Biodiversität

Biodiversität bezieht sich im Allgemeinen auf die Vielfalt und Variabilität des Lebens auf der Erde. Laut dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) misst die biologische Vielfalt typischerweise die Variation auf der genetischen, Arten- und Ökosystem-Ebene. Die terrestrische Artenvielfalt ist in der Nähe des Äquators tendenziell größer, was auf das warme Klima und die hohe Primärproduktivität zurückzuführen scheint. Biodiversität ist nicht gleichmäßig auf der Erde verteilt und ist in den Tropen am reichsten. Diese tropischen Waldökosysteme bedecken weniger als 10 Prozent der Erdoberfläche und enthalten etwa 90 Prozent der Arten weltweit. Die Meeresbiodiversität ist tendenziell am höchsten an Küsten im Westpazifik, wo die Meeresoberflächentemperatur am höchsten ist, und in der mittleren Breitenbande in allen Ozeanen. Es gibt Breitengradienten in der Artenvielfalt. Die Biodiversität tendiert im Allgemeinen dazu, sich an Hotspots zu häufen und nimmt im Laufe der Zeit zu, wird sich aber in Zukunft voraussichtlich verlangsamen.

Schnelle Umweltveränderungen verursachen typischerweise Massensterben. Mehr als 99,9 Prozent aller Arten, die je auf der Erde gelebt haben, und die mehr als fünf Milliarden Arten ausmachen, sind vermutlich ausgestorben. Schätzungen über die Anzahl der gegenwärtigen Arten der Erde reichen von 10 Millionen bis 14 Millionen, von denen ungefähr 1,2 Millionen dokumentiert wurden und über 86 Prozent noch nicht beschrieben worden sind. Vor kurzem, im Mai 2016, berichteten Wissenschaftler, dass sich schätzungsweise 1 Billion Arten auf der Erde befinden, wobei nur ein Tausendstel von einem Prozent beschrieben wird. Die Gesamtmenge verwandter DNA-Basenpaare auf der Erde wird auf 5,0 x 1037 geschätzt und wiegt 50 Milliarden Tonnen. Im Vergleich dazu wurde die Gesamtmasse der Biosphäre auf bis zu 4 TtC (Billionen Tonnen Kohlenstoff) geschätzt. Im Juli 2016 berichteten Wissenschaftler über die Identifizierung einer Reihe von 355 Genen des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren (LUCA) aller auf der Erde lebenden Organismen.

Das Alter der Erde beträgt etwa 4,54 Milliarden Jahre. Die frühesten unbestrittenen Beweise für das Leben auf der Erde stammen aus mindestens 3,5 Milliarden Jahren, während der Eoarchean Ära, nachdem eine geologische Kruste nach dem früheren geschmolzenen Hadean Eon zu erstarren begann. Es gibt mikrobielle Fossilien, die in einem 3,88 Milliarden Jahre alten Sandstein gefunden wurden, der in Westaustralien entdeckt wurde. Andere frühe physikalische Beweise für eine biogene Substanz sind Graphit in 3,7 Milliarden Jahre alten Metasedimentgesteinen, die in Westgrönland entdeckt wurden. Kürzlich, im Jahr 2015, wurden “Überreste des biotischen Lebens” in 4,1 Milliarden Jahre alten Gesteinen in Westaustralien gefunden. Laut einem der Forscher, “Wenn das Leben relativ schnell auf der Erde entstand .. dann könnte es im Universum üblich sein.”

Seit dem Beginn des Lebens auf der Erde haben fünf große Massensterben und mehrere kleinere Ereignisse zu großen und plötzlichen Rückgängen der Artenvielfalt geführt. Das phanerozoische Äon (die letzten 540 Millionen Jahre) markierte einen raschen Anstieg der Biodiversität durch die kambrische Explosion – eine Periode, in der die Mehrheit der vielzelligen Stämme zuerst erschien. Die nächsten 400 Millionen Jahre umfassten wiederholte, massive Biodiversitätsverluste, die als Massensterben eingestuft wurden. Im Karbon führte der Zusammenbruch des Regenwaldes zu einem großen Verlust an Pflanzen- und Tierleben. Das Perm-Trias-Ereignis vor 251 Millionen Jahren war das schlimmste; Die Erholung der Wirbeltiere dauerte 30 Millionen Jahre. Das jüngste Ereignis, das kreidezeitliche Paläogen, trat vor 65 Millionen Jahren auf und hat oft mehr Aufmerksamkeit erregt als andere, weil es zum Aussterben der Dinosaurier führte.

Die Zeit seit der Entstehung des Menschen hat eine anhaltende Verringerung der Artenvielfalt und einen damit einhergehenden Verlust der genetischen Vielfalt gezeigt. Benannt nach dem Aussterben des Holozäns, wird die Reduzierung in erster Linie durch menschliche Einflüsse, insbesondere die Zerstörung von Lebensräumen, verursacht. Umgekehrt wirkt sich die biologische Vielfalt in mehrfacher Hinsicht positiv auf die menschliche Gesundheit aus, obwohl einige negative Auswirkungen untersucht werden.

Die Vereinten Nationen haben 2011-2020 die Dekade der Vereinten Nationen für biologische Vielfalt benannt.

