47.2 Mikilvægi líffræðilegrar fjölbreytni fyrir mannlíf

Hæfniviðmið

Í lok þessa hluta munt þú geta gert eftirfarandi:

• Greint ávinning efnafræðilegrar fjölbreytni fyrir menn
• Greint þætti líffræðilegrar fjölbreytni sem styðja landbúnað manna
• Lýst vistkerfisþjónustu

Það er kannski ekki augljóst hvers vegna líffræðingar hafa áhyggjur af tapi líffræðilegrar fjölbreytni. Þegar hugsað er um slíkt tap sem útdauða faranddúfunnar, dódófuglsins eða jafnvel loðfílsins kann það að virðast fyrst og fremst tilfinningalegt. En skiptir tapið hagnýtu máli fyrir velferð mannkyns? Frá sjónarhóli þróunar og vistfræði er tap einstakrar tegundar ekki endilega afgerandi, þótt tap lykiltegundar geti leitt til vistfræðilegra hamfara. Útdauði er eðlilegur hluti stórþróunar. Hröðun útdauðahraða þýðir hins vegar að tugþúsundir tegunda geta horfið á okkar líftíma, og það er líklegt til að hafa stórfelld áhrif á velferð manna með hruni vistkerfa og auknum kostnaði við að viðhalda matvælaframleiðslu, hreinu lofti, hreinu vatni og heilsu manna.

Landbúnaður hófst eftir að fyrstu samfélög veiðimanna og safnara settust að á einum stað og breyttu nánasta umhverfi sínu verulega. Þessi menningarlega umbreyting hefur gert mönnum erfitt fyrir að átta sig á hversu háðir þeir eru ótamdum lífverum á jörðinni. Líffræðingar viðurkenna að mannkynið er hluti af vistkerfum og er háð þeim, rétt eins og hver önnur tegund á jörðinni er háð þeim. Tækni jafnar út öfgar tilverunnar, en að lokum getur mannkynið ekki verið til án styðjandi vistkerfis.

Heilsa manna

Fornleifar benda til þess að menn hafi notað plöntur í lækningaskyni í þúsundir ára. Kínverskt skjal frá því um 2800 f.Kr. er talið vera fyrsta skrifaða frásögnin af jurtalækningum, og slíkar tilvísanir koma fyrir í sögulegum heimildum um allan heim. Nútímasamfélög frumbyggja sem lifa nálægt landinu búa oft yfir víðtækri þekkingu á lækningamætti plantna sem vaxa á svæði þeirra. Flestar plöntur framleiða annars stigs plöntuefnasambönd, sem eru eiturefni notuð til að vernda plöntuna gegn skordýrum og öðrum dýrum sem eta þær, en sum þeirra virka einnig sem lyf.

Nútíma lyfjafræði viðurkennir einnig mikilvægi þessara plöntuefnasambanda. Dæmi um mikilvæg lyf sem unnin eru úr plöntuefnasamböndum eru aspirín, kódein, dígoxín, atrópín og vinkristín (mynd 47.8). Mörg lyf voru áður unnin úr plöntuþykkni en eru nú framleidd með efnasmíð. Áætlað er að á sínum tíma hafi 25 prósent nútímalyfja innihaldið að minnsta kosti eitt plöntuþykkni. Sú tala hefur líklega lækkað í um 10 prósent eftir því sem náttúrulegum plöntuefnum hefur verið skipt út fyrir tilbúnar útgáfur. Sýklalyf, sem hafa leitt til stórkostlegra framfara í heilsu og lífslíkum í þróuðum löndum, eru að mestu efnasambönd unnin úr sveppum og bakteríum.

