Chapter-15 Biodiversity and Conservation

If an alien from a distant galaxy were to visit our planet Earth, the first thing that would amaze and baffle him would most probably be the enormous diversity of life that he would encounter. Even for humans, the rich variety of living organisms with which they share this planet never ceases to astonish and fascinate us. The common man would find it hard to believe that there are more than 20,000 species of ants, 3,00,000 species of beetles, 28,000 species of fishes and nearly 20,000 species of orchids. Ecologists and evolutionary biologists have been trying to understand the significance of such diversity by asking important questions– Why are there so many species? Did such great diversity exist throughout earth’s history? How did this diversification come about? How and why is this diversity important to the biosphere? Would it function any differently if the diversity was much less? How do humans benefit from the diversity of life?

15.1 BIODIVERSITY

In our biosphere immense diversity (or heterogeneity) exists not only at the species level but at all levels of biological organisation ranging from macromolecules within cells to biomes. Biodiversity is the term popularised by the sociobiologist Edward Wilson to describe the combined diversity at all the levels of biological organisation. The most important of them are–

(i) Genetic diversity : A single species might show high diversity at the genetic level over its distributional range. The genetic variation shown by the medicinal plant Rauwolfia vomitoria growing in different Himalayan ranges might be in terms of the potency and concentration of the active chemical (reserpine) that the plant produces. India has more than 50,000 genetically different strains of rice, and 1,000 varieties of mango.

(ii) Species diversity : The diversity at the species level, for example, the Western Ghats have a greater amphibian species diversity than the Eastern Ghats.

(iii) Ecological diversity: At the ecosystem level, India, for instance, with its deserts, rain forests, mangroves, coral reefs, wetlands, estuaries, and alpine meadows has a greater ecosystem diversity than a Scandinavian country like Norway.

It has taken millions of years of evolution, to accumulate this rich diversity in nature, but we could lose all that wealth in less than two centuries if the present rates of species losses continue. Biodiversity and its conservation are now vital environmental issues of international concern as more and more people around the world begin to realise the critical importance of biodiversity for our survival and well- being on this planet.

15.1.1 How Many Species are there on Earth and How Many in India?

Since there are published records of all the species discovered and named, we know how many species in all have been recorded so far, but it is not easy to answer the question of how many species there are on earth. According to the International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN) (2004), the total number of plant and animal species described so far is slightly more than 1.5 million, but we have no clear idea of how many species are yet to be discovered and described. Estimates vary widely and many of them are only educated guesses. For many taxonomic groups, species inventories are more complete in temperate than in tropical countries. Considering that an overwhelmingly large proportion of the species waiting to be discovered are in the tropics, biologists make a statistical comparison of the temperate-tropical species richness of an exhaustively studied group of insects and extrapolate this ratio to other groups of animals and plants to come up with a gross estimate of the total number of species on earth. Some extreme estimates range from 20 to 50 million, but a more conservative and scientifically sound estimate made by Robert May places the global species diversity at about 7 million.

Let us look at some interesting aspects about earth’s biodiversity based on the currently available species inventories. More than 70 per cent of all the species recorded are animals, while plants (including algae, fungi, bryophytes, gymnosperms and angiosperms) comprise no more than 22 per cent of the total. Among animals, insects are the most species-rich taxonomic group, making up more than 70 per cent of the total. That means, out of every 10 animals on this planet, 7 are insects. Again, how do we explain this enormous diversification of insects? The number of fungi species in the world is more than the combined total of the species of fishes, amphibians, reptiles and mammals. In Figure 15.1, biodiversity is depicted showing species number of major taxa.

Figure15.1 Representing global biodiversity: proportionate number of species of major taxa of plants, invertebrates and vertebrates

It should be noted that these estimates do not give any figures for prokaryotes. Biologists are not sure about how many prokaryotic species there might be. The problem is that conventional taxonomic methods are not suitable for identifying microbial species and many species are simply not culturable under laboratory conditions. If we accept biochemical or molecular criteria for delineating species for this group, then their diversity alone might run into millions.

Although India has only 2.4 per cent of the world’s land area, its share of the global species diversity is an impressive 8.1 per cent. That is what makes our country one of the 12 mega diversity countries of the world. Nearly 45,000 species of plants and twice as many of animals have been recorded from India. How many living species are actually there waiting to be discovered and named? If we accept May’s global estimates, only 22 per cent of the total species have been recorded so far. Applying this proportion to India’s diversity figures, we estimate that there are probably more than 1,00,000 plant species and more than 3,00,000 animal species yet to be discovered and described. Would we ever be able to complete the inventory of the biological wealth of our country? Consider the immense trained manpower (taxonomists) and the time required to complete the job. The situation appears more hopeless when we realise that a large fraction of these species faces the threat of becoming extinct even before we discover them. Nature’s biological library is burning even before we catalogued the titles of all the books stocked there.

15.1.2 Patterns of Biodiversity

(i) Latitudinal gradients : The diversity of plants and animals is not uniform throughout the world but shows a rather uneven distribution. For many group of animals or plants, there are interesting patterns in diversity, the most well- known being the latitudinal gradient in diversity. In general, species diversity decreases as we move away from the equator towards the poles. With very few exceptions, tropics (latitudinal range of 23.5° N to 23.5° S) harbour more species than temperate or polar areas. Colombia located near the equator has nearly 1,400 species of birds while New York at 41° N has 105 species and Greenland at 71° N only 56 species. India, with much of its land area in the tropical latitudes, has more than 1,200 species of birds. A forest in a tropical region like Equador has up to 10 times as many species of vascular plants as a forest of equal area in a temperate region like the Midwest of the USA. The largely tropical Amazonian rain forest in South America has the greatest biodiversity on earth- it is home to more than 40,000 species of plants, 3,000 of fishes, 1,300 of birds, 427 of mammals, 427 of amphibians, 378 of reptiles and of more than 1,25,000 invertebrates. Scientists estimate that in these rain forests there might be at least two million insect species waiting to be discovered and named. What is so special about tropics that might account for their greater biological diversity? Ecologists and evolutionary biologists have proposed various hypotheses; some important ones are (a) Speciation is generally a function of time, unlike temperate regions subjected to frequent glaciations in the past, tropical latitudes have remained relatively undisturbed for millions of years and thus, had a long evolutionary time for species diversification, (b) Tropical environments, unlike temperate ones, are less seasonal, relatively more constant and predictable. Such constant environments promote niche specialisation and lead to a greater species diversity and (c) There is more solar energy available in the tropics, which contributes to higher productivity; this in turn might contribute indirectly to greater diversity.

(ii) Species-Area relationships : During his pioneering and extensive explorations in the wilderness of South American jungles, the great German naturalist and geographer Alexander von Humboldt observed that within a region species richness increased with increasing explored area, but only up to a limit. In fact, the relation between species richness and area for a wide variety of taxa (angiosperm plants, birds, bats, freshwater fishes) turns out to be a rectangular hyperbola (Figure15.2). On a logarithmic scale, the relationship is a straight line described by the equation

$\begin{aligned} & \log S=\log C+Z \log A \\ & \text { where } \\ & S=\text { Species richness } A=\text { Area } \\ & Z=\text { slope of the line (regression coefficient) } \\ & C=Y-intercept\end{aligned}$

Ecologists have discovered that the value of Z lies in the range of 0.1 to 0.2, regardless of the taxonomic group or the region (whether it is the plants in Britain, birds in California or molluscs in New York state, the slopes of the regression line are amazingly similar). But, if you analyse the species-area relationships among very large areas like the entire continents, you will find that the slope of the line to be much steeper (Z values in the range of 0.6 to 1.2). For example, for frugivorous (fruit-eating) birds and mammals in the tropical forests of different continents, the slope is found to be 1.15. What do steeper slopes mean in this context?

Figure15.2 Showing species area relationship. Note that on log scale the relationship becomes linear

15.1.3 The importance of Species Diversity to the Ecosystem

Does the number of species in a community really matter to the functioning of the ecosystem?This is a question for which ecologists have not been able to give a definitive answer. For many decades, ecologists believed that communities with more species, generally, tend to be more stable than those with less species. What exactly is stability for a biological community? A stable community should not show too much variation in productivity from year to year; it must be either resistant or resilient to occasional disturbances (natural or man-made), and it must also be resistant to invasions by alien species. We don’t know how these attributes are linked to species richness in a community, but David Tilman’s long-term ecosystem experiments using outdoor plots provide some tentative answers. Tilman found that plots with more species showed less year-to-year variation in total biomass. He also showed that in his experiments, increased diversity contributed to higher productivity.

Although, we may not understand completely how species richness contributes to the well-being of an ecosystem, we know enough to realise that rich biodiversity is not only essential for ecosystem health but imperative for the very survival of the human race on this planet. At a time when we are losing species at an alarming pace, one might ask– Does it really matter to us if a few species become extinct? Would Western Ghats ecosystems be less functional if one of its tree frog species is lost forever? How is our quality of life affected if, say, instead of 20,000 we have only 15,000 species of ants on earth?

