweza kufanywa kuwa Dunia karibu ikawa bila ya maisha wakati wa tukio hili la kutoweka. Sayari ilionekana tofauti sana kabla na baada ya tukio hili. Makadirio ni kwamba asilimia 96 ya spishi zote za baharini na asilimia 70 za spishi zote za duniani zilipotea. Ilikuwa wakati huu, kwa mfano, kwamba trilobites, kundi ambalo liliokoka kwa Ordovician-Silurian kutoweka, likawa haipo. Sababu za kutoweka kwa wingi huu si wazi, lakini mtuhumiwa anayeongoza hupanuliwa na kuenea kwa shughuli za volkeno ambazo zilisababisha tukio la joto la dunia linalokimbia. Bahari ikawa kwa kiasi kikubwa anoxic, yenye kutosha maisha ya baharini. Tofauti za tetrapod duniani zilichukua miaka milioni 30 kupona baada ya kutoweka kwa mwisho wa Permian. Permian kutoweka kwa kiasi kikubwa iliyopita viumbe hai duniani babies na mwendo wa mageuzi.

Sababu za tukio la kutoweka kwa Triassic—Jurassic si wazi na nadharia za mabadiliko ya hali ya hewa, athari za asteroid, na mlipuko wa volkano zimezingatiwa. Tukio la kutoweka lilitokea kabla ya kuvunjika kwa Pangaea ya supercontinent, ingawa udhamini wa hivi karibuni unaonyesha kwamba kutoweka huenda ikawa imetokea hatua kwa hatua zaidi katika Triassic.

Sababu za tukio la mwisho la Cretaceous kutoweka ni zile ambazo zinaeleweka vizuri. Ilikuwa wakati wa tukio hili la kutoweka kuhusu miaka milioni 65 iliyopita kwamba dinosaurs, kundi kubwa la vertebrate kwa mamilioni ya miaka, lilipotea kutoka sayari (isipokuwa clade ya theropod ambayo ilisababisha ndege). Hakika, kila mnyama wa ardhi aliyekuwa na uzito zaidi ya kilo 25 akawa haipo. Sababu ya kutoweka hii sasa inaeleweka kuwa matokeo ya athari ya cataclysmic ya meteorite kubwa, au asteroid, mbali na pwani ya kile ambacho sasa ni Peninsula ya Yucatán. Nadharia hii, iliyopendekezwa kwanza mwaka 1980, ilikuwa maelezo makubwa kulingana na mwiba mkali katika viwango vya iridium (ambayo inyesha kutoka angani katika vimondo kwa kiwango cha mara kwa mara lakini vinginevyo haipo kwenye uso wa dunia) kwenye tabaka la mwamba unaoashiria mipaka kati ya vipindi vya Cretaceous na Paleogene (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Mpaka huu ulionyesha kupotea kwa dinosaurs katika fossils pamoja na taxa nyingine nyingi. Watafiti ambao waligundua kiwiba cha iridium walitafsiri kama utitiri wa haraka wa iridium kutoka angani hadi angahewa (kwa namna ya asteroid kubwa) badala ya kupunguza kasi ya utuaji wa sediments wakati huo. Ilikuwa ni maelezo makubwa, lakini ripoti ya volkeno ya athari ya umri na ukubwa wa mwaka 1991 ilifanya hypothesis kuaminika zaidi. Sasa wingi wa ushahidi wa kijiolojia unasaidia nadharia hiyo. Nyakati za kurejesha kwa viumbe hai baada ya kutoweka kwa mwisho wa Cretaceous ni mfupi, kwa wakati wa kijiolojia, kuliko kutoweka kwa mwisho wa Permian, kwa utaratibu wa miaka milioni 10.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Mwaka 1980, Luis na Walter Alvarez, Frank Asaro, na Helen Michels waligundua, duniani kote, mwiba katika ukolezi wa iridium ndani ya safu ya sedimentary kwenye mipaka ya K—Pg. Watafiti hawa walidhani kwamba kiwiba hiki cha iridium kilisababishwa na athari ya asteroid ambayo ilisababisha kutoweka kwa wingi wa K—Pg. Katika picha, safu ya iridium ni bendi ya mwanga. (mikopo: USGS)

Wanasayansi walipima wingi wa jamaa wa spora za fern juu na chini ya mpaka wa K—Pg katika sampuli hii ya mwamba. Ni ipi kati ya kauli zifuatazo zinazoweza kuwakilisha matokeo yao?