Á undanförnum árum hafa eitur dýra vakið mikla athygli í rannsóknum vegna lækningamáttar þeirra. Árið 2007 hafði FDA (Matvæla- og lyfjaeftirlit Bandaríkjanna) samþykkt fimm lyf byggð á dýraeitri til að meðhöndla sjúkdóma eins og háþrýsting, langvinna verki og sykursýki. Fimm önnur lyf eru í klínískum rannsóknum og að minnsta kosti sex lyf eru í notkun í öðrum löndum. Önnur eiturefni sem eru til rannsóknar koma frá spendýrum, snákum, eðlum, ýmsum froskdýrum, fiskum, sniglum, kolkröbbum og sporðdrekum.

Auk þess að skila milljörðum dollara í hagnað bæta þessi lyf líf fólks. Lyfjafyrirtæki eru stöðugt að leita að nýjum efnasamböndum sem lifandi lífverur mynda og geta virkað sem lyf. Áætlað er að 1/3 af rannsóknum og þróun í lyfjaiðnaði fari í náttúruleg efnasambönd og að um 35 prósent nýrra lyfja sem komu á markað á milli 1981 og 2002 hafi verið unnin úr náttúrulegum efnasamböndum. Tækifærum til nýrra lyfja mun fækka í beinu hlutfalli við hvarf tegunda.

Fjölbreytni í landbúnaði

Frá upphafi landbúnaðar fyrir meira en 10.000 árum hafa mannahópar ræktað og valið afbrigði nytjaplantna. Þessi nytjaplöntufjölbreytni samsvaraði menningarlegri fjölbreytni mjög sundurgreindra mannfjölda. Til dæmis hófst ræktun kartaflna fyrir um 7.000 árum í miðhluta Andesfjalla í Perú og Bólivíu. Kartöflurnar sem ræktaðar eru á því svæði tilheyra sjö tegundum og afbrigðin eru líklega í þúsundatali. Jafnvel höfuðborg Inka, Machu Picchu, hafði fjölmarga garða þar sem kartöfluafbrigði voru ræktuð. Hvert afbrigði hefur verið ræktað til að þrífast í tiltekinni hæð yfir sjávarmáli og við tiltekin jarðvegs- og loftslagsskilyrði. Fjölbreytnin mótast af ólíkum kröfum landslagsins, takmörkuðum ferðum fólks og þörfum skiptiræktunar fyrir ólík afbrigði sem dafna vel á ólíkum ökrum.

Kartöflur eru aðeins eitt dæmi um fjölbreytileika sem menn hafa skapað. Hver einasta planta, dýr og sveppur sem menn hafa ræktað hefur verið þróaður frá upprunalegum villtum forföðurtegundum í fjölbreytt afbrigði vegna krafna um næringargildi, aðlögun að ræktunarskilyrðum og mótstöðu gegn meindýrum.

Kartöflur sýna einnig áhættuna sem fylgir lítilli nytjaplöntufjölbreytni. Hin hörmulega kartöfluhungursneyð á Írlandi varð þegar eina afbrigðið sem ræktað var þar varð næmt fyrir kartöflumyglu, sem lagði alla uppskeruna í rúst. Tap kartöfluuppskerunnar leiddi til fjöldahungursneyðar og dauða meira en einnar milljónar manna, auk fjöldaflutninga nærri tveggja milljóna manna úr landi.

Sjúkdómsþol er einn helsti ávinningur af líffræðilegri fjölbreytni nytjaplantna, og skortur á fjölbreytileika í nútíma nytjaplöntum hefur í för með sér svipaða áhættu. Fræfyrirtæki, sem eru uppspretta flestra afbrigða nytjaplantna í þróuðum löndum, verða stöðugt að rækta ný afbrigði til að halda í við meindýr sem eru í stöðugri þróun. Þessi sömu fræfyrirtæki hafa hins vegar stuðlað að fækkun þeirra afbrigða sem eru í boði þar sem þau einbeita sér að því að selja færri afbrigði á fleiri svæðum heimsins.

