Eισηγητής: Δρ. Γεώργιος Καρρής Βιολόγος (Kαθηγητής Εφαρμογών) ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνση Τεχνολογιών Φυσικού Περιβάλλοντος ΜΑΘΗΜΑ: Οικολογία Πληθυσμών - Βιοποικιλότητα 4η Ενότητα Η βιοποικιλότητα μέσα στο χρόνο Eισηγητής: Δρ. Γεώργιος Καρρής Βιολόγος (Kαθηγητής Εφαρμογών)

Παράγοντες διαβάθμισης βιοποικιλότητας

Η Δυναμική της Βιοποικιλότητας Χρονική συνιστώσα Χωρική συνιστώσα Δομή της Βιοποικιλότητας (παρελθοντική, σημερινή και μελλοντική)

Χρονική δυναμική της Βιοποικιλότητας Εξέταση πηγών που μας παρέχουν πληροφορίες για την ερμηνεία της Θεώρηση της ιστορίας της ζωής και των θεμελιωδών ιστορικών προτύπων που εξελίχθηκαν σε βάθος χρόνου Έλεγχος των κυρίαρχων παραγόντων που καθόρισαν τη δημιουργία αυτών των προτύπων (π.χ. ειδογένεση) Σημερινές εκτιμήσεις της βιοποικιλότητας σε επίπεδο ειδών

Πηγές πληροφόρησης για την ιστορική εξέλιξη της βιοποικιλότητας Το χρονικό της βιοποικιλότητας Αναλύσεις δεδομένων από το αρχείο των απολιθωμάτων Δεδομένα που προέρχονται από μοριακές αναλύσεις

Αρχείο απολιθωμάτων: Χρήσιμο εργαλείο αλλά όχι ολοκληρωμένο Το αρχείο των απολιθωμάτων δεν είναι τέλειο ούτε ομοιόμορφο από ποιοτικής άποψης Το αρχείο είναι αρκετά αξιόπιστο για κάποιες γεωλογικές περιόδους παρά για κάποιες άλλες Το ποσοστό των ειδών που έζησαν και που άφησαν τα απολιθώματα τους στο πέρασμα των γεωλογικών αιώνων κυμαίνεται γύρω στο 1% (Sepkoski 1992) Mόνο ένα μέρος του αρχείου των απολιθωμάτων έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα Οι υπάρχουσες καταγραφές αφορούν κυρίως τα είδη με τη μεγαλύτερη αφθονία, σκληρό περίβλημα, με τη μεγαλύτερη γεωγραφική εξάπλωση και με το μεγαλύτερο μέσο όρο ζωής (π.χ. Μαλάκια-Πλατυέλμινθες) Το 95% όλων των απολιθωμένων ειδών είναι θαλάσσια ζώα, ενώ το 85% των φυτών και των ζώων που ζουν σήμερα και έχουν καταγραφεί, είναι χερσαία

Μαλάκια: Ικανοποιητικό αρχείο απολιθωμάτων Πλατυέλμινθες: Ελλειπές αρχείο απολιθωμάτων

Το παράδειγμα των δεινοσαύρων Τα γένη των δεινοσαύρων υπολογίζονται συνολικά σε 900-1200 Τα γένη των δεινοσαύρων που είναι γνωστά από απολιθώματα είναι 285 (336 είδη), ενώ σχεδόν τα μισά από αυτά, είναι γνωστά από ένα και μόνο δείγμα Πλήρη κρανία και σκελετούς δεινοσαύρων διαθέτουμε μόνο από το 20% των γνωστών γενών

Αριθμός Taxa διαφορετικών ομάδων πανίδας ανά περίοδο (δεδομένα από απολιθώματα και ίχνη)

Συμπέρασμα Η μελέτη των πετρωμάτων και των απολιθωμάτων που βρίσκονται σε αυτά, αν και δεν είναι ακόμη σε ικανοποιητικό βαθμό, μας επιτρέπει να κατανοήσουμε τις αλλαγές της βιοποικιλότητας μέσα στο γεωλογικό χρόνο

Μοριακές αποδείξεις για την ιστορία της βιοποικιλότητας Η σύγκριση των δεδομένων από μοριακές αναλύσεις διαφορετικών οργανισμών επιτρέπει τη δημιουργία γενεαλογικών δέντρων, όπου αναπαριστώνται μέσω υποθετικών διακλαδώσεων, οι πιθανές φυλογενετικές σχέσεις μεταξύ των οργανισμών αυτών Με τις μεθόδους των μοριακών αναλύσεων οι οργανισμοί εκείνοι που εμφανίζουν διαφορετικές αλληλουχίες βάσεων στο γενετικό τους υλικό, θεωρείται πως έχουν διαφοροποιηθεί νωρίτερα στην εξελικτική πορεία Με την εκτίμηση της συχνότητας των μοριακών διαφοροποιήσεων στην εξέλιξη των οργανισμών, μπορούν να υπολογιστούν ακόμα και οι περίοδοι διαφορετικών εξελικτικών γεγονότων

Σύγκριση γενετικού υλικού μεταξύ διαφορετικών ειδών για ανακάλυψη φυλογενετικών συγγενειών

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

Παράγοντες μείωσης της βιοποικιλότητας τα τελευταία 150-200 χρόνια