اولویت‌های حفاظت بر اساس تهدید و تکامل نژادی جانور

اولویت حفاظت بر اساس تنوع فیلوژنتیک بارها مطرح شده است، اما به ندرت اجرا شده است. در اینجا، ما یک شاخص ساده تعریف می‌کنیم که سهم ساخته شده توسط گونه‌های مختلف در تنوع فیلوژنتیک را اندازه‌گیری می‌کند و نشان دهد که چگونه شاخص ممکن است در راستای اولویت‌های حفاظت مبتنی بر گونه کمک کند. ما رویه‌هایی برای کنترل گونه‌های از دست رفته، تجزیه و تفکیک پذیری فیلوژنتیک ناقص و عدم قطعیت در سنین گره که امکان اعمال این روش در کلادهای ضعیف شناخته شده را ممکن می‌سازد، توصیف می‌کنیم. ما همچنین نشان می‌دهیم که شاخص در فیلوژنی‌های دارای بیش از 100 گونه، مستقل از اندازه کلاد است، که نشانگر اینست که امتیازات گروه‌های طبقه‌بندی نامرتبط به احتمال زیاد قابل مقایسه هستند. امتیازات مشابه تحت دو مفهوم گونه مختلف بازگشت می‌شوند، که اشاره بر این نکته است که شاخص در برابر تغییرات طبقه‌بندی قوی و ستبر است. رویکرد به یک سطح گونه نژادی جانوری از پستانداران که نزدیک به کامل است، اعمال می‌شود تا یک لیست اولویت جهانی که ترکیب تنوع فیلوژنتیک و خطر انقراض را با هم داشته باشد، تولید نماید. 100 گونه عالی رتبه سهم بالای تنوع کل پستانداران را نشان می‌دهد و شامل گونه‌های بسیاری است که معمولا به عنوان اولویت‌های حفاظت شناخته نشده‌اند. بسیاری از گونه‌هایی که هم تکامل منحصر بفرد دارند و در سطح جهان در معرض خطر هستند (گونه EDGE)، از پروژه‌های حفاظت‌های موجود و یا مناطق حفاظت شده بهره‌مند نمی‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که اولویت‌های حفاظت جهانی ممکن است به منظور جلوگیری از مقدار بسیار زیاد بی‌تناسبی تاریخ تکامل پستاندارانی که در حال انقراض در آینده نزدیک هستند، مجددا ارزیابی شوند.

به حداکثر رساندن تنوع فیلوژنتیک (PD) باید یک جزء کلیدی از تنظیمات اولویت حفاظت شود. گونه‌ها مقادیر مختلف تاریخچه تکاملی را نشان می‌دهند و منعکس کننده سرعت و حالت واگرایی در سراسر درخت زندگی هستند. انقراض یک گونه قدیمی، دارای یک نماینده یا کلاد گونه فقیر می‌تواند منجر به از دست دادن تنوع زیستی بیشتری شود تا اینکه گونه جوانی که دارای بستگان نزدیک زیاد است، منقرض گردد. با این حال، حفظ چنین اجدادی ممکن است سخت باشد چون شواهدی وجود دارد که آنها احتمالا با خطر انقراض بیش از شانس مورد انتظار، تهدید می‌شوند. این انباشتگی خطر انقراض در کلادهای گونه‌های فقیر تا حد زیادی از دست دادن PD را در مقایسه با مدل تهی انقراض تصادفی افزایش می‌دهد و نشان می‌دهد که کل رده‌های مهره‌داران ممکن است در طی قرنها از دست بروند. تنها در میان پستانداران، حداقل 14 رده و سه خانواده از سال 1500 میلادی  منقرض شده‌اند؛ و همه اعضای 19 خانواده و سه رده دیگر در خطر قریب‌الوقوع انقراض در نظر گرفته می‌شوند. بسیاری از مقالات علمی به راه‌های به حداکثر رساندن حفاظت از PD و اندازه‌گیری سهم گونه به PD اشاره کرده‌اند، اما این مسئله به ندرت در استراتژی حفاظت گنجانیده شده است. بنابراین، ممکن است که تاریخ تکامل به سرعت در حال از دست رفتن باشد، با این حال هنوز بیشتر گونه‌های متمایز در چارچوب موجود حفاظت بعنوان اولویت بالا مشخص نمی‌شوند.

