Augu sugu skaits pasaulē: bioloģiskā daudzveidība, klasifikācija, nozīme un katalogizācijas izaicinājumi

Ievads: Izaicinājums zināt, cik daudz augu sugu pastāv

Augu pasaule ir viens no dzīvības pamatprincipiem uz Zemes. Augi, papildus tam, ka tie ir barības ķēdes pamats un ražo skābekli, ko elpojam, tie ir galvenie sauszemes un ūdens ekosistēmu regulēšanā. Tomēr šķietami vienkāršs jautājums, piemēram, Cik daudz augu sugu pastāv pasaulē? izrādās neticami sarežģīti atbildēt.

Galvenais iemesls ir tas, ka augu sugu identifikācija, klasifikācija un uzskaite To raksturo pastāvīgi atklājumi, zinātniskas pārskatīšanas, taksonomiskas izmaiņas un, diemžēl, paātrināta izmiršana. Šajā rakstā ir padziļināti aplūkoti pašreizējie aprēķini, globālās skaitīšanas grūtības, botāniskā klasifikācija, zinātnes sasniegumi un izaicinājumi, augu bioloģiskās daudzveidības nozīme un cilvēka darbības ietekme uz šo nenovērtējamo dabas mantojumu.

Kāpēc ir tik grūti zināt, cik sugu pastāv?

Godīgākā un aktuālākā atbilde uz jautājumu par augu sugu skaitu pasaulē ir: mēs nezinām drošiAplēses ievērojami atšķiras atkarībā no avotiem, skaitīšanas metodēm un "sugas" definīcijas, taču pašreizējā zinātniskā vienprātība lēš, ka aprakstīto augu sugu skaits ir robežās no 310.000 400.000 un XNUMX XNUMX sugu, lai gan daži aprēķini, īpaši maz pētītiem mikroorganismiem un augiem, var ievērojami palielināt šo skaitli.

• Ikgadējie atklājumi: Katru gadu zinātne apraksta aptuveni 2.000 jaunas augu sugas, īpaši tropu reģionos un neizpētītās teritorijās.
• Izmiršana un draudi: Daudzām nesen katalogizētām vai neaprakstītām sugām draud izmiršana mežu izciršanas, klimata pārmaiņu un citu antropogēnu faktoru dēļ.
• Sinonīmija un taksonomiskā apskate: Zinātniskās atsauksmes un molekulārie pētījumi var pārdalīt, apvienot vai sadalīt iepriekš zināmas sugas, ietekmējot kopējo skaitu.
• Sugas veidošanās un evolūcija: Evolūcijas process turpinās: parādās jaunas sugas, bet citas izmirst, saglabājot nemainīgu globālās bioloģiskās daudzveidības dinamiku.

Šo iemeslu dēļ globālais augu skaits tiek pastāvīgi atjaunināts, un jebkurš skaitlis jāinterpretē kā aptuvens aprēķins.

Pašreizējie skaitļi: augu sugu skaita aplēses

Dažādas starptautiskas institūcijas un datubāzes ir mēģinājušas aptuveni noteikt zināmo augu sugu kopējo skaitu:

• Karaliskais botāniskais dārzs, Kjū (Pasaules augu stāvoklis): Zinātnei ir zināmas aptuveni 390.000 XNUMX augu sugu.
• Dzīvības enciklopēdija (EOL): Tajā tiek lēsts, ka ir aprakstītas aptuveni 350.000 XNUMX augu sugu.
• Starptautiskā dabas aizsardzības savienība (IUCN): Skaitļi liecina par aptuveni 320.000 XNUMX sugu, lai gan tiek brīdināts par ievērojamu nepietiekamu ziņošanu dažās grupās.

Tomēr daži neseni pētījumi, piemēram, Kamilo Moras un līdzstrādnieku vadītais pētījums, liecina, ka šis skaitlis varētu būt tuvāks 298.000 XNUMX oficiāli atzītu augu sugu, savukārt citas pieejas uzskata, ka pastāv vēl desmitiem tūkstošu sugu, kas jāatklāj, īpaši bagātās, bet maz pētītās ekosistēmās (Amazonē, Āfrikas un Āzijas tropu mežos u. c.).

Kā tiek klasificēta augu daudzveidība?

