Eισηγητής: Δρ. Γεώργιος Καρρής Βιολόγος (Kαθηγητής Εφαρμογών) ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος ΜΑΘΗΜΑ: Οικολογία Πληθυσμών - Βιοποικιλότητα 5 η Ενότητα H Ιστορία της βιοποικιλότητας

Η Δυναμική της Βιοποικιλότητας Χρονική συνιστώσα Χωρική συνιστώσα Δομή της Βιο π οικιλότητας (π αρελθοντική, σημερινή και μελλοντική )

Γενικά συμπεράσματα από τις μοριακές αναλύσεις και τα απολιθώματα Όλοι οι γνωστοί οργανισμοί πιθανολογείται ότι προήλθαν από ένα και μόνο κοινό πρόγονο Η βιοποικιλότητα έχει αυξηθεί από την εμφάνιση της πριν από 3,5 -4 δισεκατομμύρια χρόνια μέχρι τη σημερινή εποχή, διαφορετικά δεν θα υπήρχε η αφθονία των οργανισμών που παρατηρούμε σήμερα Η αύξηση της βιοποικιλότητας φαίνεται αρχικά να γινόταν με πολύ αργούς ρυθμούς Η έλευση της πολυκυτταρικότητας είναι ένα από τα σημαντικότερα γεγονότα που οδήγησαν στην τεράστια αύξηση της βιοποικιλότητας Η διαφοροποίηση των πολυκύτταρων οργανισμών δεν ξεκίνησε παρά μόνο πριν περίπου 1,4 δισ. χρόνια, και ενώ είχε ήδη εξελιχθεί σχεδόν το 60% της ιστορίας της ζωής

Διακυμάνσεις στη βιοποικιλότητα ανά γεωλογική περίοδο Έκρηξη βιοποικιλότητας στην περίοδο του Καμβρίου (πριν από 550 εκ χρόνια), η οποία δε συνεχίστηκε και σε άλλη γεωλογική περίοδο Υπήρχαν σχετικά λίγα είδη κατά τη διάρκεια του Παλαιοζωικού και στις αρχές του Μεσοζωικού αιώνα (αν και οι απόψεις διίστανται) Στο τέλος του Τριτογενούς και στην αρχή του Τεταρτογενούς (Πλειστόκαινο) κορυφώθηκε η αύξηση της βιοποικιλότητας, με την παρουσία περισσότερων ειδών και ανώτερων ταξινομικών ομάδων πανίδας και χλωρίδας (χερσαίων και θαλάσσιων ζωικών και φυτικών οργανισμών), από οποιαδήποτε άλλη περίοδο στο παρελθόν Σήμερα ζούμε στο Τεταρτογενές, εποχή που χαρακτηρίζεται από μείωση της βιοποικιλότητας, η οποία σχετίζεται με τις αλλαγές του κλίματος και με την ολοένα αυξανόμενη και περισσότερο πολύπλοκη ανθρώπινη δραστηριότητα

Συμπέρασμα Η ιστορία της βιοποικιλότητας εμφανίζεται συχνά να διέπεται από διαφοροποιήσεις ή σταθεροποιήσεις και από μαζικές εξαφανίσεις (Signor 1990, Sepkoski 1992)

Διαφοροποίηση Το συνολικό πρότυπο της διαφοροποίησης δεν είναι προϊόν ταυτόχρονων αλλαγών της βιοποικιλότητας σε όλες τις ομάδες Ομάδες οργανισμών υπέστησαν διαφορετικές διαφοροποιήσεις σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους οι οποίες σχετίζονται συχνά με τις μαζικές εξαφανίσεις ειδών ή με τη δημιουργία νέων ενδιαιτημάτων Η αύξηση της και η μείωση της ποικιλότητας διαφορετικών ομάδων δεν προκαλείται μόνο από τις μαζικές εξαφανίσεις ειδών ή παρόμοια φαινόμενα, αλλά είναι δυνατό να ρυθμίζεται από κάποιο μοντέλο που λειτουργεί με ορισμένους κανόνες

Μοντέλο ρύθμισης της βιοποικιλότητας σε διαφορετικές ομάδες Μία ομάδα εξα π λώνεται αρχικά με βραδείς ρυθμούς και στη συνέχεια με π ιο γοργούς Στη συνέχεια εξα π λώνεται με π ιο γοργούς ρυθμούς, μέχρι να φθάσει τη μέγιστη τιμή αφθονίας Στη συνέχεια η ομάδα υφίσταται σταδιακή συρρίκνωση έως ότου εξαφανιστεί εντελώς μετά α π ό μια μακριά π ερίοδο