There are no direct answers to such näive questions but we can develop a proper perspective through an analogy (the ‘rivet popper hypothesis’) used by Stanford ecologist Paul Ehrlich. In an airplane (ecosystem) all parts are joined together using thousands of rivets (species). If every passenger travelling in it starts popping a rivet to take home (causing a species to become extinct), it may not affect flight safety (proper functioning of the ecosystem) initially, but as more and more rivets are removed, the plane becomes dangerously weak over a period of time. Furthermore, which rivet is removed may also be critical. Loss of rivets on the wings (key species that drive major ecosystem functions) is obviously a more serious threat to flight safety than loss of a few rivets on the seats or windows inside the plane.

15.1.4 Loss of Biodiversity

While it is doubtful if any new species are being added (through speciation) into the earth’s treasury of species, there is no doubt about their continuing losses. The biological wealth of our planet has been declining rapidly and the accusing finger is clearly pointing to human activities. The colonisation of tropical Pacific Islands by humans is said to have led to the extinction of more than 2,000 species of native birds. The IUCN Red List (2004) documents the extinction of 784 species (including 338 vertebrates, 359 invertebrates and 87 plants) in the last 500 years. Some examples of recent extinctions include the dodo (Mauritius), quagga (Africa), thylacine (Australia), Steller’s Sea Cow (Russia) and three subspecies (Bali, Javan, Caspian) of tiger. The last twenty years alone have witnessed the disappearance of 27 species. Careful analysis of records shows that extinctions across taxa are not random; some groups like amphibians appear to be more vulnerable to extinction. Adding to the grim scenario of extinctions is the fact that more than 15,500 species world-wide are facing the threat of extinction. Presently, 12 per cent of all bird species, 23 per cent of all mammal species, 32 per cent of all amphibian species and 31per cent of all gymnosperm species in the world face the threat of extinction.

From a study of the history of life on earth through fossil records, we learn that large-scale loss of species like the one we are currently witnessing have also happened earlier, even before humans appeared on the scene. During the long period (> 3 billion years) since the origin and diversification of life on earth there were five episodes of mass extinction of species. How is the ‘Sixth Extinction’ presently in progress different from the previous episodes? The difference is in the rates; the current species extinction rates are estimated to be 100 to 1,000 times faster than in the pre-human times and our activities are responsible for the faster rates. Ecologists warn that if the present trends continue, nearly half of all the species on earth might be wiped out within the next 100 years.

In general, loss of biodiversity in a region may lead to (a) decline in plant production, (b) lowered resistance to environmental perturbations such as drought and (c) increased variability in certain ecosystem processes such as plant productivity, water use, and pest and disease cycles. Causes of biodiversity losses: The accelerated rates of species extinctions that the world is facing now are largely due to human activities. There are four major causes (‘ The Evil Quartet ’ is the sobriquet used to describe them).

(i) Habitat loss and fragmentation: This is the most important cause driving animals and plants to extinction. The most dramatic examples of habitat loss come from tropical rain forests. Once covering more than 14 per cent of the earth’s land surface, these rain forests now cover no more than 6 per cent. They are being destroyed fast. By the time you finish reading this chapter, 1000 more hectares of rain forest would have been lost. The Amazon rain forest (it is so huge that it is called the ‘lungs of the planet’) harbouring probably millions of species is being cut and cleared for cultivating soya beans or for conversion to grasslands for raising beef cattle. Besides total loss, the degradation of many habitats by pollution also threatens the survival of many species. When large habitats are broken up into small fragments due to various human activities, mammals and birds requiring large territories and certain animals with migratory habits are badly affected, leading to population declines.

(ii) Over-exploitation: Humans have always depended on nature for food and shelter, but when ‘need’ turns to ‘greed’, it leads to over -exploitation of natural resources. Many species extinctions in the last 500 years (Steller’s sea cow, passenger pigeon) were due to overexploitation by humans. Presently many marine fish populations around the world are over harvested, endangering the continued existence of some commercially important species.

(iii) Alien species invasions: When alien species are introduced unintentionally or deliberately for whatever purpose, some of them turn invasive, and cause decline or extinction of indigenous species. The Nile perch introduced into Lake Victoria in east Africa led eventually to the extinction of an ecologically unique assemblage of more than 200 species of cichlid fish in the lake. You must be familiar with the environmental damage caused and threat posed to our native species by invasive weed species like carrot grass (Parthenium), Lantana and water hyacinth (Eicchornia). The recent illegal introduction of the African catfish Clarias gariepinus for aquaculture purposes is posing a threat to the indigenous catfishes in our rivers.

(iv) Co-extinctions: When a species becomes extinct, the plant and animal species associated with it in an obligatory way also become extinct. When a host fish species becomes extinct, its unique assemblage of parasites also meets the same fate. Another example is the case of a coevolved plant-pollinator mutualism where extinction of one invariably leads to the extinction of the other.

15.2 BIODIVERSITY CONSERVATION

15.2.1 Why Should We Conserve Biodiversity?

There are many reasons, some obvious and others not so obvious, but all equally important. They can be grouped into three categories: narrowly utilitarian, broadly utilitarian, and ethical.

The narrowly utilitarian arguments for conserving biodiversity are obvious; humans derive countless direct economic benefits from naturefood (cereals, pulses, fruits), firewood, fibre, construction material, industrial products (tannins, lubricants, dyes, resins, perfumes ) and products of medicinal importance. More than 25 per cent of the drugs currently sold in the market worldwide are derived from plants and 25,000 species of plants contribute to the traditional medicines used by native peoples around the world. Nobody knows how many more medicinally useful plants there are in tropical rain forests waiting to be explored. With increasing resources put into ‘bioprospecting’ (exploring molecular, genetic and species-level diversity for products of economic importance), nations endowed with rich biodiversity can expect to reap enormous benefits.

The broadly utilitarian argument says that biodiversity plays a major role in many ecosystem services that nature provides. The fast- dwindling Amazon forest is estimated to produce, through photosynthesis, 20 per cent of the total oxygen in the earth’s atmosphere. Can we put an economic value on this service by nature? You can get some idea by finding out how much your neighborhood hospital spends on a cylinder of oxygen. Pollination (without which plants cannot give us fruits or seeds) is another service, ecosystems provide through pollinators layer - bees, bumblebees, birds and bats. What will be the costs of accomplishing pollination without help from natural pollinators? There are other intangible benefits - that we derive from nature–the aesthetic pleasures of walking through thick woods, watching spring flowers in full bloom or waking up to a bulbul’s song in the morning. Can we put a price tag on such things?

The ethical argument for conserving biodiversity relates to what we owe to millions of plant, animal and microbe species with whom we share this planet. Philosophically or spiritually, we need to realise that every species has an intrinsic value, even if it may not be of current or any economic value to us. We have a moral duty to care for their well-being and pass on our biological legacy in good order to future generations.

15.2.2 How do we conserve Biodiversity?

When we conserve and protect the whole ecosystem, its biodiversity at all levels is protected - we save the entire forest to save the tiger. This approach is called in situ (on site) conservation. However, when there are situations where an animal or plant is endangered or threatened (organisms facing a very high risk of extinction in the wild in the near future) and needs urgent measures to save it from extinction, ex situ (off site) conservation is the desirable approach.

In situ conservation– Faced with the conflict between development and conservation, many nations find it unrealistic and economically not feasible to conserve all their biological wealth. Invariably, the number of species waiting to be saved from extinction far exceeds the conservation resources available. On a global basis, this problem has been addressed by eminent conservationists. They identified for maximum protection certain ‘biodiversity hotspots’ regions with very high levels of species richness and high degree of endemism (that is, species confined to that region and not found anywhere else). Initially 25 biodiversity hotspots were identified but subsequently nine more have been added to the list, bringing the total number of biodiversity hotspots in the world to 34. These hotspots are also regions of accelerated habitat loss. Three of these hotspots - Western Ghats and Sri Lanka, Indo-Burma and Himalaya - cover our country’s exceptionally high biodiversity regions. Although all the biodiversity hotspots put together cover less than 2 per cent of the earth’s land area, the number of species they collectively harbour is extremely high and strict protection of these hotspots could reduce the ongoing mass extinctions by almost 30 per cent.

In India, ecologically unique and biodiversity-rich regions are legally protected as biosphere reserves, national parks and sanctuaries. India now has 14 biosphere reserves, 90 national parks and 448 wildlife sanctuaries. India has also a history of religious and cultural traditions that emphasised protection of nature. In many cultures, tracts of forest were set aside, and all the trees and wildlife within were venerated and given total protection. Such sacred groves are found in Khasi and Jaintia Hills in Meghalaya, Aravalli Hills of Rajasthan, Western Ghat regions of Karnataka and Maharashtra and the Sarguja, Chanda and Bastar areas of Madhya Pradesh. In Meghalaya, the sacred groves are the last refuges for a large number of rare and threatened plants.

Ex situ Conservation– In this approach, threatened animals and plants are taken out from their natural habitat and placed in special setting where they can be protected and given special care. Zoological parks, botanical gardens and wildlife safari parks serve this purpose. There are many animals that have become extinct in the wild but continue to be maintained in zoological parks. In recent years ex situ conservation has advanced beyond keeping threatened species in enclosures. Now gametes of threatened species can be preserved in viable and fertile condition for long periods using cryopreservation techniques, eggs can be fertilised in vitro, and plants can be propagated using tissue culture methods. Seeds of different genetic strains of commercially important plants can be kept for long periods in seed banks.

