Matthew Helmus が約 8 歳でペットが欲しくて仕方がなかったとき、マッド マガジンの裏表紙の広告でトカゲを注文するのに十分なお金を貯めました。その生物は数週間後に彼のメールボックスに届きました — 彼はアノールのアリと名付けた緑色のアノール — そして何年も彼の親しい仲間であり続けました. 「彼らはとても丈夫なので、本当に良いペットになります」と、現在アムステルダムの VU 大学で生態学の研究員をしている Helmus は言いました。
この丈夫な体質により、トカゲは丸太と漂流物の偶発的な筏に乗ってカリブ海の島々を忍び寄ることができました。約 50 年前、科学者たちは、個々のアノール種の数 (より一般的には何種か) が特定の島で見つかる可能性があると予測する理論を開発しました。島の生物地理学理論として知られているこの理論では、最も孤立していない島がそのような訪問者を歓迎する可能性が最も高いとされています。この理論は、研究者が島々だけでなく、商業開発に囲まれた森林などの他の半孤立した環境を研究するために使用される、生態学における独創的なツールになりました.
Helmus は、島の生物地理学理論を覆すために、頑丈なアノリス トカゲを利用しました。 Nature に本日発表された研究で、Helmus と彼の共著者は、カリブ海全域での Anolis トカゲ種の最近の広がりを追跡し、島の生物地理学を修正する必要があることを発見しました。大陸間の物理的な距離はもはや重要ではありません。配送レーンは.
この研究の発見は、生態学の大きな変化を示しています。ごく最近まで、この分野は主に自然界に焦点を当てていました。ほとんどの生態学者は、人間を、環境とその住人の構成を形成する原動力ではなく、実験を混乱させる人為的な影響と見なしていました。しかし、ここ数年で、この見方は変わり始めました。科学者たちは、文化と商業を切り離したり、元に戻したりすることはできないことに気づきました。人間の力は、最も基本的な生態学的モデルでさえも考慮に入れなければなりません。この新しい研究は、生態学における最も重要な数学的理論の 1 つを正式に更新し、人的要因を含むように再定義した最初の研究です。
ブリティッシュコロンビア大学の進化生態学者ドルフ・シュルーター氏は、「地球上の主要な地理的パターンが（人間の活動によって）どのように変化するかを十分に認識しているとは思わない」と述べた.彼は研究には関与していない. 「人間によって導入されたまったく新しい要因が基本的なパターンを変えているという明確な証拠を見るのは驚くべきことです。」
他の多くの研究では、人間の活動が生物の生息場所にどのように影響するかが調査されています。コペンハーゲン大学の進化生物学者であるネイサン・サンダース氏は、「しかし、古い理論を再考するよう強制するために、それ以上の一歩を踏み出した人は誰もいません」と述べた.アノールのアリのいとこ、そしてかつてトカゲを郵便で彼に送った男は、研究者が人間の時代の生態学の法則を書き直すのを助けています.
島の侵略者
1969 年、当時ハーバード大学にいた生物学者 E. O. ウィルソンと、現在はノックスビルのテネシー大学に在籍しているダニエル シンバーロフは、生態学の分野で最も有名な実験の 1 つとなる実験を発表しました。彼らはフロリダキーズにある一連の小さなマングローブ島を燻蒸し、そこに住んでいた昆虫やクモ類を殺し、種の帰還を監視しました.
この実験は、ウィルソンと彼の共同研究者であるロバート・マッカーサーが 1960 年代に最初に記述した島の生物地理学の理論をテストするために設計されました。島の動植物の豊かさは、島の位置と大きさという 2 つの主要な要因によって決まると予測されています。離島は近隣地域からの移民を受け入れる可能性が低い。大きな島々は、移住によって到着する種だけでなく、島で発生する種にも多様な生息域を提供します。この 2 つの要因を総合すると、海岸に近い大きな島には多くの種が生息し、遠く離れた小さな島には少数の種が生息することが予測されます。
理論が予測したように、フロリダ本土に近い島々は動物相をより早く回復しました。この研究は生態学の教科書で不朽のものとなり、島の生物地理学理論は、特定の地域の種の数を予測するための最も一般的なアプローチの 1 つになりました。
しかし、その卓越性にもかかわらず、この理論をより大きな規模でテストすることは困難でした。数十キロメートル離れた数百または数千平方キロメートルの島々です。 Helmus は、エキゾチックな (非固有の) Anolis トカゲ種の拡散がまさにそのようなテストを提供できることに気付きました.
モデルを評価する古典的な方法は、その変数の少なくとも 1 つ (この場合は植民地化、種分化、絶滅の割合) を操作し、自然界で見られる変化がモデルの予測と一致するかどうかを確認することです。過去数十年にわたって、国際貿易はますます（意図的ではないとしても）植民地化率を変えてきました.船が出現する前、アノリス トカゲが新しいカリブ海の島に移動する主な方法は、10 万年以上に 1 回だけ、浮き丸太の上をヒッチハイクすることでした。しかし、外来種のトカゲは現在、年に約 1 頭の割合で新しい島々に定着し、植物の積荷や食料の貯蔵庫に密航しています。島の生物地理学によると、渡り鳥の増加は、そもそも種が最も少ない島でトカゲ種の最大の増加を引き起こすはずです.