Etymologie
Der Begriff der biologischen Vielfalt wurde erstmals 1968 vom Tierforscher und Naturschützer Raymond F. Dasmann verwendet. Das Laienbuch “Eine andere Art von Land” befürwortete den Naturschutz. Der Begriff wurde weitestgehend erst nach mehr als einem Jahrzehnt eingeführt, als er in den 1980er Jahren in der Wissenschafts- und Umweltpolitik gebräuchlich wurde. Thomas Lovejoy, im Vorwort zum Buch Conservation Biology, führte den Begriff in die wissenschaftliche Gemeinschaft ein. Bis dahin war der Begriff “natürliche Vielfalt” üblich, der von The Science Division von The Nature Conservancy in einer wichtigen Studie von 1975 “Die Erhaltung der natürlichen Vielfalt” vorgestellt wurde. Zu Beginn der 1980er Jahre befürworteten das TNC-Wissenschaftsprogramm und sein Leiter Robert E. Jenkins, Lovejoy und andere führende Naturschutzwissenschaftler in Amerika den Gebrauch des Begriffs “biologische Vielfalt”.

Die vertraglich vereinbarte Form der Biodiversität könnte 1985 von der WG Rosen geprägt worden sein, als sie das vom Nationalen Forschungsrat (National Research Council, NRC) organisierte Nationale Forum zur biologischen Vielfalt ins Leben rief. Es erschien zum ersten Mal in einer Veröffentlichung im Jahr 1988, als der Soziobiologe EO Wilson es als den Titel des Verfahrens dieses Forums verwendete.

Seit dieser Zeit hat der Begriff unter Biologen, Umweltschützern, politischen Führern und besorgten Bürgern breite Anwendung gefunden.

Ein ähnlicher Begriff in den Vereinigten Staaten ist “natürliches Erbe”. Es ist älter als die anderen und wird von einem größeren Publikum, das sich für Naturschutz interessiert, mehr akzeptiert. Breiter als Biodiversität, umfasst es Geologie und Landformen.

Verteilung
Die Biodiversität ist nicht gleichmäßig verteilt, sondern variiert sowohl auf der ganzen Welt als auch innerhalb der Regionen. Die Vielfalt aller Lebewesen (Biota) hängt unter anderem von Temperatur, Niederschlag, Höhe, Böden, Geografie und der Anwesenheit anderer Arten ab. Das Studium der räumlichen Verteilung von Organismen, Arten und Ökosystemen ist die Wissenschaft der Biogeographie.

Die Diversität ist in den Tropen und in anderen lokalisierten Regionen wie der Cape Floristic Region und in den Polargebieten generell niedriger. Regenwälder, die lange Zeit feuchtes Klima hatten, wie der Yasuní-Nationalpark in Ecuador, haben eine besonders hohe Biodiversität.

Es wird angenommen, dass die terrestrische Biodiversität bis zu 25 Mal größer ist als die Artenvielfalt im Meer. Eine neue Methode, die im Jahr 2011 angewendet wurde, legte die Gesamtzahl der Arten auf der Erde auf 8,7 Millionen, von denen schätzungsweise 2,1 Millionen im Ozean leben. Diese Schätzung scheint jedoch die Diversität von Mikroorganismen zu unterrepräsentieren.

Breitengradienten
Generell steigt die Artenvielfalt von den Polen in die Tropen. Daher haben Ortschaften in niedrigeren Breiten mehr Arten als Orte in höheren Breiten. Dies wird oft als Breitengradient in der Artenvielfalt bezeichnet. Mehrere ökologische Mechanismen können zum Gradienten beitragen, aber der entscheidende Faktor hinter vielen von ihnen ist die größere mittlere Temperatur am Äquator im Vergleich zu der der Pole.

Obwohl die terrestrische Biodiversität vom Äquator zu den Polen abnimmt, wird in einigen Studien behauptet, dass dieses Merkmal in aquatischen Ökosystemen, insbesondere in marinen Ökosystemen, nicht nachgewiesen ist. Die Breitenverteilung von Parasiten scheint dieser Regel nicht zu folgen.

Im Jahr 2016 wurde eine alternative Hypothese (“die fraktale Biodiversität”) vorgeschlagen, um den Breitengradgradienten zu erklären. In dieser Studie wurden die Größe des Artenpools und die fraktale Natur der Ökosysteme kombiniert, um einige allgemeine Muster dieses Gradienten zu klären. Diese Hypothese berücksichtigt Temperatur, Feuchtigkeit und Netto-Primärproduktion (NPP) als Hauptvariablen einer Ökosystemnische und als Achse des ökologischen Hypervolumens. Auf diese Weise ist es möglich, fraktale Hypervolumina aufzubauen, deren fraktale Dimension bis zu drei in Richtung des Äquators ansteigt.

Hotspots
Ein Biodiversitäts-Hotspot ist eine Region mit einem hohen Anteil an endemischen Arten, die einen großen Verlust an Lebensraum erlebt haben. Der Begriff Hotspot wurde 1988 von Norman Myers eingeführt. Während Hotspots auf der ganzen Welt verteilt sind, sind die meisten Waldgebiete und die meisten sind in den Tropen.

