Biodiversitatea este varietatea biologică și variabilitatea vieții pe Pământ. Biodiversitatea este măsurarea variației la nivel genetic, de specii și de ecosistem. Biodiversitatea terestră este de obicei mai mare în apropierea ecuatorului, care este rezultatul climatului cald și al producției primare ridicate. Biodiversitatea nu este distribuită uniform pe Pământ și este mai bogată la tropice. Aceste ecosisteme de păduri tropicale acoperă mai puțin de 10% din suprafața uscatului și conțin aproximativ 90% din speciile lumii.Young, Anthony. "Global Environmental Outlook 3 (GEO-3): Past, Present and Future Perspectives." The Geographical Journal, vol. 169, 2003, p. 120. Biodiversitatea marină este, de obicei, mai mare de-a lungul coastelor din Pacificul de Vest, unde temperatura de suprafață a mării este cea mai ridicată, și în banda de latitudinală medie în toate oceanele. Există gradienți latitudinali în diversitatea speciilor. Biodiversitatea tinde, în general, să se grupeze în puncte fierbinți, și a crescut de-a lungul timpului, dar cel mai probabil va încetini în viitor, ca rezultat principal al defrișărilor. Ea cuprinde procesele evolutive, ecologice și culturale care susțin viața.
Schimbările rapide ale mediului provoacă de obicei extincții în masă. Mai mult de 99,9% din toate speciile care au trăit vreodată pe Pământ, în valoare de peste cinci miliarde de specii, se estimează că au dispărut. Estimările privind numărul de specii actuale de pe Pământ variază de la 10 la 14 milioane, dintre care aproximativ 1,2 milioane au fost documentate și peste 86% nu au fost încă descrise. În iulie 2016, oamenii de știință au raportat că au identificat un set de 355 de gene din Ultimul strămoș comun universal (LUCA) al tuturor organismelor care trăiesc pe Pământ.
Vârsta Pământului este de aproximativ 4,54 miliarde ani. Cele mai vechi dovezi incontestabile ale vieții pe Pământ datează de cel puțin 3,5 miliarde de ani în urmă, în timpul erei Eoarhaic, după ce o crustă geologică a început să se solidifice. Există fosile de covor microbian găsite în gresie veche de 3,48 miliarde de ani descoperită în Australia de Vest. Alte dovezi fizice timpurii ale unei substanțe biogene este grafitul din roci meta-sedimentare vechi de 3,7 miliarde de ani, descoperite în vestul Groenlandei. Mai recent, în 2015, „rămășițe de viață biotică” au fost găsite în roci vechi de 4,1 miliarde de ani din Australia de Vest. Potrivit unuia dintre cercetători, „dacă viața a apărut relativ repede pe Pământ... atunci ar putea fi comună în Univers”.
De când a început viața pe Pământ, cinci extincții în masă majore și câteva extincții minore au dus la scăderi mari și bruște ale biodiversității. Eonul Fanerozoic (ultimii 540 de milioane de ani) a marcat o creștere rapidă a biodiversității prin explozia cambriană — o perioadă în care au apărut pentru prima dată majoritatea încrengăturilor. Următorii 400 de milioane de ani au inclus pierderi repetate și masive de biodiversitate clasificate ca evenimente de extincție în masă. În Carbonifer, colapsul pădurilor tropicale a dus la o mare pierdere a vieții vegetale și animale.Extincția din Permian-Triasic, de acum 251 de milioane de ani, a fost cea mai gravă extincție în masă; recuperarea vertebratelor a durat 30 de milioane de ani. Cel mai recent eveniment, extincția din Cretacic-Paleogen, a avut loc acum 65 de milioane de ani și a atras adesea mai multă atenție decât altele, deoarece a dus la dispariția dinozaurilor non-aviari.
Perioada de la apariția oamenilor a prezentat o reducere continuă a biodiversității și o pierdere însoțitoare a diversității genetice. Denumită extincția din Holocen, reducerea este cauzată în principal de impactul uman, în special de distrugerea habitatului. În schimb, biodiversitatea are un impact pozitiv asupra sănătății umane în mai multe moduri, deși sunt studiate câteva efecte negative.