Helmus は、1980 年代から Anolis トカゲを研究しているハーバード大学の進化生物学者である Jonathan Losos と協力して、この最近の広がりをマッピングしました。 Helmus は、アムステルダムの拠点からトカゲの探偵になり、エキゾチックなトカゲ種のデータベースを編集しました。彼は、既存のフィールド データと、爬虫類学者や地元のトカゲ愛好家から集めた情報を組み合わせました。あるケースでは、聖トマスの司祭が、特定の外来トカゲの存在を確認するために特別な旅をしました。 「このアプローチの優れた点の 1 つは、長年にわたって収集された苦労して得たフィールド データに基づいていることです」と Sanders 氏は述べています。 「これは単なる 1 つの実験ではありません。」
Helmus は、彼の新しいデータが実際にモデルの予測に従っていることを発見しました。原住民が最も少ない島は、最もエキゾチックなものを獲得しました。しかし、調査結果は、海運による経済取引の量が、地理的な位置よりも種の多様性のより良い予測因子であることを示しています.彼は、研究者が地理的孤立を経済的孤立の測定に置き換えた場合にのみ、島の生物地理学のより大きな理論が機能すると結論付けました.
ヘルムスがこのアイデアを思いついたと信じているロソスは、その結果に驚いたと語った。 「トレンドを完全に一掃し、他のものを導入することは、私はそれが来るとは思わなかった」と彼は言った. 「経済貿易がこれほど良い予測因子になるとは思いもしませんでした。」
たとえば、トリニダードはカリブ海のはるか南端に位置し、歴史的にキューバや他の大アンティル諸島から隔離された場所であり、カリブ海の多くのアノリス種の祖先の供給源です。ネイティブのアノールは 1 つだけです。 「しかし今日では、カリブ海全域の国々と経済的に密接に結びついており、カリブ海のどの島よりもエキゾチックなアノールが 4 つあります」と Helmus 氏は言いました。
対照的に、キューバには 64 種のトカゲが生息しており、エキゾチックなものはありません。これはおそらく米国の禁輸措置のおかげであり、これはキューバがその大きさの島に対して予想されるよりもはるかに貿易が少ないことを意味する. Helmus 氏によると、禁輸措置が解除されれば、数年以内に 1 つか 2 つの新しい種が島に定着するでしょう。
「孤立は依然として重要ですが、現代の人間が支配する世界でそれが何を意味するかを検討する必要があります」と Losos 氏は述べています。
言い換えれば、島の生物地理学の基本は依然として成り立っていますが、理論は書き直す必要があります。
曲線の変更
島の生物地理学理論の初期の反復は、主に新しい種の源としての植民地化に焦点を当てていました。ウィルソンとシンバーロフの有名な実験は、この要因をテストするために設計されました。しかし、後のバージョンでは種分化が含まれるようになりました。これは、島の孤立性ではなく、島のサイズに依存します。生態学的ニッチの多様性がより高い大きな島では、新しい種の開発は、移民の到着よりも種の多様性に貢献します。多くの新種の開発をサポートできない小さな島では、新しい到着が支配的な要因です.
この関係は数学的に定式化できます。過去の Anolis トカゲのデータをグラフにプロットすると、横軸に島のサイズ、縦軸に種の豊富さがあり、2 つの部分からなる曲線が表示されます。グラフの左側（小さな島々の領域）では、傾斜が浅いです。これらの小さな島々では、サイズではなく孤立性が、種の数を決定する原動力となっています。大きな島を表すグラフの右側は、ここでの種分化が支配的な要因であるため、より急な勾配を示しています。歴史的に、種分化は移動よりも速く種の数を増やしたため、傾きが急になりました。
貿易はこの関係を根本的に変えました。 2 つの部分からなる曲線は、ほぼ線形になりました。これは、島の大きさに関係なく、島の種の数を決定する上で、貿易による植民地化が支配的な要因になっているためです。小さくて多様性の少ない島々は交易から多くの新しい種を獲得しましたが、すでにさまざまな種でいっぱいの大きな島々は獲得するものが少なくなり、2 つの斜面が 1 本の線にまっすぐになりました。 「種と地域の関係を形成する上で、まったく新しい力が働いています。それは、人間による人身売買です」と Schluter 氏は述べています。
この研究は、人的要因を生態学的モデルに組み込むことが可能であることも示しています。メリーランド大学ボルティモア郡の生態学者であるErle Ellisは、「生態学者の間では、人間は厄介で手に負えない障害であり、モデルに含めたくないという古典的な見方があります. 「彼らはできることを証明しました。」
この分野全体にとっておそらく最も重要なことは、一部の科学者が現在の人間の影響の時代を説明しているように、調査結果は生態学が人新世の時代にどのように成熟しなければならないかを反映していることです。 「私たちは、長年にわたって信じられてきたすべての信念と理論、およびそれらの根底にあるデータについて考えなければなりません」とサンダースは言いました。
エリスと他の人々は、人新世を正式な地質学的時代にするためにロビー活動を行っています。これは、生態学への私たちの影響をさらに正式なものにするためのステップです。 「人間は世界を作り変えました。多くの種にとって、豊かさに影響を与える要因はもはや自然に発生したものではありません」とロソスは言いました。 「人間が物を動かしている今、孤立の意味を再考する必要があります。」