دلایل متعددی وجود دارد که چرا PD مقبولیت گسترده‌ای در جامعه حفاظت به دست نیآورد. اول، اگر چه تاریخچه تکاملی شامل دو جزء مجزا (الگوی انشعاب یک درخت فیلوژنتیک و طول شاخه‌های آن) است، فیلوژنی کامل سطح-گونه تاریخدار برای گروه‌های بزرگ طبقه‌بندی، تنها به تازگی در دسترس قرار گرفته است. در نتیجه پیاده‌سازی‌های اولیه روش‌های مبتنی بر PD قادر به ترکیب داده طول شاخه نبودند و تنها بر اندازه‌گیری الگوی انشعاب متمرکز شده بودند. دوم، PD تمرکز را از گونه‌ها حذف می‌کند و این کار ممکن است نیاز به درخواست تجدید نظر ملموس گسترده‌تر را برای عموم ایجاد نماید؛ حفظ PD ممکن است کم اهمیت‌تر از حفاظت از گونه‌های بومی یا تهدید شده دیده شود. با این حال، بی‌ثباتی کنونی در طبقه‌بندی گونه بدان معنی است که تصمیم‌گیری بر اساس PD ممکن است بیشتر از تصمیم‌گیری بر اساس مفاهیم گونه‌های مختلف مورد هدف باشد. بنابراین ترکیب وضعیت حفاظت از گونه‌های با یک اندازه از سهم PD آنها، لازم است، چرا که گونه‌ها می‌تواند به عنوان واحد حفظ شوند، اما بطور مناسب وزن داده شوند. این می‌تواند یک ابزار مفید و شفاف برای تعیین اولویت جهانی برای حفاظت از گونه‌های مبتنی بر حفاظت تولید نماید.

این مقاله یک روش جدید برای اندازه‌گیری سهم نسبی گونه در تنوع فیلوژنتیک [اصالت گونه] توصیف می‌کند. ما خواص آماری معیارهای نتیجه‌گیری را که  تمایز تکاملی (ED) نامیده می‌شوند، کشف کردیم و آزمون مقاوم بودن آنها در زمان تغییر مفاهیم گونه‌ها را انجام دادیم. امتیاز ED برای کلاس پستانداران محاسبه شد و با مقدار خطر انقراض گونه برای تولید یک لیست از گونه‌هایی که هم تکاملی مجزا و هم در سطح جهان در معرض خطر هستند (‘گونه EDGE)، ترکیب گردید. لیست حاصل مجموعه‌ای از اولویت‌های حفاظت از پستانداران را نه تنها بر اساس این احتمال که یک گونه از دست خواهد رفت ، بلکه بر اساس عدم امکان جایگزینی آن نیز  فراهم می‌کند.

شکل 1. فیلوژنی فرضی هفت گونه (A-G) با امتیاز تمایز تکاملی (ED). شماره‌های بالای هر شاخه طول آن شاخه را نشان می‌دهد و شماره‌های زیر تعدادی از گونه‌های نشات گرفته از آن را نشان می‌دهد. MYBP، میلیون‌ها سال قبل است.