Organizația Națiunilor Unite a desemnat 2011-2020 ca Deceniul Națiunilor Unite privind biodiversitatea și 2021–2030 ca Deceniul Națiunilor Unite pentru Restaurarea Ecosistemului. Conform unui Raport de Evaluare Globală 2019 privind Biodiversitatea și Serviciile Ecosistemelor de către IPBES, 25% dintre speciile de plante și animale sunt amenințate cu dispariția ca rezultat al activității umane. Un raport IPBES din octombrie 2020 a constatat că aceleași acțiuni umane care conduc la pierderea biodiversității au dus, de asemenea, la o creștere a pandemiilor.
În 2020, cea de-a cincea ediție a raportului Global Biodiversity Outlook al ONU, care a servit drept „buletin final” pentru Țintele pentru Biodiversitate, o serie de 20 de obiective stabilite în 2010, dintre care majoritatea trebuia atinsă până la sfârșitul anului 2020, a afirmat că niciunul dintre ținte – care se referă la protejarea ecosistemelor și promovarea durabilității – nu a fost atins pe deplin.
Evoluție
Istoric Biodiversitatea este rezultatul a 3,5 miliarde de ani de evoluție. Originea vieții nu a fost stabilită de știință, cu toate acestea, unele dovezi sugerează că viața ar putea să fi fost deja bine stabilită la doar câteva sute de milioane de ani după formarea Pământului. Până acum aproximativ 2,5 miliarde de ani, viața consta din microorganisme – archaea, bacteria și protozoare și protiste unicelulare.
Istoria biodiversității în timpul Fanerozoicului (ultimii 540 de milioane de ani), începe cu o creștere rapidă în timpul exploziei cambriene — o perioadă în care aproape fiecare filum de organisme multicelulare a apărut pentru prima dată. În următorii 400 de milioane de ani, diversitatea nevertebratelor a arătat o tendință generală mică, iar diversitatea vertebratelor arată o tendință generală exponențială. Această creștere dramatică a diversității a fost marcată de pierderi periodice masive de diversitate clasificate ca evenimente de extincție în masă. O pierdere semnificativă a avut loc atunci când pădurile tropicale au colapsat în Carbonifer. Cel mai grav a fost evenimentul de extincție Permian-Triasic, acum 251 de milioane de ani. Vertebratele au avut nevoie de 30 de milioane de ani pentru a se recupera după acest eveniment.
Înregistrările fosile sugerează că ultimele câteva milioane de ani au prezentat cea mai mare biodiversitate din istorie. Cu toate acestea, nu toți oamenii de știință susțin acest punct de vedere, deoarece există incertitudine cu privire la cât de puternic este influențat registrul fosil de disponibilitatea și conservarea mai mare a secțiunilor geologice recente. Unii oameni de știință cred că, corectată pentru eșantionarea artefactelor, biodiversitatea modernă ar putea să nu fie mult diferită de biodiversitatea de acum 300 de milioane de ani, în timp ce alții consideră că înregistrările fosile reflectă în mod rezonabil diversificarea vieții. Estimările actualei diversități macroscopice globale ale speciilor variază de la 2 milioane la 100 de milioane, cu o estimare bună undeva aproape de 9 milioane, marea majoritate artropode. Diversitatea pare să crească continuu în absența selecției naturale.
Diversificare
Existența unei capacități globale de susținere, care limitează cantitatea de viață care poate trăi simultan, este dezbătută, la fel ca și întrebarea dacă o astfel de limită ar restrânge și numărul de specii. În timp ce înregistrările privind viața marină arată un model logistic de creștere, viața pe uscat (insecte, plante și tetrapode) arată o creștere exponențială a diversității. După cum afirmă un autor, „Tetrapodele nu au invadat încă 64% din modurile potențial locuibile și s-ar putea ca, fără influența umană, diversitatea ecologică și taxonomică a tetrapodelor să continue să crească exponențial până când mare parte sau tot spațiul ecologic disponibil este umplut".
