Ωκεανοί και βιοποικιλότητα

Γράφει ο Ιωσήφ Μακρής Βιολόγος – Ωκεανογράφος M.Sc (Master of Science – biological oceanography) Ο έμβιος κόσμος χαρακτηρίζεται από την ποικιλότητα του, δεν υπάρχουν εντελώς όμοια άτομα στους εγγενείς αναπαραγόμενους πληθυσμούς, ούτε υπάρχουν 2 ίδιοι πληθυσμοί, είδη οργανισμών ή ανώτερα τόξα. Στο διαδίκτυο θα βρούμε εξηγήσεις για το τι είναι η βιοποικιλότητα, π.χ. ότι είναι ο βαθμός διακύμανσης μορφών ζωής σε ένα δεδομένο / συγκεκριμένο οικοσύστημα, βίωμα, ή και έναν ολόκληρο πλανήτη. Βιοποικιλότητα είναι ένας δείκτης, ή αλλιώς ένα μέτρο για την κατανόηση της υγείας των οικοσυστημάτων. Ωστόσο, η βιοποικιλότητα δεν περιορίζεται στην αφθονία των διαφορετικών ειδών, αλλά τοποθετείται σε τρία επίπεδα, τα οποία είναι η ποικιλότητα των ειδών, η ποικιλομορφία των οικοσυστημάτων και η γενετική ποικιλότητα, θέματα τα οποία θα προσπαθήσω να εκλαϊκέψω και να μην επεκταθώ σε πολύ σύνθετη ορολογία, όσο αυτό είναι βέβαια δυνατό. Στα βάθη των γεωλογικών χρόνων Σαφώς στο παρελθόν, και μιλώντας για γεωλογικούς χρόνους, και σύμφωνα με τον κατάλογο των απολιθωμάτων, υπήρξε μία σημαντική και μαζική εξαφάνιση ζωντανών οργανισμών, λόγω π.χ. φυσικών διεργασιών, φυσικών καταστροφών και αλλαγής περιβαλλοντικών συνθηκών. Σημειώνονται πέντε μεγάλες μαζικές εξαφανίσεις και διάφορα δευτερεύοντα γεγονότα τα οποία όλα μαζί οδήγησαν σε μεγάλες και απότομες πτώσεις βιοποικιλότητας. Δεν είναι πάντα τόσο απλή η κατανόηση αυτού του θέματος από τον μη ειδικό, για αυτό και θέλω να κάνω μία απλή ιστορική αναφορά, εκλαϊκεύοντας (όσο μπορώ) την πολύπλοκη επιστημονική ορολογία. Ιστορικά, από τον Αριστοτέλη στον Δαρβίνο Η γνώση μας για την φύση και την θαλάσσια ζωή ξεκίνησε απ’ την πρώτη στιγμή που οι άνθρωποι αντίκρισαν τον ωκεανό, ποιο συγκεκριμένα, με τους πρώτους θαλασσοπόρους, την αλιεία, και γενικώς με όλες τις ανθρώπινες δραστηριότητες που σχετίζονταν με την φύση, την γεωργία, τις καλλιέργειες, και την θάλασσα. Εδώ και 300 περίπου χρόνια η γνώση μας για την βιοποικιλότητα έχει αυξηθεί εκθετικά (εξερευνητικά/ωκεανογραφικά ταξίδια, καταγεγραμμένες παρατηρήσεις, μελέτη και ταξινόμηση οργανισμών, μελέτη μικροσκοπικών ζώων, φυτών και απολιθωμάτων, και ανακάλυψη των προκαρυωτών (βακτήρια). Πρώτοι, ο Θεόφραστος και ο Αριστοτέλης εξέφρασαν το ενδιαφέρον τους για την ταξινομική (γύρω στο 330 π.