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12.2A: Menschliche Gesundheit und Biodiversität - Biologie

12.2A: Menschliche Gesundheit und Biodiversität - Biologie


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Die Erhaltung der biologischen Vielfalt trägt letztendlich zur Erhaltung der menschlichen Gesundheit bei; viele Medikamente werden aus Pflanzen und neuerdings auch aus tierischen Toxinen gewonnen.

Lernziele

  • Beschreiben Sie die Vorteile der Erhaltung der biologischen Vielfalt für die menschliche Gesundheit

Wichtige Punkte

  • Die meisten Pflanzen produzieren sekundäre Pflanzenstoffe, die Toxine sind, die die Pflanze vor Insekten und anderen Tieren, die sie fressen, schützen, aber einige davon auch als Medikamente wirken.
  • Antibiotika, die in den Industrieländern für außergewöhnliche Verbesserungen der Gesundheit und der Lebensdauer verantwortlich sind, sind Verbindungen, die größtenteils aus Pilzen und Bakterien gewonnen werden.
  • In den letzten Jahren haben Tiergifte und Gifte intensive Forschungen zu ihrem medizinischen Potenzial angeregt; mindestens fünf dieser Medikamente sind seit 2007 von der FDA zugelassen.

Schlüsselbegriffe

  • Atropin: ein aus der Pflanze Tollkirsche (Atropa belladonna) gewonnenes Alkaloid; als Medikament in der Medizin wegen seiner paralytischen Wirkung verwendet (in der Chirurgie zur Muskelentspannung, in der Zahnheilkunde zum Trocknen des Mundes usw.)
  • vincristin: ein bestimmtes Medikament, das in der Chemotherapie verwendet wird
  • Antibiotikum: jede Substanz, die Bakterien und ähnliche Mikroorganismen zerstören oder ihr Wachstum hemmen kann

Menschliche Gesundheit

Zeitgenössische Gesellschaften, die in der Nähe des Landes leben, verfügen oft über ein breites Wissen über die medizinische Verwendung von Pflanzen, die in ihrem Gebiet wachsen. Die meisten Pflanzen produzieren sekundäre Pflanzenstoffe, bei denen es sich um Toxine handelt, die die Pflanzen vor Insekten und anderen Tieren, die sie fressen, schützen, von denen einige jedoch auch als Medikamente wirken. Jahrhundertelang wurde in Europa älteres Wissen über die medizinische Verwendung von Pflanzen in Kräuterbüchern zusammengestellt: Bücher, die Pflanzen und ihre Verwendungen identifizierten. Der Mensch ist nicht die einzige Spezies, die Pflanzen zu medizinischen Zwecken verwendet: Die Menschenaffen (Orang-Utans, Schimpansen, Bonobos und Gorillas) wurden alle bei der Selbstmedikation mit Pflanzen beobachtet.

Auch die moderne pharmazeutische Wissenschaft erkennt die Bedeutung dieser Pflanzenstoffe an. Beispiele bedeutender Medikamente, die aus Pflanzenstoffen gewonnen werden, umfassen Aspirin, Codein, Digoxin, Atropin und Vincristin. Viele Medikamente wurden früher aus Pflanzenextrakten gewonnen, werden aber heute synthetisiert. Es wird geschätzt, dass 25 Prozent der modernen Medikamente einst mindestens einen Pflanzenextrakt enthielten. Diese Zahl ist wahrscheinlich auf etwa 10 Prozent gesunken, da natürliche Pflanzeninhaltsstoffe durch synthetische Versionen ersetzt werden. Antibiotika, die in den Industrieländern für außergewöhnliche Verbesserungen der Gesundheit und der Lebensdauer verantwortlich sind, sind Verbindungen, die größtenteils aus Pilzen und Bakterien gewonnen werden.

In den letzten Jahren haben Tiergifte und Gifte intensive Forschungen zu ihrem medizinischen Potenzial angeregt. Bis 2007 hatte die FDA fünf auf tierischen Toxinen basierende Medikamente zur Behandlung von Krankheiten wie Bluthochdruck, chronischen Schmerzen und Diabetes zugelassen. Weitere fünf Medikamente befinden sich in klinischen Studien. In anderen Ländern werden mindestens sechs Medikamente konsumiert. Andere untersuchte Toxine stammen von Säugetieren, Schlangen, Eidechsen, verschiedenen Amphibien, Fischen, Schnecken, Kraken und Skorpionen.

Abgesehen von Gewinnen in Milliardenhöhe verbessern diese Medikamente das Leben der Menschen. Pharmaunternehmen suchen aktiv nach neuen Verbindungen, die von lebenden Organismen synthetisiert werden und als Medizin wirken können. Es wird geschätzt, dass ein Drittel der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung für Naturstoffe ausgegeben wird. Etwa 35 Prozent der neuen Medikamente, die zwischen 1981 und 2002 auf den Markt kamen, bestanden aus natürlichen Verbindungen. Die Möglichkeiten für neue Medikamente werden im direkten Verhältnis zum Verschwinden der Arten reduziert. Es ist daher für den Menschen zu medizinischen Zwecken und vielen anderen von Vorteil, um die Artenvielfalt zu erhalten.


Biodiversität und Gesundheit

Gesunde Gemeinschaften sind auf gut funktionierende Ökosysteme angewiesen. Sie sorgen für saubere Luft, frisches Wasser, Medikamente und Ernährungssicherheit. Sie begrenzen auch Krankheiten und stabilisieren das Klima. Der Verlust der biologischen Vielfalt geschieht jedoch in beispielloser Geschwindigkeit und wirkt sich weltweit auf die menschliche Gesundheit aus, so ein gemeinsam von der Konvention über die biologische Vielfalt (CBD) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) veröffentlichter Wissensstandsbericht.

Was ist Biodiversität?

Biodiversität bildet die Grundlage allen Lebens auf der Erde und bezieht sich auf die biologische Vielfalt in all ihren Formen, von der genetischen Ausstattung von Pflanzen und Tieren bis hin zur kulturellen Vielfalt.

Was bedeutet Biodiversität für die menschliche Gesundheit?

Die Menschen sind in ihrem täglichen Leben auf Artenvielfalt angewiesen, die nicht immer offensichtlich oder geschätzt werden. Die menschliche Gesundheit hängt letztendlich von Ökosystemprodukten und -dienstleistungen (wie der Verfügbarkeit von Süßwasser, Nahrung und Brennstoffquellen) ab, die für eine gute menschliche Gesundheit und eine produktive Lebensgrundlage erforderlich sind. Der Verlust der biologischen Vielfalt kann erhebliche direkte Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben, wenn die Ökosystemleistungen nicht mehr ausreichen, um die sozialen Bedürfnisse zu befriedigen. Indirekt beeinflussen Veränderungen der Ökosystemleistungen Lebensgrundlagen, Einkommen, lokale Migration und können gelegentlich sogar politische Konflikte auslösen oder verschärfen.