Biodiversity knows no political boundaries and its conservation is therefore a collective responsibility of all nations. The historic Convention on Biological Diversity (‘The Earth Summit’) held in Rio de Janeiro in 1992, called upon all nations to take appropriate measures for conservation of biodiversity and sustainable utilisation of its benefits. In a follow-up, the World Summit on Sustainable Development held in 2002 in Johannesburg, South Africa, 190 countries pledged their commitment to achieve by 2010, a significant reduction in the current rate of biodiversity loss at global, regional and local levels.

Summary

Since life originated on earth nearly 3.8 billion years ago, there had been enormous diversification of life forms on earth. Biodiversity refers to the sum total of diversity that exists at all levels of biological organisation. Of particular importance is the diversity at genetic, species and ecosystem levels and conservation efforts are aimed at protecting diversity at all these levels.

More than 1.5 million species have been recorded in the world, but there might still be nearly 6 million species on earth waiting to be discovered and named. Of the named species, > 70 per cent are animals, of which 70 per cent are insects. The group Fungi has more species than all the vertebrate species combined. India, with about 45,000 species of plants and twice as many species of animals, is one of the 12 mega diversity countries of the world.

Species diversity on earth is not uniformly distributed but shows interesting patterns. It is generally highest in the tropics and decreases towards the poles. Important explanations for the species richness of the tropics are: Tropics had more evolutionary time; they provide a relatively constant environment and, they receive more solar energy which contributes to greater productivity. Species richness is also function of the area of a region; the species-area relationship is generally a rectangular hyperbolic function.

It is believed that communities with high diversity tend to be less variable, more productive and more resistant to biological invasions. Earth’s fossil history reveals incidence of mass extinctions in the past, but the present rates of extinction, largely attributed to human activities, are 100 to 1000 times higher. Nearly 700 species have become extinct in recent times and more than 15,500 species (of which > 650 are from India) currently face the threat of extinction. The causes of high extinction rates at present include habitat (particularly forests) loss and fragmentation, over -exploitation, biological invasions and co- extinctions.

Earth’s rich biodiversity is vital for the very survival of mankind. The reasons for conserving biodiversity are narrowly utilitarian, broadly utilitarian and ethical. Besides the direct benefits (food, fibre, firewood, pharmaceuticals, etc.), there are many indirect benefits we receive through ecosystem services such as pollination, pest control, climate moderation and flood control. We also have a moral responsibility to take good care of earth’s biodiversity and pass it on in good order to our next generation.

Biodiversity conservation may be in situ as well as ex situ. In in situ conservation, the endangered species are protected in their natural habitat so that the entire ecosystem is protected. Recently, 34 ‘biodiversity hotspots’ in the world have been proposed for intensive conservation ef forts. Of these, three (Wester n Ghats-Sri Lanka, Himalaya and Indo-Burma) cover India’s rich biodiversity regions. Our country’s in situ conservation efforts are reflected in its 14 biosphere reserves, 90 national parks, > 450 wildlife sanctuaries and many sacred groves. Ex situ conservation methods include protective maintenance of threatened species in zoological parks and botanical gardens, in vitro fertilisation, tissue culture propagation and cryopreservation of gametes.

EXERCISES

1. Name the three important components of biodiversity.

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Biodiversity is the variety of living forms present in various ecosystems. It includes variability among life forms from all sources including land, air, and water. Three important components of biodiversity are:

(a) Genetic diversity

(b) Species diversity

(c) Ecosystem diversity

2. How do ecologists estimate the total number of species present in the world?

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The diversity of living organisms present on the Earth is very vast. According to an estimate by researchers, it is about seven millions.

The total number of species present in the world is calculated by ecologists by statistical comparison between a species richness of a well studied group of insects of temperate and tropical regions. Then, these ratios are extrapolated with other groups of plants and animals to calculate the total species richness present on the Earth.

3. Give three hypotheses for explaining why tropics show greatest levels of species richness.

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There are three different hypotheses proposed by scientists for explaining species richness in the tropics.

(1) Tropical latitudes receive more solar energy than temperate regions, which leads to high productivity and high species diversity.

(2) Tropical regions have less seasonal variations and have a more or less constant environment. This promotes the niche specialization and thus, high species richness.

(3) Temperate regions were subjected to glaciations during the ice age, while tropical regions remained undisturbed which led to an increase in the species diversity in this region.

4. What is the significance of the slope of regression in a species - area relationship?

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The slope of regression ( $\mathrm{z}$ ) has a great significance in order to find a species-area relationship. It has been found that in smaller areas (where the species-area relationship is analyzed), the value of slopes of regression is similar regardless of the taxonomic group or the region. However, when a similar analysis is done in larger areas, then the slope of regression is much steeper.

5. What are the major causes of species losses in a geographical region?

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Biodiversity is the variety of living forms present in various ecosystems. It includes variability among life forms from all sources including land, air, and water. Biodiversity around the world is declining at a very fast pace. The following are the major causes for the loss of biodiversity around the world.

(i) Habitat loss and fragmentation: Habitats of various organisms are altered or destroyed by uncontrolled and unsustainable human activities such as deforestation, slash and burn agriculture, mining, and urbanization. This results in the breaking up of the habitat into small pieces, which effects the movement of migratory animals and also, decreases the genetic exchange between populations leading to a declination of species.

(ii) Over-exploitation: Due to over-hunting and over-exploitation of various plants and animals by humans, many species have become endangered or extinct (such as the tiger and the passenger pigeon).

(iii) Alien species Invasions: Accidental or intentional introduction of non-native species into a habitat has also led to the declination or extinction of indigenous species. For example, the Nile perch introduced in Lake Victoria in Kenya led to the extinction of more than two hundred species of native fish in the lake.

(iv) Co-extinction: In a native habitat, one species is connected to the other in an intricate network. The extinction of one species causes the extinction of other species, which is associated with it in an obligatory way. For example, the extinction of the host will cause the extinction of its parasites.

6. How is biodiversity important for ecosystem functioning?

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An ecosystem with high species diversity is much more stable than an ecosystem with low species diversity. Also, high biodiversity makes the ecosystem more stable in productivity and more resistant towards disturbances such as alien species invasions and floods.

If an ecosystem is rich in biodiversity, then the ecological balance would not get affected. As we all know, various trophic levels are connected through food chains. If any one organism or all organisms of any one trophic level is killed, then it will disrupt the entire food chain. For example, in a food chain, if all plants are killed, then all deer’s will die due to the lack of food. If all deer’s are dead, soon the tigers will also die. Therefore, it can be concluded that if an ecosystem is rich in species, then there will be other food alternatives at each trophic level which would not allow any organism to die due to the absence of their food resource.

Hence, biodiversity plays an important role in maintaining the health and ecological balance of an ecosystem.

7. What are sacred groves? What is their role in conservation?

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Sacred groves are tracts of forest which are regenerated around places of worship. Sacred groves are found in Rajasthan, Western Ghats of Karnataka, and Maharashtra, Meghalaya, and Madhya Pradesh. Sacred groves help in the protection of many rare, threatened, and endemic species of plants and animals found in an area. The process of deforestation is strictly prohibited in this region by tribals. Hence, the sacred grove biodiversity is a rich area.

8. Among the ecosystem services are control of floods and soil erosion. How is this achieved by the biotic components of the ecosystem?

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The biotic components of an ecosystem include the living organisms such as plants and animals. Plants play a very important role in controlling floods and soil erosion. The roots of plants hold the soil particles together, thereby preventing the top layer of the soil to get eroded by wind or running water. The roots also make the soil porous, thereby allowing ground water infiltration and preventing floods. Hence, plants are able to prevent soil erosion and natural calamities such as floods and droughts. They also increase the fertility of soil and biodiversity.

9. The species diversity of plants (22 per cent) is much less than that of animals (72 per cent). What could be the explanations to how animals achieved greater diversification?

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More than 70 percent of species recorded on the Earth are animals and only 22 percent species are plants. There is quiet a large difference in their percentage. This is because animals have adapted themselves to ensure their survival in changing environments in comparison to plants. For example, insects and other animals have developed a complex nervous system to control and coordinate their body structure. Also, repeated body segments with paired appendages and external cuticles have made insects versatile and have given them the ability to survive in various habitats as compared to other life forms.

10. Can you think of a situation where we deliberately want to make a species extinct? How would you justify it?

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Yes, there are various kinds of parasites and disease-causing microbes that we deliberately want to eradicate from the Earth. Since these micro-organisms are harmful to human beings, scientists are working hard to fight against them. Scientists have been able to eliminate small pox virus from the world through the use of vaccinations. This shows that humans deliberately want to make these species extinct. Several other eradication programmes such as polio and Hepatitis B vaccinations are aimed to eliminate these disease-causing microbes.

