A biológiai diverzitás értelmezése

A bioszféra mint legmagasabb biológiai szerveződési szint, 4,6 milliárd éves bolygónk egyedülálló képződménye. Kialakulásának feltétele a Föld kialakulása és az élet keletkezése volt. A tudomány mai állása szerint élet jelenleg csak a Földön van. Az élet első biztos nyomai közel 3,5 milliárd évesek (Vida G., 2005). A prokarióta szervezetek hosszú ideig, közel 2 milliárd évig uralták a Földet. Az első eukarióta élőlények 1,5–1,7 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg, és 600 millió évig csak egysejtű szervezetekként éltek.

Az ivaros szaporodás megjelenése (kb. 900 millió évvel ezelőtt) az adaptív génkombinációk gyors elterjedését tette lehetővé a populációban, ami újabb és újabb élőhelyek meghódítását tette lehetővé, elősegítve a nagyobb földrajzi elterjedést az adott élőlény számára. A soksejtű szervezetek nagy valószínűséggel egymástól függetlenül, több csoportból jöhettek létre. Feltételezések szerint legalább16 eukarióta vonal létezik. Az autotróf vonalon a magasabb rendű növények, míg a heterotróf vonalon a gombák és a többsejtű állatok alakultak ki. A bioszféra a litoszféra/pedoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra határán jött létre, s az élőlények megjelenése jelentős mértékben befolyásolta, illetve módosította a három szférában lezajló folyamatokat.

A bioszféra evolúciója szempontjából a legfontosabb átalakulás a légkör széndioxidszintjének csökkenése, az ezzel párhuzamos az oxigénszint növekedés, illetve az ózonpajzs kialakulása volt. A szilúr és a devon időszak határán szárazföldre kilépő növényzet a karbon időszakban már teljesen meghódította a Föld szárazulatait és jelentős tényezőjévé vált a bioszféra működésének. A szárazföldi élőlényközösségek fajgazdagságának (biodiverzitásának) növekedése mellett a működési változatosság (funkcionális diverzitás) is egyre nagyobb lett.

A biológiai diverzitás alatt az élővilág sokféleségét értjük (Juhász-Nagy, 1993). Joggal merül föl az a kérdés, hogy miért vált olyan fontossá a biodiverzitás, hogy két egymás utáni ENSZ világkonferencia  Környezet és Fejlődés Konferencia (Rio de Janeiro, 1992), a Fenntartható Fejlődésről (Johannesburg, 2002)  egyik fő témája a fenntarthatóság mellett a biológiai sokféleség megőrzésének kérdése volt. A kérdésre a válasz az alábbiakban foglalható össze. A biológiai diverzitás azért globális fontosságú, mert

 alapja a bioszféra fejlődésének és stabilitásának (bár a részleteket még nem ismerjük);

 jelentős szerepet játszik az alkalmazkodóképességben, hatékonyságban (adott hely anyag és energia kihasználása nagyobb biodiverzitással nagyobb lehet) és a fennmaradásban (perzisztenciában);

 a biológiai szerveződés összes szintjén (egyed alatti, egyedi és egyed feletti szintek) értelmezhető;

 nem egyszerűen alkotórészek sokféleségét jelenti, hanem a folyamatok és a kapcsolatok változatosságát is.

A diverzitás alatt nem csak a fajok sokféleségét és mennyiségi viszonyait értjük, ide tartozik a fajon belüli genetikai összetétel (genetikai diverzitás), valamint – az egyed feletti organizációs szinteken – a közösségek (társulások, élőlényközösségek) és a tájak sokfélesége is.

A genetikai diverzitás azért kulcsfontosságú, mert ez az alapja a fajok evolúciós alkalmazkodóképességének. Az élőlények által hordozott genetikai információ az evolúció hajtóereje, immunrendszeri és alkalmazkodási forrás, és nemcsak faji, hanem azon felüli egyedülállósága is páratlan értékű. A genetikai információ gazdagsága évmilliárdok alatt szelektálódott ki, hogy alkalmazkodjon és megfeleljen bolygónk állandóan változó szükségleteinek. Az emberi beavatkozások ellen is ez a változékonyság nyújtott védelmet számos fajnak, míg mások pontosan ennek a segítségével szereztek előnyt vagy húztak hasznot a változásokból.

A fajdiverzitás/fajgazdagság arról ad képet, hogy egy adott földrajzi térség, pl.

hegységen, folyóvölgyben, kontinensen vagy a bioszférában hány faj él. Ez nem más, mint egy flóra-, illetve faunalista. A fajdiverzitás globális eloszlását tekintve, a környezeti tényezők (klíma, talajviszonyok stb.) kedvezőtlenebbé válásával, azaz a trópusoktól a sarkok irányában, szembetűnő a diverzitás mértékének csökkenése. Az éghajlati korlátokon túl a jelenséget magyarázza az a tény is, hogy a trópusok evolúciósan idős térség, ahol a speciáció (fajfejlődés), koevolúció előrehaladottabb, mint a viszonylag fiatalabb mérsékelt övön. Míg a genetikai diverzitás mértékét nehéz számszerűsíteni, faj szinten ma mintegy 1,4 millió taxont azonosítottak (8.1.1. ábra).

