Mittwoch, März 09 2011 14: 57

Artensterben, Biodiversitätsverlust und menschliche Gesundheit

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Dieser Artikel wurde angepasst mit Genehmigung von Chivian, E. 1993. Species Extinction and Biodiversity Loss: The Implications for Human Health. In „Critical Condition: Human Health and the Environment“, herausgegeben von E. Chivian, M. McCally, H. Hu und A. Haines. Cambridge, Mass. und London, England: MIT Press. Mit Dank an EO Wilson, Richard Schultes, Stephen Morse, Andrew Spielman, Paul Epstein, David Potter, Nan Vance, Rodney Fujita, Michael Balick, Suzan Strobel und Edson Albuquerque.

Menschliche Aktivitäten verursachen das Aussterben von Tier-, Pflanzen- und Mikrobenarten in Raten, die tausendmal höher sind als die, die auf natürliche Weise aufgetreten wären (Wilson 992), was ungefähr dem größten Aussterben in der geologischen Geschichte entspricht. Wann Homo sapiens entwickelte sich vor etwa 00 Jahren, die Zahl der existierenden Arten war die größte, die jemals auf der Erde gelebt hat (Wilson 989). Die derzeitigen Raten des Artensterbens reduzieren diese Niveaus auf den niedrigsten Stand seit dem Ende des Zeitalters der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren, wobei Schätzungen zufolge ein Viertel aller Arten in den nächsten 50 Jahren aussterben werden (Ehrlich und Wilson 99).

Zusätzlich zu den damit verbundenen ethischen Fragen – dass wir kein Recht haben, unzählige andere Organismen abzutöten, von denen viele Millionen von Jahren vor unserer Ankunft entstanden sind – ist dieses Verhalten letztendlich selbstzerstörerisch und stört das empfindliche ökologische Gleichgewicht von der alles Leben abhängt, einschließlich unseres eigenen, und die Zerstörung der biologischen Vielfalt, die Böden fruchtbar macht, die Luft schafft, die wir atmen, und Nahrung und andere lebenserhaltende Naturprodukte liefert, von denen die meisten noch entdeckt werden müssen.

Das exponentielle Wachstum der menschlichen Bevölkerung, verbunden mit einem noch stärkeren Anstieg des Ressourcenverbrauchs und der Abfallproduktion, sind die Hauptfaktoren, die das Überleben anderer Arten gefährden. Globale Erwärmung, saurer Regen, der Abbau von stratosphärischem Ozon und der Eintrag giftiger Chemikalien in die Luft, den Boden sowie Süß- und Salzwasserökosysteme – all dies führt letztendlich zu einem Verlust an Biodiversität. Aber die Zerstörung von Lebensräumen durch menschliche Aktivitäten, insbesondere die Entwaldung, ist der größte Zerstörer.

Dies gilt insbesondere für tropische Regenwälder. Weniger als 50 % der ursprünglich von prähistorischen tropischen Regenwäldern bedeckten Fläche sind noch vorhanden, aber sie werden immer noch mit einer Rate von etwa 42,000 Quadratkilometern pro Jahr abgeholzt und verbrannt, was der Fläche der Länder Schweiz und Niederlande zusammen entspricht. dies ist ein Verlust an Waldfläche pro Sekunde in der Größe eines Fußballfeldes (Wilson 992). Es ist diese Zerstörung, die in erster Linie für das Massensterben der weltweiten Arten verantwortlich ist.

Schätzungen zufolge gibt es auf der Erde zwischen 0 und 00 Millionen verschiedene Arten. Selbst wenn eine konservative Schätzung von 20 Millionen Arten auf der ganzen Welt verwendet wird, würden 0 Millionen Arten in tropischen Regenwäldern gefunden werden, und bei den derzeitigen Raten der tropischen Entwaldung würde dies bedeuten, dass jedes Jahr 27,000 Arten oder mehr allein in tropischen Regenwäldern verloren gehen würden als vierundsiebzig pro Tag, drei pro Stunde (Wilson 992).

