生物多樣性是指地球上所有生物——動物、植物、微生物以及它們所擁有的遺傳基因和生存地共同構成的生態環境。它包括生態係統多樣性、遺傳多樣性和物種多樣性3個組成部分。正是由於這些形形色色、千姿百態的生物和它們的生命活動,才構成了自然界這個絢麗多彩、生機盎然的大千世界。
生態係統多樣性是指生態係統的類型極多。因為任何一個群落與它相互作用的環境合起來就可以構成一個生態係統,它們各自保持各自的生態過程,即生命所必需的化學元素的循環和各組成部分之間能量的流動。
遺傳多樣性是指存在於生物個體、單個物種及物種之間的基因多樣性。
物種多樣性是指動植物及微生物豐富的種類。據估計,地球上現存800萬~1000萬個物種。我國是生物物種特別豐富的國家,占世界第八位,在全球生物多樣性保護行動中的作用舉足輕重。如我國廣東、海南、廣西、福建、四川、雲南等熱帶、亞熱帶省區,都蘊藏著豐富的生物資源,對生物多樣性的開發和利用有著巨大的經濟和科學價值。
生物多樣性是大自然的寶貴財富。人類保護生物多樣性,不但可使生態環境保持平衡,保證生物種群的持續發展,而且通過對野生動植物的研究,合理地利用生物資源,可以滿足人類各方麵的需要。比如,野生動植物中還存在各種優良性狀的基因,為農作物品種改良和基因工程研究提供巨大的基因庫。
1941年,美國耶魯大學生態學家林德曼發表了《一個老年湖泊內的食物鏈動態》的研究報告。
他對50萬平方米的湖泊作了野外調查和研究後用確切的數據說明,生物量從綠色植物向食草動物、食肉動物等按食物鏈的順序在不同營養級上轉移時,有穩定的數量級比例關係,通常後一級生物量隻等於或者小於前一級生物量的1/10。而其餘9/10由於呼吸、排泄、消費者采食時的選擇性等被消耗掉。林德曼把生態係統中能量的不同利用者之間存在的這種必然的定量關係的規律叫做“十分之一定律”。如果按照這個規律,把營養級依序由低向高排列,逐漸成比例地變小,畫成一幅圖,仿佛一個埃及金字塔。因此,該定律又被稱為“能量金字塔定律”。
在各種生態係統中,每一種群的數量必然要受到十分之一定律的約束,也就是說,各種生物的數量符合能量金字塔定律,生態係統才能保持穩定,這就是生態平衡狀態。
換句話說,在一個正常的生態係統中,能量流動和物質循環總是不斷地進行著,但在一定時期內,生產者、消費者和分解者之間都保持著一種動態的平衡,這種平衡表現為生物種類和數量的相對穩定,這種平衡狀態就叫生態平衡。
生態平衡狀態既微妙又脆弱,如果把這種平衡打破,比如由於自然的或人為的原因使某種生物物種的數量急劇膨脹或縮小,造成生態係統不能遵循十分之一定律,常常會帶來災難性的後果,有時整個生態係統將被摧毀。
在地球大生態係統中,人處於食物鏈的頂端。按照能量金字塔定律,人的數量也不能無限製地膨脹,否則,就可能打破地球生態平衡,使整個地球生態係統遭受巨大的破壞。所以,人類隻有主動控製人口增長速度,才能保護好地球生態係統,才能保護我們人類生存和發展的環境。
基因工程
基因工程又稱基因拚接技術和DNA重組技術,是生物工程的一個重要分支。它將外源基因通過體外重組後導入受體細胞內,使這個基因能在受體細胞內複製、轉錄、翻譯表達的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來,在離體條件下用適當的工具酶進行切割後,把它與作為載體的DNA分子連接起來,然後與載體一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中,以讓外源物質在其中“安家落戶”,進行正常的複製和表達,從而獲得新物種的一種嶄新技術。它克服了遠緣雜交的不親和障礙。目前,已經有轉基因大豆、玉米、棉花等植物和轉基因牛、豬、魚等動物出現。