De asemenea, se pare că diversitatea continuă să crească în timp, mai ales după extincțiile în masă.
Pe de altă parte, schimbările din Fanerozoic se corelează mult mai bine cu modelul hiperbolic (folosit pe scară largă în biologia populației, demografie și macrosociologie, precum și biodiversitatea fosilă) decât cu modelele exponențiale și logistice. Ultimele modele implică faptul că schimbările în diversitate sunt ghidate de un feedback pozitiv de ordinul întâi (mai mulți strămoși, mai mulți descendenți) și/sau un feedback negativ care decurge din limitarea resurselor. Modelul hiperbolic implică un feedback pozitiv de ordinul doi. Modelul hiperbolic al creșterii populației mondiale rezultă dintr-un feedback pozitiv de ordinul doi între dimensiunea populației și rata de creștere tehnologică. Caracterul hiperbolic al creșterii biodiversității poate fi explicat în mod similar printr-un feedback între diversitate și complexitatea structurii comunității. Asemănarea dintre curbele biodiversității și populația umană provine probabil din faptul că ambele sunt derivate din interferența tendinței hiperbolice cu dinamica ciclică și stocastică.
Majoritatea biologilor sunt totuși de acord că perioada de la apariția omului face parte dintr-o nouă extincție în masă, numită evenimentul de extincție din Holocen, cauzată în primul rând de impactul pe care oamenii îl au asupra mediului.National Survey Reveals Biodiversity Crisis American Museum of Natural History S-a susținut că rata actuală de dispariție este suficientă pentru a elimina majoritatea speciilor de pe planeta Pământ în decurs de 100 de ani.
Noi specii sunt descoperite în mod regulat (în medie între 5-10.000 de specii noi în fiecare an, majoritatea insecte) și multe, deși descoperite, nu sunt încă clasificate (estimările sunt că aproape 90% dintre toate artropodele nu sunt încă clasificate). Cea mai mare parte a diversității terestre se găsește în pădurile tropicale și, în general, uscatul are mai multe specii decât oceanul. Pe Pământ pot exista aproximativ 8,7 milioane de specii, dintre care aproximativ 2,1 milioane trăiesc în ocean.
Numărul de specii
Potrivit lui Mora și colegii, numărul total de specii terestre este estimat la aproximativ 8,7 milioane, în timp ce numărul speciilor oceanice este mult mai mic, estimat la 2,2 milioane. Autorii notează că aceste estimări sunt mai puternice pentru organismele eucariote și probabil reprezintă limita inferioară a diversității procariote. Alte estimări includ:
220.000 de plante vasculare, estimate folosind metoda relației specie-zonă 0,7 - 1 milion de specii marine 10 - 30 milioane de insecte; (din aproximativ 0,9 milioane pe care le cunoaștem astăzi) 5 - 10 milioane de bacterii;Proceedings of the National Academy of Sciences, Census of Marine Life (CoML) News.BBC.co.uk 1,5 - 3 milioane de ciuperci, estimări bazate pe date de la tropice, situri non-tropicale pe termen lung și studii moleculare care au relevat speciații criptice. Aproximativ 0,075 milioane de specii de ciuperci au fost documentate până în 2001; 1 milion de acarieni Numărul de specii microbiene nu este cunoscut în mod fiabil, dar Expediția Globală de Eșantionare a Oceanului a crescut dramatic estimările diversității genetice prin identificarea unui număr enorm de noi gene din probele de plancton din apropierea suprafeței în diferite locații marine, inițial în perioada 2004-2006. Descoperirile pot provoca în cele din urmă o schimbare semnificativă în modul în care știința definește speciile și alte categorii taxonomice.
Deoarece rata extincției a crescut, multe specii existente pot dispărea înainte de a fi descrise. Nu este surprinzător că în animalele cele mai studiate grupuri sunt păsările și mamiferele, în timp ce peștii și artropodele sunt cele mai puțin studiate grupuri de animale.
Puncte fierbinți de biodiversitate