Darüber hinaus bietet die biologische Vielfalt von Mikroorganismen, Flora und Fauna umfangreiche Vorteile für die Biologie, Gesundheit und Pharmakologie. Bedeutende medizinische und pharmakologische Entdeckungen werden durch ein besseres Verständnis der biologischen Vielfalt der Erde gemacht. Der Verlust der biologischen Vielfalt kann die Entdeckung potenzieller Behandlungsmethoden für viele Krankheiten und Gesundheitsprobleme einschränken.

Bedrohungen für Biodiversität und Gesundheit

Die Besorgnis über die gesundheitlichen Folgen des Verlusts der biologischen Vielfalt wächst. Veränderungen der biologischen Vielfalt wirken sich auf die Funktionsfähigkeit von Ökosystemen aus, und erhebliche Störungen von Ökosystemen können zu lebenserhaltenden Ökosystemgütern und -dienstleistungen führen. Der Verlust der biologischen Vielfalt bedeutet auch, dass wir vor der Entdeckung viele Chemikalien und Gene der Natur verlieren, die der Menschheit bereits enorme gesundheitliche Vorteile gebracht haben.

Ernährungsbedingte Auswirkungen der Biodiversität

Die Biodiversität spielt durch ihren Einfluss auf die weltweite Nahrungsmittelproduktion eine entscheidende Rolle in der menschlichen Ernährung, da sie die nachhaltige Produktivität der Böden sicherstellt und die genetischen Ressourcen für alle Nutzpflanzen, Nutztiere und Meeresarten bereitstellt, die zu Nahrungszwecken geerntet werden. Der Zugang zu einer ausreichenden, nahrhaften Vielfalt an Nahrungsmitteln ist eine grundlegende Determinante für die Gesundheit.

Ernährung und Biodiversität sind auf vielen Ebenen miteinander verbunden: dem Ökosystem, mit der Nahrungsmittelproduktion als Ökosystemleistung, den Arten im Ökosystem und der genetischen Vielfalt innerhalb der Arten. Die Nährstoffzusammensetzung zwischen Lebensmitteln und zwischen Sorten/Sorten/Rassen desselben Lebensmittels kann sich dramatisch unterscheiden, was die Verfügbarkeit von Mikronährstoffen in der Nahrung beeinflusst. Eine gesunde lokale Ernährung mit einer angemessenen durchschnittlichen Nährstoffaufnahme erfordert die Aufrechterhaltung einer hohen Artenvielfalt.

Intensivierte und verbesserte Nahrungsmittelproduktion durch Bewässerung, Düngemitteleinsatz, Pflanzenschutz (Pestizide) oder die Einführung von Kulturpflanzensorten und Anbaumustern wirken sich auf die Biodiversität und damit auf den globalen Ernährungszustand und die menschliche Gesundheit aus. Lebensraumvereinfachung, Artenverlust und Artennachfolge erhöhen oft die Anfälligkeit von Gemeinschaften als Funktion der Umweltempfänglichkeit für Krankheiten.

Bedeutung der Biodiversität für Gesundheitsforschung und Schulmedizin

Die traditionelle Medizin spielt nach wie vor eine wesentliche Rolle in der Gesundheitsversorgung, insbesondere in der primären Gesundheitsversorgung. Traditionelle Arzneimittel werden schätzungsweise von 60 % der Weltbevölkerung verwendet und sind in einigen Ländern weitgehend in das öffentliche Gesundheitssystem integriert. Die Verwendung von Heilpflanzen ist das weltweit am häufigsten verwendete Medikament in der traditionellen Medizin und Komplementärmedizin. Die Versorgung mit Heilpflanzen erfolgt durch Sammlung von Wildpopulationen und Kultivierung. Viele Gemeinden verlassen sich neben Nahrungsmitteln auf Naturprodukte, die aus Ökosystemen für medizinische und kulturelle Zwecke gesammelt werden.

Obwohl synthetische Medikamente für viele Zwecke verfügbar sind, besteht weiterhin der weltweite Bedarf und die Nachfrage nach Naturprodukten für die Verwendung als Arzneimittel und die biomedizinische Forschung, die sich auf Pflanzen, Tiere und Mikroben stützt, um die menschliche Physiologie zu verstehen und menschliche Krankheiten zu verstehen und zu behandeln.

Infektionskrankheiten

Menschliche Aktivitäten stören sowohl die Struktur als auch die Funktionen von Ökosystemen und verändern die einheimische Biodiversität. Solche Störungen verringern die Häufigkeit einiger Organismen, verursachen bei anderen ein Bevölkerungswachstum, verändern die Interaktionen zwischen Organismen und verändern die Interaktionen zwischen Organismen und ihrer physikalischen und chemischen Umgebung. Muster von Infektionskrankheiten reagieren empfindlich auf diese Störungen. Zu den wichtigsten Prozessen, die sich auf Reservoirs und Übertragung von Infektionskrankheiten auswirken, gehören Entwaldung Landnutzungsänderung Wassermanagement, z. B. durch Staudammbau, Bewässerung, unkontrollierte Urbanisierung oder Zersiedelung Resistenz gegen Pestizidchemikalien, die zur Bekämpfung bestimmter Krankheitsüberträger verwendet werden, Klimaschwankungen und Veränderungen, Migration, internationalen Reiseverkehr und Handel sowie die versehentliche oder vorsätzliche Einschleppung von Krankheitserregern durch den Menschen.

Klimawandel, Biodiversität und Gesundheit

Die Biodiversität stellt zahlreiche Ökosystemleistungen bereit, die heute und in Zukunft für das menschliche Wohlergehen von entscheidender Bedeutung sind. Das Klima ist ein integraler Bestandteil der Ökosystemfunktion und die menschliche Gesundheit wird direkt und indirekt durch die Auswirkungen klimatischer Bedingungen auf terrestrische und marine Ökosysteme beeinflusst. Die marine Biodiversität wird durch die Versauerung der Ozeane im Zusammenhang mit dem Kohlenstoffgehalt in der Atmosphäre beeinträchtigt. Die terrestrische Biodiversität wird durch Klimaschwankungen beeinflusst, wie beispielsweise extreme Wetterereignisse (z. B. Dürre, Überschwemmungen), die sich direkt auf die Gesundheit des Ökosystems und die Produktivität und Verfügbarkeit von Ökosystemgütern und -dienstleistungen für den menschlichen Gebrauch auswirken. Längerfristige Klimaänderungen wirken sich auf die Lebensfähigkeit und Gesundheit von Ökosystemen aus und beeinflussen Verschiebungen in der Verbreitung von Pflanzen, Krankheitserregern, Tieren und sogar menschlichen Siedlungen.

Wichtige Fakten

Die Biodiversität bietet viele Güter und Dienstleistungen, die für das Leben auf der Erde unerlässlich sind. Die Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen kann den grundlegenden Gesundheitszustand einer Gemeinde bestimmen. Umweltverantwortung kann dazu beitragen, den Lebensunterhalt zu sichern und die Widerstandsfähigkeit von Gemeinschaften zu verbessern. Der Verlust dieser Ressourcen kann Bedingungen schaffen, die für Morbidität oder Mortalität verantwortlich sind.