Χ), το οποίο ενδιαφέρον βίωσε μία παρακμή μέχρι την Αναγέννηση. Τον 18ο αιώνα, οι Ευρωπαίοι ξεκίνησαν να παρατηρούν και να ταξινομούν τους οργανισμούς, από τους ποιο εξέχοντες ήταν ο Σουηδός, Κάρολος Λινναίος (1707 – 1832), ο οποίος έβαλε τα θεμέλια για τη δημιουργία του σύγχρονου μοντέλου της ταξινομίας (διωνιμική ονοματολογία). Επίσης ο Γαλλος βιολόγος George Cuvier (1769-1832), ανέπτυξε ένα σημαντικό καθεστώς, βάσει του οποίου όλα τα ζώα θα μπορούσαν να ταξινομηθούν σε 4 μεγάλες κατηγορίες (articulata, radiata, vertebrata και mollusca). Επίσης, όπως ανέφερα, πολλά ωκεάνια ταξίδια περιλάμβαναν στο πρόγραμμα τους και εξερευνητικές αποστολές όπου το επιστημονικό τους προσωπικό, περιέγραφε και περισυνέλλεγε οργανισμούς. Επόμενο σημαντικό βήμα, ήταν αυτό του Δαρβίνου (1809-1882), Βρετανού φυσιοδίφη, συλλέκτη, και γεωλόγου, ο οποίος έγινε διάσημος στην ιστορία ως ο θεμελιωτής της θεωρίας της εξέλιξης, καθώς επίσης και ως εισηγητής του μηχανισμού της φυσικής επιλογής. Ο Δαρβίνος ταξίδεψε το 1831 με το πλοίο H.M.S. Beagle, κάνοντας σημαντικές παρατηρήσεις σε θέματα εξελικτικής βιολογίας και θαλάσσιας οικολογίας, επιπλέον, η δημοσίευση του βιβλίου του Η καταγωγή, On the Origin of Species (1859) αποτελεί ορόσημο στην ιστορία της βιολογίας. Βιοποικιλότητα στη θάλασσα, κλίμα και ωκεάνια βάθη Μεγαλύτερη βιοποικιλότητα, μπορεί να συνεπάγεται και με την καλύτερη υγεία ενός οικοσυστήματος, όμως υπάρχουν και εξαιρέσεις. Έχει διατυπωθεί ότι η βιοποικιλότητα είναι εν μέρει, συνάρτηση του κλίματος. Για τα χερσαία και τα θαλάσσια οικοσυστήματα, οι τροπικές περιοχές, όπως π.χ. τα τροπικά δάση και οι κοραλλιογενείς ύφαλοι αντίστοιχα, στηρίζουν πλούσιες μορφές ζωής, ενώ αντίθετα, οι πολικές περιοχές στηρίζουν λιγότερα είδη / μορφές ζωής. Σαφώς όμως υπάρχουν και εξαιρέσεις, π.χ. μέχρι πρόσφατα οι θαλάσσιοι βιολόγοι πίστευαν ότι στα μεγάλα ωκεάνια βάθη του Βορείου Ατλαντικού δεν υπήρχε κάποια σχέση μεταξύ ποικιλομορφίας/αφθονίας θαλάσσιων οργανισμών που ζουν σε μεγάλα βάθη και γεωγραφικού ύψους (latitudinal diversity gradient), παράδειγμα η ύπαρξη περισσοτέρου/άφθονου πλαγκτόν στις Βόρειες/Αρκτικές περιοχές, άρα και περισσότερη τροφή για τους θαλάσσιους οργανισμούς των μεγάλων ωκεάνιων βαθών οι οποίοι τρέφονται με νεκρή μάζα πλαγκτονικών οργανισμών που βυθίζεται στα μεγάλα βάθη (detritus/marine snow) H ειδογένεση και το είδος Για να καταλάβουμε τι είναι η βιοποικιλότητα, θα πρέπει να λάβουμε υπόψη τις διαδικασίες προέλευσης, δημιουργίας και εξαφάνισης των ειδών, έτσι ώστε να εξηγήσουμε τις διακυμάνσεις στην διαφορετικότητα της βιοποικιλότητας σε μεγαλύτερες γεωγραφικές και χρονικές κλίμακες. Είδος (ζωντανών οργανισμών) είναι ένας πληθυσμός οργανισμών που έχουν κοινά χαρακτηριστικά, μπορούν να αναπαραχθούν μεταξύ τους με επιτυχία (όπου αυτό σημαίνει την