यदि दूर स्थित आकाशगंगा से कोई अन्यग्रही (ऐलियन) आया हुआ हमारे ग्रह पृथ्वी पर भ्रमण करे, तब सबसे पहले जो बात उसको अचंभित करेगी, वह शायद हमारे जीवन की अति विशाल विविधता होगी। हम मानव के लिए भी ग्रह पर उपस्थित जीवित विभिन्न जातियाँ (स्पीशीज़) जिनके साथ हम रहते हैं, हमें आश्चर्यचकित किए बिना नहीं छोड़ती। सामान्य मनुष्य मुश्किल से विश्वास करेगा कि हमारी पृथ्वी पर 20,000 चीटियों की जातियाँ, $3,00,000$ बीटिल (भृंग), 28,000 मत्स्य जातियाँ तथा 20,000 से अधिक अधिपादप (ऑरकिड) की जातियाँ हैं। पारिस्थितिकविद् तथा जैवविकास वैज्ञानिक इस विविधता के महत्त्व को कुछ आवश्यक प्रश्न पूछ कर समझने की कोशिश कर रहे हैं; जैसे कि इतनी विभिन्न जातियाँ क्यों हैं? क्या यह महान विविधता पृथ्वी के इतिहास में पहले से उपस्थित थी? ये सब विचित्रताएँ कहाँ से आईं? जीव मंडल के लिए यह विविधता क्यों और कैसे महत्त्वपूर्ण है? यदि यह विविधता कम होती तो क्या जीव मंडल का कार्य अलग होता? मानव जीवन इस विविधता से किस प्रकार लाभांवित है?

13.1 जैव विविधता

हमारे जैवमंडल में न केवल जाति (स्पीशीज़) स्तर पर वरन् जैवीय संगठन के सभी स्तर पर कोशिकाओं के वृहत् अणु से लेकर जीवोम (बायोम) तक बहुत विविधता मिलती है। जैव विविधता शब्द सामाजिक जीववैज्ञानिक एडवर्ड विलसन द्वारा जैविक संगठन के प्रत्येक स्तर पर उपस्थित विविधता को दर्शाने के लिए प्रचलित किया गया है। इसमें से अति महत्त्वपूर्ण निम्न है -

(क) आनुवंशिक विविधता- एक जाति आनुवंशिक स्तर पर अपने वितरण क्षेत्र में बहुत विविधता दर्शा सकती है। हिमालय की विभिन्न श्रेणियों में उगने वाला औषधीय पादप राऊवोल्फीया वोमिटोरिया की आनुवंशिक विविधता उसके द्वारा उत्पादित सक्रिय रसायन रेसरपिन की क्षमता तथा सांद्रता से संबंधित हो सकती है। भारत में 50 हजार से अधिक आनुवंशिक रूप में भिन्न धान की तथा 1000 से अधिक आम की जातियाँ हैं।

(ख) जातीय (स्पीशीज़ ) विविधता- यह भिन्नता जाति स्तर पर है। उदाहरणार्थ-पश्चिमी घाट की उभयचर जातियों की विविधता पूर्वी घाट से अधिक है।

(ग) पारिस्थितिकीय (इकोलोजिकल) विविधता- यह विविधता पारितंत्र स्तर पर है, जैसे कि भारत के रेगिस्तान, वर्षा वन, गरान (मैग्रोव), प्रवात्व भित्ति (कोरल रीफ), आर्द्र भूमि, ज्वारनदमुख (एस्युएरी) तथा एल्पाइन शाद्वल (मीडोज) की पारितंत्र विभिन्नता स्कैंडीनेवियाई देश नार्वे से अधिक है।

प्रकृति की इस समृद्ध जैव विविधता को एकत्र होने में विकास के लाखों वर्ष लगे, लेकिन जातीय क्षति यदि इसी दर से जारी रही तब हम इस संपदा को दो शताब्दी से भी कम समय में खो सकते हैं। आजकल संसार के अधिकतर लोगों के लिए इस ग्रह पर हमारे जीवन तथा रख-रखाव के लिए जैव-विविधता व इसका संरक्षण एक अत्यावश्यक और महत्त्वपूर्ण अंतर्राष्ट्रीय पर्यावरणीय मुद्दा बना हुआ है।

13.1.1 पृथ्वी तथा भारत में कितनी जातियाँ ( स्पीशीज़ ) हैं?

अब तक खोजी तथा नामित जातियों के प्रकाशित साक्ष्यों एवं तथ्यों से हम जानते हैं कि आज तक कितनी जातियाँ अंकित की गई हैं, लेकिन पृथ्वी पर कितनी जातियाँ हैं इस प्रश्न का उत्तर देना आसान नहीं हैं। आई.यू.सी.एन. (इंटरनेशनल यूनियन फॉर कंजरवेशन ऑफ नेचर एंड नेचुरल रिसोर्सेस) (2004) के अनुसार; अब तक दर्शायी गई जंतु व पादपों की कुल संख्या 1.5 मिलियन से कुछ अधिक है। लेकिन हमें यह ज्ञात नहीं है कि अभी और कितनी जातियों की खोज तथा व्याख्या शेष है। आंकलन में बहुत विभिन्नताएँ हैं तथा उनमें से कुछ शैक्षिक अनुमान मात्र हैं कि वर्गिकी समूह की जातियों की खोज उष्ण कटिबंधीय (ट्रॉपिकल) देशों की अपेक्षा शीतोष्ण (टेंपरेट) देशों में अधिक पूर्ण है। यह सोचकर कि प्रबल रूप में उष्ण कटिबंध की बहुत सी जातियों की खोज शेष है। वैज्ञानिकों ने गहन रूप से अध्ययन किए गए कीटों के समूह की उष्ण कटिबंधीय व शीतोष्ण जातियों की सांख्यिकीय तुलना कर उनके परिणामों के अनुपात को जंतु व पादपों में अनुमानित कर पृथ्वी की कुल जातियों का आंकलन किया। कुछ चरम आंकलन की परास 20-25 मिलियन है, लेकिन रोबर्ट मेए द्वारा दिया गया एक अधिक संतुलित तथा वैज्ञानिक रूप से शुद्ध आंकलन वैश्विक जातीय विविधता को लगभग 70 लाख ( 7 मिलियन) तक मानता है।

आइए! पृथ्वी की जैवविविधता के कुछ रोचक पहलुओं को वर्तमान में उपलब्ध जातीय सूचियों के आधार पर देखें। सभी आकलित जातियों में से 70 प्रतिशत से अधिक जंतु हैं, जबकि शैवाल, कवक, ब्रायोफाइट, आवृत्तबीजी तथा अनावृत्तबीजियों जैसे पादपों को मिलाकर 22 प्रतिशत से अधिक नहीं हैं। जंतुओं में कीट सबसे अधिक समृद्ध जातीय वर्ग समूह है, जो संपूर्ण जातियों के 70 प्रतिशत से अधिक है। इसका अर्थ यह है कि इस ग्रह में प्रत्येक 10 जंतुओं में 7 कीट हैं। पुनः कीटों की इस अत्यधिक विविधता को हम कैसे समझाएँ? संसार में कवक जातियों की कुल संख्या, मछली, उभयचर (एम्फीबिया), सरीसृप (रेप्टाइल) तथा स्तनधारियों ( मैमल्स) से अधिक है। चित्र 13.1 में कुछ मुख्य वर्गक (टैक्सा) की जातियों की जैव-विविधता को दर्शाया गया है।

चित्र 13.1 वैश्विक जैव विविधता का प्रतिनिधित्व-अकशेरूकी, कशेरूकी तथा पादप जाति के वर्गकों की अनुपातिक संख्या

यह बात ध्यान में होनी चाहिए कि ये आंकलन (प्रोकैरियोट) की संख्या नहीं बताते। जीववैज्ञानिकों को यह पक्का विश्वास नहीं है कि प्रोकैरियोटिक जातियों की संख्या कितनी हो सकती है। समस्या यह है कि पारंपरिक वर्गीकरण के तरीके सूक्ष्मजीवों को पहचाननें के लिए उचित नहीं हैं तथा बहुत सी जातियाँ प्रयोगशाला में संवर्धन योग्य (कल्चरेबल) नहीं हैं। यदि इन जातियों को समझाने के लिए जैव रासायनिक अथवा आण्विक तरीके अपनाते हैं, तब इनकी विविधता लाखों में पहुँच सकती है।

यद्यपि भारत का भूमिक्षेत्र विश्व का केवल 2.4 प्रतिशत है। लेकिन इसकी वैश्विक जातीय विविधता 8.1 प्रतिशत है। यही कारण है कि संसार के 12 महाविविध देशों में भारत भी एक है। भारत में लगभग 45000 पादप जातियाँ तथा इससे दो गुना से अधिक जंतु जातियों को अभिलिखित किया जा चुका है। वास्तव में अभी कई जीवित जातियों की खोज तथा उनका नाम दिया जाना शेष है? यदि रार्बट मेए के वैश्विक आँकलन को स्वीकार करें, तब अभी तक कुल 22 प्रतिशत जातियों की ही खोज हुई है। इस अनुपात से भारत की विविधता का आंकलन करें तो $1,00,000$ से अधिक पादप तथा $3,00,000$ से अधिक जंतु जातियों की खोज तथा वर्णन होना शेष है। क्या हम कभी अपने देश की संपूर्ण जैविक संपदा की खोज कर सकेंगे? सोचिए इस कार्य को पूर्ण करने के लिए कितनी प्रशिक्षित मानव शक्ति (वर्गीकरणविद्) तथा समय की आवश्यकता होगी। यह स्थिति और भी अधिक भयावह हो सकती है, जब हम महसूस करते हैं कि बहुत सी जातियाँ खोज करने से पहले ही विलुप्त हो रहीं हैं। प्रकृति का जैविक पुस्तकालय उसमें संग्रहित पुस्तकों के शीर्षकों के सूचीबद्ध करने से पहले ही विनष्ट हो रहा है।