Biodiversität unterstützt menschliche und gesellschaftliche Bedürfnisse, einschließlich Nahrungs- und Ernährungssicherheit, Energie, Entwicklung von Medikamenten und Pharmazeutika sowie Süßwasser, die zusammen eine gute Gesundheit unterstützen. Es unterstützt auch wirtschaftliche Möglichkeiten und Freizeitaktivitäten, die zum allgemeinen Wohlbefinden beitragen.

Landnutzungsänderung, Umweltverschmutzung, schlechte Wasserqualität, Chemikalien- und Abfallverschmutzung, Klimawandel und andere Ursachen der Verschlechterung der Ökosysteme tragen alle zum Verlust der biologischen Vielfalt bei und können erhebliche Gefahren für die menschliche Gesundheit darstellen.

Die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen werden durch die Gesundheit der lokalen Pflanzen- und Tiergemeinschaften beeinflusst. und die Integrität der lokalen Ökosysteme, die sie bilden.

Infektionskrankheiten verursachen jährlich über eine Milliarde Infektionen beim Menschen mit Millionen von Todesfällen weltweit. Ungefähr zwei Drittel der bekannten Infektionskrankheiten des Menschen werden mit Tieren geteilt, und die Mehrheit der kürzlich aufkommenden Krankheiten wird mit Wildtieren in Verbindung gebracht.


Landwirtschaftliche Vielfalt

Seit Beginn der menschlichen Landwirtschaft vor mehr als 10.000 Jahren züchten und selektieren Menschengruppen Nutzpflanzensorten. Diese Kulturpflanzenvielfalt entsprach der kulturellen Vielfalt stark unterteilter Menschenpopulationen. Zum Beispiel wurden Kartoffeln seit etwa 7.000 Jahren in den zentralen Anden Perus und Boliviens domestiziert. Die in dieser Region angebauten Kartoffeln gehören zu sieben Arten und die Zahl der Sorten geht wahrscheinlich in die Tausende. Jede Sorte wurde gezüchtet, um in bestimmten Höhenlagen und Boden- und Klimabedingungen zu gedeihen. Die Vielfalt wird durch die unterschiedlichen Anforderungen der Topographie, die begrenzte Bewegung von Menschen und die Anforderungen, die durch die Fruchtfolge an verschiedene Sorten entstehen, die in verschiedenen Bereichen gut ankommen, getrieben.

Kartoffeln sind nur ein Beispiel für die vom Menschen geschaffene Vielfalt. Alle Pflanzen, Tiere und Pilze, die vom Menschen kultiviert wurden, wurden aus ursprünglichen wilden Vorfahrenarten in verschiedene Sorten gezüchtet, die sich aus den Anforderungen an Nährwert, Anpassung an die Wachstumsbedingungen und Resistenz gegen Schädlinge ergeben. Die Kartoffel zeigt ein bekanntes Beispiel für die Risiken einer geringen Kulturpflanzenvielfalt: die tragische Hungersnot der irischen Kartoffel, als die in Irland angebaute einzige Sorte anfällig für eine Kartoffelfäule wurde und die Ernte vernichtete. Der Verlust der Ernte führte zu Hungersnöten, Tod und Massenauswanderung. Die Resistenz gegen Krankheiten ist ein Hauptvorteil für die Erhaltung der Artenvielfalt, und ein Mangel an Vielfalt bei heutigen Pflanzenarten birgt ähnliche Risiken. Saatgutunternehmen, die in den Industrieländern die Quelle der meisten Pflanzensorten sind, müssen ständig neue Sorten züchten, um mit der Entwicklung von Schädlingsorganismen Schritt zu halten. Dieselben Saatgutunternehmen haben jedoch am Rückgang der Zahl der verfügbaren Sorten teilgenommen, da sie sich darauf konzentrieren, weniger Sorten in mehr Regionen der Welt zu verkaufen.

Die Fähigkeit, neue Kulturpflanzensorten zu schaffen, hängt von der Vielfalt der verfügbaren Sorten und der Zugänglichkeit von Wildformen im Zusammenhang mit der Kulturpflanze ab. Diese Wildformen sind oft die Quelle neuer Genvarianten, die mit bestehenden Sorten gezüchtet werden können, um Sorten mit neuen Eigenschaften zu schaffen. Der Verlust von Wildarten, die mit einer Kulturpflanze in Zusammenhang stehen, bedeutet den Verlust des Potenzials zur Verbesserung der Kulturpflanzen. Die Erhaltung der genetischen Vielfalt wildlebender Arten, die mit domestizierten Arten verwandt sind, sichert unsere kontinuierliche Nahrungsversorgung.

Seit den 1920er Jahren unterhalten die Landwirtschaftsabteilungen der Regierung Saatgutbanken für Pflanzensorten, um die Pflanzenvielfalt zu erhalten. Dieses System weist Mängel auf, da Saatgutbanken im Laufe der Zeit durch Unfälle verloren gehen und es keine Möglichkeit gibt, sie zu ersetzen. Im Jahr 2008 begann der Svalbard Global Seed Vault (Abbildung 2), Saatgut aus der ganzen Welt als Backup-System für die regionalen Saatgutbanken aufzubewahren. Lagert eine regionale Saatgutbank Sorten in Spitzbergen, können Verluste aus Spitzbergen ersetzt werden. Das Saatgewölbe befindet sich tief im Fels einer arktischen Insel. Die Bedingungen innerhalb des Gewölbes werden für das Überleben der Samen bei idealer Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehalten, aber die tiefe unterirdische Lage des Gewölbes in der Arktis bedeutet, dass ein Ausfall der Gewölbesysteme die klimatischen Bedingungen im Gewölbe nicht beeinträchtigt.

Kunstverbindung

Abbildung 2. Das Svalbard Global Seed Vault ist eine Lagerstätte für Saatgut der verschiedenen Nutzpflanzen der Erde. (Kredit: Mari Tefre, Svalbard Global Seed Vault)

Das Svalbard Global Seed Vault befindet sich auf der Insel Spitzbergen in Norwegen, die ein arktisches Klima hat. Warum könnte ein arktisches Klima gut für die Samenlagerung sein?

Der Ernteerfolg hängt maßgeblich von der Qualität des Bodens ab. Obwohl einige landwirtschaftliche Böden durch umstrittene Kultivierung und chemische Behandlungen unfruchtbar gemacht werden, enthalten die meisten eine große Vielfalt von Organismen, die Nährstoffkreisläufe aufrechterhalten – sie spalten organisches Material in Nährstoffverbindungen auf, die Pflanzen für das Wachstum benötigen. Diese Organismen erhalten auch die Bodentextur, die die Wasser- und Sauerstoffdynamik im Boden beeinflusst, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind. Wenn die Bauern den Ackerboden mit alternativen Mitteln pflegen müssten, wären die Lebensmittelkosten viel höher als heute. Solche Prozesse werden Ökosystemleistungen genannt. Sie treten innerhalb von Ökosystemen, wie beispielsweise Bodenökosystemen, aufgrund der vielfältigen Stoffwechselaktivitäten der dort lebenden Organismen auf, aber sie bieten Vorteile für die menschliche Nahrungsmittelproduktion, die Verfügbarkeit von Trinkwasser und die Atemluft.