Dieser Artikel untersucht die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die sich aus diesem weit verbreiteten Verlust der biologischen Vielfalt ergeben. Der Autor ist der Überzeugung, dass die Menschen erkennen würden, dass die derzeitigen Raten von Biodiversitätsverlust stellen nichts weniger als einen sich langsam entwickelnden medizinischen Notfall dar und würden erfordern, dass Bemühungen zum Erhalt von Arten und Ökosystemen höchste Priorität eingeräumt wird.

Der Verlust medizinischer Modelle

Drei im Tierreich weit voneinander entfernte Gruppen bedrohter Tiere - Pfeilgiftfrösche, Bären und Haie - bieten eindrucksvolle Beispiele dafür, wie wichtige Modelle für die biomedizinische Wissenschaft vom Menschen vergeudet zu werden drohen.

Pfeilgiftfrösche

Die gesamte Familie der Pfeilgiftfrösche, der Dendrobatidae, die in den amerikanischen Tropen vorkommt, ist durch die Zerstörung ihrer Lebensräume - der tropischen Regenwälder im Tiefland Mittel- und Südamerikas - bedroht (Brody 990). Diese bunten Frösche, die mehr als 00 Arten umfassen, sind besonders empfindlich gegenüber Abholzung, da sie oft nur in ganz bestimmten Bereichen des Waldes leben und woanders nicht natürlich leben können. Wissenschaftler haben verstanden, dass die von ihnen produzierten Toxine, die seit Jahrhunderten von mittel- und südamerikanischen Indianern zur Vergiftung von Pfeilen und Blasrohrpfeilen verwendet werden, zu den tödlichsten natürlichen Substanzen gehören, die bekannt sind. Auch für die Medizin sind sie von großem Nutzen. Die Wirkstoffe der Toxine sind Alkaloide, stickstoffhaltige Ringverbindungen, die fast ausschließlich in Pflanzen vorkommen (Beispiele sind Morphin, Koffein, Nikotin und Kokain). Die Alkaloide binden selektiv an spezifische Ionenkanäle und Pumpen in Nerven- und Muskelmembranen. Ohne sie wäre das Wissen über diese Grundeinheiten der Membranfunktion, die im gesamten Tierreich zu finden sind, sehr unvollständig.

Neben ihrem Wert in der neurophysiologischen Grundlagenforschung bieten Pfeilgiftfrösche auch wertvolle biochemische Hinweise für die Herstellung neuer und wirksamer Analgetika, die einen anderen Wirkmechanismus als Morphin haben, neuer Medikamente gegen Herzrhythmusstörungen und neuer Behandlungen für die Linderung einiger neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit, Myasthenia gravis und amyotrophe Lateralsklerose (Brody 990). Wenn die Zerstörung des Regenwaldes in Mittel- und Südamerika mit der gegenwärtigen Geschwindigkeit fortgesetzt wird, werden diese äußerst wertvollen Frösche verloren gehen.

Bären

Der wachsende Schwarzmarkthandel in Asien für Bärenteile, wobei Bärengallenblasen für ihren angeblichen medizinischen Wert (im Wert des 8-fachen ihres Gewichts in Gold) und Pfoten für Gourmetnahrung (Montgomery 992) verkauft werden, gepaart mit fortgesetzter Jagd und der Zerstörung von Lebensräumen , hat Bärenpopulationen in vielen Teilen der Welt gefährdet. Wenn einige Bärenarten aussterben, werden wir alle ärmer sein, nicht nur, weil sie schöne, faszinierende Kreaturen sind, die wichtige ökologische Nischen füllen, sondern auch, weil einige Arten mehrere einzigartige physiologische Prozesse besitzen, die wichtige Hinweise für die Behandlung verschiedener menschlicher Erkrankungen liefern können . „Überwinternde“ (genauer „denning“) Schwarzbären beispielsweise sind im Winter bis zu fünf Monate bewegungslos, verlieren aber keine Knochenmasse (Rosenthal 1993). (Echte Winterschläfer, wie das Murmeltier, Murmeltier und Ziesel, zeigen während des Winterschlafs eine deutliche Absenkung der Körpertemperatur und sind nicht leicht zu wecken. Schwarzbären hingegen „überwintern“ bei nahezu normaler Körpertemperatur und können sich vollständig wehren sofort.) Im Gegensatz zu Menschen, die während einer ähnlichen Zeit der Unbeweglichkeit (oder des Mangels an Gewichtsbelastung) fast ein Viertel ihrer Knochenmasse verlieren würden, bauen Bären weiterhin neue Knochen ab und nutzen das zirkulierende Kalzium in ihrem Blut ( Floyd, Nelson und Wynne 1990). Das Verständnis der Mechanismen, wie sie dieses Kunststück bewerkstelligen, kann zu wirksamen Methoden zur Vorbeugung und Behandlung von Osteoporose bei älteren Menschen (ein enormes Problem, das zu Knochenbrüchen, Schmerzen und Behinderungen führt), bei Personen, die für lange Zeit an Bettruhe gebunden sind, und bei Astronauten, die längeren Zuständen ausgesetzt sind, führen der Schwerelosigkeit.