Der brasilianische Atlantische Regenwald gilt als ein solcher Hotspot mit etwa 20.000 Pflanzenarten, 1.350 Wirbeltieren und Millionen von Insekten, von denen etwa die Hälfte nirgendwo sonst vorkommt. Die Insel Madagaskar und Indien sind ebenfalls besonders bemerkenswert. Kolumbien zeichnet sich durch eine hohe Artenvielfalt aus, mit der höchsten Artenzahl weltweit, und es hat die größte Anzahl von Endemiten (Arten, die es nirgendwo anders gibt) in jedem Land. Etwa 10% der Arten der Erde können in Kolumbien gefunden werden, darunter mehr als 1.900 Vogelarten, mehr als in Europa und Nordamerika zusammen, Kolumbien hat 10% der weltweit Säugetierarten, 14% der Amphibienarten und 18% der Vogelarten der Welt. Madagaskar trockene Laubwälder und Tieflandregenwälder besitzen einen hohen Anteil an Endemismus. Da sich die Insel vor 66 Millionen Jahren vom Festland Afrika getrennt hat, haben sich viele Arten und Ökosysteme unabhängig voneinander entwickelt. Indonesiens 17.000 Inseln umfassen 1 904 560 Quadratkilometer und enthalten 10% der weltweit blühenden Pflanzen, 12% Säugetiere und 17% Reptilien, Amphibien und Vögel – zusammen mit fast 240 Millionen Menschen. Viele Regionen mit hoher biologischer Vielfalt und / oder Endemie entstehen aus spezialisierten Lebensräumen, die ungewöhnliche Anpassungen erfordern, z. B. alpine Umgebungen in hohen Bergen oder nordeuropäische Torfmoore.

Die genaue Messung der Unterschiede in der Artenvielfalt kann schwierig sein. Auswahlverzerrungen unter Forschern können zu einer verzerrten empirischen Forschung für moderne Schätzungen der Biodiversität beitragen. Im Jahr 1768 beobachtete Rev. Gilbert White kurz und bündig von seinem Selborne, Hampshire: “Die ganze Natur ist so voll, dass dieser Bezirk die größte Vielfalt hervorbringt, die am meisten untersucht wird.”

Evolution und Geschichte
Biodiversität ist das Ergebnis von 3,5 Milliarden Jahren Evolution. Der Ursprung des Lebens wurde von der Wissenschaft nicht definitiv festgestellt, aber einige Hinweise deuten darauf hin, dass das Leben bereits einige hundert Millionen Jahre nach der Entstehung der Erde gut etabliert ist. Bis vor etwa 600 Millionen Jahren bestand alles Leben aus Mikroorganismen – Archaeen, Bakterien, einzelligen Protozoen und Protisten.

Die Geschichte der Artenvielfalt während des Phanerozoikums (die letzten 540 Millionen Jahre) beginnt mit dem schnellen Wachstum während der Kambrischen Explosion – einer Periode, in der fast jeder Stamm mehrzelliger Organismen zum ersten Mal auftrat. In den nächsten etwa 400 Millionen Jahren zeigte die Vielfalt der wirbellosen Tiere nur einen geringen Trend und die Diversität der Wirbeltiere zeigt einen exponentiellen Trend. Dieser dramatische Anstieg der Vielfalt war gekennzeichnet durch periodische, massive Verluste an Diversität, die als Massensterben eingestuft wurden. Ein signifikanter Verlust trat auf, als Regenwälder im Karbon kollabierten. Das Schlimmste war das Perm-Trias-Aussterben vor 251 Millionen Jahren. Wirbeltiere brauchten 30 Millionen Jahre, um sich von diesem Ereignis zu erholen.

Der Fossilienbestand legt nahe, dass die letzten paar Millionen Jahre die größte Artenvielfalt in der Geschichte aufwiesen. Allerdings unterstützen nicht alle Wissenschaftler diese Ansicht, da Unsicherheiten darüber bestehen, wie stark der Fossilienbestand durch die größere Verfügbarkeit und Bewahrung jüngster geologischer Abschnitte beeinflusst wird. Einige Wissenschaftler glauben, dass die moderne Biodiversität, die um Sampling-Artefakte korrigiert wurde, sich nicht wesentlich von der Biodiversität vor 300 Millionen Jahren unterscheidet, während andere den Fossilienbestand für angemessen halten, was die Diversifizierung des Lebens widerspiegelt. Schätzungen der gegenwärtigen globalen makroskopischen Artenvielfalt variieren von 2 Millionen bis 100 Millionen, mit einer besten Schätzung von etwa 9 Millionen, die meisten Arthropoden. Die Vielfalt scheint ohne die natürliche Selektion kontinuierlich zuzunehmen.