Andere wichtige Ökosystemleistungen im Zusammenhang mit der Nahrungsmittelproduktion sind die Pflanzenbestäubung und die Schädlingsbekämpfung. Über 150 Nutzpflanzen in den Vereinigten Staaten erfordern Bestäubung, um zu produzieren. Eine Schätzung des Nutzens der Honigbienenbestäubung in den Vereinigten Staaten beträgt 1,6 Milliarden US-Dollar pro Jahr, andere Bestäuber tragen bis zu 6,7 Milliarden US-Dollar mehr bei.

Viele Honigbienenpopulationen werden von Imkern verwaltet, die ihre Bienenstöcke an Landwirte vermieten. Honigbienenpopulationen in Nordamerika haben große Verluste erlitten, die durch ein als Koloniekollaps-Störung bekanntes Syndrom verursacht wurden, dessen Ursache unklar ist. Andere Bestäuber sind eine Vielzahl anderer Bienenarten sowie verschiedene Insekten und Vögel. Der Verlust dieser Arten würde den Anbau von Pflanzen, die eine Bestäubung erfordern, unmöglich machen und die Abhängigkeit von anderen Pflanzen erhöhen.

Schließlich konkurrieren die Menschen um ihre Nahrung mit Pflanzenschädlingen, von denen die meisten Insekten sind. Pestizide kontrollieren diese Konkurrenten jedoch, Pestizide sind jedoch teuer und verlieren mit der Zeit ihre Wirksamkeit, wenn sich die Schädlingspopulationen anpassen. Sie führen auch zu Kollateralschäden, indem sie Nicht-Schädlingsarten töten und die Gesundheit von Verbrauchern und Landarbeitern gefährden. Ökologen glauben, dass der Großteil der Arbeit bei der Beseitigung von Schädlingen tatsächlich von Räubern und Parasiten dieser Schädlinge geleistet wird, aber die Auswirkungen wurden nicht gut untersucht. Eine Überprüfung ergab, dass in 74 Prozent der Studien, die nach einer Wirkung der Landschaftskomplexität auf natürliche Feinde von Schädlingen suchten, je größer die Komplexität, desto größer die Wirkung von schädlingsunterdrückenden Organismen. Eine experimentelle Studie ergab, dass das Einbringen mehrerer Feinde von Erbsenblattläusen (einem wichtigen Luzerneschädling) den Ertrag von Luzerne signifikant erhöhte. Diese Studie zeigt die Bedeutung der Landschaftsvielfalt anhand der Frage, ob eine Vielfalt von Schädlingen wirksamer bei der Bekämpfung ist als ein einzelner Schädling, die Ergebnisse zeigten, dass dies der Fall ist. Der Verlust der Vielfalt der Schädlingsfeinde wird den Anbau von Nahrungsmitteln unweigerlich erschweren und kostspieliger machen.


Vorteile der Biodiversität

Arten können einen instrumentellen oder intrinsischen (inhärenten) Wert haben. Wenn sie für den Menschen von Nutzen sind, entweder als angenehmer Aspekt (ein Hund) oder als nützlicher Aspekt (Weidenrinde als Schmerzmittel), sind sie hilfreich. Wenn eine Spezies über ihren Nutzen für die Menschheit hinaus einen anderen Wert hat, hat sie einen intrinsischen Wert. Dazu gehört auch die Tatsache, dass eine Art Teil der Naturgeschichte der Welt ist. Neue Diskussionen über die Ethik der Auswirkungen des Menschen auf die Biodiversität führen zu der Einigkeit, dass jede Art einen intrinsischen Wert hat.

Ohne Biodiversität würden Ökosysteme weniger produzieren. Wenn eine Pflanzenart eine Blütenart für eine Bienenart produziert, die Honig für eine Honigdachsart produziert, die einem Geparden Nahrung liefert, ist die Balance viel zu heikel. Wenn ein plötzlicher heftiger Regenguss die meisten Bienen tötet und die Blumen ertränkt, geht die gesamte Nahrungskette verloren. Je höher die Anzahl der Arten, die in einem Ökosystem unterstützt werden können, desto höher ist die Überlebensrate für jeden Organismus innerhalb dieses Ökosystems. Einschließlich der menschlichen Spezies.

Dank der enormen Artenvielfalt des Planeten konnten wir Medikamente für Kranke herstellen, neue Pflanzenarten in Gebieten anbauen, in denen früher regelmäßig Hungersnot herrschte, die Farben und Düfte einer fantastischen Blumenvielfalt genießen, uns ohne Notwendigkeit abwechslungsreich ernähren auf Mängel und erkunden Sie auf unseren Reisen die Pracht der verschiedenen Lebensräume der Welt. Biodiversität ist nicht nur überlebensnotwendig, sondern auch extrem schön.


National Science Foundation - Wo Entdeckungen beginnen


Die Artenvielfalt der Wildtiere ist gut für die menschliche Gesundheit, haben NSF-finanzierte Wissenschaftler herausgefunden.


20. April 2021

Immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass der Verlust der biologischen Vielfalt die Exposition gegenüber neuen und etablierten Zoonoseerregern erhöht. Die Wiederherstellung und der Schutz der Natur sind unerlässlich, um zukünftige Pandemien zu verhindern.

Also meldet ein neues Proceedings of the National Academy of Sciences Papier, das das aktuelle Verständnis darüber zusammenfasst, wie sich die biologische Vielfalt auf die menschliche Gesundheit auswirkt, und Empfehlungen für zukünftige Forschungen als Leitlinie für das Management bietet. Die Forschung wird von der US-amerikanischen National Science Foundation finanziert.

Die Hauptautorin Felicia Keesing vom Bard College und dem Cary Institute of Ecosystem Studies sagt: „Es gibt einen hartnäckigen Mythos, dass wilde Gebiete mit hoher Artenvielfalt Hotspots für Krankheiten sind. Mehr Tiervielfalt muss gefährlicheren Krankheitserregern gleichkommen. Aber das stellt sich als falsch heraus . Biodiversität ist keine Bedrohung für uns, sondern schützt uns vor den Arten, die uns am ehesten krank machen."

Zoonotische Krankheiten wie COVID-19, schweres akutes Atemwegssyndrom und Ebola werden durch Krankheitserreger verursacht, die zwischen Menschen und anderen Wirbeltieren geteilt werden. Aber Tierarten unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, Krankheitserreger weiterzugeben, die den Menschen krank machen.