Außerdem urinieren „überwinternde“ Bären monatelang nicht. Menschen, die ihre Abfallprodukte über mehrere Tage nicht mit dem Urin ausscheiden können, bauen einen hohen Harnstoffspiegel im Blut auf und sterben an dessen Toxizität. Irgendwie recyceln Bären ihren Harnstoff, um neue Proteine ​​herzustellen, einschließlich jener in Muskeln (Nelson 1973). Wenn wir den Mechanismus dieses Prozesses aufklären könnten, könnte dies zu erfolgreichen Langzeitbehandlungen für Menschen mit Nierenversagen führen, die jetzt auf eine regelmäßige Entgiftung durch Nierendialysegeräte oder auf eine Transplantation angewiesen sind.

Sharks

Wie Bären werden viele Haiarten aufgrund der Nachfrage nach Haifischfleisch dezimiert, insbesondere in Asien, wo Haifischflossen für Suppenpreise von bis zu 00 $ pro Pfund erzielen (Stevens 992). Da Haie nur wenige Nachkommen produzieren, langsam wachsen und Jahre brauchen, um ausgewachsen zu sein, sind sie sehr anfällig für Überfischung.

Haie gibt es seit fast 400 Millionen Jahren und sie haben hochspezialisierte Organe und physiologische Funktionen entwickelt, die sie vor praktisch allen Bedrohungen geschützt haben, mit Ausnahme des Abschlachtens durch Menschen. Die Auslöschung von Populationen und das Aussterben einiger der 350 Arten kann zu einer großen Katastrophe für die Menschheit werden.

Das Immunsystem von Haien (und ihrer Verwandten, Rochen und Rochen) scheint sich so entwickelt zu haben, dass die Tiere fast unverwundbar für die Entwicklung von Krebs und Infektionen sind. Während Tumore häufig bei anderen Fischen und Weichtieren zu sehen sind (Tucker 985), sind sie bei Haien selten. Vorläufige Untersuchungen haben diesen Befund gestützt. Es hat sich zum Beispiel als unmöglich erwiesen, bei Ammenhaien durch wiederholte Injektionen bekanntermaßen stark krebserregender Substanzen Tumorwachstum hervorzurufen (Stevens 992). Und Forscher des Massachusetts Institute of Technology haben eine in großen Mengen vorhandene Substanz aus Knorpel des Riesenhais isoliert (Lee und Langer 983), die das Wachstum neuer Blutgefäße zu soliden Tumoren stark hemmt und dadurch das Tumorwachstum verhindert.

Haie können auch wertvolle Modelle für die Entwicklung neuer Arten von Medikamenten zur Behandlung von Infektionen liefern, was in der heutigen Zeit besonders wichtig ist, da Infektionserreger zunehmend Resistenzen gegen derzeit verfügbare Antibiotika entwickeln.

Weitere Modelle

Unzählige weitere Beispiele für einzigartige Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen könnten genannt werden, die die Geheimnisse von Milliarden von Evolutionsexperimenten bergen, die zunehmend durch menschliche Aktivitäten bedroht werden und Gefahr laufen, für immer für die medizinische Wissenschaft verloren zu gehen.