13.1.2 जैव विविधता के प्रतिरूप ( पैटर्न )

(क) अक्षांशीय प्रवणता- जंतु व पादपों की विविधता संपूर्ण विश्व में समान न होकर असमान वितरण दर्शाती है। बहुत से जंतु व पौधों के समूह में रोचक विविधता मिलती है जिसमें मुख्य रूप से अक्षांशों पर विविधता में क्रमबद्ध प्रवणता (उतार-चढ़ाव) है। सामांयतः भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर जाने पर जाति विविधता घटती जाती है। केवल कुछ ही अपवादों को छोड़कर उष्ण कटिबंधीय क्षेत्र (अक्षांशीय सीमा 23.5 डिग्री उत्तर से 23.5 डिग्री दक्षिण तक) में शीतोष्ण या ध्रुव प्रदेशों से अधिक जातियाँ पाई जाती हैं। भूमध्य रेखा के समीप स्थित कोलम्बिया में 1400 पक्षी जातियाँ हैं, जबकि न्यूयार्क, जो कि 41 डिग्री उत्तर में है, 105 पक्षी जातियाँ व ग्रीनलैंड के 71 डिग्री उत्तर में केवल 56 पक्षी जातियाँ हैं। भारत में, जिसका अधिकतर भूभाग उष्ण कटिबंध क्षेत्र में है, 1200 से अधिक पक्षी जातियाँ हैं। इक्वाडोर के उष्ण कटिबंध के वन क्षेत्र में, जैसे कि इक्वाडोर, संवहनी पौधों की जातियाँ यू.एस. ए. के मध्य पश्चिम में स्थित शीतोष्ण क्षेत्र के वनों से 10 गुना अधिक है। दक्षिणी अमेरिका के अमेजन उष्ण कटिबंध वर्षा वनों की जैवविविधता पृथ्वी पर सबसे अधिक है। यहाँ पर 40 हजार पादप जातियाँ, 3000 मत्स्य, 1300 पक्षी, 427 स्तनधारी, 427 उभयचर, 378 सरीसृप तथा 1 लाख पच्चीस हजार से अधिक अकशेरुकी जातियों का आवास है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि इन वर्षा वनों में अभी भी कम से कम 2 लाख कीट जातियों की खोज तथा पहचान शेष हैं। उष्ण कटिबंध क्षेत्र में ऐसा क्या विशेष है, जिसके कारण उसमें सबसे अधिक जैव-विविधता है? पारिस्थितिक तथा जैव विकासविद्यों ने बहुत सी परिकल्पनाएँ की हैं जिनमें से कुछ मुख्य निम्न है- (क) जाति उद्भवन (स्पीशिएशन) आमतौर पर समय का कार्य है। शीतोष्ण क्षेत्र में प्राचीन समय से बार-बार हिमनदन (ग्लेशिएशन) होता रहा जबकि उष्ण कटिबंध क्षेत्र लाखों वर्षों से अपेक्षाकृत अबाधित रहा है, इसी कारण जाति विकास तथा विविधता के लिए बहुत समय मिला। (ख) उष्ण कटिबंध पर्यावरण शीतोष्ण पर्यावरण, से भिन्न तथा कम मौसमीय परिवर्तन दर्शाता है। यह स्थिर पर्यावरण निकेत विशिष्टीकरण (निकस्पेशिएलाइजेशन) को प्रोत्साहित करता रहा जिसकी वजह से अधिकाधिक जाति विविधता हुई। (ग) उष्ण कटिबंध क्षेत्रों में अधिक सौर ऊर्जा उपलब्ध है जिससे उत्पादन अधिक होता है जिससे परोक्ष रूप से अधिक जैवविविधता का होती है।

(ख) जातीय क्षेत्र संबंध- जर्मनी के महान प्रकृतिविद् व भूगोलशास्त्री अलेक्जैंडर वॉन हम्बोल्ट ने दक्षिणी अमेरीका के जंगलों के गहन अन्वेषण के समय दर्शाया कि कुछ सीमा तक किसी क्षेत्र की जातीय समृद्धि अन्वेषण क्षेत्र की सीमा बढ़ाने के साथ बढ़ती है। वास्तव में, जाति समृद्धि और वर्गकों (अनावृत्तबीजी पादप, पक्षी, चमगादड़, अलवणजलीय मछलियाँ) की व्यापक किस्मों के क्षेत्र के बीच संबंध आयताकार अतिपरवलय (रेक्टेंगुलर हाइपरबोल) होता है (चित्र 13.2)। लघुगणक पैमाने पर यह संबंध एक सीधी रेखा दर्शाता है जो कि निम्न समीकरण द्वारा प्रदर्शित है -

$\begin{aligned} & \log S=\log C+Z \log A \\ & \text { जहाँ पर } \\ & S=\text { जातीय समृद्धि } A=\text { क्षेत्र } \\ & Z=\text { रेखीय ढाल (समाश्रयण गुणांक रिग्रेशन कोएफिशिएंट) } \\ & C=Y-अंतः खंड (इंटरसेप्ट)\end{aligned}$

पारिस्थितिक वैज्ञानिकों ने बताया कि $Z$ का मान 0.1 से 0.2 परास में होता है भले ही वर्गीकी समूह अथवा क्षेत्र (जैसेकि ब्रिटेन के पादप, कैलिफोर्निया के पक्षी या न्यूयार्क के मोलस्क) कुछ भी हो। समाश्रयण रेखा (रिग्रेसन लाइन) की ढलान आश्चर्यजनकरूप से एक जैसी होती है। लेकिन यदि हम किसी बड़े समूह, जैसे संपूर्ण महाद्वीप, के जातीय क्षेत्र संबंध का विश्लेषण करते हैं तब ज्ञात होता है कि समाश्रयण रेखा की ढलान तीव्र रूप से तिरछी खड़ी है ( $Z$ का मान की परास 0.6 से 1.2 है)। उदाहरणार्थ-विभिन्न महाद्वीपों के उष्ण कटिबंध वनों के फलाहारी पक्षी तथा स्तनधारियों की रेखा की ढलान 1.15 है। इस संदर्भ में तिरछी खड़ी ढलान का क्या अर्थ है?

चित्र 13.2 जातीय और संबंध का प्रदर्शनः लॉग पैमाने पर संबंध रेखीय हो जाते हैं।

13.1.3 जातीय विविधता का पारितंत्र में महत्त्व

क्या किसी समुदाय में जातियों की संख्या पारितंत्र के कार्यो को वास्तव में प्रभावित करती है? यह ऐसा प्रश्न है, जिसका पारिस्थितिकविद् उचित उत्तर नहीं दे पा रहे हैं। बहुत से दशकों तक पारिस्थितिकविदों का विश्वास था कि जिस समुदाय में अधिक जातियाँ होती हैं वह पारितंत्र कम जाति वाले समुदाय से अधिक स्थिर रहता है। एक जैवी समुदाय के लिए सटीक स्थिरता क्या है? एक स्थिर समुदाय की उत्पादकता में साल दर साल अधिक अंतर नहीं होना चाहिए। यह समय-समय पर आने वाली प्राकृतिक या मानव निर्मित बाधाओं को रोकनेवाला तथा विदेशी (ऐलियन) जातियों के आक्रमण को रोकनेवाला भी होना चाहिए। हम नहीं जानते कि ये गुण जातीय समृद्धि से किस प्रकार संबंधित हैं, लेकिन डेविड टिलमैन द्वारा प्रयोगशाला के बाहर के भूखंडों पर लंबे समय तक पारितंत्र (इकोसिस्टम) के प्रयोग इस बारे में कुछ प्रारंभिक उत्तर देते हैं। टिलमैन ने पाया कि उन भूखंडों ने जिन पर अधिक जातियाँ थीं, साल दर साल कुल जैवभार में कम विभिन्नता दर्शायी। उन्होंने अपने प्रयोगों में यह भी दर्शाया कि विविधता में वृद्धि से उत्पादकता बढ़ती है।

यद्यपि हम पूर्ण रूप से यह नहीं जानते कि कैसे जातीय समृद्धि पारितंत्र अच्छा बनाए रखने में सहयोग प्रदान करती है। हम यह समझते तथा महसूस करते हैं कि समृद्ध जैवविविधता केवल अच्छे पारितंत्र के लिए ही आवश्यक नहीं है, बल्कि इस ग्रह पर मानव जीवन को जीवित रखने के लिए भी आवश्यक है। इस समय जब हम जातियों को भयावह गति से खो रहे हैं, तब प्रश्न उठता है कि यदि कुछ जातियाँ लुप्त हो जाएँ तो क्या वास्तव में इसका हम पर प्रभाव पड़ेगा? यदि पश्चिमी घाट के पारितंत्र से वृक्षों पर पाए जाने वाले मेंढक की जाति हमेशा के लिए विलुप्त हो जाए तब क्या वहाँ को पारितंत्र कम क्रियाशील होंगे? यदि पृथ्वी पर 20 हजार चींटी जातियों के स्थान पर केवल 15 हजार जातियाँ ही रहें, तब हमारा जीवन किस प्रकार प्रभावित होगा?