Rick Ostfeld ist Krankheitsökologe am Cary Institute und Co-Autor des Artikels. Er sagt: "Die Forschung nimmt zu, dass Arten, die in entwickelten und degradierten Landschaften gedeihen, oft viel effizienter darin sind, Krankheitserreger zu beherbergen und auf den Menschen zu übertragen. In weniger gestörten Landschaften mit mehr Tiervielfalt sind diese riskanten Reservoirs weniger reichlich vorhanden, und die Artenvielfalt hat eine Schutzwirkung."

Nagetiere, Fledermäuse, Primaten, Paarhufer wie Schafe und Hirsche sowie Fleischfresser gelten als die Säugetiere, die am ehesten Krankheitserreger auf den Menschen übertragen. Aber der nächste aufkommende Krankheitserreger stammt weitaus wahrscheinlicher von einer Ratte als von einem Nashorn, sagen die Wissenschaftler.

Tiere mit kurzem Leben sind in der Regel effizienter bei der Übertragung von Krankheitserregern. „Tiere, die schnell leben, jung sterben und eine frühe Geschlechtsreife mit vielen Nachkommen haben, investieren tendenziell weniger in ihre adaptive Immunantwort“, sagt Keesing. "Sie übertragen Krankheiten oft besser als länger lebende Tiere mit einer stärkeren adaptiven Immunität."

Wenn die Biodiversität von ökologischen Gemeinschaften verloren geht, neigen langlebige Arten mit größerem Körper dazu, zuerst zu verschwinden, während Arten mit kleinerem Körper und kurzer Lebensdauer dazu neigen, sich zu vermehren.

Die menschliche Entwicklung erhöht tendenziell die Häufigkeit zoonotischer Wirtsarten und bringt Menschen und riskante Tiere näher zusammen, sagen die Forscher.

Diana Pilson, Programmdirektorin in der Abteilung für Umweltbiologie der NSF, fügt hinzu: „Diese wichtige Überprüfung klärt die Bedingungen, unter denen ein Zoonose-Spillover am wahrscheinlichsten auftritt. Die Arbeit wird eine bessere Konzentration auf die Artengruppen und Umweltbedingungen ermöglichen, die wahrscheinlich auftreten Quellen für neue Zoonosekrankheiten sein."


253 Die Bedeutung der Biodiversität für das menschliche Leben

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Identifizieren Sie die Vorteile der chemischen Vielfalt für den Menschen
  • Identifizieren Sie Biodiversitätskomponenten, die die menschliche Landwirtschaft unterstützen
  • Ökosystemleistungen beschreiben

Es mag nicht klar sein, warum Biologen über den Verlust der biologischen Vielfalt besorgt sind. Wenn man sich den Verlust der biologischen Vielfalt als das Aussterben der Wandertaube, des Dodo-Vogels und sogar des Wollmammuts vorstellt, kann der Verlust ein emotionaler sein. Aber ist der Verlust praktisch wichtig für das Wohlergehen der menschlichen Spezies? Aus evolutionärer und ökologischer Sicht ist der Verlust einer bestimmten Einzelart unwichtig (allerdings ist zu beachten, dass der Verlust einer Schlüsselart zu einer ökologischen Katastrophe führen kann). Aussterben ist ein normaler Teil der Makroevolution. Aber die beschleunigte Aussterberate bedeutet den Verlust von Zehntausenden von Arten innerhalb unseres Lebens, und es wird wahrscheinlich dramatische Auswirkungen auf das menschliche Wohlergehen durch den Zusammenbruch von Ökosystemen und durch zusätzliche Kosten haben, um die Nahrungsmittelproduktion, saubere Luft und sauberes Wasser sowie die menschliche Gesundheit aufrechtzuerhalten.

Die Landwirtschaft begann, nachdem sich frühe Jäger-Sammler-Gesellschaften an einem Ort niedergelassen und ihre unmittelbare Umgebung stark verändert hatten. Dieser kulturelle Wandel hat es den Menschen schwer gemacht, ihre Abhängigkeit von nicht domestizierten Lebewesen auf dem Planeten zu erkennen. Biologen erkennen an, dass die menschliche Spezies in Ökosysteme eingebettet und von ihnen abhängig ist, genauso wie jede andere Spezies auf dem Planeten abhängig ist. Technologie glättet die Extreme der Existenz, aber letztendlich kann die menschliche Spezies ohne ein unterstützendes Ökosystem nicht existieren.

Menschliche Gesundheit

Archäologische Beweise deuten darauf hin, dass Menschen seit Jahrtausenden Pflanzen für medizinische Zwecke verwenden. Es wird angenommen, dass ein chinesisches Dokument aus der Zeit um 2800 v. Zeitgenössische indigene Gesellschaften, die in der Nähe des Landes leben, verfügen oft über ein breites Wissen über die medizinische Verwendung von Pflanzen, die in ihrem Gebiet wachsen. Die meisten Pflanzen produzieren sekundäre Pflanzenstoffe, die Giftstoffe sind, die die Pflanze vor Insekten und anderen Tieren, die sie fressen, schützen, aber einige davon auch als Medikamente wirken.

Auch die moderne pharmazeutische Wissenschaft erkennt die Bedeutung dieser Pflanzenstoffe an. Beispiele bedeutender Medikamente, die aus Pflanzenstoffen gewonnen werden, umfassen Aspirin, Codein, Digoxin, Atropin und Vincristin ((Abbildung)). Viele Medikamente wurden einst aus Pflanzenextrakten gewonnen, werden aber heute synthetisiert. Es wird geschätzt, dass 25 Prozent der modernen Medikamente einst mindestens einen Pflanzenextrakt enthielten. Diese Zahl ist wahrscheinlich auf etwa 10 Prozent gesunken, da natürliche Pflanzeninhaltsstoffe durch synthetische Versionen ersetzt werden. Antibiotika, die in den Industrieländern für außergewöhnliche Verbesserungen der Gesundheit und der Lebensdauer verantwortlich sind, sind Verbindungen, die größtenteils aus Pilzen und Bakterien gewonnen werden.


In den letzten Jahren haben Tiergifte und Gifte intensive Forschungen zu ihrem medizinischen Potenzial angeregt. Bis 2007 hatte die FDA fünf auf tierischen Toxinen basierende Medikamente zur Behandlung von Krankheiten wie Bluthochdruck, chronischen Schmerzen und Diabetes zugelassen. Weitere fünf Medikamente befinden sich in klinischen Studien, und mindestens sechs Medikamente werden in anderen Ländern eingesetzt. Andere untersuchte Toxine stammen von Säugetieren, Schlangen, Eidechsen, verschiedenen Amphibien, Fischen, Schnecken, Kraken und Skorpionen.

Abgesehen von Gewinnen in Milliardenhöhe verbessern diese Medikamente das Leben der Menschen. Pharmaunternehmen suchen ständig nach neuen Verbindungen, die von lebenden Organismen synthetisiert werden und als Medikamente wirken können. Es wird geschätzt, dass 1/3 der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung für Naturstoffe ausgegeben wird und dass etwa 35 Prozent der neuen Medikamente, die zwischen 1981 und 2002 auf den Markt kamen, aus Naturstoffen gewonnen wurden. Die Möglichkeiten für neue Medikamente werden im direkten Verhältnis zum Verschwinden der Arten reduziert.