1. Wingi wa spora za fern kutoka spishi kadhaa zilipatikana chini ya mpaka wa K—Pg, lakini hakuna kilichopatikana hapo juu.
2. Wingi wa spora za fern kutoka spishi kadhaa zilipatikana juu ya mpaka wa K—Pg, lakini hakuna kilichopatikana chini.
3. Wingi wa spora za fern zilipatikana wote juu na chini ya mpaka wa K—Pg, lakini spishi moja tu ilipatikana chini ya mpaka, na spishi nyingi zilipatikana juu ya mpaka.
4. Spishi nyingi za spora za fern zilipatikana wote juu na chini ya mpaka, lakini jumla ya spora ilikuwa kubwa zaidi chini ya mpaka.

Unganisha na Kujifunza

Kuchunguza tovuti hii maingiliano kuhusu extinctions molekuli.

Pleistocene kutoweka

Pleistocene kutoweka ni moja ya extinctions ndogo, na moja ya hivi karibuni. Inajulikana kuwa Amerika ya Kaskazini, na kwa kiwango fulani Eurasian, megafauna, au wanyama kubwa, walipotea mwishoni mwa kipindi cha mwisho cha glaciation. Kutoweka huonekana kuwa umetokea katika kipindi cha muda kilichozuiliwa kiasi cha miaka 10,000—12,000 iliyopita. Katika Amerika ya Kaskazini, hasara walikuwa makubwa kabisa na ni pamoja na mammoth woolly (mwisho tarehe kuhusu miaka 4,000 iliyopita katika idadi ya watu pekee), mastodon, beavers kubwa, kubwa sloths ardhi, paka saber-toothed, na Amerika ya Kaskazini ngamia, tu kwa jina wachache. Uwezekano wa kwamba kutoweka kwa haraka kwa wanyama hawa wakubwa kulisababishwa na uwindaji kupita kiasi ulipendekezwa kwanza katika miaka ya 1900. Utafiti katika hypothesis hii inaendelea leo. Inaonekana uwezekano kwamba uwindaji zaidi unasababishwa na matukio mengi ya historia yaliyoandikwa kabla ya mikoa mingi ya dunia.

Kwa ujumla, muda wa kutoweka kwa Pleistocene kuhusiana na kuwasili kwa wanadamu na si kwa matukio ya mabadiliko ya hali ya hewa, ambayo ni hypothesis kuu ya ushindani kwa extinctions hizi. Utoaji ulianza Australia kuhusu miaka 40,000 hadi 50,000 iliyopita, baada ya kuwasili kwa wanadamu katika eneo hilo: simba la marsupial, wombat kubwa ya tani moja, na aina kadhaa za kangaroo zilipotea. Katika Amerika ya Kaskazini, upunguzaji wa karibu wote wa mamalia wakubwa ulitokea miaka 10,000—12,000 iliyopita. Wote walioachwa ni mamalia wadogo kama vile huzaa, elk, kondoo, na cougars. Hatimaye, katika visiwa vingi vya baharini vya mbali, uharibifu wa aina nyingi ulifanyika kwa usawa na wanaofika kwa binadamu. Si visiwa vyote vilikuwa na wanyama wakubwa, lakini wakati kulikuwa na wanyama wakubwa, walipotea. Madagaska ilikuwa na ukoloni takriban miaka 2,000 iliyopita na mamalia wakubwa walioishi huko wakawa wamepotea. Eurasia na Afrika hazionyeshe mfano huu, lakini pia hawakupata ufikiaji wa hivi karibuni wa wanadamu. Binadamu walifika Eurasia mamia ya maelfu ya miaka iliyopita baada ya asili ya spishi katika Afrika. Mada hii bado ni eneo la utafiti wa kazi na hypothesizing. Inaonekana wazi kwamba hata kama hali ya hewa ilicheza jukumu, mara nyingi uwindaji wa binadamu ulizuia uharibifu.