Τρεις θεωρίες ερμηνείας των προτύπων διαφοροποίησης των οργανισμών Α΄Θεωρία: Το πρότυπο διαφοροποίησης των ομάδων αποτελεί ένα τεχνητό φαινόμενο που δημιουργήθηκε προκειμένου να εξυπηρετήσει τη διαδικασία ταξινόμησης των οργανισμών σε ομάδες, Σε αυτή την περίπτωση τα πρότυπα της διαφοροποίησης δεν έχουν κάποιο βιολογικό υπόβαθρο Β΄Θεωρία: Η δημιουργία των προτύπων διαφοροποίησης αποτελεί τυχαίο γεγονός. Είναι πολύ πιθανό, ένα πρότυπο στο οποίο πολλές ομάδες εμφανίζουν λίγα είδη και μία ή λίγες μόνο ομάδες να περιλαμβάνουν μεγάλο ποσοστό ειδών, να είναι προϊόν κάποιου μοντέλου τυχαίας ειδογένεσης και εξαφάνισης Γ΄Θεωρία: Κάποιες ομάδες διαθέτουν ορισμένα χαρακτηριστικά που τις προδιαθέτουν να διαφοροποιηθούν δυσανάλογα. Η εξέλιξη κάποιων κληρονομήσιμων χαρακτηριστικών πιθανότατα έδωσε τις ευκαιρίες σε ορισμένες ομάδες να διαφοροποιηθούν με τρόπο δυσανάλογο σε σχέση με άλλες (π.χ. φαινόμενο συνεξέλιξης). Ένα μεγάλο μέρος της ιστορίας της διαφοροποίησης αφορά τις αλληλεπιδράσεις των ειδών είτε αυτές σχετίζονται με την κατανάλωση είτε με τη γονιμοποίηση είτε με τη διασπορά

Η περίπτωση διαφοροποίησης των σπονδυλωτών τετραπόδων στο χρόνο Πρώιμα αμφίβια & ερ π ετά Κυρίαρχα ερ π ετά ( συμ π εριλαμβανομένων των Δεινοσαύρων ) Σύγχρονα αμφίβια, ερ π ετά. π τηνά και θηλαστικά

Μεταβολή της βιοποικιλότητας στο χρόνο ΡΥΘΜΟΣ ΕΞΑΦΑΝΙΣΗΣ ΕΙΔΩΝ ΡΥΘΜΟΣ ΕΙΔΟΓΕΝΕΣΗΣ

Γενικές πληροφορίες για την εξαφάνιση των ειδών Σε όλη τη διάρκεια της ιστορίας της Γης υπολογίζεται ότι πάνω από το 90% ( ίσως ακόμα και το 98%) του συνόλου των ειδών έχουν εξαφανισθεί Η χρονική διάρκεια ύπαρξης ενός μέσου είδους ( δηλ. από τη στιγμή που ένα συγκεκριμένο είδος εμφανίζεται ως απολίθωμα μέχρι τη στιγμή που εξαφανίζεται ) υπολογίζεται, κατά μέσο όρο, στα 5-10 εκ. χρόνια Τα περισσότερα γένη επιβίωσαν για σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα, ενώ λίγα ήταν τα γένη εκείνα που επικράτησαν για πολύ μεγάλες περιόδους Σε σύγκριση με τη διάρκεια της ζωής πάνω στη Γη, κανένα γένος δεν επιβίωσε επί μακρόν. Το μακροβιότερο, επικράτησε για περίπου 160 εκ. χρόνια, γεγονός που αντιστοιχεί περίπου στο 5% της ιστορίας της ζωής Η ένταση του φαινομένου της εξαφάνισης παρουσίασε πολλές διακυμάνσεις μέσα στο χρόνο, εμφανίζοντας συγκριτικά χαμηλά επίπεδα σε κάποιες περιόδους και υψηλά επίπεδα σε κάποιες άλλες

Αίτια εξαφάνισης ειδών Περιβαλλοντικοί π αράγοντες (π. χ. θερμοκρασία, ανοξικές συνθήκες, ηφαιστειακή δραστηριότητα, ανθρω π ογενείς δραστηριότητες κλ π) Εσωτερικά αίτια π ου καθιστούν ορισμένα είδη π ερισσότερο ε π ιρρε π ή στην εξαφάνιση α π ό κά π οια άλλα

Πέντε (5) μεγάλες μαζικές εξαφανίσεις ειδών Τέλη Ορδοβίσιου ( πριν από 440 εκ. χρόνια ) Τέλη Δεβόνιου ( πριν από 360 εκ. χρόνια ) Τέλη Πέρμιου ( πριν από 250 εκ. χρόνια ) Τέλη Τριαδικού ( πριν από 210 εκ. χρόνια ) Τέλη Κρητιδικού ( πριν από 65 εκ. χρόνια )

Πέντε κύριες μέθοδοι για τη μέτρηση και την καταγραφή των ζωντανών ειδών Συστηματικές έρευνες ειδικών επιστημόνων Πρότυπα περιγραφής ειδών Αναλογία ειδών που δεν έχουν περιγραφεί Επαρκώς μελετημένες περιοχές Επαρκώς μελετημένες ομάδες Ίσως η πιο ρεαλιστική προσέγγιση για το μέγεθος της βιοποικιλότητας: Ανάγκη να κατανοηθεί πως κατανέμεται η ποικιλότητα ανάμεσα στις διαφορετικές ταξινομικές ομάδες των οργανισμών πάνω στη Γη. Με τον τρόπο αυτό θα έχουμε μια πολύ καλή εικόνα της ζωής στον πλανήτη και θα μπορέσουμε να δώσουμε απαντήσεις σε μια σειρά άλλων ερωτημάτων