Landwirtschaftliche Vielfalt

Seit Beginn der menschlichen Landwirtschaft vor mehr als 10.000 Jahren züchten und selektieren Menschengruppen Nutzpflanzensorten. Diese Kulturpflanzenvielfalt entsprach der kulturellen Vielfalt stark unterteilter Menschenpopulationen. Zum Beispiel wurden Kartoffeln seit etwa 7.000 Jahren in den zentralen Anden Perus und Boliviens domestiziert. Die in dieser Region angebauten Kartoffeln gehören zu sieben Arten und die Zahl der Sorten geht wahrscheinlich in die Tausende. Sogar die Inkahauptstadt Machu Picchu hatte zahlreiche Gärten, in denen Kartoffelsorten angebaut wurden. Jede Sorte wurde gezüchtet, um in bestimmten Höhenlagen und Boden- und Klimabedingungen zu gedeihen. Die Vielfalt wird durch die unterschiedlichen Anforderungen der Topographie, die begrenzte Bewegung von Menschen und die Anforderungen, die durch die Fruchtfolge an verschiedene Sorten entstehen, die in verschiedenen Bereichen gut ankommen, getrieben.

Kartoffeln sind nur ein Beispiel für die vom Menschen geschaffene Vielfalt. Alle Pflanzen, Tiere und Pilze, die vom Menschen kultiviert wurden, wurden aus ursprünglichen wilden Vorfahrenarten in verschiedene Sorten gezüchtet, die sich aus den Anforderungen an Nährwert, Anpassung an die Wachstumsbedingungen und Resistenz gegen Schädlinge ergeben.

Die Kartoffel weist auch Risiken einer geringen Kulturpflanzenvielfalt auf. Die tragische Hungersnot der irischen Kartoffel ereignete sich, als die in Irland angebaute einzige Sorte anfällig für eine Kartoffelfäule wurde und die gesamte Ernte vernichtete. Der Verlust der Kartoffelernte führte zu Massenhunger und dem damit verbundenen Tod von über einer Million Menschen sowie zur Massenauswanderung von fast zwei Millionen Menschen.

Die Resistenz gegen Krankheiten ist ein Hauptvorteil der Artenvielfalt von Pflanzen, und die mangelnde Vielfalt heutiger Pflanzenarten birgt ähnliche Risiken. Saatgutunternehmen, die in den Industrieländern die Quelle der meisten Pflanzensorten sind, müssen ständig neue Sorten züchten, um mit der Entwicklung von Schädlingsorganismen Schritt zu halten. Dieselben Saatgutunternehmen haben jedoch am Rückgang der Zahl der verfügbaren Sorten teilgenommen, da sie sich darauf konzentrieren, weniger Sorten in mehr Regionen der Welt zu verkaufen.

Die Fähigkeit, neue Kulturpflanzensorten zu schaffen, hängt von der Vielfalt der verfügbaren Sorten und der Zugänglichkeit von Wildformen im Zusammenhang mit der Kulturpflanze ab. Diese Wildformen sind oft die Quelle neuer Genvarianten, die mit bestehenden Sorten gezüchtet werden können, um Sorten mit neuen Eigenschaften zu schaffen. Der Verlust von Wildarten, die mit einer Kulturpflanze in Zusammenhang stehen, bedeutet den Verlust des Potenzials zur Verbesserung der Kulturpflanzen. Die Erhaltung der genetischen Vielfalt wildlebender Arten, die mit domestizierten Arten verwandt sind, sichert unsere kontinuierliche Nahrungsversorgung.

Seit den 1920er Jahren unterhalten die Landwirtschaftsministerien der Regierung Saatgutbanken für Pflanzensorten, um die Pflanzenvielfalt zu erhalten. Dieses System weist Mängel auf, da Saatgutbanken im Laufe der Zeit durch Unfälle verloren gehen und es keine Möglichkeit gibt, sie zu ersetzen. Im Jahr 2008 begann der Svalbard Global Seed Vault ((Abbildung)) mit der Lagerung von Saatgut aus der ganzen Welt als Backup-System für die regionalen Saatgutbanken. Lagert eine regionale Saatgutbank Sorten in Spitzbergen, können Verluste aus Spitzbergen ersetzt werden. Die Bedingungen innerhalb des Gewölbes werden für das Überleben der Samen bei idealer Temperatur und Luftfeuchtigkeit gehalten, aber die tiefe unterirdische Lage des Gewölbes in der Arktis bedeutet, dass ein Ausfall der Gewölbesysteme die klimatischen Bedingungen im Gewölbe nicht beeinträchtigt.


Das Svalbard Global Seed Vault befindet sich auf der Insel Spitzbergen in Norwegen, die ein arktisches Klima hat. Warum könnte ein arktisches Klima gut für die Samenlagerung sein?

Ernteerfolg hängt stark von der Bodenbeschaffenheit ab. Obwohl einige landwirtschaftliche Böden durch umstrittene Kultivierung und chemische Behandlungen unfruchtbar gemacht werden, enthalten die meisten eine große Vielfalt von Organismen, die Nährstoffkreisläufe aufrechterhalten – sie spalten organisches Material in Nährstoffverbindungen auf, die Pflanzen für das Wachstum benötigen. Diese Organismen erhalten auch die Bodentextur, die die Wasser- und Sauerstoffdynamik im Boden beeinflusst, die für das Pflanzenwachstum notwendig sind. Wenn die Bauern den Ackerboden mit alternativen Mitteln pflegen müssten, wären die Lebensmittelkosten viel höher als heute. Solche Prozesse werden Ökosystemleistungen genannt. Sie treten in Ökosystemen wie Bodenökosystemen als Folge der vielfältigen Stoffwechselaktivitäten der dort lebenden Organismen auf, bieten jedoch Vorteile für die menschliche Nahrungsmittelproduktion, die Verfügbarkeit von Trinkwasser und die Atemluft.

Die Bestäubung von Pflanzen ist eine weitere wichtige Ökosystemleistung, die von verschiedenen Bienenarten, anderen Insekten und Vögeln erbracht wird. Einer Schätzung zufolge bringt die Bestäubung durch Honigbienen den Vereinigten Staaten einen jährlichen Nutzen von 1,6 Milliarden US-Dollar.

Honigbienenpopulationen in Nordamerika haben große Verluste erlitten, die durch ein als Koloniekollaps-Störung bekanntes Syndrom verursacht wurden, dessen Ursache unklar ist. (Es gibt Hinweise darauf, dass die möglichen Schuldigen die invasive Varroa-Milbe in Verbindung mit dem Nosema-Darmparasiten und dem akuten Lähmungsvirus sein könnten.) Der Verlust dieser Arten würde es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich machen, eine der 150 US-amerikanischen Nutzpflanzen anzubauen, die eine Bestäubung erfordern. einschließlich Trauben, Orangen, Zitronen, Paprika, die meisten Brassica (Brokkoli und Blumenkohl) und viele Beeren, Melonen und Nüsse.