इन सीधे प्रश्नों का कोई उत्तर नहीं है, लेकिन स्टैंडफोर्ड के पारिस्थितिकविद् पॉल एहरालिक द्वारा उपयोग की गई ‘रिवेट पोपर परिकल्पना’ से हम एक सही विचार प्रस्तुत कर सकते हैं। एक वायुयान (पारितंत्र) के हजारों रिवेटों (जातियाँ) द्वारा सभी भागों को जोड़ा जाता है। यदि वायुयान का हर यात्री अपने साथ एक रिवेट (कीलक) को ले जाने लगे (जाति विलुप्त का कारण), तब आरंभ में जहाज की सुरक्षा प्रभावित नहीं होगी, लेकिन यदि और अधिक रिवेट हटा लिये जाएँ, तब कुछ समय बाद जहाज खतरनाक रूप से कमजोर हो जाएगा। साथ-साथ यह भी महत्त्वपूर्ण है कि कौन सा रिवेट हटाया गया है। जहाज के पंख का रिवेट हटाना हवाई सुरक्षा की दृष्टि से जहाज के अंदर सीट व खिड़कियों के रिवेट हटाने से अधिक महत्त्वपूर्ण है। यहाँ जहाज के पंख के रिवेट को पारितंत्र की मुख्य जातियों से तुलना की गई है।

13.1.4 जैव विविधता की क्षति

जबकि यह संदेहपूर्ण है कि क्या (जाति उद्भवन द्वारा) कुछ नई जातियाँ पृथ्वी की जातियों में सम्मलित होती हैं, लेकिन इसमें कोई संदेह नहीं है कि उनकी निरंतर हानि होगी। हमारे ग्रह पर जैव संपदा भंडार में तेजी से हानि हो रही है। इसके लिए मानव क्रियाकलाप मुख्य कारण है। मानव द्वारा प्रशांत उष्ण कटिबंधिय द्वीपों पर आवासीय बस्तियाँ स्थापित करने से वहाँ के मूल पक्षियों की 2 हजार से अधिक जातियाँ विलुप्त हो गई हैं। आई.यू.सी.एन. की लाल सूची (2004) के साक्ष्यों के अनुसार पिछले 500 वर्षों में 784 जातियाँ ( 338 कशेरुकी, 359 अकशेरुकी तथा 87 पादप) लुप्त हो गयी हैं। नयी विलुप्त जातियों में मॉरीशस की डोडो, अफ्रीका की क्वैगा, आस्ट्रेलिया की थाइलेसिन, रूस की स्टेलर समुद्री गाय एवं बाली, जावा तथा कैस्पियन के बाघ की तीन उपजातियाँ शामिल हैं। पिछले 20 वर्षों में 27 जातियाँ विलुप्त हो गयी हैं। आँकड़ों का सावधानी पूर्वक विश्लेषण दर्शाता है कि जातियाँ वर्गको (टैक्सा) के विलोपन यादृच्छिक (रैंडम) नहीं हैं जैसे की उभयचर समूह अधिक विलुप्त हुए हैं। इस भयानक कथा के संदर्भ में एक तथ्य यह भी है कि विश्व की 15,500 से भी अधिक जातियाँ विलुप्ति के कगार पर हैं। इस समय 12 प्रतिशत पक्षी, 23 प्रतिशत स्तनधारी, 32 प्रतिशत उभयचर तथा 31 प्रतिशत आवृत्तबीजी की जातियाँ विलुप्ति के कगार पर हैं।

जीवाश्म (फॉसिल) अभिलेखों के माध्यम से पृथ्वी पर जीवन के इतिहास के अध्ययन से हमने जाना कि जातियों की बड़े पैमाने पर जैसी हानि हम आजकल देख रहे हैं वैसी मानव के आगमन से पहले भी हुई हैं। लगभग तीन करोड़ (3 बिलियन) वर्ष पहले जबसे पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति तथा विविधरूपेण (डाइवर्सिफीकेशन) हुआ है, पृथ्वी पर 5 बार जातियों के व्यापक विलोपन की घटना देख चुके हैं। अब जो ‘छठा विलोपन’ प्रगति पर है। वह पहली पाँच घटनाओं से किस प्रकार भिन्न होगा? अंतर केवल दर में है। आज जातियों की विलोपन दर मानव के अस्तित्व से पूर्व होने वाले विलोपन की अपेक्षा 100 से 1000 गुणा अधिक तीव्र आँकी गई हैं। इस तीव्र दर के लिए हमारे क्रिया-कलाप उत्तरदायी हैं। पारिस्थितिकविदों की चेतावनी है कि यदि यही दर जारी रही तो 100 वर्षों में ही पृथ्वी की आधी जातियाँ विलुप्त हो जायेंगी।

सामान्यतः किसी क्षेत्र की जैवविविधता की हानि होने से (क) पादप उत्पादकता घटती है (ख) पर्यावरणीय समस्याओं, जैसे सूखा आदि, के प्रति प्रतिरोध (रेजिस्टेंस) में कमी आती है (ग) कुछ पारितंत्र की प्रक्रियाओं जैसे पादप उत्पादकता, जल उपयोग, पीड़क और रोग चक्रों की परिवर्तनशीलता बढ़ जाती है। जैव विविधता की क्षति के कारण- जातीय विलोपन की बढ़ती हुई दर जिसका विश्व सामना कर रहा है वह मुख्यरूप से मानव क्रियाकलापों के कारण है। इसके चार मुख्य कारण हैं (निम्न उपशीर्षकों में इसका वर्णन किया गया है)-

(क) आवासीय क्षति तथा विखंडन- यह जंतु व पौधे के विलुप्तीकरण का मुख्य कारण है। उष्ण कटिबंधीय वर्षा-वनों से होने वाली आवासीय क्षति का सबसे अच्छा उदाहरण है। एक समय वर्षा वन पृथ्वी के 14 प्रतिशत क्षेत्र में फैले थे; लेकिन अब 6 प्रतिशत से अधिक क्षेत्र में नहीं हैं। ये इतनी तेजी से नष्ट हो रहे हैं कि जब तक आप इस अध्याय को पढ़ंगे हजारों हेक्टेयर वर्षा वन समाप्त हो चुके होंगे। विशाल अमेजन वर्षा-वन, (जिसे विशाल होने के कारण ‘पृथ्वी का फेफड़ा’ कहा जाता है)। उसमें संभवतः करोड़ों जातियाँ (स्पीशीज़) निवास करती हैं। इस वन को सोयाबीन की खेती तथा जानवरों के चारागाहों के लिए काटकर साफ कर दिया गया है। संपूर्ण आवासीय क्षति के अलावा प्रदूषण के कारण भी आवास में खंडन (फ्रैग्मैंटेशन) हुआ है, जिससे बहुत सी जातियों के जीवन को खतरा उत्पंन हुआ है। जब मानव क्रियाकलापों द्वारा बड़े आवासों को छोटे-छोटे खडों में विभक्त कर दिया जाता है तब जिन स्तनधारियों और पक्षियों को अधिक आवास चाहिए तथा प्रवासी (माइग्रेटरी) स्वभाव वाले कुछ प्राणी बुरी तरह प्रभावित होते हैं जिससे समष्टि (पॉपुलेशन) में कमी होती है।

(ख) अतिदोहन- मानव हमेशा भोजन तथा आवास के लिए प्रकृति पर निर्भर रहा है, लेकिन जब ‘आवश्यकता’ ‘लालच’ में बदल जाती है। तब इस प्राकृतिक संपदा का अधिक दोहन (ओवर एक्सप्लाइटेशन) शुरू हो जाता है। मानव द्वारा अति दोहन से पिछले 500 वर्षों में बहुत सी जातियाँ (स्टीलर समुद्री गाय, पैसेंजर कबूतर) विलुप्त हुई हैं। आज बहुत सारी समुद्री मछलियों आदि की जनसंख्या शिकार के कारण कम होती जा रही हैं जिसके कारण व्यावसायिक महत्त्व की जातियाँ खतरे में हैं।

(ग) विदेशी जातियों का आक्रमण- जब बाहरी जातियाँ अनजाने में या जानबूझकर किसी भी उद्देश्य से एक क्षेत्र में लाई जाती हैं तब उनमें से कुछ आक्रामक होकर स्थानिक जातियों में कमी या उनकी विलुप्ति का कारण बन जाती हैं। जैसे जब नील नदी की मछली (नाइल पर्च) को पूर्वी अफ्रीका की विक्टोरिया झील में डाला गया तब झील में रहने वाली पारिस्थितिक रूप से बेजोड़ सिचलिड मछलियों की 200 से अधिक जातियाँ विलुप्त हो गईं। आप गाजर घास (पार्थेनियम), लैंटाना, और हायसिंथ (आइकार्निया) जैसी आक्रामक खरपतवार जातियों से पर्यावरण को होने वाली क्षति और हमारी देशज जातियों के लिए पैदा हुए खतरे से अच्छी तरह से परिचित हैं। मत्स्य पालन के उद्देश्य से अफ्रीकन कैटफिश कलैरियस गैरीपाइनस मछली को हमारी नदियों में लाया गया; लेकिन अब ये मछली हमारी नदियों की मूल अशल्कमीन (कैटफिश जातियों) के लिए खतरा पैदा कर रही हैं।

(घ) सहविलुप्तता- जब एक जाति विलुप्त होती है तब उस पर आधारित दूसरी जंतु व पादप जातियाँ भी विलुप्त होने लगती हैं। जब एक परपोषी मत्स्य जाति विलुप्त होती है तब उसके विशिष्ट परजीवियों का भी वही भविष्य होता है। दूसरा उदाहरण विकसित (कोइवाल्वड) परागणकारी (पॉलिनेटर) सहोपकारिता (म्यूचुआलिज़्म) का है जहाँ एक (पादप) के विलोपन से दूसरे (कीट) का विलोपन भी निश्चित रूप से होता है।

13.2 जैव विविधता संरक्षण

13.2.1 हमें जैवविविधता को क्यों संरक्षित करना चाहिए?

