9.2: Aina tofauti

Aina tofauti ni idadi ya spishi mbalimbali katika eneo fulani na wingi wao wa jamaa. Eneo la swali linaweza kuwa makazi, biome, au biosphere nzima. Maeneo yenye utofauti wa aina ndogo, kama vile glaciers ya Antaktika, bado yana aina mbalimbali za viumbe hai, ambapo utofauti wa misitu ya mvua ya kitropiki ni kubwa sana kwamba haiwezi kupimwa kwa usahihi. Aina utajiri, idadi ya spishi wanaoishi katika makazi au kitengo kingine, ni sehemu moja ya viumbe hai. Spishi usawa ni sehemu ya aina tofauti kulingana na wingi jamaa (idadi ya watu binafsi katika aina jamaa na jumla ya idadi ya watu binafsi katika aina zote ndani ya mfumo). Aina za msingi (angalia Aina za Mazingira na Dynamics) mara nyingi zina wingi wa jamaa wa aina. Maeneo mawili yenye utajiri sawa hayana lazima kuwa na usawa wa aina hiyo. Kwa mfano, jamii zote mbili katika takwimu\(\PageIndex{b}\) zina aina tatu za miti tofauti na hivyo utajiri wa aina tatu. Hata hivyo, kuna aina kubwa (inayowakilishwa na watu sita) katika jamii #1. Katika jamii #2, kuna watu watatu wa kila aina. Kwa hiyo, jamii #2 ina aina kubwa ya usawa na aina kubwa utofauti kwa ujumla.

Kielelezo\(\PageIndex{a}\): Mbili jamii nadharia mti na aina hiyo utajiri, lakini jamii #2 (chini) ina aina kubwa ya usawa. Jamii zote mbili zina miti tisa na aina tatu za miti. Katika jamii #1, aina moja ni kubwa, inawakilishwa na watu sita. Kuna watu wawili wa aina ya conifer, na mtu mmoja tu wa aina ya mwisho. Katika jamii #2, kuna watu watatu kutoka kila aina. Picha zilizoandaliwa na Melissa Ha kutoka Alone mti George Hodan, Old Tree Silhouette, na Tree (uwanja wote wa umma).

Idadi ya Spishi Duniani

Licha ya jitihada kubwa, ujuzi wa aina zinazoishi katika sayari ni mdogo. Takriban spishi milioni 1.5 zimeelezewa, lakini spishi nyingi zaidi bado hazijatambuliwa. Makadirio ya jumla ya idadi ya spishi duniani huanzia milioni 3 hadi milioni 100, huku makadirio ya hivi karibuni zaidi yanaanzia aina milioni 8 hadi 11. Utafiti wa 2011 unaonyesha kuwa 13% tu ya aina ya eukaryotiki (kama mimea, wanyama, fungi, na mwani) wameitwa jina (Jedwali\(\PageIndex{a}\). Makadirio ya idadi ya aina prokaryotic (kama vile bakteria) kwa kiasi kikubwa nadhani, lakini wanabiolojia wanakubaliana kwamba sayansi imeanza tu kuorodhesha utofauti wao. Kwa kweli, utafiti wa 2017 uliofanywa na Brendan Larsen na wenzake ulikadiria kuwa kwa kweli kuna spishi bilioni 1-6 duniani na angalau 70% kati yao kuwa bakteria. Kutokana na kwamba Dunia inapoteza spishi kwa kasi ya kuharakisha, sayansi haijui kidogo kuhusu kile kinachopotea.

Jedwali\(\PageIndex{a}\): Idadi ya makadirio ya aina kwa kikundi cha taxonomic ikiwemo wote ilivyoelezwa (jina lake na alisoma) na kutabiri (bado kutajwa jina) aina.