Evolutionäre Diversifizierung
Es wird über die Existenz einer globalen Tragfähigkeit, die den Umfang des Lebens, das gleichzeitig leben kann, begrenzt ist, diskutiert, ebenso wie die Frage, ob eine solche Grenze auch die Anzahl der Arten begrenzen würde. Während Aufzeichnungen über das Leben im Meer ein logistisches Wachstumsmuster aufweisen, zeigt das Leben an Land (Insekten, Pflanzen und Tetrapoden) einen exponentiellen Anstieg der Diversität. Wie ein Autor feststellt, “haben Tetrapoden 64 Prozent der potenziell bewohnbaren Arten noch nicht besetzt und es könnte sein, dass die ökologische und taxonomische Vielfalt von Tetrapoden ohne menschlichen Einfluss exponentiell zunimmt, bis der größte oder der gesamte verfügbare Ökostrom verfügbar ist gefüllt.”

Es scheint auch, dass die Diversität im Laufe der Zeit zunimmt, besonders nach Massensterben.

Auf der anderen Seite korrelieren Veränderungen durch das Phanerozoikum viel besser mit dem hyperbolischen Modell (das in der Populationsbiologie, der Demographie und Makrosoziologie sowie der fossilen Biodiversität weit verbreitet ist) als mit exponentiellen und logistischen Modellen. Die letzteren Modelle implizieren, dass Änderungen in der Diversität von einer positiven Rückkopplung erster Ordnung (mehr Vorfahren, mehr Nachkommen) und / oder einer negativen Rückkopplung, die sich aus Ressourcenbeschränkungen ergibt, geleitet werden. Hyperbolisches Modell impliziert eine positive Rückkopplung zweiter Ordnung. Das hyperbolische Muster des Wachstums der Weltbevölkerung ergibt sich aus einer positiven Rückkopplung zweiter Ordnung zwischen der Bevölkerungsgröße und der Geschwindigkeit des technologischen Wachstums. Der hyperbolische Charakter des Biodiversitätswachstums kann in ähnlicher Weise durch eine Rückkopplung zwischen Diversität und Gemeinschaftsstrukturkomplexität erklärt werden. Die Ähnlichkeit zwischen den Kurven der biologischen Vielfalt und der menschlichen Bevölkerung ergibt sich wahrscheinlich aus der Tatsache, dass beide aus der Interferenz des hyperbolischen Trends mit der zyklischen und stochastischen Dynamik abgeleitet sind.

Die meisten Biologen sind sich jedoch einig, dass die Zeit seit der Entstehung des Menschen Teil eines neuen Massenaussterbens ist, das als Holozän-Extinktionsereignis bezeichnet wird und in erster Linie durch den Einfluss der Menschen auf die Umwelt verursacht wird. Es wurde argumentiert, dass die derzeitige Aussterberate ausreicht, um die meisten Arten auf dem Planeten Erde innerhalb von 100 Jahren zu eliminieren.

Im Jahr 2011 schlug Roberto Cazzolla Gatti in seiner Biodiversitätsbezogenen Nischen-Differentiationstheorie vor, dass Arten selbst die Architekten der Biodiversität sind, indem sie die Anzahl der potenziell verfügbaren Nischen in einem bestimmten Ökosystem proportional erhöhen. Diese Studie führte zu der Idee, dass Biodiversität autokatalytisch ist. Ein Ökosystem interdependenter Arten kann daher als eine emergente autokatalytische Menge betrachtet werden (ein sich selbst erhaltendes Netzwerk wechselseitig “katalytischer” Einheiten), in dem eine (Gruppe von) Arten die Existenz anderer Arten ermöglicht (dh Nischen schafft) . Diese Sichtweise bietet eine mögliche Antwort auf die grundlegende Frage, warum so viele Arten im selben Ökosystem koexistieren können.

Neue Arten werden regelmäßig entdeckt (durchschnittlich zwischen 5-10.000 neue Arten pro Jahr, die meisten von ihnen Insekten) und viele, obwohl entdeckt, sind noch nicht klassifiziert (Schätzungen zufolge sind fast 90% aller Arthropoden noch nicht klassifiziert). Der größte Teil der terrestrischen Vielfalt findet sich in tropischen Wäldern und im Allgemeinen hat Land mehr Arten als der Ozean; Auf der Erde gibt es etwa 8,7 Millionen Arten, von denen etwa 2,1 Millionen im Ozean leben.

Ökosystem-Dienstleistungen

Die Ausgewogenheit der Beweise
“Ökosystemdienstleistungen sind die Suite von Vorteilen, die Ökosysteme der Menschheit bieten.” Die natürlichen Arten oder Biota sind die Betreuer aller Ökosysteme. Es ist, als ob die natürliche Welt ein riesiges Bankkonto von Kapitalvermögen ist, das lebenslange Dividenden unbegrenzt zahlen kann, aber nur, wenn das Kapital aufrechterhalten wird.

Diese Services gibt es in drei Varianten:

Provisioning Services, die die Produktion von erneuerbaren Ressourcen beinhalten (zB: Nahrung, Holz, Frischwasser)
Regulierungsdienste, die die Umweltveränderungen verringern (zB: Klimaregulierung, Schädlingsbekämpfung)
Kulturelle Dienstleistungen stellen menschlichen Wert und Genuss dar (zB: Landschaftsästhetik, kulturelles Erbe, Erholung im Freien und spirituelle Bedeutung)

Es gab viele Behauptungen über die Auswirkungen der biologischen Vielfalt auf diese Ökosystemdienstleistungen, insbesondere auf die Bereitstellung und Regulierung von Dienstleistungen. Nach einer umfassenden Umfrage durch begutachtete Literatur zur Bewertung von 36 verschiedenen Behauptungen über die Auswirkungen von Biodiversität auf Ökosystemdienstleistungen wurden 14 dieser Behauptungen validiert, 6 zeigen gemischte Unterstützung oder sind nicht unterstützt, 3 sind falsch und 13 fehlen genügend Beweise, um endgültige Schlussfolgerungen zu ziehen.