Getan til að búa til ný nytjaplöntuafbrigði byggist á fjölbreytni tiltækra afbrigða og aðgangi að villtum formum sem eru skyld nytjaplöntunni. Þessi villtu form eru oft uppspretta nýrra genasamsætna sem hægt er að rækta inn í núverandi afbrigði til að skapa afbrigði með nýja eiginleika. Tap villtra tegunda sem eru skyldar nytjaplöntu þýðir tap á möguleikum til að bæta nytjaplöntuna. Með því að varðveita erfðafjölbreytni villtra skyldra tegunda ræktunarplantna tryggjum við áframhaldandi matvælaframboð okkar.

Frá þriðja áratug 20. aldar hafa landbúnaðaryfirvöld haldið úti fræbönkum fyrir afbrigði nytjaplantna til að varðveita nytjaplöntufjölbreytni. Þetta kerfi hefur galla, því með tímanum geta fræbankar tapast í slysum og þá er ekki alltaf hægt að endurheimta þá. Árið 2008 hóf Fræhvelfingin á Svalbarða að geyma fræ víðs vegar að úr heiminum sem öryggisafrit fyrir svæðisbundna fræbanka. Ef svæðisbundinn fræbanki geymir afbrigði á Svalbarða má bæta tap úr þeirri geymslu. Aðstæður í hvelfingunni eru viðhaldnar við kjörhitastig og rakastig fyrir lifun fræja, en djúp neðanjarðarstaðsetning hennar á heimskautasvæði þýðir að bilun í kerfum hvelfingarinnar spillir ekki loftslagsaðstæðum inni í henni.

Sjónræn tenging

Svalbard Global Seed Vault er staðsett á eynni Spitsbergen í Noregi, þar sem er heimskautaloftslag. Hvers vegna gæti heimskautaloftslag verið gott fyrir geymslu fræja?

Árangur í ræktun er að miklu leyti háður gæðum jarðvegsins. Þótt sumur landbúnaðarjarðvegur sé gerður lífvana með umdeildum ræktunaraðferðum og efnameðferðum inniheldur flestur jarðvegur gríðarlega fjölbreytni lífvera sem viðhalda hringrás næringarefna með því að brjóta lífræn efni niður í næringarefnasambönd sem nytjaplöntur þurfa til vaxtar. Þessar lífverur viðhalda einnig jarðvegsgerð sem hefur áhrif á vatns- og súrefnisbúskap í jarðveginum, sem er nauðsynlegur fyrir vöxt plantna. Ef bændur þyrftu að viðhalda ræktanlegum jarðvegi með öðrum leiðum væri matvælakostnaður mun hærri en hann er nú. Slíkir ferlar kallast vistkerfisþjónusta. Þeir eiga sér stað innan vistkerfa, til dæmis jarðvegsvistkerfa, vegna fjölbreyttrar efnaskiptavirkni lífveranna sem þar lifa, en þeir gagnast matvælaframleiðslu manna, aðgengi að drykkjarvatni og öndunarhæfu lofti.

Frævun plantna er önnur lykilvistkerfisþjónusta sem ýmsar tegundir býflugna, annarra skordýra og fugla veita. Samkvæmt einu mati skilar frævun hunangsflugna Bandaríkjunum árlegum ávinningi upp á 1,6 milljarða dollara.

Stofnar hunangsflugna í Norður-Ameríku hafa orðið fyrir miklu tapi af völdum heilkennis sem kallast hrun býflugnabúa, en orsök þess er óljós. Vísbendingar benda til þess að mögulegir sökudólgar séu ágengi varróamaurinn ásamt Nosema-garnasníkjudýrinu og bráðalömunarveiru. Tap þessara tegunda myndi gera mjög erfitt, ef ekki ómögulegt, að rækta nokkrar af þeim 150 nytjaplöntum í Bandaríkjunum sem krefjast frævunar, þar á meðal vínber, appelsínur, sítrónur, paprikur, flestar káltegundir, svo sem brokkolí og blómkál, og mörg ber, melónur og hnetur.