Der Verlust neuer Medikamente

Pflanzen-, Tier- und Mikrobenarten sind selbst die Quellen für einige der wichtigsten Arzneimittel von heute und machen einen erheblichen Anteil der gesamten Arzneibücher aus. Farnsworth (1990) hat zum Beispiel herausgefunden, dass 25 % aller Rezepte, die von 959 bis 980 von öffentlichen Apotheken in den Vereinigten Staaten abgegeben wurden, Wirkstoffe enthielten, die aus höheren Pflanzen extrahiert wurden. Ein viel höherer Prozentsatz findet sich in den Entwicklungsländern. Bis zu 80 % aller Menschen in Entwicklungsländern oder etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung verlassen sich fast ausschließlich auf traditionelle Arzneimittel mit natürlichen, meist pflanzlichen Wirkstoffen.

Das Wissen traditioneller Heiler, das oft mündlich über Jahrhunderte weitergegeben wurde, hat zur Entdeckung vieler Medikamente geführt, die heute weit verbreitet sind - Chinin, Physostigmin,
d-Tubocurarin, Pilocarpin und Ephedrin, um nur einige zu nennen (Farnsworth et al. 985). Aber dieses Wissen schwindet schnell, besonders im Amazonasgebiet, da einheimische Heiler aussterben und durch modernere Mediziner ersetzt werden. Botaniker und Pharmakologen versuchen, diese alten Praktiken zu erlernen, die ebenso wie die von ihnen verwendeten Waldpflanzen gefährdet sind (Farnsworth 990; Schultes 99; Balick 990).

Wissenschaftler haben die Chemie von weniger als 1 % der bekannten Regenwaldpflanzen auf biologisch aktive Substanzen analysiert (Gottlieb und Mors 980) – sowie einen ähnlichen Anteil von Pflanzen der gemäßigten Breiten (Schultes 992) und noch kleinere Prozentsätze bekannter Tiere, Pilze und Mikroben. Aber in den Wäldern, in Böden, in Seen und Ozeanen gibt es möglicherweise Millionen von Arten, die noch unentdeckt sind. Mit dem massiven Artensterben, das derzeit im Gange ist, zerstören wir möglicherweise neue Heilmittel für unheilbaren Krebs, AIDS, arteriosklerotische Herzkrankheiten und andere Krankheiten, die enormes menschliches Leid verursachen.

Störende Ökosystem-Gleichgewichte

Schließlich können der Verlust von Arten und die Zerstörung von Lebensräumen empfindliche Gleichgewichte zwischen Ökosystemen stören, von denen alles Leben abhängt, einschließlich unseres eigenen.

Nahrungsmittelversorgung

Zum einen kann die Nahrungsmittelversorgung ernsthaft bedroht sein. Abholzung beispielsweise kann zu deutlich geringeren Niederschlägen in angrenzenden landwirtschaftlichen Gebieten und sogar in weiter entfernten Regionen führen (Wilson 988; Shulka, Nobre und Sellers 990), wodurch die Ernteerträge beeinträchtigt werden. Der Verlust des Oberbodens durch Erosion, eine weitere Folge der Entwaldung, kann irreversible negative Auswirkungen auf die Ernte in bewaldeten Regionen haben, insbesondere in Gebieten mit hügeligem Gelände, wie in Regionen von Nepal, Madagaskar und den Philippinen.

Fledermäuse und Vögel, die zu den Haupträubern von Insekten gehören, die Feldfrüchte befallen oder fressen, gehen in Rekordzahlen verloren (Brody 99; Terborgh 1980), mit unermesslichen Folgen für die Landwirtschaft.

Infektionskrankheiten

Vor kurzem hat Malaria in Brasilien als Folge der massiven Besiedlung und Umweltzerstörung des Amazonasbeckens epidemische Ausmaße angenommen. In Brasilien in den 960er Jahren weitgehend unter Kontrolle, ist Malaria 20 Jahre später explodiert, mit 560,000 gemeldeten Fällen im Jahr 988, 500,000 allein in Amazonien (Kingman 989). Diese Epidemie war größtenteils eine Folge des Zustroms einer großen Anzahl von Menschen, die wenig oder gar keine Immunität gegen Malaria hatten, die in provisorischen Unterkünften lebten und wenig Schutzkleidung trugen. Aber es war auch ein Auswuchs ihrer Störung der Umwelt des Regenwaldes, der in ihrem Gefolge überall stehende Wasserbecken schuf – vom Straßenbau, vom sekundären Schlickabfluss bis zur Landrodung und vom Tagebau – Becken, in denen Anopheles darlingi das wichtigste war Malaria-Vektor in der Gegend, konnte sich unkontrolliert vermehren (Kingman 989).