Schließlich konkurrieren Menschen um ihre Nahrung mit Pflanzenschädlingen, von denen die meisten Insekten sind. Pestizide kontrollieren diese Konkurrenten jedoch, Pestizide sind jedoch teuer und verlieren mit der Zeit ihre Wirksamkeit, wenn sich die Schädlingspopulationen anpassen und entwickeln. Sie führen auch zu Kollateralschäden, indem sie Nicht-Schädlingsarten töten und die Gesundheit von Verbrauchern und Landarbeitern gefährden. Ökologen glauben, dass der Großteil der Arbeit bei der Beseitigung von Schädlingen tatsächlich von Räubern und Parasiten dieser Schädlinge geleistet wird, aber die Auswirkungen wurden nicht gut untersucht. Eine Überprüfung ergab, dass in 74 Prozent der Studien, die nach einer Wirkung der Landschaftskomplexität auf natürliche Feinde von Schädlingen suchten, je größer die Komplexität, desto größer die Wirkung von schädlingsunterdrückenden Organismen. Eine experimentelle Studie ergab, dass die Einführung mehrerer Feinde von Erbsenblattläusen (einem wichtigen Luzerneschädling) den Ertrag von Luzerne signifikant erhöhte. Diese Studie zeigt die Bedeutung der Landschaftsvielfalt anhand der Frage, ob eine Vielfalt von Schädlingen wirksamer bei der Bekämpfung ist als ein einzelner Schädling, die Ergebnisse zeigten, dass dies der Fall ist. Der Verlust der Vielfalt der Schädlingsfeinde wird den Anbau von Nahrungsmitteln unweigerlich erschweren und kostspieliger machen.

Wilde Nahrungsquellen

Neben dem Anbau von Feldfrüchten und der Aufzucht von Nahrungstieren bezieht der Mensch Nahrungsressourcen von Wildpopulationen, vor allem von Fischpopulationen. Tatsächlich stellen aquatische Ressourcen für etwa 1 Milliarde Menschen weltweit die Hauptquelle für tierisches Protein dar. Aber seit 1990 ist die weltweite Fischproduktion teilweise dramatisch zurückgegangen. Leider und trotz erheblicher Anstrengungen werden nur wenige Fischereien auf dem Planeten nachhaltig bewirtschaftet.

Das Aussterben der Fischerei führt selten zum vollständigen Aussterben der befischten Arten, sondern zu einer radikalen Umstrukturierung des marinen Ökosystems, in der eine dominante Art so überfischt wird, dass sie ökologisch eine untergeordnete Rolle spielt. Abgesehen davon, dass der Mensch die Nahrungsquelle verliert, wirken sich diese Veränderungen auf viele andere Arten auf schwer oder unmöglich vorhersehbare Weise aus. Der Zusammenbruch der Fischerei hat dramatische und lang anhaltende Auswirkungen auf die lokale Bevölkerung, die in der Fischerei arbeitet. Darüber hinaus wird der Verlust einer kostengünstigen Proteinquelle für Bevölkerungen, die es sich nicht leisten können, sie zu ersetzen, die Lebenshaltungskosten erhöhen und Gesellschaften auf andere Weise einschränken. Im Allgemeinen haben sich die Fische aus der Fischerei auf kleinere Arten verlagert, da größere Arten bis zum Aussterben gefischt werden. Das Endergebnis könnte eindeutig der Verlust von aquatischen Systemen als Nahrungsquellen sein.

Sehen Sie sich ein kurzes Video an, in dem es um sinkende Fischbestände geht.

Psychologischer und moralischer Wert

Schließlich wurde klar gezeigt, dass der Mensch psychologisch davon profitiert, in einer artenreichen Welt zu leben. Ein Hauptvertreter dieser Idee ist der Harvard-Entomologe E. O. Wilson. Er argumentiert, dass die menschliche Evolutionsgeschichte uns an das Leben in einer natürlichen Umgebung angepasst hat und dass städtische Umgebungen psychologische Stressoren erzeugen, die sich auf die menschliche Gesundheit und das Wohlbefinden auswirken. There is considerable research into the psychological regenerative benefits of natural landscapes that suggests the hypothesis may hold some truth. In addition, there is a moral argument that humans have a responsibility to inflict as little harm as possible on other species.

Abschnittszusammenfassung

Humans use many compounds that were first discovered or derived from living organisms as medicines: secondary plant compounds, animal toxins, and antibiotics produced by bacteria and fungi. More medicines will undoubtedly be discovered in nature. Loss of biodiversity will impact the number of pharmaceuticals available to humans.

Crop diversity is a requirement for food security, and it is being lost. The loss of wild relatives to crops also threatens breeders’ abilities to create new varieties. Ecosystems provide ecosystem services that support human agriculture: pollination, nutrient cycling, pest control, and soil development and maintenance. Loss of biodiversity threatens these ecosystem services and risks making food production more expensive or impossible. Wild food sources are mainly aquatic, but few of these resources are being managed for sustainability. Fisheries’ ability to provide protein to human populations is threatened when extinction occurs.

Biodiversity may provide important psychological benefits to humans. Additionally, there are moral arguments for the maintenance of biodiversity.

Fragen zur visuellen Verbindung

(Figure) The Svalbard Global Seed Vault is located on Spitsbergen island in Norway, which has an arctic climate. Why might an arctic climate be good for seed storage?

(Figure) The ground is permanently frozen so the seeds will keep even if the electricity fails.

Rezensionsfragen

A secondary plant compound might be used for which of the following?

  1. a new crop variety
  2. a new drug
  3. a soil nutrient
  4. a pest of a crop pest

Pollination is an example of ________.

  1. a possible source of new drugs
  2. chemical diversity
  3. an ecosystem service
  4. crop pest control

What is an ecosystem service that performs the same function as a pesticide?

  1. Bestäubung
  2. secondary plant compounds
  3. crop diversity
  4. predators of pests

Fragen zum kritischen Denken

Explain how biodiversity loss can impact crop diversity.

Crop plants are derived from wild plants, and genes from wild relatives are frequently brought into crop varieties by plant breeders to add valued characteristics to the crops. If the wild species are lost, then this genetic variation would no longer be available.

Describe two types of compounds from living things that are used as medications.

Secondary plant compounds are toxins produced by plants to kill predators trying to eat them some of these compounds can be used as drugs. Animal toxins such as snake venom can also be used as drugs. (Alternate answer: antibiotics are compounds produced by bacteria and fungi which can be used to kill bacteria.)

