地球上的生物多樣性大揭秘:為什麼科學家對總物種數量有如此大的爭議?

全球生物多樣性是衡量地球上生物多樣性的指標,定義為生命形式的總變異性。根據科學家們的估計,超過99%的所有物種已經滅絕。當前地球物種數量的估算範圍介於200萬到1萬億之間,但大多數的估算則集中在1100萬種或更少。

根據2018年的數據,有大約174萬種物種被登入到數據庫中,而80%以上的物種尚未被描述。

地球上的DNA總基因對數作為全球生物多樣性的一個可能近似值,估算約為5.0 x 1037,重量約為500億噸。相比之下,生物圈的總質量被估算為高達4 TtC(兆噸碳)。另一項研究表明,當前已被描述的物種大約為190萬種,但部分科學家認為20%的物種是同義詞,這樣有效的描述物種總數就會減少至150萬。2013年,《科學》期刊發表的一項研究估計地球上現存物種數量在500萬±300萬之間,儘管這一數字存在爭議。另一方面,2011年《PLoS Biology》發表的一項研究,估計地球上現存真核生物物種數量為870萬±130萬。

儘管描述的化石物種數量大約為25萬種,但這顯然僅僅是歷史上曾經存在的所有物種的一小部分。

全球生物多樣性受到物種滅絕和物種形成的影響。背景滅絕率因物種類別而異,但估算約為每百萬種年間發生一次滅絕。例如,哺乳動物物種通常能夠持續存在100萬年。生物多樣性在地球過去的演化中經歷了增長和縮減,這通常與如氣候變遷等非生物因素相關。299百萬年前的氣候變化正是一個例子,降溫和乾燥導致了災難性的雨林崩潰,隨之而來的是生物多樣性的重大損失,尤其是兩棲類動物的多樣性受到了嚴重影響。

已知物種的數量

查普曼(Chapman)在2005年和2009年對現存物種進行了最新的綜合統計,統計數據來自多種已發表和未發表的來源,得出的數字約為190萬種已描述的類群,對應的可能總數介於1100萬到1200萬之間。然而,這些數字在不同報告中存在很大變異。

許多已描述的物種數字僅僅是估計,特別是在大型類群中,因為目前尚無完整的有效物種名稱清單。

根據2009年查普曼的報告,截至2009年,描述的現存物種數量被細分如下:10–3000萬種昆蟲;500萬到1000萬種細菌;150萬種真菌;約100萬種螨蟲;約100萬種原生生物。1982年,特瑞·厄爾文(Terry Erwin)通過從熱帶樹木中找到的甲蟲數量進行推測,估算全球物種豐富度為3000萬種。他在一棵樹上識別出1200種甲蟲,估算其中有163種僅在該樹種中出現。考慮到50000種描述的熱帶樹種,厄爾文推測熱帶地區的甲蟲物種數量幾乎達到1000萬種。

再者,2011年的一項研究估計地球上有870萬±130萬的真核生物物種。到2017年,大多數估計認為地球上物種數量約為1100萬種或更少。2017年的一項研究估計地球上至少存在10億到60億種物種,其中70%到90%是細菌。根據2016年5月的一項基於尺度法則的研究,估計目前地球上有達到1萬億的物種(絕大部分為微生物),但目前只有千分之一的物種被描述。

不過,2019年對各種環境樣本的16S核糖體RNA研究估算,原核生物的物種數量存在在80萬到160萬之間。

描述趨勢的指標

在1992年《生物多樣性公約》簽署後,生物保護成為國際社會的優先事項。存在多個指標用來描述全球生物多樣性的趨勢,但由於尚未描述和測量所有物種,因此並沒有一個單一的指標可以用來表示所有現存物種的變化。不同的方法可以用來衡量生物多樣性的變化。生物多樣性指數(Living Planet Index, LPI)是一個基於種群的指標,通過多個脊椎動物物種的個體種群數據來創建單一的指數。2012年全球LPI指數減少28%。此外,還有一些指數將溫帶物種與熱帶物種,海洋物種與陸地物種分開來進行分析。

紅色名錄指數(Red List Index)是基於IUCN受威脅物種紅色名錄,該指數測量隨時間推移的保護狀態變化,目前包括已完全分類的類群,如哺乳動物、鳥類、兩棲類和珊瑚。全球野生鳥類指數是另一種指標,顯示野生鳥類群體在區域的數量變化,數據來自正式調查搜集。值得注意的是,這些指標面臨著由於數據可用性、分類差距和每個指數的持續時間引起的挑戰。

生物多樣性指標合作夥伴於2006年成立,旨在協助生物多樣性指標的開發和提升,增加指標的可用性。

生物多樣性的喪失

生物多樣性的喪失是一個全球性的挑戰,面對氣候變遷、棲息地喪失、外來物種入侵等多因素的影響,許多物種的存續受到威脅。面對這些挑戰,科學家和保護組織正在努力提高公眾意識,並尋求有效的保護措施,以維護我們的生態系統和生物多樣性。

在了解如此複雜的生物多樣性時,究竟如何妥善管理和保護我們的自然資源,才是未來亟待思考的重要課題?

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