Dienstleistungen verbessert

Bereitstellungsdienste

Größere Artenvielfalt

von Pflanzen erhöht den Futterertrag (Synthese von 271 experimentellen Studien).
von Pflanzen (dh Diversität innerhalb einer einzigen Art) erhöht den Gesamtertrag (Synthese von 575 experimentellen Studien). Obwohl eine andere Überprüfung von 100 experimentellen Studien gemischte Beweise berichtet.
der Bäume erhöht die gesamte Holzproduktion (Synthese von 53 experimentellen Studien). Es gibt jedoch nicht genügend Daten, um eine Schlussfolgerung über die Auswirkung der Baumartenvielfalt auf die Holzproduktion zu ziehen.

Regulierungsdienste
Größere Artenvielfalt

von Fischen erhöht die Stabilität der Fischerei Ausbeute (Synthese von 8 Beobachtungsstudien)
von natürlichen Pestfeinden verringert pflanzenfressende Schädlingspopulationen (Daten aus zwei getrennten Übersichten; Synthese von 266 experimentellen und Beobachtungsstudien; Synthese von 18 Beobachtungsstudien. Obwohl eine andere Überprüfung von 38 experimentellen Studien gemischte Unterstützung für diese Behauptung fand, was darauf hindeutet, dass in Fällen, in denen die gegenseitige Inauguration Prädation tritt auf, eine einzelne räuberische Art ist oft effektiver
der Pflanzen verringert die Krankheitsprävalenz auf Pflanzen (Synthese von 107 experimentellen Studien)
der Pflanzen erhöht die Resistenz gegen Pflanzeninvasion (Daten aus zwei separaten Reviews; Synthese von 105 experimentellen Studien; Synthese von 15 experimentellen Studien)
von Pflanzen erhöht Kohlenstoffspeicherung, aber beachten Sie, dass dieser Befund nur die tatsächliche Aufnahme von Kohlendioxid und nicht Langzeitlagerung betrifft, siehe unten; Synthese von 479 experimentellen Studien)
Pflanzen erhöhen die Bodennährstoff-Remineralisierung (Synthese von 103 experimentellen Studien)
von Pflanzen erhöht organische Bodensubstanz (Synthese von 85 experimentellen Studien)

Dienstleistungen mit gemischten Beweisen

Bereitstellungsdienste
Bisher keine

Regulierungsdienste
Eine größere Artenvielfalt von Pflanzen kann pflanzenfressende Schädlingspopulationen verringern oder auch nicht. Daten aus zwei getrennten Übersichten legen nahe, dass eine größere Diversität die Schädlingspopulationen verringert (Synthese von 40 Beobachtungsstudien; Synthese von 100 experimentellen Studien). Eine Überprüfung fand gemischte Beweise (Synthese von 287 experimentellen Studien), während eine andere widersprüchliche Beweise fand (Synthese von 100 experimentellen Studien)
Größere Artenvielfalt von Tieren kann die Prävalenz von Krankheiten bei diesen Tieren verringern oder nicht (Synthese von 45 experimentellen und Beobachtungsstudien), obwohl eine Studie 2013 mehr Unterstützung zeigt, dass Biodiversität die Krankheitsresistenz in Tiergemeinschaften zumindest im Amphibienfrosch verbessern kann Teiche. Viele weitere Studien müssen zur Unterstützung der Vielfalt veröffentlicht werden, um die Ausgewogenheit der Beweise so zu beeinflussen, dass wir eine allgemeine Regel für diesen Dienst erstellen können.
Größere Arten- und Merkmalsvielfalt von Pflanzen kann die langfristige Kohlenstoffspeicherung erhöhen oder auch nicht (Synthese von 33 Beobachtungsstudien)
Größere Bestäubungsvielfalt kann die Bestäubung erhöhen oder auch nicht (Synthese von 7 Beobachtungsstudien), aber eine Veröffentlichung vom März 2013 legt nahe, dass eine erhöhte Vielfalt an einheimischen Bestäubern die Pollenablagerung erhöht (obwohl nicht unbedingt Fruchtansatz besteht) langwieriges ergänzendes Material).

