Różnorodność gatunkowa

Czy znane są już wszystkie gatunki zamieszkujące Ziemię? Jak wygląda różnorodność gatunkowa Polski w porównaniu z innymi obszarami? Które regiony na świecie są najbogatsze pod tym względem i dlaczego?

RCnghhvBq4OAi

Fotografia przedstawia samicę rysia euroazjatyckiego leżącą przy pniu drzewa. Jej sierść jest jasna w rude cętki. Obok niej na ziemi z przodu i z tyłu leżą dwa małe rysie. Jeden z nich dokarmia się, ssąc pierś matki.

1. Liczba gatunków

Różnorodność gatunkowaróżnorodność gatunkowaRóżnorodność gatunkowa określana jest w odniesieniu do konkretnego ekosystemu lub obszaru. Wyraża się ją całkowitą liczbą gatunków tam występujących, często podawaną w przeliczeniu na jednostkę powierzchni. Im większa jest ta liczba, tym wyższa różnorodność gatunkowa badanego terytorium.

Precyzyjne ustalenie liczby gatunków żyjących w danym ekosystemie nie jest możliwe. Nawet na dostępnych i wielokrotnie przebadanych obszarach Europy wciąż spotyka się przedstawicieli gatunków, które nie zostały wcześniej opisane. Różnorodność gatunkową bardzo trudno określić przede wszystkim w głębinach oceanicznych, wnętrzach jaskiń czy niedostępnych zakątkach lasów tropikalnych, dlatego opisuje się ją jedynie szacunkowo. Pamiętać też należy, że nieustannie trwa ewolucja, skutkująca wymieraniem gatunków i pojawianiem się nowych.

Podstawową trudność w precyzyjnym ustaleniu liczby bezkręgowców stanowi określenie różnorodności gatunkowej owadów, czyli najliczniejszego taksonutaksontaksonu. Dotąd opisano ponad milion przedstawicieli tej grupy, jednak jej bogactwo gatunkowe jest z pewnością wielokrotnie wyższe – w zależności od opracowań szacuje się, że wynosi ono od 6 do 10 mln gatunków (niektóre źródła podają nawet wartość 30 mln). Równie trudne ze względu na liczebność grupy jest określenie różnorodności gatunkowej bakterii czy grzybów.

Galeria przedstawia wykresy ilustrujące dane na temat różnorodności gatunkowej w 2023 r.

Rozwój mikrobiologii, nauki pozwalającej poznać różnorodność bakterii oraz jednokomórkowych grzybów i protistów, ma duży wpływ na wzrost liczby opisanych gatunków. Ponadto odkrywanie nowych metod badawczych przyczynia się do systematyzowania grup znanych już od dawna.

Klasyfikacja wielu mikroorganizmów oparta jest na szczegółach ich budowy, które poznano dopiero dzięki zastosowaniu mikroskopii elektronowej. Porównywanie wybranych sekwencji DNA pozwala ustalić stopień pokrewieństwa między taksonami. Z drugiej strony rozwój nauki umożliwia weryfikację przynależności systematycznej wielu organizmów. Może to skutkować łączeniem różnych morfologicznie form w jeden gatunek, a w efekcie – zmniejszeniem liczby gatunków w danym taksonie.

Różnorodność gatunkową ekosystemów lądowych ocenia się na podstawie liczebności gatunków roślin naczyniowychrośliny naczynioweroślin naczyniowych w tych ekosystemach. Rośliny naczyniowe są bardzo dobrze poznane, a określenie ich liczby na danym obszarze jest łatwiejsze niż w przypadku przedstawicieli innych królestw. Organizmy te się nie przemieszczają i w większości przypadków osiągają rozmiary, które umożliwiają dostrzeżenie ich bez specjalistycznej aparatury.

Ocena bogactwa ekosystemów morskich opiera się głównie na różnorodności zwierząt, a także roślin, o ile występują na badanym obszarze.

2. Gatunki endemiczne

Wśród gatunków żyjących na danym obszarze występują zarówno gatunki pospolite, jak i rzadko spotykane. Te ostatnie określa się jako endemityendemitendemity, czyli organizmy, których zasięg jest bardzo ograniczony. Endemity są unikatowe dla określonego obszaru, nigdzie indziej niewystępujące naturalnie. Należą do nich: legwany morskie, żółwie słoniowe i pingwiny równikowe z wysp Galapagos, hatterie z Nowej Zelandii, koale, emu, kangury, dziobaki i rogozęby z Australii, jaguary i pekari z Ameryki Środkowej i Południowej czy lemury, żyjące na Madagaskarze i Komorach.