Utoaji wa wakati wa sasa

Ya sita, au Holocene, kutoweka kwa wingi inaonekana kuwa imeanza mapema kuliko ilivyoaminika hapo awali na ina zaidi ya kufanya na shughuli za Homo sapiens. Tangu mwanzo wa kipindi cha Holocene, kuna matukio mengi ya hivi karibuni ya aina ya mtu binafsi ambayo yameandikwa katika maandishi ya kibinadamu. Zaidi ya hayo yanafanana na upanuzi wa makoloni ya Ulaya tangu miaka ya 1500.

Mojawapo ya mifano ya awali na inayojulikana ni ndege ya dodo. Ndege ya dodo aliishi katika misitu ya Mauritius, kisiwa katika Bahari Hindi. Ndege ya dodo ikawa haipo karibu mwaka 1662. Ilikuwa kuwindwa kwa ajili ya nyama yake na mabaharia na ilikuwa mawindo rahisi kwa sababu dodo, ambayo haikufuka na binadamu, ingekuwa inakaribia watu bila hofu. Kuletwa nguruwe, panya, na mbwa walioletwa kisiwani na meli za Ulaya pia waliua dodo vijana na mayai.

Ng'ombe wa bahari ya Steller ikawa haiko mwaka 1768; ilikuwa kuhusiana na manatee na pengine mara moja aliishi kando ya pwani ya kaskazini magharibi ya Amerika ya Kaskazini. Ng'ombe wa bahari ya Steller iligunduliwa mara ya kwanza na Wazungu mwaka 1741 na kuwindwa kwa ajili ya nyama na mafuta. Ng'ombe wa mwisho wa bahari aliuawa mwaka 1768. Hiyo ni sawa na miaka 27 kati ya mawasiliano ya kwanza ya ng'ombe wa bahari na Wazungu na kutoweka kwa spishi.

Mwaka wa 1914, njiwa ya mwisho ya abiria ilikufa katika zoo huko Cincinnati, Ohio. Spishi hii ilikuwa imewahi kuwa giza mbinguni za Amerika ya Kaskazini wakati wa uhamiaji wake, lakini iliwindwa na kuteseka kutokana na kupoteza makazi kwa njia ya kusafisha misitu kwa ajili ya mashamba. Mwaka wa 1918, parakeet ya mwisho ya Carolina alikufa kifungoni. Aina hii ilikuwa mara moja ya kawaida katika mashariki mwa Marekani, lakini iliteseka kutokana na kupoteza makazi. Spishi hizo ziliwindwa pia kwa sababu zilikula matunda ya bustani wakati vyakula vyake vya asili viliharibiwa ili kufanya njia kwa ajili ya mashamba. Simba la bahari la Kijapani, ambalo likalia eneo pana karibu na Japani na pwani ya Korea, likawa haipo katika miaka ya 1950 kutokana na wavuvi. Muhuri wa mtawa wa Karibi ulisambazwa katika Bahari ya Karibi lakini ulipelekwa kutoweka kupitia uwindaji kufikia 1952.

Hizi ni chache tu ya kutengwa kwa kumbukumbu katika kipindi cha miaka 500. Umoja wa Kimataifa wa Uhifadhi wa Nature (IUCN) unaendelea orodha ya spishi za kutoweka na za hatarini zinazoitwa Orodha Nyekundu-Red. Orodha hiyo haijakamilika, lakini inaelezea aina 380 za wauti wa mgongo baada ya 1500 AD, 86 kati ya hizo ziliendeshwa kutoweka kwa kuwinda au uvuvi mwingi.