παραγωγή γόνιμων απογόνων) και να είναι αναπαραγωγικά απομονωμένα από άλλους πληθυσμούς. Οι οργανισμοί που δεν μπορούν να αναπαραχθούν και να ζευγαρώσουν μεταξύ τους δεν είναι μέλη του ίδιου είδους, άσχετα με το πόσο όμοια μπορεί να φαίνονται. Όταν λέμε ότι 2 πληθυσμοί είναι ανίκανοι να αναπαραχθούν λέμε ότι είναι αναπαραγωγικά απομονωμένοι (reproductively isolated). Η κατανόηση των παραγόντων που ρυθμίζουν τον αριθμό των ειδών μακροπρόθεσμα, μας οδηγεί στην ανάγκη για μια κατανόηση των διεργασιών που ελέγχουν την ειδογένεση και τις αλλαγές που προκαλούν την εξαφάνιση των ειδών. Εν ολίγοις, η ειδογένεση (η δημιουργία νέων ειδών) δημιουργείται κάτω από συνδυασμό πολλών και πολύπλοκων παραγόντων, όπως π.χ. οι μεταλλάξεις στο γενετικό υλικό (DNA), την φυσική επιλογή (σε συνδυασμό με τις περιβαλλοντολογικές αλλαγές). Απαιτεί πολλές φορές ένας βαθμός γεωγραφικής απομόνωσης ενός πληθυσμού, όπου με τον συνδυασμό των προαναφερθέντων μπορεί να οδηγήσει στην αναπαραγωγική ασυμβατότητα μεταξύ των πληθυσμών. Σας δίνω ένα παράδειγμα, φανταστείτε ένα είδος οργανισμών, οι οποίοι μέσω μίας γεωλογικής διεργασίας απομονώνονται σημαντικά, π.χ. μία ανύψωση εδάφους πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας , όπως π.χ. ο Ισθμός του Παναμά πριν από μερικά εκατομμύρια χρόνια. Οι πληθυσμοί του ενιαίου είδους από την κάθε πλευρά του ισθμού απομονώθηκε εκείνη την εποχή, και τώρα ένας μεγάλος αριθμός από τα 2 ζεύγη των ειδών υπάρχουν και στις δύο πλευρές αυτού του γεωλογικού ‘’τείχους’’ του Παναμά. Η φυσική επιλογή (η επιβίωση του ισχυρότερου), ή αλλιώς η εξελικτική αλλαγή η οποία ασκήθηκε στους πληθυσμούς, λόγω κάποιων γενετικών αλλαγών μπορεί να προωθήθηκε από την επίδραση των διαφορετικών περιβαλλοντικών συνθηκών που επικρατούν και από τις δύο πλευρές του Ισθμού. Οι διαφορές στην επιλογή και στις δύο πλευρές του ισθμού, θα ενισχύσει τις διαφορές μεταξύ των ειδών και θα μπορούσε να επιταχύνει ακόμη περισσότερο και τον βαθμό της αναπαραγωγικής απομόνωσης, λόγω της γενετικής ασυμβατότητας. Μία ομάδα ερευνητών έδειξε ότι ο χωρισμός κάποιων ζευγαριών ενός είδους γαρίδας και στις δύο πλευρές του Ισθμού οδήγησε στην ταυτόχρονη και διαφορετική εξελικτική τους πορεία, με ταυτόχρονες διαφορετικές προτιμήσεις ζευγαρώματος με μία ολική γενετική διαφορά (όπως μετράται από μία γενετικά ελεγχόμενη διακύμανση των ένζυμων (enzyme variation). Μεγαλύτερη βιοποικιλότητα Ο Ειρηνικός ωκεανός χαρακτηρίζεται από την μεγαλύτερη βιοποικιλότητα, η οποία φθάνει στο ανώτατο όριο στο νοτιοδυτικό Ειρηνικό, στην περιοχή των Φιλιππίνων και της