Að lokum keppa menn um fæðu sína við meindýr í ræktun, sem flest eru skordýr. Varnarefni halda þessum keppinautum í skefjum; þau eru þó dýr og missa virkni sína með tímanum eftir því sem stofnar meindýra aðlagast og þróast. Þau valda einnig hliðarskaða með því að drepa tegundir sem eru ekki meindýr og stofna heilsu neytenda og landbúnaðarverkafólks í hættu. Vistfræðingar telja að meginhluti vinnunnar við að halda meindýrum niðri sé í raun unninn af rándýrum og sníkjudýrum meindýranna, en áhrifin hafa ekki verið vel rannsökuð. Yfirlitsrannsókn sýndi að í 74 prósentum rannsókna sem leituðu áhrifa flækjustigs landslags á náttúrulega óvini meindýra voru áhrif lífvera sem bæla meindýr meiri eftir því sem flækjustigið var meira. Tilraunarannsókn sýndi að þegar margir óvinir ertulúsar, mikilvægs meindýrs á refasmára, voru kynntir til sögunnar jókst uppskera refasmára verulega. Rannsóknin sýnir mikilvægi landslagsfjölbreytni með því að svara því hvort fjölbreyttari hópur óvina meindýra sé árangursríkari við stjórnun en ein stök tegund sem bælir meindýr; niðurstöðurnar sýndu að svo var. Tap á fjölbreytni meðal óvina meindýra mun óhjákvæmilega gera matvælarækt erfiðari og kostnaðarsamari.

Villtar fæðuuppsprettur

Auk þess að rækta nytjaplöntur og ala dýr til manneldis, afla menn fæðuauðlinda úr villtum stofnum, fyrst og fremst fiskistofnum. Í raun eru auðlindir úr vatni og sjó helsta uppspretta dýrapróteins fyrir um það bil 1 milljarða manna um allan heim. En síðan 1990 hefur fiskveiði á heimsvísu dregist saman, stundum verulega. Því miður, og þrátt fyrir talsverða viðleitni, er fáum fiskveiðum á jörðinni stjórnað með sjálfbærni að leiðarljósi.

Hrun fiskveiða leiðir sjaldan til algers útdauða þeirrar tegundar sem veidd er, heldur fremur til róttækrar endurskipulagningar á vistkerfi sjávar þar sem ríkjandi tegund er svo ofveidd að hún verður vistfræðilega séð óverulegur þátttakandi. Auk þess að menn missi fæðuuppsprettuna, hafa þessar breytingar áhrif á margar aðrar tegundir á vegu sem erfitt eða ómögulegt er að spá fyrir um. Hrun fiskveiða hefur stórkostleg og langvarandi áhrif á íbúa á svæðinu sem starfa við fiskveiðar. Auk þess mun tap á ódýrri próteinuppsprettu fyrir íbúa sem hafa ekki efni á að skipta henni út auka framfærslukostnað og takmarka samfélög á annan hátt. Almennt séð hefur sá fiskur sem fæst úr fiskveiðum færst yfir í smærri tegundir eftir því sem stærri tegundir eru veiddar til þurrðar. Endanleg útkoma gæti augljóslega orðið sú að vatnavistkerfi tapist sem fæðuuppsprettur.

Tengill í námsefni

Horfðu á stutt myndband um minnkandi fiskistofna.

Sálfræðilegt og siðferðilegt gildi

Að lokum hefur verið sýnt skýrt fram á að menn hafa sálfræðilegan ávinning af því að búa í heimi með mikilli líffræðilegri fjölbreytni. Helsti talsmaður þessarar hugmyndar er skordýrafræðingurinn E. O. Wilson við Harvard. Hann heldur því fram að þróunarsaga mannsins hafi aðlagað okkur að lífi í náttúrulegu umhverfi og að borgarumhverfi skapi sálfræðilega streituvalda sem hafi áhrif á heilsu og vellíðan manna. Talsverðar rannsóknir á sálfræðilegum endurnæringarmætti náttúrulegs landslags benda til þess að tilgátan kunni að eiga við rök að styðjast. Auk þess eru siðferðileg rök fyrir því að menn beri ábyrgð á að valda öðrum tegundum eins litlum skaða og mögulegt er.