Die Geschichte „aufkommender“ Viruserkrankungen kann wertvolle Hinweise für das Verständnis der Auswirkungen der Zerstörung von Lebensräumen auf den Menschen enthalten. Das argentinische hämorrhagische Fieber beispielsweise, eine schmerzhafte Viruserkrankung mit einer Sterblichkeit zwischen 3 und 5 % (Sanford 1991), ist seit 958 in epidemischen Ausmaßen aufgetreten, als Folge der großflächigen Rodung der Pampas in Zentralargentinien und des Anbaus von Mais ( Kingmann 989).

Die aufkommende Viruserkrankung, die die stärkste Auswirkung auf die menschliche Gesundheit hatte und die ein Vorbote zukünftiger Virusausbrüche sein könnte, ist AIDS, verursacht durch das Humane Immunschwächevirus - Typ 2 (HIV-2) und 992 (HIV-990). Es besteht allgemeine Übereinstimmung darüber, dass die gegenwärtige AIDS-Epidemie von nichtmenschlichen Primaten in Afrika ausging, die als natürliche, asymptomatische Wirte und Reservoire für eine Familie von Immunschwächeviren fungierten (Allan 2). Es gibt gute genetische Beweise für die Verbindungen von HIV-989 zu einem Affen-Immunschwächevirus in afrikanischen Schimpansen (Huet und Cheynier 992) und von HIV-XNUMX zu einem anderen Affenvirus in afrikanischen Rußmangabes (Hirsch und Olmsted XNUMX; Gao und Yue XNUMX). Sind diese artenübergreifenden Virusübertragungen von Primaten auf Menschen das Ergebnis menschlicher Eingriffe in degradierte Waldumgebungen?

Wenn dies der Fall ist, könnten wir mit AIDS den Beginn einer Reihe von Virusepidemien erleben, die ihren Ursprung in tropischen Regenwäldern haben, wo Tausende von Viren leben können, die Menschen infizieren könnten, von denen einige so tödlich sein können wie AIDS (annähernd 00 %). sondern verbreiten sich leichter, beispielsweise durch Tröpfchen in der Luft. Diese potenziellen Viruserkrankungen könnten die schwerwiegendste Folge der Umweltzerstörung der Regenwälder für die öffentliche Gesundheit werden.

Andere Effekte

Aber es könnte die Störung anderer Wechselbeziehungen zwischen Organismen, Ökosystemen und der globalen Umwelt sein, über die fast nichts bekannt ist, die sich für den Menschen als die katastrophalste von allen erweisen könnte. Was wird zum Beispiel mit dem globalen Klima und der Konzentration atmosphärischer Gase passieren, wenn eine kritische Schwelle der Entwaldung erreicht ist? Wälder spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung globaler Niederschlagsmuster und bei der Stabilität atmosphärischer Gase.

Welche Auswirkungen wird es auf das Leben im Meer haben, wenn eine erhöhte UV-Strahlung zu einem massiven Absterben von Phytoplankton im Ozean führt, insbesondere in den reichen Meeren unter dem Ozonloch der Antarktis? Diese Organismen, die die Grundlage der gesamten marinen Nahrungskette bilden und einen erheblichen Teil des weltweiten Sauerstoffs produzieren und einen erheblichen Teil des Kohlendioxids verbrauchen, sind sehr anfällig für UV-Schäden (Schneider 99; Roberts 989; Bridigare 989). .

Was werden die Folgen für das Pflanzenwachstum sein, wenn saurer Regen und giftige Chemikalien Bodenpilze und Bakterien vergiften, die für die Bodenfruchtbarkeit unerlässlich sind? In den letzten 40 Jahren hat es in Westeuropa bereits einen Verlust von 50-60 % an Pilzarten gegeben, einschließlich vieler symbiotischer Mykorhizapilze (Wilson 992), die für die Aufnahme von Nährstoffen durch Pflanzen entscheidend sind. Niemand versteht, welche Auswirkungen dieser Verlust haben wird.