Roślinnymi endemitami są żmijowce z wysp Makaronezji, australijskie eukaliptusy, sekwoje z Ameryki Północnej i afrykańska welwiczja przedziwna. Liczba endemitów na danym obszarze ma związek z jego różnorodnością gatunkową – tam gdzie występuje dużo endemitów, liczne i zróżnicowane są również inne gatunki.

Galeria przedstawia gatunki endemiczne

Duża liczba endemitów występuje na wyspach oceanicznych, np. Madagaskarze, Nowej Zelandii, Galapagos, oraz w wysokich górach. Ocean, oddzielający wyspę od stałego lądu, czy łańcuch górski, separujący dwa tereny położone po obu jego stronach, są naturalnymi barierami geograficznymi. Uniemożliwiają one przemieszczanie się większości organizmów z wyjątkiem tych, które mają zdolność do lotu na duże odległości, np. ptaków.

Populacje oddzielone od siebie ewoluują w inny sposób, zwłaszcza jeśli ich nisze ekologicznenisza ekologicznanisze ekologiczne różnią się warunkami siedliskowymi. U osobników izolowanych populacji powstają nowe cechy adaptacyjne, a te będące przystosowaniami do poprzednich warunków życia są eliminowane. W efekcie izolacji (po pewnym czasie, zwykle długim) populacje na tyle się różnią, że nie mogą się ze sobą krzyżować, czyli stają się odrębnymi gatunkami. Proces powstawania nowych gatunków nazywa się specjacjąspecjacjaspecjacją.

W Polsce liczba gatunków endemicznych jest niewielka. Flora naszego kraju rozwinęła się stosunkowo niedawno, po ustąpieniu lodowca ok. 10 tys. lat temu. Roślinność, która przed zlodowaceniem porastała środkową Europę, zanikła lub zachowała się jedynie na obszarach wolnych od lodu jako relikty. Po ustąpieniu lodowca rozprzestrzeniły się inne gatunki. Miały one mało czasu, by z izolowanych populacji wytworzyć odrębne gatunki czy choćby podgatunki.

Polskim endemitem niektórzy naukowcy określają sieję łebską, rybę występującą jedynie w jeziorze Łebsko; inni traktują ją jako podgatunek siei pospolitej. Podobnie modrzew polski klasyfikowany jest czasem jako odrębny, endemiczny gatunek, a czasem jako podgatunek modrzewia europejskiego.

Endemity występują w Tatrach, Pieninach i Sudetach, zarówno na terenie Polski, jak i krajów sąsiedzkich (Słowacji i Czech). Wśród roślin są to: ostróżka tatrzańska, skalnica tatrzańska, a wśród zwierząt: traszka karpacka i darniówka tatrzańska. W środowisku naukowym nie ma jednak zgody co do tego, czy wymienione organizmy są odrębnymi gatunkami.

Galeria przedstawia gatunki endemiczne występujące w Polsce

3. Gatunki reliktowe

Gatunki reliktowe są pamiątkami minionych epok geologicznych. Zachowały się tylko w miejscach, gdzie warunki przypominają te, jakie panowały w czasie powszechnego występowania tych organizmów.

W Polsce najczęściej spotyka się relikty polodowcowe. Nastanie zlodowacenia doprowadziło do tego, że tereny przed czołem lodowca zostały zasiedlone przez gatunki arktyczne, które znacznie powiększyły swój zasięg. Pod koniec epoki lodowej, wraz z przyjściem ocieplenia, gatunki te wycofały się na północ Europy, zmniejszając swój zasięg. W ich miejsce pojawiły się odmiany ciepłolubne, charakterystyczne dla obszaru śródziemnomorskiego. Jednak część gatunków arktycznych zachowała się na pojedynczych stanowiskach w rejonach o bardzo specyficznych warunkach siedliskowych, np. w chłodnym piętrze subalpejskim lub alpejskim w górach, a także na torfowiskach.

Gatunki takie, których obecny wąski zasięg to pozostałość po znacznie szerszym pierwotnym zasięgu, są nazywane reliktamireliktreliktami. We florze Polski do reliktów polodowcowych należą m.in. brzoza karłowata, dębik ośmiopłatkowy, wierzba lapońska, zimoziół północny, skalnica śnieżna – rośliny charakterystyczne dla obszarów górskich.

RlUqUzvye4l9A

Fotografia przedstawia w dużym zbliżeniu niewysokie rośliny na skalnym podłożu. To skalnica śnieżna. Ma kilka pędów z drobnymi kwiatami na szczycie, wyrastających spomiędzy rozety grubych liści. Pędy są owłosione. W pobliżu rośnie kilka małych roślin.