Makadirio ya Viwango vya kutoweka kwa wakati wa sasa

Makadirio ya viwango vya kutoweka yanakabiliwa na ukweli kwamba wengi wa kutoweka huenda hutokea bila uchunguzi. Kutoweka kwa ndege au mamalia kuna uwezekano wa kutambuliwa na wanadamu, hasa ikiwa imewindwa au kutumika kwa namna nyingine. Lakini kuna viumbe vingi ambavyo havina maslahi kidogo kwa wanadamu (sio lazima ya thamani ndogo) na wengi ambao hawajafafanuliwa.

Kiwango cha kutoweka kwa asili kinakadiriwa kuwa takriban spishi moja kwa milioni kwa mwaka (E/MSY). Kwa mfano, kudhani kuna aina milioni kumi zilizopo, matarajio ni kwamba spishi kumi zingekuwa haiko kila mwaka (kila mwaka inawakilisha spishi milioni kumi kwa mwaka).

Makadirio moja ya kiwango cha kutoweka kwa kisasa hutumia upunguzaji katika rekodi iliyoandikwa tangu mwaka 1500. Kwa ndege pekee njia hii inazalisha makadirio ya 26 E/MSY. Hata hivyo, thamani hii inaweza kupunguzwa kwa sababu tatu. Kwanza, spishi nyingi hazingeelezewa mpaka baadaye katika kipindi cha wakati, hivyo hasara yao ingekuwa imekwenda bila kutambuliwa. Pili, idadi ya aina ya hivi karibuni haiko inaongezeka kwa sababu spishi za mwisho sasa zinaelezewa kutokana na mabaki ya mifupa. Na tatu, baadhi ya spishi pengine tayari kutoweka hata kama conservationists wanasita kuwaita kama vile. Kuzingatia mambo haya huwafufua kiwango cha kutoweka makadirio karibu na 100 E/MSY. Kiwango kilichotabiriwa kufikia mwisho wa karne ni 1500 E/MSY.

Njia ya pili ya kukadiria viwango vya kutoweka kwa wakati wa sasa ni kuunganisha upotevu wa aina na upotevu wa makazi kwa kupima upotevu wa eneo la misitu na kuelewa mahusiano ya eneo la aina. Uhusiano wa eneo la aina ni kiwango ambacho spishi mpya zinaonekana wakati eneo lililofanyiwa utafiti limeongezeka. Uchunguzi umeonyesha kuwa idadi ya spishi zilizopo huongezeka kadiri ukubwa wa kisiwa huongezeka. Hali hii pia imeonyeshwa kuwa kweli katika makazi mengine pia. Kugeuza uhusiano huu karibu, ikiwa eneo la makazi limepunguzwa, idadi ya aina zinazoishi huko pia zitapungua. Makadirio ya viwango vya kutoweka kulingana na upotevu wa makazi na mahusiano ya eneo la aina yamependekeza kuwa kwa asilimia 90 hasara ya makazi inatarajiwa asilimia 50 ya spishi ingekuwa haiko. Makadirio ya eneo la spishi yamesababisha mahesabu ya kiwango cha kutoweka kwa spishi ya takriban 1000 E/MSY na ya juu. Kwa ujumla, uchunguzi halisi hauonyeshi kiasi hiki cha kupoteza na mapendekezo yamefanywa kuwa kuna kuchelewa kwa kutoweka. Kazi ya hivi karibuni pia imewaita katika swali uombaji wa uhusiano wa eneo la aina wakati wa kukadiria upotevu wa spishi. Kazi hii inasema kuwa uhusiano wa aina ya eneo husababisha overestimate ya viwango vya kutoweka. Uhusiano bora wa kutumia inaweza kuwa uhusiano wa eneo la endemics. Kutumia njia hii ingeweza kuleta makadirio chini ya 500 E/MSY katika karne ijayo. Kumbuka kuwa thamani hii bado ni mara 500 kiwango cha background.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Uchunguzi umeonyesha kuwa idadi ya aina ya sasa huongezeka kwa ukubwa wa makazi. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Adam B. Smith)

Unganisha na Kujifunza

Angalia utafutaji huu maingiliano ya aina hatarini na kutoweka, mazingira yao, na sababu za kuhatarisha au kutoweka.