Glossar


Menschliche Gesundheit

Contemporary societies that live close to the land often have a broad knowledge of the medicinal uses of plants growing in their area. Most plants produce secondary plant compounds, which are toxins used to protect the plant from insects and other animals that eat them, but some of which also work as medication. For centuries in Europe, older knowledge about the medical uses of plants was compiled in herbals—books that identified plants and their uses. Humans are not the only species to use plants for medicinal reasons: the great apes, orangutans, chimpanzees, bonobos, and gorillas have all been observed self-medicating with plants.

Modern pharmaceutical science also recognizes the importance of these plant compounds. Examples of significant medicines derived from plant compounds include aspirin, codeine, digoxin, atropine, and vincristine (see the figure below). Many medicines were once derived from plant extracts but are now synthesized. It is estimated that, at one time, 25 percent of modern drugs contained at least one plant extract. That number has probably decreased to about 10 percent as natural plant ingredients are replaced by synthetic versions. Antibiotics, which are responsible for extraordinary improvements in health and lifespans in developed countries, are compounds largely derived from fungi and bacteria.

Catharanthus roseus, the Madagascar periwinkle, has various medicinal properties. Among other uses, it is a source of vincristine, a drug used in the treatment of lymphomas. (credit: Forest and Kim Starr)

In recent years, animal venoms and poisons have excited intense research for their medicinal potential. By 2007, the FDA had approved five drugs based on animal toxins to treat diseases such as hypertension, chronic pain, and diabetes. Another five drugs are undergoing clinical trials, and at least six drugs are being used in other countries. Other toxins under investigation come from mammals, snakes, lizards, various amphibians, fish, snails, octopuses, and scorpions.

Aside from representing billions of dollars in profits, these medicines improve people’s lives. Pharmaceutical companies are actively looking for new compounds synthesized by living organisms that can function as medicine. It is estimated that 1/3 of pharmaceutical research and development is spent on natural compounds and that about 35 percent of new drugs brought to market between 1981 and 2002 were from natural compounds. The opportunities for new medications will be reduced in direct proportion to the disappearance of species.


Biodiversity devastation: Human-driven decline requires millions of years of recovery

Lake Volvi (Greece) temporarily dries up as a consequence of excessive irrigation for agriculture paired with climate change - one of many examples of a freshwater system under human impact. Credit: C. Albrecht (JLU)

A new study shows that the current rate of biodiversity decline in freshwater ecosystems outcompetes that at the end-Cretaceous extinction that killed the dinosaurs: damage now being done in decades to centuries may take millions of years to undo.

The current biodiversity crisis, often called the 6th mass extinction, is one of the critical challenges we face in the 21st century. Numerous species are threatened with extinction, mostly as a direct or indirect consequence of human impact. Habitat destruction, climate change, overexploitation, pollution and invasive species are among the main causes for Earth's biota to decline rapidly.

To investigate the tempo of extinction and predict recovery times, an international team of evolutionary biologists, paleontologists, geologists and modelers led by the Justus Liebig University Giessen compared today's crisis with the previous, 5th mass extinction event. That event was the result of an asteroid impact 66 million years ago, eradicating about 76% of all species on the planet, including entire animal groups such as the dinosaurs. Focusing on freshwater biota, which are among the World's most threatened, the research team gathered a large dataset containing 3,387 fossil and living snail species of Europe covering the past 200 million years. The scientists estimated rates of speciation and extinction to assess the speed at which species come and go and predict recovery times.

Microcolpia parreyssii (Philippi, 1847), a freshwater snail from a small thermal spring in Romania. The species is flagged as "critically endangered" by the IUCN Red List, but it has not been found living in the past few years and is probably extinct in the wild. Credit: Thomas A. Neubauer

The results of the study, which are recently published in the journal Communications Earth & Environment, are alarming. While already the extinction rate during the 5th mass extinction was considerably higher than previously believed for freshwater biota, it is drastically overshadowed by the predicted future extinction rate of the current 6th mass extinction event. On average the predicted rate was three orders of magnitudes higher than during the time the dinosaurs went extinct. Already by 2120 a third of the living freshwater species may have vanished.

Pyrgulifera matheronii, a freshwater snail common at the time of the dinosaurs and extinct along with them. Cretaceous, Hungary. Credit: Mathias Harzhauser, NHM Vienna.

The pace at which we lose species today is unprecedented and has not even been reached during major extinction crises in the past. "Losing species entails changes in species communities and, in the long run, this affects entire ecosystems. We rely on functioning freshwater environments to sustain human health, nutrition and fresh water supply," says the lead author of the study, Dr. Thomas A. Neubauer.

The trend the scientists revealed for the fifth mass extinction event has another, potentially even more dire prospect for the future. Although the cause for the rising extinction—an asteroid impact on the Yucatán Peninsula in Mexico—was a short event in geological time scales, the extinction rate remained high for approximately five million years. Afterwards followed an even longer period of recovery. It took altogether nearly 12 million years until the balance was restored between species originating and going extinct.

"Even if our impact on the world's biota stops today, the extinction rate will likely stay high for an extended period of time. Considering that the current biodiversity crisis advances much faster than the mass extinction event 66 million years ago, the recovery period may be even longer," says Neubauer. "Despite our short existence on Earth, we have assured that the effects of our actions will outlast us by millions of years."


Human health and biodiversity are interrelated

According to a new report, presented at the 14th World Congress on Public Health held in India, human health and biodiversity are intimately connected.

According to the innovative Connecting Global Priorities: Biodiversity and Human Health report, presented last February at the 14th World Congress on Public Health, held in Kolkata, India, protecting animals, plants and ecosystems means protecting our health.

The report was published by the Secretariat of the Convention on Biological Diversity (SCBD) and the World Health Organization (WHO), in cooperation with several associations. The interrelation between human health and biological diversity is considerable and complex and the current biodiversity loss, taking place at unprecedented rates, is altering a delicate balance.

The report explains how biodiversity and human health are intimately interrelated and have a mutual impact, for instance, on water and air quality, food production, diet, microbial diversity and non-transmissible diseases.

Biodiversity is a source of food, nutrients, medicines, fuel, energy, livelihoods and cultural and spiritual enrichment. It contributes to the provision of clean water and air, and perform critical functions that range from the regulation of pests and disease to that of climate change and natural disasters,” stated Braulio Ferreira de Souza Dias, Executive Secretary of the Convention on Biological Diversity.

Nach Meinung von Experten, climate change will have a serious impact on human health and will deteriorate farming systems and reduce nutrients in some foods. In this case, biodiversity increase resilience, or else ecosystems recovery capacity, thus helping adjustment to new environmental conditions.

Coral reefs safeguard, for instance, is essential to reduce the risk of floods, as this extraordinary ecosystem can reduce wave energy by 97%, thus protecting over 1o0 million people all over the world.

The report also stresses the importance of sustainable consumption and production, and hope for a more widespread use of contraceptives to reduce the constant growth of the world population, which figures among the major threats to human health and biodiversity.

The report also stresses the importance of sustainable consumption and production, and hope for a more widespread use of contraceptives to reduce the constant growth of the world population, which figures among the major threats to human health and biodiversity.