4. Czynniki warunkujące różnorodność gatunkową

Na różnorodność gatunkową ekosystemów istotny wpływ mają: klimat, dostępność wody i ukształtowanie terenu. Strefy roślinności na Ziemi zależne są od klimatu panującego na danym obszarze, dlatego ich układ jest równoleżnikowy, podobnie jak stref klimatycznych. Dzieje się tak, ponieważ rośliny do wzrostu potrzebują przede wszystkim określonej temperatury i wilgotności. Najwięcej gatunków żyje w strefie klimatu wilgotnego i ciepłego, a najmniej – w środowisku bardzo suchym i zimnym.

Najmniejszą różnorodnością gatunkową roślin charakteryzują się takie obszary, jak pustynie piaszczyste i lodowe oraz półpustynie, tundra i stepy. Natomiast ogromne bogactwo gatunków występuje w tropikalnych lasach deszczowych.

W 2022 r. w dżungli amazońskiej żyło ponad 3 miliony gatunków różnych organizmów. Na jednym hektarze występowało od 40 do 300 gatunków roślin, a całą powierzchnię dżungli porastało aż 55 tys. gatunków. W 2023 r. w Amazonia była zamieszkana przez ponad 3 tys. gatunków ryb, 689 gatunków ssaków, 517 gatunków płazów, 1832 gatunki ptaków, 744 gatunki gadów, a także prawie 130 tys. gatunków bezkręgowców. Różnorodność grzybów żyjących w dżungli amazońskiej szacowano nawet na 30 tys. gatunków.

Drugim po klimacie czynnikiem mającym wpływ na różnorodność gatunkową biosfery jest ukształtowanie powierzchni terenu. W górach występuje znacznie większa liczba gatunków niż na nizinach. Wynika to z różnorodności warunków panujących na terenach górskich, np. dużej zmienności temperatury i wilgotności, różnej ekspozycji na promieniowanie słoneczne i wiatr oraz zróżnicowania typów podłoża w poszczególnych partiach gór. W Polsce Tatry są obszarem o największej różnorodności gatunkowej. W samym Tatrzańskim Parku Narodowym żyje ponad 1000 gatunków roślin naczyniowych i 8 tys. gatunków zwierząt.

Różnorodność gatunkowa na wyspach zależy od ich powierzchni, odległości od stałego lądu i zróżnicowania panujących na nich warunków siedliskowych. Im wyspa jest większa, tym więcej gatunków na niej żyje. Dodatkowo im bardziej jest oddalona od lądu, tym więcej spotyka się na niej endemitów.

Wśród ekosystemów wodnych najwyższym poziomem różnorodności gatunkowej cechują się rafy koralowe. Największa z nich, Wielka Rafa Koralowa, zlokalizowana jest wzdłuż północno‑wschodniego wybrzeża Australii. „Szkielet” raf koralowych tworzą korale madreporowekorale madreporowekorale madreporowe oraz inne organizmy o osiadłym trybie życia, np. gąbki i stułbiopławystułbiopławystułbiopławy. Dają one schronienie dla licznych gatunków ryb, małży, żółwi, krabów, rozgwiazd. Korale są także pożywieniem dla niektórych zwierząt.

Niestety, zmiany temperatury wody oraz zanieczyszczenie mórz i oceanów związane z działalnością człowieka przyczyniają się do niszczenia raf koralowych i spadku bioróżnorodności.

R14XS0gLUf56d

Zdjęcie przedstawia rafę koralową środkowego Pacyfiku. Widoczne są zielonoszare i różowe koralowce oraz wiele drobnych różowych rybek.

Podsumowanie

• Różnorodność gatunkowa wyrażana jest całkowitą liczbą gatunków występujących w danym ekosystemie lub na określonym obszarze, często w przeliczeniu na jednostkę powierzchni.

• Różnorodność gatunkowa danego obszaru zależy od wielu czynników środowiska, takich jak: klimat, ukształtowanie terenu, dostępność wody, rodzaj gleby. Najwięcej gatunków występuje w klimacie ciepłym i wilgotnym. Góry cechują się większą różnorodnością gatunkową niż niziny.

• Szczególnym bogactwem gatunkowym charakteryzują się tropikalne lasy deszczowe oraz rafy koralowe.

• Endemity najczęściej występują na wyspach oceanicznych, zwłaszcza tych położonych w dużym oddaleniu od kontynentu, oraz w wysokich górach. Przykłady endemitów to m.in. pingwiny równikowe z wysp Galapagos, kangury i dziobaki z Australii.

• Relikty to gatunki o wąskim zasięgu, występujące dawniej powszechnie na danym terenie. Relikty występujące w Polsce to m.in. skalnica śnieżna, wierzba lapońska i brzoza karłowata.

Słownik

Zadania