Muhtasari

Biodiversity ipo katika ngazi mbalimbali za shirika na hupimwa kwa njia tofauti kulingana na malengo ya wale wanaotumia vipimo. Vipimo hivi ni pamoja na idadi ya aina, utofauti wa maumbile, utofauti wa kemikali, na utofauti wa mazingira. Idadi ya spishi zilizoelezwa inakadiriwa kuwa milioni 1.5 huku takriban spishi mpya 17,000 zinaelezewa kila mwaka. Makadirio ya jumla ya idadi ya spishi duniani hutofautiana lakini iko kwenye utaratibu wa milioni 10. Biodiversity inahusiana vibaya na latitude kwa taxa nyingi, maana yake ni kwamba viumbe hai ni kubwa katika nchi za hari. Utaratibu wa muundo huu haujulikani kwa uhakika, lakini nadharia kadhaa za kukubalika zimekuwa za juu.

Tano molekuli extinctions na hasara ya zaidi ya 50 asilimia ya aina extant ni kuonekana katika rekodi ya mafuta. Nyakati za kupona viumbe hai baada ya kutoweka kwa wingi hutofautiana, lakini zimekuwa hadi miaka milioni 30. Utoaji wa hivi karibuni umeandikwa katika historia iliyoandikwa na ni msingi wa njia moja ya kukadiria viwango vya kutoweka kwa kisasa. Njia nyingine hutumia hatua za kupoteza makazi na mahusiano ya eneo la aina. Makadirio ya viwango vya kisasa vya kutoweka hutofautiana, lakini baadhi ya viwango ni vya juu kama mara 500 kiwango cha background, kama ilivyoelezwa kutoka rekodi ya visukuku, na vinatabiriwa kuongezeka.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Scientists measured the relative abundance of fern spores above and below the K-Pg boundary in this rock sample. Which of the following statements most likely represents their findings?

1. An abundance of fern spores from several species was found below the K-Pg boundary, but none was found above.
2. An abundance of fern spores from several species was found above the K-Pg boundary, but none was found below.
3. An abundance of fern spores was found both above and below the K-Pg boundary, but only one species was found below the boundary , and many species were found above the boundary.
4. Many species of fern spores were found both above and below the boundary, but the total number of spores was greater below the boundary.

Answer

A. An abundance of fern spores from several species was found below the K-Pg boundary, but none was found above.

Footnotes

1. 1 Mora Camilo et al., “How Many Species Are There on Earth and in the Ocean?” PLoS Biology (2011), doi:10.1371/journal.pbio.1001127.
2. 2 Arthur D. Chapman, Numbers of Living Species in Australia and the World, 2nd ed. (Canberra, AU: Australian Biological Resources Study, 2009). www.environment.gov.au/biodiv...d-complete.pdf.
3. 3 Brian Groombridge and Martin D. Jenkins. World Atlas of Biodiversity: Earth’s Living Resources in the 21^st Century. Berkeley: University of California Press, 2002.
4. 4 International Institute for Species Exploration (IISE), 2011 State of Observed Species (SOS). Tempe, AZ: IISE, 2011. Accessed May, 20, 2012. species.asu.edu/SOS.

Glossary

adaptive radiation

rapid branching through speciation of a phylogenetic tree into many closely related species

biodiversity

variety of a biological system, typically conceived as the number of species, but also applying to genes, biochemistry, and ecosystems

biodiversity hotspot

concept originated by Norman Myers to describe a geographical region with a large number of endemic species and a large percentage of degraded habitat

chemical diversity

variety of metabolic compounds in an ecosystem

ecosystem diversity

variety of ecosystems

endemic species

species native to one place

extinction

disappearance of a species from Earth; local extinction is the disappearance of a species from a region

extinction rate

number of species becoming extinct over time, sometimes defined as extinctions per million species–years to make numbers manageable (E/MSY)

genetic diversity

variety of genes in a species or other taxonomic group or ecosystem, the term can refer to allelic diversity or genome-wide diversity

heterogeneity

number of ecological niches

megafauna

large animals

species-area relationship

relationship between area surveyed and number of species encountered; typically measured by incrementally increasing the area of a survey and determining the cumulative numbers of species