Aina ya Viumbe	Mora na wenzake 2011 ilivyoelezwa	Mora na wenzake 2011 Alitabiri	Chapman 2009 Imeelezwa	Chapman 2009 Alitabiri	Groombridge na Jenkins 2002 ilivyoelezwa	Groombridge na Jenkins 2002 alitabiri
Wanyama	1,124,516	9,920,000	1,424,153	6,836,330	1,225,500	10,820,000
Protists ya photosynthetic (kama vile mwani)	17,892	34,900	25,044	200,500	Hakuna data	Hakuna data
Fungi	44,368	616,320	98,998	1,500,000	72,000	1,500,000
Mimea	224,244	314,600	310,129	390,800	270,000	320,000
Wafanyabiashara wasio na picha	16,236	72,800	28,871	1,000,000	80,000	600,000
Prokaryotes	Hakuna data	Hakuna data	10,307	1,000,000	10,175	Hakuna data
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 kupangwa zaidi, na internet ni kuwezesha juhudi kwamba. Hata hivyo, kwa kiwango cha sasa cha maelezo ya spishi, ambayo kulingana na Taarifa za Jimbo la Spishi zilizozingatiwa ni spishi mpya 17,000—20,000 kwa mwaka, itachukua karibu miaka 500 kuelezea spishi zote zilizopo sasa. Kazi, hata hivyo, inazidi kuwa haiwezekani baada ya muda kwani kutoweka kunaondoa spishi kutoka duniani kwa kasi zaidi kuliko zinaweza kuelezewa.

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 kufuata maswali kuhusu biolojia yake. Utafiti huo unaofuata utazalisha uvumbuzi ambao hufanya aina hiyo kuwa ya thamani kwa wanadamu na kwa mazingira yetu. Bila jina na maelezo, spishi haiwezi kusomwa kwa kina na kwa njia ya kuratibu na wanasayansi wengi.

Barcoding ya DNA

Teknolojia ya jenetiki ya Masi na usindikaji wa data na kuhifadhi ni kukomaa hadi kufikia mahali ambapo kuorodhesha aina za sayari kwa njia inayoweza kupatikana ni karibu na iwezekanavyo. Barcoding ya DNA ni njia moja ya maumbile ya Masi, ambayo inachukua faida ya miundo maalumu ndani ya seli fulani zinazoitwa mitochondria (takwimu\(\PageIndex{a}\)). Mitochondria ina DNA ambayo ni tofauti na wengine wa seli, na moja ya jeni katika DNA ya mitochondrial inabadilika haraka zaidi kupitia mchakato wa mageuzi kuliko DNA ya kawaida. Wakati mimea ina mitochondria, DNA kutoka kloroplasts yao, miundo maalumu ambayo photosynthesis hutokea, mara nyingi huwa barcoded. Teknolojia ya mpangilio wa DNA ya haraka hufanya genetics ya Masi sehemu ya kazi kiasi cha gharama nafuu na ya haraka. Rasilimali za kompyuta kuhifadhi na kufanya inapatikana kiasi kikubwa cha data. Miradi kwa sasa inaendelea kutumia barcoding ya DNA kwa catalog sampuli za makumbusho, ambazo tayari zimeitwa na kujifunza, pamoja na kupima njia kwenye vikundi visivyojifunza. Kufikia katikati ya mwaka 2012, karibu na spishi 150,000 zilizoitwa zilikuwa zimehifadhiwa barcoded. Uchunguzi wa mapema unaonyesha kuna idadi kubwa ya spishi zisizofafanuliwa ambazo zilionekana sana kama spishi za ndugu ili kutambuliwa hapo awali kuwa tofauti. Hizi sasa zinaweza kutambuliwa na barcoding ya DNA.

Kielelezo\(\PageIndex{b}\): Mitochondria ni miundo maalumu ndani ya seli za eukaryotic. Zina DNA tofauti, na DNA ya mitochondrial ina jeni inayobadilika kwa haraka inayotumiwa kwa barcoding ya DNA. Picha na wafanyakazi Blausen.com (2014). “Nyumba ya sanaa ya matibabu ya Blausen Medical 2014”. WikiJournal ya Tiba 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. (CC-BY)