इसके बहुत से स्पष्ट तथा अस्पष्ट कारण हैं, जो कि समान रूप से महत्त्वपूर्ण हैं। इन्हें तीन श्रेणियों में बाँटा जा सकता है जैसे संकुचित संकीर्णतः उपयोगी, व्यापकरूप से स्वार्थ उपयोगी व नैतिक।

जैव विविधता के संरक्षण के लिए संकीर्णरूप से उपयोगी तर्क स्पष्ट हैं। जैसे मानव को प्रकृति से प्रत्यक्ष रूप से अनगिनत आर्थिक लाभ हैं जैसे- खाद्य (अनाज, दालें, फल आदि) ईंधन, रेशा, इमारती सामान, औद्योगिक उत्पाद जैसाकि टैनिन, स्नेहक (लुब्रिकैंट), रंजक (डाई), रेजिन, इत्र आदि तथा औषधीय उत्पाद। विश्व बाजार में बिक रही 25 प्रतिशत से अधिक औषधियाँ पादपों से बनाई जाती हैं। 25,000 से अधिक पादप जातियाँ विश्व के लोगों द्वारा पारंपरिक दवाइयाँ बनाने में उपयोग हो रही हैं। यह किसी को ज्ञात नहीं है कि कितने और नए औषधीय महत्त्व के पादपों की उष्ण कटिबंधीय वर्षा वनों में खोज होना शेष है। जैव संभावना से समृद्ध राष्ट्र इसका और अधिक लाभ उठा सकते हैं। यदि अधिक से अधिक संसाधनों का जैवी-अन्वेषण (आर्थिक महत्त्व के उत्पादों, आणविक, आनुवंशिक तथा जाति स्तर पर) किया जाए।

व्यापकरूप से उपयोग संबंधी तर्क कहता है कि प्रकृति द्वारा प्रदान की गई जैवविविधता की अनेक पारितंत्र सेवाओं में मुख्य भूमिका है। तीव्र गति से नष्ट हो रहा अमेजन वन पृथ्वी के वायुमंडल को लगभग 20 प्रतिशत ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषण द्वारा प्रदान करता है। क्या प्रकृति द्वारा प्रदान की गई इस सेवा का हम अर्थिक मूल्य आंक सकते हैं? अपने किसी पड़ोसी अस्पताल में एक ऑक्सीजन सिलेंडर पर होने वाले खर्च से आप इसका अनुमान लगा सकते हैं। परागण, जिसके बिना पौधे फल तथा बीज नहीं दे सकते, पारितंत्र की दूसरी ऐसी सेवा है जो परागणकारियों जैसे मधुमक्खियाँ, गुंज मक्षिका, पक्षी तथा चमगाड़ द्वारा की जाती है। प्राकृतिक परागणकारियों की अनुपस्थिति में परागण को पूरा करने की लागत कितनी होगी? हम प्रकृति से अन्य अप्रत्यक्ष सौंदर्यात्मक लाभ उठाते हैं- वनों में घूमते समय, बसंत ऋतु में पूरी खिले हुए फूलों को निहारते समय या प्रातः बुल-बुल के गीतों का आनन्द। क्या हम ऐसे चीजों की कोई कीमत लगा सकते हैं?

जैव विविधता संरक्षण के नैतिक तर्क का संबंध पृथ्वी ग्रह पर उपस्थित उन लाखों जंतु, पादप व सूक्ष्मजीव जातियों से है, जिनके साथ हम रहते हैं। दार्शानिक व आध्यात्मिक रूप से हमें यह समझने की आवश्यकता है कि प्रत्येक जाति का अपना नैज मूल्य (इंट्रिंजिक वैल्यू) होता है, भले ही इसका हमारे लिए चालू या आर्थिक मूल्य न हो। हमारी नैतिक जिम्मेदारी बनती है कि हम उनकी देखरेख करें और इस जैविक धरोहर को आने वाली पीढ़ी के लिए अच्छी हालत में रखें।

13.2.2 जैवविविधता को हम कैसे संरक्षित करें?

जब हम संपूर्ण पारितंत्र को सुरक्षित तथा संरक्षित करते हैं तब इसकी जैवविविधता के सभी स्तर भी संरक्षित तथा सुरक्षित हो जाते हैं। एक बाघ को सुरक्षित रखने के लिए सारे जंगल को सुरक्षित रखना होता है। इसे स्वस्थाने (इन सिट्र) संरक्षण कहते हैं। जब कभी किसी जीव को विलोपन के संकट से (वे जीव जिनके निकट भविष्य में वन से विलुप्त होने का बहुत अधिक संकट है) बचाने के लिए त्वरित सहायता की आवश्यकता होती है तब इस स्थिति को हम वाह्य स्थाने (एक्स सिटू) संरक्षण कहते हैं।

स्वस्थाने (इन सिटू) संरक्षण- विकास तथा संरक्षण के बीच टकराव का सामना करते हुए भी बहुत से देश अपनी सारी जैविक संपदा के संरक्षण को अस्वाभाविक और आर्थिक रूप से व्यावहारिक नहीं समझते। जितने संरक्षण के साधन उपलब्ध हैं, उनसे सभी विलोपन से बचाने के लिए जितनी जातियाँ है उनको बचाना दूर की बात है। भूमंडलीय स्तर पर इस समस्या की ओर कुछ श्रेष्ठ संरक्षणविदों ने ध्यान आकर्षित किया है। उन्होंने अधिकतम सुरक्षा के लिए कुछ ‘जैवविविधता हॉट-स्पॉट’ पहचाने हैं। जैवविविधता हॉट-स्पॉट वे क्षेत्र होते हैं, जहाँ पर जातीय समृद्धि बहुत अधिक और उच्च स्थानिकता (एंडेमिज्म) होती है जातियाँ अन्य स्थानों पर नहीं होती है। सर्वप्रथम 25 जैवविविधता हॉट-स्पॉट चिह्नित किए गए थे, तत्पश्चात् इस सूची में 9 हॉट-स्पॉट और सम्मलित किए गए। संसार में कुल 34 जैव विविधता हॉट-स्पॉट हैं (चित्र 13.2)। ये हॉट-स्पॉट त्वरित आवासीय क्षति के क्षेत्र भी हैं। इनमें से 3 हॉट-स्पॉट पश्चिमी घाट और श्रीलंका, इंडो-वर्मा व हिमालय हैं जो हमारे देश की असाधारण रूप से उच्च जैवविविधता को दर्शाते हैं। यद्यपि जैवविविधता के सारे हॉट-स्पॉट आपस में मिलकर संसार का दो प्रतिशत से भी कम है परंतु इन क्षेत्रों में आवासित जातियों की संख्या अत्यधिक है तथा इन हॉट-स्पॉट की विशेष सुरक्षा द्वारा विलोपन की दर को 30 प्रतिशत तक कम किया जा सकता है।

भारत में पारिस्थितिकतः अद्वितीय और जैवविविधता-समृद्ध क्षेत्रों को राष्ट्रीय उद्यानों, वन्यजीव अभ्यारणों, जीवमंडल आरक्षितियों (बायोस्फीयर रिजर्व) के रूप में कानूनी सुरक्षा प्रदान की गई है। अब भारत में 14 जीवमंडल संरक्षित क्षेत्र, 90 राष्ट्रीय उद्यान तथा 448 वन्य जीव अभ्यारण हैं। भारत में सांस्कृतिक व धार्मिक परंपरा का इतिहास जो प्रकृति की रक्षा करने पर जोर देता है। बहुत सी संस्कृतियों में वनों के लिए अलग भूभाग छोड़े जाते थे और उनमें सभी पौधों तथा वन्यजीवों की पूजा की जाती थी। इस तरह के पवित्र उपवन या आश्रय मेघालय की खासी तथा जयंतिया पहाड़ी, राजस्थान की अरावली, कर्नाटक तथा महाराष्ट्र के पश्चिमी घाट व मध्यप्रदेश की सरगूजा, चंदा व बस्तर क्षेत्र है। मेघालय के पवित्र उपवन बहुत सी दुर्लभ व संकटोत्पन्न पादपों की अंतिम शरणस्थली हैं।

