מדידת המגוון הביולוגי

מגוון ביולוגי. המילה מזכירה את הפאר של יער גדול, או את העושר השופע של האוקיינוס, והיא מוגדרת בפשטות כמגוון האורגניזמים במערכת אקולוגית מעניינת. כדי להגן על המגוון הביולוגי, מדענים חייבים להיות מסוגלים למדוד אותו. זה אומר להבין כמה מינים שונים חיים יחד במרחב מסוים. מהי דרך נוחה לספור מינים?

הניסיון לספור כל דבר במערכת אקולוגית שלמה יהיה בלתי אפשרי, ולכן מדענים משתמשים בכלי שנקרא quadrat, שהוא מסגרת בגודל קבוע הממוקמת באופן אקראי בסביבה שבה ניתן לבצע את הספירה. לאחר קיטלוג המינים והפרטים הנמצאים בחלק קטן זה, התהליך חוזר על עצמו, ומציב רביעיות נוספות באקראי, או לחילופין, במיקומים קבועים לאורך קו דרך הסביבה, המכונה טרנסקט.

על מנת להעריך את המספר הכולל של מינים באזור, נעשה שימוש בעקומות הצטברות מינים. אם מתווים את המספר המצטבר של מינים שנמצאו ברביע כנגד מספר הרביעיות שנדגמו, תיווצר עקומה. לדוגמה, במערך נתונים זה, כאשר נחקרו ארבעה רביעיות, נמצא כי ישנם 10 מינים ייחודיים. שישה הכילו 17 וכן הלאה. האסימפטוטה של סוג זה של עקומה מייצגת הערכה של מספר המינים הנתמכים על ידי סביבה. במקרה זה, מדובר בכ-30. אבל בעוד מדידת מגוון באתר יחיד היא שימושית להפליא, השוואת אתרים על פני שטח גדול יותר יכולה לתת לנו אינדיקציה בקנה מידה גדול עוד יותר של מגוון.

בשנת 1972 תיאר האקולוג רוברט ויטאקר שלושה סוגים עיקריים של מגוון ביולוגי: אלפא, בטא וגמא. מגוון אלפא מתייחס פשוט למספר המינים באזור ומכונה לעתים קרובות עושר המינים. לדוגמה, באתר זה ישנם שבעה מינים שונים, ולכן ציון אלפא הוא שבעה. באתר שני, אתר B, יש חמישה מינים, ובאתר שלישי, C, יש שבעה. אבל על ידי השוואה בין אתרים, אנו יכולים לקבוע מה שנקרא מגוון בטא, סכום המינים הייחודיים לכל אזור. כך שאם נשווה את אתר א' לאתר ב', נראה שלושה מינים משותפים בין השניים. ספירת המינים הנותרים, אנו מוצאים כי ישנם שישה. המשמעות היא שיש גיוון בטא בין אתר א' לאתר ב' מתוך שישה. גם לאתרים A ו-C יש שלושה מינים משותפים, מה שמשאיר שמונה מינים ייחודיים. זהו מגוון בטא של שמונה. לאתרים B ו-C יש שני מינים משותפים ביניהם, או ערך מגוון בטא של שמונה. לבסוף, מגוון גמא הוא מספר המינים השונים בכל האתרים יחד. בדוגמה זו, יש מגוון גמא של 12. אז לסיכום שלושת סוגי המגוון הביולוגי, אנו יכולים להסתכל עליהם כך, אלפא, בטא וגמא. בנוסף לתיעוד המגוון, מדענים מתייחסים לעתים קרובות לאחידות המינים, כלומר כמה פרטים מכל סוג נוכחים. לדוגמה, לשני אתרים אלה יש את אותו עושר, או מגוון אלפא, שכן בשניהם יש שבעה מינים. אבל אתר A מוצף יחסית על ידי ארנבים עם מספר נמוך של המינים האחרים, בעוד שבאתר B יש תפוצה די שווה של מינים, ולכן הוא נחשב לבעל אחידות רבה יותר בהשוואה לאתר A. מדענים החשיבו בדרך כלל מערכות אקולוגיות עם עושר ואחידות גבוהים יותר, כלומר מינים רבים המפוזרים באופן שווה, כבריאות ביותר. בתי גידול מופרעים, לעתים קרובות בשל פעולות של בני אדם, כמו חקלאות או זיהום, לעתים קרובות יש עושר ואחידות ירודים. היכולת להשוות אתרים היא קריטית מכיוון שהיא מאפשרת לחוקרים לקבוע את הבריאות היחסית של מערכות אקולוגיות.
במעבדה זו, תוכלו לבצע דגימת quadrat ו transect בשלושה אתרים סביבתיים שונים, כמו גם ביצוע סימולציה מעבדה, ולאחר מכן לנתח את הנתונים שנאספו כדי לתאר את המגוון הביולוגי שנצפה.