El Karaliste Plantae Tas aptver milzīgu organismu daudzveidību, sākot no mikroskopiskām aļģēm līdz pat augstiem kokiem. Tā mūsdienu filoģenētiskā klasifikācija ir balstīta uz augu kopīgo evolūciju un hloroplastu (organellu, kas atbild par fotosintēzi) iegūšanu. Apskatīsim galvenās grupas:

• Zaļaļģes (Chlorophyta un Charophyta): Lielākā daļa no tiem ir ūdens, sauszemes augu evolūcijas priekšteči.
• Briofīti: Neasvadu augi, piemēram, sūnas, aknu mistes un ragu mistes.
• Pteridofīti: Papardes un radniecīgi augi, jau ar asinsvadu audiem.
• Vingrošanas sēklas: Augi ar kailām sēklām, piemēram, skujkoki, cikādes un ginkgo.
• Angiospermi: Ziedoši augi, lielākā un daudzveidīgākā grupa ar vairāk nekā 280.000 XNUMX zināmām sugām.

Nākamajā tabulā, kas balstīta uz IUCN un galveno botānisko datubāzu datiem, ir parādīti aprēķini pa klasēm:

Lielākā daļa zināmo sugu ir koncentrētas stenokardijas, kas pārstāv visdaudzveidīgāko grupu ar vislielāko sugu skaitu Augu valstībā.

Pasaules augu datubāze: jaunākie sasniegumi

Pēdējās desmitgadēs pasaules botānika ir guvusi milzīgus panākumus, pateicoties tādiem starptautiskiem projektiem kā “sPlot”. pasaules veģetācijas datubāze kurā ir vairāk nekā 1,1 miljons pilnīgu augu sugu sarakstu, kas izplatītas visos kontinentos un ekosistēmās. Šis darbs ir sniedzis labāku izpratni par augu daudzveidības modeļiem un ekoloģisko funkciju un apstiprina, ka dažiem vides faktoriem, piemēram, temperatūrai un nokrišņiem, ir mazāka ietekme uz augu kopienu funkcionālo sastāvu nekā iepriekš uzskatīts.

Lielo datu integrācija ir arī ļāvusi atbildēt uz fundamentāliem jautājumiem par globālo izplatību, adaptāciju, svešzemju sugu invāziju un Augu neaizsargātība pret globālām pārmaiņāmStarp atklājumiem izceļas augu funkcionālo īpašību relatīvā neatkarība no temperatūras vai nokrišņiem, kā arī spēcīgā augsnes barības vielu (īpaši slāpekļa un fosfora) ietekme.

Kas ir suga? Jēdzieni un grūtības skaitīšanā

Daļa no grūtībām noteikt precīzu augu sugu skaitu ir saistīta ar pati "sugas" definīcijaPastāv dažādi jēdzieni, katram no tiem ir praktiska nozīme katalogizācijā un skaitīšanā:

• Tipoloģiskais jēdziens: Balstoties uz novērojamām morfoloģiskām atšķirībām.
• Bioloģiskā koncepcija: Apsveriet locekļus, kas var krustoties un radīt auglīgus pēcnācējus.
• Filoģenētiskais jēdziens: Koncentrējas uz evolūcijas līnijām un populācijas ģenētiku.

Turklāt pastāv tādas parādības kā sinonīms (dažādi nosaukumi vienai un tai pašai sugai) taksonomiskā atdalīšana (jaunu sugu identificēšana no iepriekš unikālas sugas) un pat gadījumi, kad hibridizācija, mikrosugas vai gredzensugas, kas vēl vairāk apgrūtina vienprātības panākšanu par galīgo skaitli.

Jaunu sugu atklāšana un bioloģiskās daudzveidības samazināšanās

Katru gadu zinātnieki visā pasaulē identificē un apraksta jaunas augu sugas, no kurām daudzas ir sastopamas apdraudētās dzīvotnes vai arī ir endēmiski sastopami nelielās, nepietiekami izpētītās teritorijās. Tomēr cilvēka darbības izraisītais izmiršanas ātrums bieži vien pārsniedz atklāšanas un apraksta ātrumu:

• Tiek lēsts, ka Viena no piektajām augu sugām ir pakļauta izmiršanas riskam, galvenokārt dzīvotņu zuduma un sadrumstalotības, mežu izciršanas, lauksaimniecības paplašināšanās un klimata pārmaiņu dēļ.
• Simtiem sugu varētu izmirt, pirms tās pat ir zinātniski aprakstītas.
• IUCN Sarkanajā grāmatā ir uzskaitītas tūkstošiem augu sugu, kas klasificētas kā apdraudētas, un vēl daudzas citas gaida novērtējumu.