Dienstleistungen behindert

Bereitstellungsdienste
Größere Artenvielfalt der Pflanzen reduziert die Primärproduktion (Synthese von 7 experimentellen Studien)

Regulierungsdienste
Größere genetische und Artenvielfalt einer Reihe von Organismen reduziert Frischwasserreinigung (Synthese von 8 experimentellen Studien, obwohl ein Versuch der Autoren, die Wirkung von Detritivore-Diversität auf Frischwasserreinigung zu untersuchen, war aufgrund fehlender verfügbarer Evidenz nicht erfolgreich (nur 1 Beobachtungsstudie) wurde gefunden

Bereitstellungsdienste
Auswirkung der Artenvielfalt von Pflanzen auf den Biokraftstoff-Ertrag (In einer Literaturübersicht fanden die Forscher nur 3 Studien)
Einfluss der Artenvielfalt von Fischen auf den Fischereiertrag (In einer Literaturübersicht fanden die Forscher nur 4 experimentelle Studien und 1 Beobachtungsstudie)

Regulierungsdienste
Einfluss der Artenvielfalt auf die Stabilität der Biokraftstoffausbeute (In einer Literaturstudie fanden die Forscher keine Studien)
Einfluss der Artenvielfalt von Pflanzen auf die Stabilität der Futtererträge (In einer Literaturübersicht fanden die Forscher nur 2 Studien)
Auswirkung der Artenvielfalt von Pflanzen auf die Stabilität des Ernteertrags (In einer Literaturübersicht fanden die Forscher nur 1 Studie)
Einfluss der genetischen Diversität von Pflanzen auf die Stabilität des Ernteertrags (In einer Literaturstudie fanden die Forscher nur 2 Studien)
Einfluss der Diversität auf die Stabilität der Holzproduktion (In einer Literaturstudie konnten die Forscher keine Studien finden)
Auswirkung der Artenvielfalt mehrerer Taxa auf die Erosionskontrolle (In einer Literaturstudie konnten die Forscher keine Studien finden – sie fanden jedoch Studien über die Auswirkungen von Artenvielfalt und Wurzelbiomasse)
Einfluss der Diversität auf die Hochwasserregulierung (In einer Literaturstudie konnten die Forscher keine Studien finden)
Einfluss der Arten- und Merkmalsvielfalt von Pflanzen auf die Bodenfeuchte (In einer Literaturübersicht fanden die Forscher nur 2 Studien)

Andere Quellen haben etwas widersprüchliche Ergebnisse gemeldet, und Robert Costanza und seine Kollegen berichteten 1997 über den geschätzten globalen Wert von Ökosystemleistungen (die nicht in traditionellen Märkten erfasst wurden) mit durchschnittlich 33 Billionen Dollar pro Jahr.

Seit dem Steinzeitalter hat sich der Artenverlust über die durch menschliche Aktivität getriebene durchschnittliche Basalrate beschleunigt. Schätzungen der Artenverluste sind 100- bis 10.000-mal so schnell, wie es im Fossilienbestand üblich ist. Biodiversität bietet auch viele immaterielle Vorteile, einschließlich spiritueller und ästhetischer Werte, Wissenssysteme und Bildung.

Landwirtschaft
Die landwirtschaftliche Vielfalt lässt sich in zwei Kategorien einteilen: die intraspezifische Diversität, die die genetische Vielfalt innerhalb einer einzigen Art umfasst, wie die Kartoffel (Solanum tuberosum), die aus vielen verschiedenen Formen und Typen besteht (zB in den USA können sie Kartoffeln mit neuen vergleichen) Kartoffeln oder violette Kartoffeln, alle verschieden, aber alle Teil derselben Art, S. tuberosum).

Die andere Kategorie der landwirtschaftlichen Vielfalt wird als interspezifische Vielfalt bezeichnet und bezieht sich auf die Anzahl und Arten verschiedener Arten. Wenn man an diese Vielfalt denkt, stellt man fest, dass viele kleine Gemüsebauern viele verschiedene Kulturen anbauen, wie Kartoffeln, Karotten, Paprika, Salat usw.

Die landwirtschaftliche Vielfalt lässt sich auch dadurch unterscheiden, ob es sich um “geplante” Vielfalt oder um “assoziierte” Vielfalt handelt. Dies ist eine funktionale Klassifizierung, die wir auferlegen und nicht ein intrinsisches Merkmal des Lebens oder der Vielfalt. Die geplante Vielfalt umfasst die Kulturpflanzen, die ein Landwirt gefördert, gepflanzt oder aufgezogen hat (z. B. Nutzpflanzen, Deckblätter, Symbionten und Nutzvieh), was der damit verbundenen Vielfalt widerspricht, die bei den Nutzpflanzen eintrifft (z. B. Pflanzenfresser, Unkrautarten und Pathogene, unter anderem).

Die Kontrolle der damit verbundenen Artenvielfalt ist eine der großen landwirtschaftlichen Herausforderungen, denen sich Landwirte stellen müssen. Auf Monokultur-Farmen besteht der Ansatz im Allgemeinen darin, die assoziierte Vielfalt mit einer Reihe von biologisch zerstörerischen Pestiziden, mechanisierten Werkzeugen und transgenen Engineering-Techniken zu beseitigen und dann die Kulturen zu rotieren. Obwohl einige Bauern aus der Polykultur die gleichen Techniken anwenden, wenden sie auch integrierte Strategien für den Pflanzenschutz an sowie Strategien, die arbeitsintensiver sind, aber im Allgemeinen weniger von Kapital, Biotechnologie und Energie abhängig sind.