تمایز تکاملی و استفاده از آن در تنظیمات اولویت

به منظور محاسبه امتیاز ED برای هر گونه، ما تنوع فیلوژنتیک کل یک کلاد را در میان اعضای آن تقسیم می‌کنیم. این با استفاده از اعمال یک مقدار به هر شاخه معادل طول آن شاخه تقسیم بر تعداد گونه‌های شامل شده در آن شاخه، به دست می‌آید. ED یک گونه به سادگی مجموع مقادیر همه شاخه‌هایی است که از آن گونه فرود آمده‌اند تا ریشه فیلوژنی. برای مثال‌ در این مقاله، ما ED را در واحد زمان اندازه‌گیری کردیم، به طوریکه هر یک میلیون سال تکامل وزن برابری دریافت می‌کند و شاخه‌ها در همان نقطه خاتمه می‌یابند (به عنوان مثال فیلوژنی ultrametric است). این روش می‌تواند به فیلوژنی‌ها غیر  ultrametric نیز اعمال شود اگر حفاظت از واحد‌های دیگر [به عنوان مثال، تنوع مشخصه ] اولویت داده شده باشد. روش اساسی برای محاسبه امتیاز ED در شکل 1 نشان داده شده است ، که یک کلاد دارای هفت گونه (A-G) را توصیف می‌کند. امتیاز ED گونه A با جمع امتیازات ED برای هر یک از چهار شاخه بین A و ریشه داده شده است. شاخه پایانی شامل تنها یک گونه (A) است و 1 میلیون سال (MY) طول دارد، بنابراین امتیاز 1 (MY) دریافت می‌کند. دو شاخه بعدی هر دو 1 (MY) طول دارند و حاوی دو و سه گونه هستند، بنابراین هر گونه دختر (A، B و C) به ترتیب 1/2 و 1/3 (MY) دریافت می‌کند. عمیق‌ترین شاخه که اجداد گونه A  است 2 (MY) طول دارد و در میان پنج گونه (A تا E) به اشتراک گذاشته شده است، بنابراین امتیاز ED کل برای گونه A برابر (1/1 + 1/2 + 1/3 + 2 داده / 5) = 2.23 (MY) می‌باشد. گونه B خواهر طبقه‌بندی A است ، بنابراین همین امتیاز را دریافت می‌کند. با همین حساب و کتاب ، C امتیاز (2/1 + 1/3 + 2/5) = 2.73 (MY) ، D و E (1/1 + 2/2 + 2/5) = 2.4 (MY)، و F و G (0.5 / 1 + 4.5 / 2) = 2.75 (MY) دریافت می‌کنند. مثال نشان می‌دهد که ED تنها توسط PD منحصر بفرد یک گونه (به عنوان مثال طول شاخه ترمینال) مشخص نمی‌شود. گونه‌های F و G بر اساس امتیاز ED خود گونه برتر هستند، حتی اگر هر کدام نشان دهنده فقط مقدار کمی از تاریخچه تکاملی منحصر بفرد باشند (0.5 MY). این نشان می‌دهد که حفاظت از هر دو گونه F و G باید در اولویت باشد، چون که انقراض هر کدام از آن‌ها یک نسل از قدیمی‌ترین و غیر معمول‌ترین اصل و نسب در فیلوژنی را خالی می‌کند (از بین می‌برد). محاسبه ED شبیه به اندازه انشعابات مساوی است که طول شاخه را به طور مساوی میان کلادهای دختر تقسیم می‌کند، به جای اینکه در میان گونه‌های زیرین آن تقسیم نماید.

به منظور ارائه یک ابزار مفید در زمینه تعیین اولویت‌ها، امتیازات ED باید قابل استفاده در فیلوژنی‌های واقعی گروه‌های بزرگ طبقه‌بندی باشد. برای انجام این کار، ما روش پایه‌ای که در بالا توصیف شد را برای کنترل گونه‌های از دست رفته  وضوح فیلوژنتیک کامل نشده و عدم قطعیت در سنین گره اصلاح کردیم. این روش با استفاده از یک فیلوژنی تاریخدار کلاس پستانداران که تقریبا (0.99٪) در سطح گونه کامل است، پیاده‌سازی می‌شود. پس از آن ما پارامترهای ED و خطر انقراض را برای شناسایی گونه‌هایی که هم تکامل منحصربفرد دارند و هم در سطح جهانی در معرض خطر ( ‘گونه EDGE’) می‌باشند، ترکیب کردیم. ما خطر انقراض را با استفاده از چارچوب‌های کمی و عینی ارائه شده توسط اتحادیه حفاظت جهانی (IUCN)  دسته‌بندی‌های لیست قرمز اندازه‌گیری کردیم. ما تحقیقات قبلی در زمینه چگونگی رفتار کردن و درمان کردن گونه‌های موجود در لیست قرمز به عنوان فواصل خطر انقراض و با فرض هم‌ارزی میان معیارها را دنبال کردیم. لیست بدست آمده از اولویت‌های حفاظت (امتیازات ‘ EDGE’)  به شرح زیر محاسبه شده بود:

• (EDGE=ln(1+ED)+GE * ln(2

که در آن GE وزن لیست قرمز است [کمترین نگرانی = 0، در نزدیکی تهدید و وابسته به حفاظت = 1، آسیب پذیر = 2، در معرض خطر = 3، در معرض انقراض = 4]، در اینجا خطر انقراض در مقیاس لگاریتم نشان داده می‌شود. بنابراین امتیاز EDGE معادل یک (- دگرگونی گونه- از دست دادن تاریخ تکاملی مورد انتظار خاص) loge که در آن هر افزایش در لیست قرمز دسته، نشان دهنده دو برابر شدن (eln(2)) خطر انقراض است. هرچه امتیاز EDGE برای گونه‌ای بیشتر باشد یعنی در معرض خطر انقراض بالاتری است.

شکل 2. مقیاس امتیازات ED با اندازه کلاد برای ده گونه پستاندار در معرض انقراض. امتیازات ED در هر گره بین راس و ریشه برای ده گونه به ترتیب مختلف محاسبه شد. گونه‌ها انتخاب شده به شرح زیر می‌باشند : دلفین بیجی (Lipotes vexillifer)، کرگدن سوماترایی (sumatrensis Dicerorhinus)، جانور کیسه‌داری شبیه خرس شمال hairynosed (وامبت بینیمودار krefftii)، موش کور پرشین (Talpa streeti))، خرگوش Omiltemi (insonus Sylvilagus)، غزال przewalskii (Procapra Przewalski)، blackfaced شیر صورت سیاه تامارین (Leontopithecus caissara)، روباه پرنده لیوینگستون (Pteropus livingstonii)، گرگ قرمز (Canis rufus) و موش ستیزه‌جو شمال لوزان (Crunomys fallax).

شکل 3. هیستوگرام امتیازات EDGE برای 4182 گونه پستاندار، با گروه‌بندی تهدید. رنگ‌ها گروه‌بندی در لیست قرمز را نشان می‌دهند : حداقل نگرانی (سبز) ، در نزدیکی تهدید و مستقل از حفاظت (قهوه‌ای) ، آسیب‌پذیر (زرد) ، در خطر (نارنجی) و در معرض انقراض (قرمز).

محدوده امتیازات EDGE از 0.0565 (10 جوندگان murid) تا 6.48 (دلفین رودخانه یانگ تسه و یا بیجی، Lipotes vexillifer) می‌باشد و تقریبا به طور معمول درمحدوده میانگین 2.63 توزیع شده‌اند (60.017؛ شکل 3). صد گونه با بالاترین اولویت (EDGE) شامل چندین پستانداران بزرگ تنومند و کاریزماتیک، از جمله پانداهای غول پیکر و کوچکتر، اورنگ- اوتان، فیل‌های آفریقایی و آسیایی، چهار کرگدن، دو خوک خرطوم دراز، دو نهنگ بی‌دندان، فیل دریایی و یک گاو دریایی (نهنگ کوچک دریایی) می‌شود. با این حال، بسیاری از گونه‌های کوچکتر و کمتر درک شده نیز اولویت بالا دریافت می‌کنند، از جمله شانزده تا از جوندگان، سیزده تا جوجه تیغی، دوازده تا از خفاش‌ها، چهار تا از خرگوش‌سانان و یک فیل ستیزه‌جو.

منبع:

Isaac NJB, Turvey ST, Collen B, Waterman C, Baillie JEM (2007) Mammals on the EDGE: Conservation Priorities Based on Threat and Phylogeny. PLoS ONE 2(3): e296. doi:10.1371/journal.pone.0000296

مشاهده ادامه این مطلب فقط برای اعضای سایت فراگیر علمی تخصصی محیط زیست فراهم می باشد. خواهشمنداست جهت مشاهده کامل این نوشته، ثبت نام کنید و به حساب کابری خود وارد شوید. ثبت نام در اینجا کاملاً رایگان است.

مشاهده ادامه این مطلب فقط برای اعضای سایت فراگیر علمی تخصصی محیط زیست فراهم می باشد. خواهشمنداست جهت مشاهده کامل این نوشته، ثبت نام کنید و به حساب کابری خود وارد شوید. ثبت نام در اینجا کاملاً رایگان است.