बाह्यस्थाने ( एक्स सीटू) संरक्षण — इस संरक्षण में संकटोत्पन्न पादपों तथा जंतुओं को उनके प्राकृतिक आवास से अलग एक विशेष स्थान पर उनकी अच्छी देखभाल की जाती है और सावधानी पूर्वक संरक्षित किया जाता है। जंतु उद्यान, वनस्पतिय उद्यान तथा वन्य जीव सफारी पार्कों का यही उद्देश्य है। ऐसे बहुत से जंतु है जोकि वनों में विलुप्त हो गए हैं, लेकिन जंतु उद्यानों में सुरक्षित हैं। आजकल संकटोत्पन्न जातियों को परिबद्ध घेरे में रखने के बजाय बाह्य स्थाने संरक्षण दिया जाता है। अब संकटग्रस्त जातियों के युग्मकों (गेमीट) को जीवित व जननक्षम स्थति में निम्नताप परिक्षण (क्रायोपिजरवेशन) तकनीकों के द्वारा लंबे समय तक परिरक्षित किया जा सकता है अंडों को पात्रे (in vitro) निषेचित किया जा सकता है और पादपों का ऊतकीय संवर्धन विधि द्वारा प्रवर्धन ( प्रोपेगेशन) किया जा सकता है। व्यापारिक महत्त्व के पौधों के विभिन्न आनुवंशिक प्रभेदों (स्ट्रेन) के बीज लंबे समय तक बीज बैंक में रखे जा सकते हैं।

जैवविविधता के लिए कोई राजनैतिक परिसीमा नहीं है। इसलिए इसका संरक्षण सभी राष्ट्रों का सामूहिक उत्तरदायित्व है। वर्ष 1992 में रियोडिजिनरियो में हुई ‘जैवविविधता’ पर ऐतिहासिक सम्मेलन (पृथ्वी) में सभी राष्ट्रों का आवाहन किया गया कि वे जैवविविधता संरक्षण के लिए उचित उपाय करें उनसे मिलने वाले लाभों का इस प्रकार उपयोग करें कि वे लाभ दीर्घकाल तक मिलते रहें। इसी क्रम में सन् 2002 में दक्षिण अफ्रीका के जोहान्सबर्ग में सतत् विकास पर विश्वशिखर-सम्मेलन हुआ, जिसमें विश्व के 190 देशों ने शपथ ली कि वे सन् 2010 तक जैवविविधता की जारी क्षति दर में, वैश्विक, प्रादेशिक व स्थानीय स्तर पर महत्त्वपूर्ण कमी लायेंगे।

सारांश

लगभग 3.8 बिलियन वर्ष पहले पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति के समय से पृथ्वी पर जीवों में बहुत अधिक विविधीकरण हुआ है। जैवविविधता, जैवीय संगठन के सभी स्तरों में उपस्थित कुल विविधता को दर्शाती है। इनमें से आनुवंशिक, जातीय तथा पारितंत्र विविधता अधिक महत्त्वपूर्ण हैं और सभी संरक्षण के प्रयास, इन सभी स्तरों पर विविध ता को सुरक्षित करने के उद्देश्य से किए गए हैं।

संसार में 15 लाख से अधिक जातियों के साक्ष्य एकत्रित किए जा चुके हैं, लेकिन पृथ्वी पर लगभग 60 लाख जातियाँ खोज तथा नामकरण के इंतजार में हैं। जिन जातियों को नाम दिए जा चुके हैं उनमें 70 प्रतिशत से अधिक जंतु है इनमें भी लगभग 70 प्रतिशत कीट है। इसमें कवकों की संख्या सभी कशेरुक प्राणियों की तुलना में अधिक है। भारत लगभग 45,000 पादप जातियों तथा इससे दोगुनी जंतु जातियों के साथ विश्व के 12 महाविविधता वाले देशों में एक है।

पृथ्वी पर जातीय विविधता समान रूप से वितरित नहीं है, बल्कि एक रोचक प्रतिरूप (पैटर्न) दर्शाती है। यह साधारणतया उष्ण कटिबंध क्षेत्र में सबसे अधिक तथा ध्रुवों की तरफ घटती जाती है। उष्ण कटिबंध क्षेत्र में जातीय समृद्धि की महत्त्वपूर्ण कारण इस प्रकार हैं- उष्ण कटिबंध क्षेत्रों में विकास के लिए समय अधिक मिला, इन्हें पर्यावरण संबंधी स्थिरता मिली तथा इस क्षेत्र को अधिक सौर ऊर्जा प्राप्त हुई जिससे अधिक उत्पादकता होती है। जातीय-समृद्धि किसी प्रदेश के क्षेत्र पर आधारित होती है। जाति - क्षेत्र संबंध सामान्यतः एक आयतकार-अतिपरवलयिक कार्य है।

ऐसा माना जाता है कि उच्च विविधता वाले समुदाय कम परिवर्तनशील, अधिक उत्पादक तथा जैविक आक्रमण के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं। पृथ्वी का जीवाश्म इतिहास प्राचीन समय के व्यापक विलोपन को दर्शाता है, लेकिन वर्तमान विलोपन की दर प्राचीन दर से 100-1000 गुना अधिक है जोकि मुख्य रूप से मानव क्रिया कलापों की देन है। वर्तमान समय में लगभग 700 जातियाँ विलुप्त हो चुकी हैं और 15,500 से अधिक (जिसमें 650 से अधिक भारत से हैं) जातियाँ वर्तमान समय में विलोपन के संकट का सामना कर रही हैं। आजकल अधिक विलोपन दर के कारण हैं- आवासीय (विशेषतः वन) क्षति, एवं खंडन, अति दोहन, जैविक आक्रमण तथा सहविलोपन।

पृथ्वी की समृद्ध जैवविविधता मानव जीवन के लिए प्राणाधार है। जैव विविधता को संरक्षित करने के मुख्य कारण संकीर्णरूप से उपयोग, व्यापकरूप से उपयोग तथा नैतिक हैं। पारितंत्र से हमें, प्रत्यक्ष लाभ जैसे- भोजन, रेशा, ईंधन, लड़की और औषधियों के अलावा बहुत से अप्रत्यक्ष लाभ भी प्राप्त होते हैं, जैसे कि परागण, पीड़क नियंत्रण, जलवायु तथा बाढ़ नियंत्रण आदि। पृथ्वी की जैवविविधता की अच्छी तरह देखभाल करना तथा उसको अपनी अगली पीढ़ी को प्रदान करना हमारा नैतिक कर्तव्य है।

जैवविविधता संरक्षण स्वस्थाने (इन सीटू) तथा बाह्य स्थाने (एक्स सीटू) होता है। स्वस्थाने में संकटापन्न जातियों को उनके प्राकृतिक आवास में सुरक्षित रखा जाता है, जिससे कि सारा पारितंत्र सुरक्षित रह सके। आजतक संसार के 34 ‘जैवविविधता वाले हॉट-स्पॉट’ को गहन संरक्षण प्रयास के लिए चुना जा चुका है, जिनमें से तीन-पश्चिमी घाट-श्रीलंका, हिमालय तथा इंडोवर्मा-भारत के जैवविविधता-समृद्धि क्षेत्र में आते हैं। हमारे देश के स्वस्थाने संरक्षण के प्रयास 14 जीव मंडल संरक्षित क्षेत्र, 90 राष्ट्रीय उद्यान, 450 से अधिक वन्यजीव अभ्यारण व बहुत से पवित्र उपवनों के द्वारा प्रतिबिंबित होते हैं। वाह्य स्थाने संरक्षण के अंतर्गत संकटग्रस्त जातियों का प्राणी उद्यानों तथा पादपउद्यानों में पात्रे, (इन विट्रो), निषेचन, ऊतक संवर्धन प्रवर्धन तथा युग्मक के निम्नताप परिरक्षण जैसी विधियाँ आती हैं।

अभ्यास

1. जैव-विविधता के तीन आवश्यक घटकों (कंपोनेंट) के नाम बताइए?

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2. पारिस्थितिकीविद् किस प्रकार विश्व की कुल जातियों का आंकलन करते हैं?

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3. उष्ण कटिबंध क्षेत्रों में सबसे अधिक स्तर की जाति-समृद्धि क्यों मिलती हैं? इसकी तीन परिकल्पनाएँ दीजिए?

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4. जातीय - क्षेत्र संबंध में समाश्रयण (रिग्रेशन) की ढलान का क्या महत्त्व हैं?

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5. किसी भौगोलिक क्षेत्र में जाति क्षति के मुख्य कारण क्या हैं?

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6. पारितंत्र के कार्यों के लिए जैवविविधता कैसे उपयोगी है?

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7. पवित्र उपवन क्या हैं? उनकी संरक्षण में क्या भूमिका है?

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8. पारितंत्र सेवा के अंतर्गत बाढ़ व भू-अपरदन (सॉयल-इरोजन) नियंत्रण आते हैं। यह किस प्रकार पारितंत्र के जीवीय घटकों (बायोटिक कंपोनेंट) द्वारा पूर्ण होते हैं?

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9. पादपों की जाति विविधता ( 22 प्रतिशत) जंतुओं ( 72 प्रतिशत) की अपेक्षा बहुत कम है; क्या कारण है कि जंतुओं में अधिक विविधता मिलती है?

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10. क्या आप ऐसी स्थिति के बारे में सोच सकते हैं, जहाँ पर हम जानबूझकर किसी जाति को विलुप्त करना चाहते हैं? क्या आप इसे उचित समझते हैं?

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