質問
生物多様性 - 特定の場所で見られる種の豊富さ - は クリティカル 自然の生態系によって人間にもたらされる生態学的プロセスと利益を維持すること .したがって、生物多様性が空間と時間で変化する原因を理解することは非常に重要です。
この一連の調査における 100 年にわたる探求は、ある場所が他の場所よりも単位面積あたりの種の数が非常に多い理由を説明することです。研究者は、特定の場所での種の豊富さは、捕食や競争などの生息する種間の局所的な生物学的相互作用と、地域全体で利用可能な入植者の「プール」などの地域要因の両方に依存することを長い間提案してきました。複雑な進化過程を経て、何百万年もかけて形成されます。
白熱した議論がある 種の豊富さを形成する上での地方プロセスと地域プロセスの相対的な重要性について .ただし、それらの相対的な寄与を解きほぐすことは、生態学者にとって依然として困難な作業です。ある場所に生息する種の最大数に制限はありますか?上記の 100 周年に関する質問を説明できる要因は何ですか?
サンゴ礁は、主に乱獲、生息地の劣化、気候変動により、地球上で最も脅かされている生態系の 1 つです。サンゴ礁は、人間に複数のサービスを提供する当惑するほど豊富な種で構成されています (図 1 を参照)。熱帯のサンゴ礁に生息する魚種の数は、空間規模が小さなサンゴ パッチから島全体に拡大するにつれて急速に増加し、大きな地域的豊かさで最高潮に達します。しかし、亜熱帯の岩礁では、魚の蓄積ペースがはるかに遅く、その結果、地域の豊かさが大幅に低下します。
いくつかの候補要因は、異なるサンゴ礁間での魚の生物多様性のこの変動を説明する可能性があります。たとえば、熱帯のサンゴ礁は、主に、より小さなサイズの多くの種、暖かい水、およびサンゴ自体によって構築された魚が探索するための多くの三次元空間によって特徴付けられますが、亜熱帯の岩礁は、より冷たい水に生息するより大きな種で構成されています生息地の構造的な複雑さが比較的少ない。さらに、隔離は潜在的な入植者の数を制限する可能性があり、漁業は特定のサンゴ礁での種の長期的な定着を妨げる可能性があります.したがって、これらの要因のどれが、世界中のサンゴ礁の間で観察された魚種の豊富さの勾配をまとめて説明できるかを調査することに着手しました。私たちの調査結果に基づいて、このような勾配を説明する可能性のある概念メカニズムを提案しました。
何をどのように行ったか?
世界最大級のデータベース をコンパイルして、さまざまな空間スケールでサンゴ礁の魚の豊富さを評価しました 14 の熱帯生物地理学地域に広がる 13,000 を超える視覚的トランセクトを網羅する、水中の視覚的センサス。これらの目視調査では、研究者は魚の個体数とその種の識別情報を数え、それらのサイズを集計します。
この取り組みは国際的な科学者のチームによって実施され、20 年をかけてまとめられました (データは https://zenodo.org/record/1484591#.W_qy0zhKjIW で入手可能です; (図 2)。その後、テストによってデータを統計的に分析しました。平均魚体サイズ、サンゴ礁面積、隔離、温度、および人為的な影響が、各空間スケールでの種の豊富さと相関しているかどうか. また、「種のパッキング」とも呼ばれる、サンプルトランセクトあたりの種の数かどうかもテストしました。これは、「生物地理学州」としても知られる、それぞれの地域に生息する種の総数と相関しています。
わかったことは?
ボディサイズ すべての空間スケールで種の豊富さに最も強い影響を与えます。種が豊富な州は、小さな体の種の多様な群集を示しましたが、種が少ない州は、より大きな分散能力を持つより大きな種からなる多様性の低い群集によって表されました。豊かさはサンゴ礁の面積とも正の相関がありました と温度 私たちが分析したすべての空間スケールで、人為的な影響と孤立は、私たちの分析では種の豊富さとほとんど相関していませんでした。 種のパッキング 小さなトランセクトの規模では、州レベルでの種の豊富さと相関していました.
それが重要な理由と次のステップは?
私たちの調査結果は、既存の生態学理論の 3 つの本体をサポートしています。 1 つ目は ホーム レンジ をリンクします これは、「種と面積の関係」とも呼ばれます。 2 つ目は、温暖化によって新種の出現率が時間の経過とともに増加し、入植者の地域的なプールが増加し、小規模に密集している種の数が増加する可能性があると予測しています。 3 つ目は、より広い地域には必然的により多くの種が生息することになると予測しています。
私たちの結果とこの理論的知識に基づいて、私たちは、多様性の少ない地域では、種は一般的に大きくなるだけでなく、より分散的であるという仮説を立てます。地域プールの種は比較的小さいです。これは、局所規模の集合体の組成の変化が、より大きな規模で発生する応答の情報となる可能性があることを示唆しています。
これで、サンゴ礁の魚の蓄積 に寄与する要因についての理解が深まりました。 空間スケール全体でグローバルに。体の大きさ、サンゴ礁の面積、温度がすべて種の豊富さに影響を与える要因であることを理解することは、より良い管理ルールを定義するために重要です。たとえば、生息地の劣化は小型種の適性を低下させますが、漁業は大型種の数を減らします。私たちの結果は、両方の影響が長期的には入植者のプールに影響を与えることを示しています。種の豊富さの変動の要因について知れば知るほど、海洋の生物多様性とそのサービスが近い将来どのようになるかを予測できる可能性が高くなります。
これらの調査結果は、ジャーナル Global Ecology and Biogeography に掲載される Body size, reef area, and temperature predict global reef-fish種の豊かさを空間スケールで予測するというタイトルの記事で説明されています。 この作業は、Barneche, D.R.、Rezende, E.L.、Parravicini, V.、Maire, E.、Edgar, G.J.、Stuart-Smith, R.D.、Arias-González, J.E.、Ferreira, C.E.L.、Friedlander, A.M.、Green, A.L. によって実施されました。 , Luiz, O.J., Rodríguez-Zaragoza, F.A., Vigliola, L., Kulbicki, M. &Floeter, S.R.
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