8.1.1. ábra: A bioszféra ismert fajainak megoszlása (Wilson, 1992 nyomán)

A leírt fajok mintegy 60%-át rovarok alkotják; a még ismeretlen rovarfajok száma akár 8 millió is lehet (8.1.2. ábra). A taxonómiailag jól feltárt madarak és emlősök fajszáma az ismert fajok alig 1%-a. A bioszféra becsült fajszámára vonatkozólag számos becslés látott már eddig is napvilágot. Feltételezések szerint a jelenleg létező összes fajszám 10 és 30 millió közötti, vagy még ennél is több, akár az 50 milliót is elérheti. Mindezek alapját azok a terepi kutatási eredmények jelentik, amelyek az utóbbi évtizedek során láttak napvilágot.

Ezek közül néhány példa: Borneó szigetén a trópusi esőerdő 10 egyenként egyhektáros területén több, mint 700 fafaj él. Ennyi őshonos fa jellemzi az egész Észak-Amerikai kon-tinenst. Még nagyobb fajgazdagság jellemzi Dél-Amerikában a hegyi esőerdőket. Peruban kettő, egyenként egy hektárnyi erdőterületen 300 fafaj él. Ugyancsak Peruban az akáciafa egyetlen hüvelytermésében annyi hangyafaj él (szám szerint 43), amennyi a Brit-szigeteken honos! A mélytengerek élővilága és a talajlakó élőlények (baktériumok, gom-bák, talajatkák) szinte ismeretlenek.

8.1.2. ábra: Az élőlénycsoportok ismert és a becsült fajszámai (Hammond, 1992)

A közösségi diverzitás a fajösszetételen túl attól is függ, hogy hány egyed tartozik egy-egy populációhoz, azaz a fajok tömegességi viszonyait is figyelembe veszi. Az ökológiában diverzitás alatt legtöbbször az így értelmezett faj-egyed diverzitást értjük. Ez a sokféleség elméletileg nyílván akkor maximális, ha a közösség összes egyede más-más fajhoz tartozik, és akkor minimális, ha valamennyi egyed azonos fajú. A valós társulások e két véglet között helyezkednek el. A diverzitás becslésére használatosak az ún. diverzitási mutatók, melyek közül itt a Shannon-Wiener indexet tárgyaljuk. Ennek számításánál a társulást alkotó minden egyes populációnak a részesedését (pl. egyedszámát, biomasszáját, borítását) vesszük figyelembe a társulás egészének függvényében. A diverzitási indexet az alábbiak szerint kapjuk:

i S

i

i p

p log H'

1





 , (8.1.)

ahol H’ a Shannon-Wiener diverzitás mérőszáma, pi az i fajhoz tartozó egyedek aránya a mintában,

S pedig az összes fajszám a mintában.

A diverzitás értéke 0 és l S között változhat. Két közösség közül annak nagyobb a diverzitása, amelyiket több faj alkotja (azonos egyedszám, biomassza, borítás mellett), illetve azonos fajszám esetén az, amelyikben az egyedek (biomasszaértékek, borításértékek) minél egyenletesebben oszlanak el a fajok között. Látható tehát, hogy a diverzitás értéke a fajszám mellett az egyenletességtől (ti. az egyedek hogyan oszlanak meg a fajok között) is függ. Az egyenletesség akkor maximális, ha minden fajhoz egyenlő számú egyed tartozik. Egy fajszegényebb közösség is lehet diverzebb egy fajgazdagabbnál, ha az egyedek eloszlása egyenletes.

Tájdiverzitás egy nagyobb földrajzi térség vagy régió tájszerkezetben megnyilvánuló sokféleség. Egyik értelmezése szerint elsődleges fontosságú az, hogy hányféle közösség fordul elő az adott földrajzi területen. Egy másik értelmezési mód szerint tájdiverzitás alatt a folttípusok (élőhelytípusok) száma és gyakorisága értendő. A táji sokféleség nemcsak földrajzi, tájökológiai és természetvédelmi, hanem esztétikai szempontból is fontos. A foltdiverzitás a tájökológia fontos fogalma, nagysága függ a folttípusok számától és azok előfordulási gyakoriságától.

Regionális szinten a tájak sokfélesége, a tájtípusok száma és előfordulási gyakorisága szabja meg a diverzitást. Már a tájszinten is, de még inkább regionálisan a változatosságot nemcsak a természeti környezet, hanem a társadalmi-gazdasági környezet is befolyásolja.

Így a földhasználati típusok sokféleségét (szántó, kert, gyümölcsös, szőlő, gyep, faültetvények, nádas, halastavak, beépített terület, utak, egyéb nyomvonalas építmények, külszíni bányák, meddőhányók stb.) is figyelembe kell venni.