Umuhimu wa aina tofauti

Mazingira ya afya yana aina tofauti za aina, na kila aina ina jukumu katika kazi ya mazingira; kwa hiyo, aina tofauti pamoja na utofauti wa mazingira ni muhimu kwa kudumisha huduma za mazingira. Kwa mfano, dawa nyingi zinatokana na kemikali za asili zilizofanywa na kikundi tofauti cha viumbe. Kwa mfano, mimea mingi huzalisha misombo yenye maana ya kulinda mmea kutoka kwa wadudu na wanyama wengine wanaokula. Baadhi ya misombo hii pia hufanya kazi kama madawa ya binadamu. Jamii za kisasa zinazoishi karibu na ardhi mara nyingi zina ujuzi mpana wa matumizi ya dawa ya mimea inayokua katika eneo lao. Kwa karne nyingi huko Ulaya, ujuzi wa zamani kuhusu matumizi ya matibabu ya mimea yaliandaliwa katika vitabu vya mitisha-vitabu vilivyotambua mimea na matumizi yao. Binadamu sio wanyama pekee kutumia mimea kwa sababu za dawa. Nyani nyingine kubwa, orangutans, sokwe, bonobos, na masokwe wote wameonekana kuwa dawa binafsi na mimea.

Sayansi ya kisasa ya dawa pia inatambua umuhimu wa misombo hii ya mimea. Mifano ya madawa muhimu inayotokana na misombo ya mimea ni pamoja na aspirini, codeine, digoxin, atropine, na vincristine (takwimu\(\PageIndex{c}\)). Dawa nyingi zilikuwa zimetokana na miche ya mimea lakini sasa zinatengenezwa. Inakadiriwa kuwa, kwa wakati mmoja, asilimia 25 ya madawa ya kisasa yalikuwa na angalau dondoo moja ya mmea. Idadi hiyo pengine imepungua hadi asilimia 10 kama viungo vya mimea ya asili hubadilishwa na matoleo ya synthetic ya misombo ya mimea. Antibiotics, ambayo ni wajibu wa maboresho ya ajabu katika afya na maisha katika nchi zilizoendelea, ni misombo kwa kiasi kikubwa inayotokana na fungi na bakteria.

Kielelezo\(\PageIndex{c}\): Catharanthus roseus, Madagascar periwinkle, ina mali mbalimbali za dawa. Miongoni mwa matumizi mengine, ni chanzo cha vincristine, dawa inayotumiwa katika kutibu lymphomas. (mikopo: Msitu na Kim Starr)

Katika miaka ya hivi karibuni, vimelea vya wanyama na sumu vimesisimua utafiti mkali kwa uwezo wao wa dawa. Kufikia mwaka wa 2007, FDA ilikuwa imeidhinisha dawa tano kulingana na sumu ya wanyama kutibu magonjwa kama vile shinikizo la damu, maumivu sugu, na ugonjwa wa kisukari. Dawa nyingine tano zinafanyiwa majaribio ya kliniki na angalau dawa sita zinatumika katika nchi nyingine. Sumu nyingine zinazochunguzwa zinatokana na mamalia, nyoka, mijusi, amfibia mbalimbali, samaki, konokono, pweza, na nge.

Mbali na kuwakilisha mabilioni ya dola kwa faida, dawa hizi huboresha maisha ya watu. Makampuni ya dawa yanatafuta kikamilifu misombo mpya ya asili ambayo inaweza kufanya kazi kama madawa. Inakadiriwa kuwa theluthi moja ya utafiti na maendeleo ya dawa hutumiwa kwenye misombo ya asili na kwamba asilimia 35 ya dawa mpya zilizoletwa sokoni kati ya 1981 na 2002 zilitokana na misombo ya asili.

Marejeo

Brendan B. Larsen, Elizabeth C. Miller, Mathayo K. Rhodes, na John J. Wiens, "Upendo usiofaa uliongezeka na ugawaji upya: Idadi ya aina duniani na Pie Mpya ya Maisha,” Mapitio ya Robo ya Biolojia 92, № 3 (Septemba 2017): 229-265. DOI

Majina

Ilibadilishwa na Melissa Ha kutoka vyanzo vifuatavyo:

• Jumuiya ya Ekolojia na Umuhimu wa Biolojia ya Mazingira na Mathayo R. Fisher (leseni chini ya CC-BY)
• Kuhifadhi Biodiversity kutoka General Biolojia na OpenStax (leseni chini ya CC-BY)