Wissenschaftler kennen die Antworten auf diese und andere wichtige Fragen nicht. Aber es gibt besorgniserregende biologische Signale, die darauf hindeuten, dass bereits große Schäden an den globalen Ökosystemen aufgetreten sind. Der rasche gleichzeitige Rückgang der Populationen vieler Froscharten weltweit, selbst in unberührten Umgebungen, weit entfernt von Menschen, deutet darauf hin, dass sie möglicherweise als Folge einer globalen Umweltveränderung sterben (Blakeslee 990). Neuere Studien (Blaustein 1994) legen nahe, dass in einigen dieser Fälle eine erhöhte UV-B-Strahlung durch die Verdünnung der Ozonschicht die Ursache sein könnte.

Näher am Menschen sterben auch Meeressäuger wie Streifendelfine im Mittelmeer, europäische Seehunde vor der Küste Skandinaviens und Nordirlands und Belugawale im Sankt-Lorenz-Strom in Rekordzahlen. Im Falle der Delfine und Robben scheinen einige der Todesfälle auf Infektionen durch Morbilli-Viren (die Virusfamilie einschließlich Masern und Staupe-Virus) zurückzuführen zu sein, die Lungenentzündungen und Enzephalitiden verursachen (Domingo und Ferrer 990; Kennedy und Smyth 988). , vielleicht auch die Folge eines geschwächten Immunsystems. Bei den Walen scheinen chemische Schadstoffe wie DDT, das Insektizid Mirex, PCBs, Blei und Quecksilber im Spiel zu sein, die die Fruchtbarkeit der Belugas unterdrücken und schließlich durch eine Vielzahl von Tumoren und Lungenentzündungen ihren Tod verursachen (Dold 992). Die Beluga-Kadaver waren oft so voll mit diesen Schadstoffen, dass sie als Sondermüll eingestuft werden konnten.

Sind diese „Indikatorarten“ wie Kanarienvögel, die in Kohlengruben sterben, die giftige Gase enthalten, uns warnend, dass wir das fragile Ökosystemgleichgewicht stören, das alles Leben, einschließlich unseres eigenen, unterstützt? Der weltweite Rückgang der Spermienzahl um 50 % bei gesunden Männern im Zeitraum 938-990 (Carlsen et al. 992), der deutliche Anstieg der Rate angeborener Fehlbildungen der äußeren Genitalien bei Männern in England und Wales von 964 bis 983 (Matlai und Beral 985), der dramatische Anstieg einiger Krebsinzidenzraten bei weißen Kindern von 973 bis 988 (Angier 99) und bei weißen Erwachsenen von 973 bis 987 (Davis, Dinse und Hoel 994) in den Vereinigten Staaten und das stetige Wachstum in Die Sterblichkeitsraten für mehrere Krebsarten weltweit in den letzten drei bis vier Jahrzehnten (Kurihara, Aoki und Tominaga 984; Davis und Hoel 990a, 1990b; Hoel 992) deuten alle darauf hin, dass die Umweltzerstörung allmählich nicht nur das Überleben von Meeresfröschen gefährdet Säugetiere und andere Tier-, Pflanzen- und Mikrobenarten, sondern auch die der menschlichen Spezies.

Zusammenfassung

Menschliche Aktivitäten verursachen das Aussterben von tierischen, pflanzlichen und mikrobiellen Organismen in einer Geschwindigkeit, die innerhalb der nächsten 50 Jahre ein Viertel aller Arten auf der Erde auslöschen könnte. Diese Zerstörung hat unabsehbare Folgen für die menschliche Gesundheit:

  • der Verlust medizinischer Modelle zum Verständnis der menschlichen Physiologie und Krankheit
  • der Verlust neuer Medikamente, mit denen unheilbarer Krebs, AIDS, Arteriosklerose und andere Krankheiten, die großes menschliches Leid verursachen, erfolgreich behandelt werden können.

 

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