Šī parādība ir aprakstīta kā "klusa bioloģiskās daudzveidības samazināšanās”, kam varētu būt krasas sekas uz ekosistēmas līdzsvaru un vērtīgu ģenētisko resursu pieejamību lauksaimniecībai, medicīnai, biotehnoloģijai un vides noturībai nākotnē.

Kopējās bioloģiskās daudzveidības un augu lomas globālie aprēķini

Kopējais sugu skaits uz planētas sniedzas tālāk par augiem. Dažādos pētījumos aprakstīto dzīvo sugu skaits lēš no 1,5 līdz 2 miljoniem, taču jaunākie aprēķini liecina, ka patiesā Zemes bagātība varētu sasniegt aptuveni 8,7 miljoni dzīvo būtņu sugu (izņemot kataloģizētus mikroorganismus). Augu sugu procentuālā daļa kopējā skaitā joprojām ir aptuveni 10–15 % no pasaulē zināmās bioloģiskās daudzveidības.

Bioloģiskās grupas novērtējuma piemērs:

(Aptuvenie dati iegūti no plašiem taksonomiskiem pētījumiem un starptautiskiem zinātniskiem pārskatiem)

Faktori, kas sarežģī globālo sugu skaitu

Visu augu sugu katalogizēšanas uzdevums saskaras ar vairākiem šķēršļiem, daži tehniska rakstura, bet citi izriet no bioloģijas dinamiskās un evolucionārās dabas:

• Jauni atklājumi: Katru gadu zinātnieki apraksta aptuveni 2.000 jaunas augu sugas, īpaši tropu reģionos, salās un maz izpētītos lietus mežos.
• Taksonomiskā pārskatīšana: Ģenētiskā un molekulārā analīze ir ļāvusi identificēt "kriptiskas sugas", kas iepriekš tika uzskatītas par vienu sugu.
• Sinonīmijas un nosaukuma pārskatīšana: Daudzas sugas ir nosauktas vairāk nekā vienu reizi, un datu konsolidācija var samazināt kopējo skaitu, novēršot dublikātus.
• Nedokumentēta izmiršana: Sugas izzūd, nekad netiekot oficiāli aprakstītas, kā rezultātā rodas neredzams bioloģiskā mantojuma zudums.
• Hibridizācija un poliploīdija: Dažās augu līnijās, īpaši segsēkļu vidū, dabiskā hibridizācija vēl vairāk sarežģī sugu norobežošanu.

Augu daudzveidības ekoloģiskā un cilvēciskā nozīme

Augi ir visu sauszemes ekosistēmu pamatsBez tiem dzīvība, kādu mēs to pazīstam, nebūtu iespējama. Starp to svarīgākajām funkcijām:

• Primārā ražošana: Tie ir galvenie ražotāji biomasas un enerģijas ražošana fotosintēzes ceļā, radot skābekli, kas nepieciešams dzīvnieku un cilvēku elpošanai.
• Atmosfēras regulācija: Tie absorbē oglekļa dioksīdu un izdala skābekli, regulējot globālo klimatu un darbojoties kā oglekļa piesaistītāji.
• Ekosistemas atbalsts: Tie nodrošina barību, pajumti un dzīvotni miljoniem dzīvnieku sugu, sēnīšu un mikroorganismu.
• Ekosistēmu pakalpojumi: Tie piedalās ūdens ciklā, novērš eroziju, regulē mikroklimatu un uztur augsnes auglību.
• Vērtība cilvēcei: Vairāk nekā 31.000 XNUMX sugu tiek izmantotas pārtikā, medicīnā, būvmateriālos, rūpniecībā, dekorēšanā un kultūrā.

Šī centrālā loma uzsver augu bioloģiskās daudzveidības saglabāšanas un sugu skaita izpratnes nozīmi, lai tās efektīvi aizsargātu. Lai uzzinātu vairāk par konkrētām sugām, varat iepazīties ar gaļēdāji augi vai izpētīt dažādus skaistākie augi pasaulē.

