地球上的生物多样性大揭秘:为什么科学家对总物种数量有如此大的争议?

全球生物多样性是衡量地球上生物多样性的指标,定义为生命形式的总变异性。根据科学家们的估计,超过99%的所有物种已经灭绝。当前地球物种数量的估算范围介于200万到1万亿之间,但大多数的估算则集中在1100万种或更少。

根据2018年的数据,有大约174万种物种被登入到数据库中,而80%以上的物种尚未被描述。

地球上的DNA总基因对数作为全球生物多样性的一个可能近似值,估算约为5.0 x 1037,重量约为500亿吨。相比之下,生物圈的总质量被估算为高达4 TtC(兆吨碳)。另一项研究表明,当前已被描述的物种大约为190万种,但部分科学家认为20%的物种是同义词,这样有效的描述物种总数就会减少至150万。 2013年,《科学》期刊发表的一项研究估计地球上现存物种数量在500万±300万之间,尽管这一数字存在争议。另一方面,2011年《PLoS Biology》发表的一项研究,估计地球上现存真核生物物种数量为870万±130万。

尽管描述的化石物种数量大约为25万种,但这显然仅仅是历史上曾经存在的所有物种的一小部分。

全球生物多样性受到物种灭绝和物种形成的影响。背景灭绝率因物种类别而异,但估算约为每百万种年间发生一次灭绝。例如,哺乳动物物种通常能够持续存在100万年。生物多样性在地球过去的演化中经历了增长和缩减,这通常与如气候变迁等非生物因素相关。 299百万年前的气候变化正是一个例子,降温和干燥导致了灾难性的雨林崩溃,随之而来的是生物多样性的重大损失,尤其是两栖类动物的多样性受到了严重影响。

已知物种的数量

查普曼(Chapman)在2005年和2009年对现存物种进行了最新的综合统计,统计数据来自多种已发表和未发表的来源,得出的数字约为190万种已描述的类群,对应的可能总数介于1100万到1200万之间。然而,这些数字在不同报告中存在很大变异。

许多已描述的物种数字仅仅是估计,特别是在大型类群中,因为目前尚无完整的有效物种名称清单。

根据2009年查普曼的报告,截至2009年,描述的现存物种数量被细分如下:10–3000万种昆虫;500万到1000万种细菌;150万种真菌;约100万种螨虫;约100万种原生生物。 1982年,特瑞·厄尔文(Terry Erwin)通过从热带树木中找到的甲虫数量进行推测,估算全球物种丰富度为3000万种。他在一棵树上识别出1200种甲虫,估算其中有163种仅在该树种中出现。考虑到50000种描述的热带树种,厄尔文推测热带地区的甲虫物种数量几乎达到1000万种。

再者,2011年的一项研究估计地球上有870万±130万的真核生物物种。到2017年,大多数估计认为地球上物种数量约为1100万种或更少。 2017年的一项研究估计地球上至少存在10亿到60亿种物种,其中70%到90%是细菌。根据2016年5月的一项基于尺度法则的研究,估计目前地球上有达到1万亿的物种(绝大部分为微生物),但目前只有千分之一的物种被描述。

不过,2019年对各种环境样本的16S核糖体RNA研究估算,原核生物的物种数量存在在80万到160万之间。

描述趋势的指标

在1992年《生物多样性公约》签署后,生物保护成为国际社会的优先事项。存在多个指标用来描述全球生物多样性的趋势,但由于尚未描述和测量所有物种,因此并没有一个单一的指标可以用来表示所有现存物种的变化。不同的方法可以用来衡量生物多样性的变化。生物多样性指数(Living Planet Index, LPI)是一个基于种群的指标,通过多个脊椎动物物种的个体种群数据来创建单一的指数。 2012年全球LPI指数减少28%。此外,还有一些指数将温带物种与热带物种,海洋物种与陆地物种分开来进行分析。

红色名录指数(Red List Index)是基于IUCN受威胁物种红色名录,该指数测量随时间推移的保护状态变化,目前包括已完全分类的类群,如哺乳动物、鸟类、两栖类和珊瑚。全球野生鸟类指数是另一种指标,显示野生鸟类群体在区域的数量变化,数据来自正式调查搜集。值得注意的是,这些指标面临着由于数据可用性、分类差距和每个指数的持续时间引起的挑战。

生物多样性指标合作伙伴于2006年成立,旨在协助生物多样性指标的开发和提升,增加指标的可用性。

生物多样性的丧失

生物多样性的丧失是一个全球性的挑战,面对气候变迁、栖息地丧失、外来物种入侵等多因素的影响,许多物种的存续受到威胁。面对这些挑战,科学家和保护组织正在努力提高公众意识,并寻求有效的保护措施,以维护我们的生态系统和生物多样性。

在了解如此复杂的生物多样性时,究竟如何妥善管理和保护我们的自然资源,才是未来亟待思考的重要课题?

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