Die interspezifische Sortenvielfalt ist zum Teil dafür verantwortlich, dass wir Abwechslung in unseren Essgewohnheiten bieten. Intraspezifische Diversität, die Vielfalt von Allelen innerhalb einer einzigen Spezies, bietet uns auch eine Auswahl in unserer Ernährung. Wenn eine Ernte in einer Monokultur versagt, verlassen wir uns auf landwirtschaftliche Vielfalt, um das Land mit etwas Neuem zu bepflanzen. Wenn eine Weizenernte durch einen Schädling zerstört wird, können wir im nächsten Jahr eine robustere Weizensorte anpflanzen, die auf intraspezifische Diversität angewiesen ist. Wir können auf die Weizenproduktion in diesem Gebiet verzichten und eine ganz andere Spezies pflanzen, die auf interspezifische Vielfalt angewiesen ist. Selbst eine Agrargesellschaft, die vor allem Monokulturen anbaut, ist irgendwann auf Biodiversität angewiesen.

Die irische Kartoffelfäule von 1846 war ein Hauptgrund für den Tod von einer Million Menschen und die Emigration von etwa zwei Millionen Menschen. Es war das Ergebnis der Pflanzung von nur zwei Kartoffelsorten, beide anfällig für die Krautfäule, Phytophthora infestans, die 1845 ankam
Als in den 1970er Jahren Reisgras-Stuntviren auf Reisfelder von Indonesien nach Indien trafen, wurden 6.273 Sorten auf Resistenz getestet. Nur eine Sorte war resistent, eine indische Sorte und der Wissenschaft nur seit 1966 bekannt. Diese Sorte bildete eine Kreuzung mit anderen Sorten und ist heute weit verbreitet.
Kaffeerost befiel 1970 Kaffeeplantagen in Sri Lanka, Brasilien und Mittelamerika. In Äthiopien wurde eine resistente Sorte gefunden. Die Krankheiten sind selbst eine Form der Artenvielfalt.

Die Monokultur trug zu mehreren Agrarkatastrophen bei, einschließlich des Zusammenbruchs der europäischen Weinindustrie im späten 19. Jahrhundert und der Epidemie der südamerikanischen Maisleckfäule von 1970.

Obwohl etwa 80 Prozent der Nahrungsmittelversorgung von Menschen aus nur 20 Arten von Pflanzen stammen, verwenden Menschen mindestens 40.000 Arten. Viele Menschen hängen von diesen Arten für Nahrung, Unterkunft und Kleidung ab. Die überlebende Biodiversität der Erde bietet Ressourcen, um das Angebot an Nahrungsmitteln und anderen Produkten, die für den menschlichen Gebrauch geeignet sind, zu erhöhen, obwohl die derzeitige Extinktionsrate dieses Potenzial verringert.

Menschliche Gesundheit
Die Bedeutung der biologischen Vielfalt für die menschliche Gesundheit wird zu einem internationalen politischen Problem, da sich die wissenschaftliche Evidenz auf die globalen gesundheitlichen Auswirkungen des Verlusts der biologischen Vielfalt stützt. Dieses Thema ist eng mit dem Thema Klimawandel verknüpft, da viele der erwarteten Gesundheitsrisiken des Klimawandels mit Veränderungen der Biodiversität einhergehen (z. B. Veränderungen der Populationen und Verteilung von Krankheitsvektoren, Süßwasserknappheit, Auswirkungen auf landwirtschaftliche Biodiversität und Nahrungsmittel) Ressourcen usw.). Dies liegt daran, dass die Arten, die am wahrscheinlichsten verschwinden, diejenigen sind, die gegen die Übertragung von Infektionskrankheiten puffern, während überlebende Arten dazu neigen, diejenigen zu sein, die die Krankheitsübertragung erhöhen, wie das von West-Nil-Virus, Lyme-Krankheit und Hantavirus -autorisiert von Felicia Keesing, einer Ökologen am Bard College und Drew Harvell, Associate Director für Umwelt des Atkinson Center für eine nachhaltige Zukunft (ACSF) an der Cornell University.

Die wachsende Nachfrage und der Mangel an Trinkwasser auf dem Planeten stellen eine zusätzliche Herausforderung für die Zukunft der menschlichen Gesundheit dar. Teilweise liegt das Problem in dem Erfolg von Wasserversorgern, die Versorgung und das Versagen von Gruppen, die den Erhalt von Wasserressourcen fördern, zu erhöhen. Während die Verteilung von sauberem Wasser zunimmt, bleibt es in einigen Teilen der Welt ungleich. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (2018) nutzten nur 71% der Weltbevölkerung einen sicher geführten Trinkwasserservice.

Zu den Gesundheitsthemen, die von der Biodiversität beeinflusst werden, gehören Ernährungsgesundheit und Ernährungssicherheit, Infektionskrankheiten, medizinische Wissenschaft und medizinische Ressourcen, soziale und psychologische Gesundheit. Von der Artenvielfalt ist auch bekannt, dass sie eine wichtige Rolle bei der Verringerung des Katastrophenrisikos und bei Katastrophenhilfe- und Wiederaufbaumaßnahmen spielt.