Paātrināta izmiršana un cilvēka ietekme

Cilvēka darbība ir izraisījusi sugu izmiršanas ātrumu, kas ievērojami pārsniedz dabisko līmeni. Galvenie cēloņi ir mežu izciršana, intensīva lauksaimniecība, pilsētu paplašināšanās, piesārņojums, invazīvu svešzemju sugu ieviešana un klimata pārmaiņas. Galvenās sekas ir šādas:

• Ekoloģiskās noturības samazināšanās: Vienkāršotas ekosistēmas ir mazāk izturīgas pret traucējumiem.
• Ģenētisko resursu zudums: Sugu izzušana var nozīmēt pārtikas, zāļu un pielāgošanās potenciāla zaudēšanu jaunām vides problēmām.
• Ekosistēmas funkciju izzušana: Augu zudums var ietekmēt virkni procesu, sākot no apputeksnēšanas līdz ūdens regulēšanai un dabas katastrofu novēršanai.

Aptuveni 20% zināmo augu sugu ir apdraudētas, un katru gadu sugas izzūd, pirms tās ir zinātniski atzītas.

Cilvēku lietojums: pārtikas, ārstniecības un ekonomiskas nozīmes augi

No gandrīz 400.000 31.000 zināmajām augu sugām cilvēki dažādiem mērķiem tieši izmanto nedaudz vairāk par XNUMX XNUMX. No tām:

• Cilvēka uzturs: Tikai aptuveni 7.000 sugu ir daļa no pasaules iedzīvotāju ikdienas uztura. Tomēr lielākā daļa pasaules uztura ir atkarīga tikai no dažām (kviešiem, rīsiem, kukurūzas, kartupeļiem utt.).
• Tradicionālā un mūsdienu medicīna: Augu izcelsmes zālēs tiek izmantotas vairāk nekā 17.000 80 sugu, un gandrīz XNUMX % pasaules iedzīvotāju kā galveno veselības avotu izmanto augu izcelsmes līdzekļus.
• Būvmateriāli un šķiedra: Koki un krūmi nodrošina koksni, šķiedras, sveķus un krāsvielas vairākām nozarēm.
• Dekoratīvie pielietojumi, ainavu veidošana un kultūra: Tūkstošiem sugu ir pieradinātas un uzlabotas estētisku, kultūras un māksliniecisku apsvērumu dēļ.

Pašreizējie un nākotnes izaicinājumi augu daudzveidības izpētē un saglabāšanā

Saskaroties ar paātrināto bioloģiskās daudzveidības samazināšanos, zinātnieki iestājas par integrētu datubāzu izveidi, tehnoloģiju izmantošanu. jaunas molekulārās tehnoloģijas (DNS, metabarkodēšana) paātrināt galveno dzīvotņu identificēšanu un juridisko un praktisko aizsardzību, jo īpaši megadogēnos un nepietiekami pētītos reģionos.

Brīva piekļuve globālām datubāzēm, piemēram, sPlot un TRY augu īpašību platformai, ļauj gūt panākumus šādās jomās:

• Klimata pārmaiņu ietekmes prognozēšana par veģetāciju un bioģeoķīmiskajiem cikliem.
• Prioritāro sugu noteikšana ekoloģiskai saglabāšanai un atjaunošanai.
• Ilgtspējīgas politikas izstrāde zemes izmantošanas un agromežsaimniecības pārvaldības.
• Izglītība un sabiedrības informētība Par augu daudzveidības skaistumu un vērtību.

saistīto rakstu:

Milzu gaļēdāju augu veidi: sugas, pielāgojumi un mīti

Kopējais augu sugu skaits uz planētas ir kustīgs skaitlis, kas simbolizē dzīvības uz Zemes dziļo sarežģītību, dinamismu un bagātību. Katrs augs ir miljoniem gadu ilgas evolūcijas, adaptācijas dažādām vidēm un koevolūcijas ar citām dzīvām būtnēm rezultāts. Šīs daudzveidības identificēšanas, klasificēšanas un saglabāšanas izaicinājums ir ne tikai zinātnisks mērķis, bet arī dalīta atbildība lai nodrošinātu cilvēces un visu no tās atkarīgo ekosistēmu nākotni.

Augi ir vairāk nekā tikai skaitļi katalogā: tie ražo skābekli, pārtiku, zāles, materiālus un skaistumu. To izpēte un aizsardzība prasa starptautisku sadarbību, zinātniskus jauninājumus un valdību, kopienu un pilsoņu apņemšanos. Ceļojums, lai izprastu visas pasaules augu sugas, turpinās, un katrs jauns atklājums ir logs uz dabas brīnumu.