Ινδονησίας. Από αυτό το σημείο και κέντρο, η ποικιλότητα μειώνεται προς όλες τις κατευθύνσεις (γεωγραφικό πλάτος και γεωγραφικό μήκος), κυριότερα όμως και ποιο απότομα με το γεωγραφικό πλάτος. Η εξαφάνιση των ειδών, περιβάλλον, βιοποικιλότητα και απειλές Η εξαφάνιση των ειδών μπορεί να προκληθεί από μια αλλαγή που επηρεάζει τα είδη των οργανισμών και των ενδιαιτημάτων (βιοτόπων) τους, π.χ. μία αλλαγή της θερμοκρασίας του νερού. Π.χ. οι λιμνοθάλασσες είναι γεωλογικά ασταθή ενδιαιτήματα και ‘’καταστρέφονται’’ μετά από το πέρασμα χιλιάδων χρόνων, κάθε είδος που ζει σε αυτά τα ενδιαιτήματα (λιμνοθάλασσες) θα έχει την ίδια μοίρα, εκτός και αν το κάθε είδος έχει την ικανότητα να επιζήσει και να προσαρμοστεί στις διάφορες περιβαλλοντικές αλλαγές, να προσαρμοστεί δλδ στην αλλαγή του περιβάλλοντος / οικοσυστήματος και τελικά να επιβιώσει (φυσική επιλογή). H φυσική επιλογή συμβαίνει όταν ορισμένα μέλη ενός πληθυσμού επιβιώσουν και αναπαραχθούν με μεγαλύτερη επιτυχία από τα άλλα. Η εξέλιξη είναι η γενετική μεταβολή του πληθυσμού που προκύπτει, επειδή αυτά τα άτομα περνούν τα ευνοϊκά χαρακτηριστικά τους (γονίδια/DNA) στους απογόνους τους. ʼλλο ένα παράδειγμα καταστροφής ενός ενδιαιτήματος είναι οι κλειστές θάλασσες, όπως και η Μεσόγειος, όπου πέρασε από περιόδους ισχυρής ανοξίας - έλλειψης δηλαδή διαλυμένου οξυγόνου στο νερό, σχεδόν ολικής εξάτμισης, καθώς και άλλοι παράγοντες τόσο έντονοι όπου την μετέτρεψαν στο παρελθόν σε ένα μη θαλάσσιο σύστημα. Επίσης, μιλώντας γενικά, η μετάδοση ασθενειών μπορούν να εξαλείψουν ένα επικρατές είδος, επίσης οι βιολογικές αλληλεπιδράσεις, όπως η ανθρωπογενής εισαγωγή διαφόρων θαλάσσιων ειδών (ξενικών) μπορεί να προκαλέσει αλλαγή στα επικρατή (γηγενή) είδη ορισμένων οικοσυστημάτων, να απειλήσει τη βιολογική ποικιλότητα, καθώς επίσης και τις τυχαίες διακυμάνσεις στο μέγεθος των πληθυσμών. Καταλαβαίνουμε λοιπόν ότι η βιοποικιλότητα δέχεται πολλές απειλές όπως π.χ. με την εισαγωγή ξενικών ειδών, την αλλοίωση/καταστροφή των βιοτόπων, την γενετική ρύπανση (π.χ. υβριδοποίηση), την υπερεκμετάλλευση (π.χ. υπεραλίευση), την κλιματική αλλαγή (ανθρωπογενής, ή μη ανθρωπογενής), την αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού/υπερπληθυσμός. Ως θαλάσσιος βιολόγος με αγάπη και ζήλο προς την επιστήμη που υπηρετώ, και ευαισθητοποιημένος για την ενημέρωση του κοινού, εκφράζω τον θαυμασμό μου για την ποικιλομορφία των θαλάσσιων οργανισμών, αλλά και την ανησυχία μου για την απειλή που δέχονται οι θαλάσσιοι οργανισμοί, ειδικά στις μέρες μας, όπου η υποβάθμιση του περιβάλλοντος επιταχύνεται…