Biodiversität bietet entscheidende Unterstützung für die Wirkstoffforschung und die Verfügbarkeit medizinischer Ressourcen. Ein erheblicher Anteil der Drogen stammt direkt oder indirekt aus biologischen Quellen: Mindestens 50% der Arzneimittel auf dem US-Markt stammen aus Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen, während etwa 80% der Weltbevölkerung von Arzneimitteln abhängig sind aus der Natur (entweder in der modernen oder traditionellen medizinischen Praxis) für die medizinische Grundversorgung. Nur ein winziger Bruchteil der Wildarten wurde auf ihr medizinisches Potential untersucht. Die biologische Vielfalt war für Fortschritte auf dem Gebiet der Bionik von entscheidender Bedeutung. Belege aus der Marktanalyse und der Biodiversitätsforschung deuten darauf hin, dass der Rückgang der Produktion des Pharmasektors seit Mitte der 1980er Jahre auf eine Abkehr von der Naturproduktexploration (“Bioprospektion”) zugunsten der Genomik und der synthetischen Chemie zurückzuführen ist Der Wert unentdeckter Arzneimittel kann für Unternehmen in freien Märkten aufgrund der hohen Entwicklungskosten nicht genügend Anreiz bieten, nach ihnen zu suchen. Inzwischen haben Naturprodukte eine lange Geschichte der Unterstützung wichtiger wirtschaftlicher und gesundheitlicher Innovationen. Meeresökosysteme sind besonders wichtig, obwohl eine unangemessene Bioprospektion den Verlust an biologischer Vielfalt erhöhen und auch die Gesetze der Gemeinschaften und Staaten verletzen kann, aus denen die Ressourcen entnommen werden.

Wirtschaft und Industrie
Viele industrielle Materialien stammen direkt aus biologischen Quellen. Dazu gehören Baumaterialien, Fasern, Farbstoffe, Gummi und Öl. Biodiversität ist auch wichtig für die Sicherheit von Ressourcen wie Wasser, Holz, Papier, Fasern und Lebensmitteln. Infolgedessen ist der Verlust an biologischer Vielfalt ein bedeutender Risikofaktor für die Geschäftsentwicklung und eine Bedrohung für die langfristige wirtschaftliche Nachhaltigkeit.

Freizeit, kultureller und ästhetischer Wert
Biodiversität bereichert Freizeitaktivitäten wie Wandern, Vogelbeobachtung oder Naturkunde. Biodiversität inspiriert Musiker, Maler, Bildhauer, Schriftsteller und andere Künstler. Viele Kulturen betrachten sich selbst als einen integralen Bestandteil der natürlichen Welt, der sie erfordert, andere lebende Organismen zu respektieren.

Beliebte Aktivitäten wie Gartenarbeit, Aquaristik und das Sammeln von Exemplaren hängen stark von der Artenvielfalt ab. Die Anzahl der Arten, die an solchen Aktivitäten beteiligt sind, liegt bei Zehntausenden, obwohl die Mehrheit nicht in den Handel einsteigt.

Die Beziehungen zwischen den ursprünglichen Naturgebieten dieser oft exotischen Tiere und Pflanzen und kommerziellen Sammlern, Lieferanten, Züchtern, Vermehrern und denjenigen, die ihr Verständnis und ihren Genuss fördern, sind komplex und kaum verstanden. Die Öffentlichkeit reagiert gut auf die Exposition gegenüber seltenen und ungewöhnlichen Organismen und spiegelt deren inhärenten Wert wider.

Philosophisch könnte argumentiert werden, dass Biodiversität für die Menschheit an sich einen ästhetischen und spirituellen Wert hat. Diese Idee kann als Gegengewicht zu der Vorstellung verwendet werden, dass tropische Wälder und andere ökologische Bereiche aufgrund ihrer Dienstleistungen nur erhaltenswert sind.

Ökologische Dienstleistungen
Biodiversität unterstützt viele Ökosystemleistungen:

“Es gibt jetzt eindeutige Beweise, dass Biodiversitätsverlust die Effizienz verringert, mit der ökologische Gemeinschaften biologisch essentielle Ressourcen aufnehmen, Biomasse produzieren, biologisch essentielle Nährstoffe abbauen und recyceln … Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Biodiversität die Stabilität von Ökosystemfunktionen im Laufe der Zeit erhöht … Diverse communities are more productive because they contain key species that have a large influence on productivity and differences in functional traits among organisms increase total resource capture… The impacts of diversity loss on ecological processes might be sufficiently large to rival the impacts of many other global drivers of environmental change… Maintaining multiple ecosystem processes at multiple places and times requires higher levels of biodiversity than does a single process at a single place and time.”

Es spielt eine Rolle bei der Regulierung der Chemie unserer Atmosphäre und Wasserversorgung. Die biologische Vielfalt ist direkt an der Wasseraufbereitung beteiligt, unabhängig davon, welche Stoffe recycelt werden und welche Böden gesättigt sind. Experimente mit kontrollierten Umgebungen haben gezeigt, dass Menschen nicht einfach Ökosysteme aufbauen können, um menschliche Bedürfnisse zu unterstützen; zum Beispiel kann die Insektenbestäubung nicht nachgeahmt werden, obwohl es sich lohnt, mit Hilfe von unbemannten Luftfahrzeugzeugen zu arbeiten. Die wirtschaftliche Aktivität der Besteuerung lag 2003 zwischen 2,1 und 14,6 Millionen Dollar.