アマゾン上空を飛ぶ旅客機の窓からの眺めは息を呑むほどです。ドレクセル大学自然科学アカデミーのポスドク研究員であるルーカス・マッシャーは、「川と川の島々の向こう側にわずか数マイルしかありません」と述べています。
下の巨大な川は、密集した木のようなネットワークに分岐し、何十万年にもわたって継続的に再編成され、新しい道を描き、古い道を消しています.川は森を分割し、絶え間なく変化する境界内でスイング、クロール、飛行する無数の生き物のそれぞれが完全な世界である空間に分割します.
ジャーナル Science Advances の新しい研究で 、Musherと彼の共著者は、川の果てしない入れ替えが、アマゾンの密集した熱帯雨林を彩る美しい鳥の生物多様性を増加させると報告しています.ダイナミックな河川は、「種のポンプ」として機能することで、アマゾンの森を地球上で最も生物多様性の高い場所の 1 つに形作る上で、以前に認識されていたよりも大きな役割を果たしている可能性があります。森林の低地は地球の陸地面積の 0.5% しか占めていませんが、そこには既知の種の約 10% が生息しており、間違いなく多くの未知の種が生息しています。
川の移動が鳥類の種分化を形成する可能性があるという考えは 1960 年代にまでさかのぼりますが、ほとんどの研究者はこの現象を鳥類や哺乳類の多様化の原動力として無視してきました。シカゴのフィールド博物館の学芸員であるジョン・ベイツ氏は、この研究には関与していませんが、「長い間、私たちは川が一種の静的なものであると本当に考えていました.
しかし最近、生物学者は、地質学者のますます大きなささやきに注意を払い始めました。 「生物学者にとって最も考えさせられることの 1 つは、地質学者が川がいかにダイナミックであると考え始めたかを理解することでした」と Bates 氏は述べています。この論文が生物学的データと地質学的アイデアを織り交ぜる方法は非常に巧妙であると彼は言いました.
地理的変化と生物多様性の関係は、「進化生物学で最も論争の的となっているトピックの 1 つです」と、博士課程の一環としてこの研究を行った Musher 氏は述べています。地球の歴史は生物多様性のパターンにほとんど影響を与えていないと言う研究者もいますが、地球の歴史は生物多様性のパターンにほとんど影響を与えていないと言う研究者もいますが、両者の間には「非常に緊密で基本的に直線的な」関係があることを示唆する研究者もいます、とMusherは言いました.
時を超えた動き
川の再編成がアマゾンでどのように鳥を形作っているのかを理解するために、2018 年 6 月にアメリカ自然史博物館とルイジアナ州立大学のマッシャーと彼の共同研究者たちは、ブラジルの中心部を流れる川への遠征を行いました。
彼らは、アリプアナ川と、1914 年に地図作成チームの一員としてそこを旅したテディ・ルーズベルトにちなんで名付けられたルーズベルト川の 2 つの川の両側にある複数の場所から鳥の例を収集しました。彼らはまた、以前に他の機関によってアマゾンの他の川の近くで収集されたサンプルを借りました.
彼らは、飛翔力が高くない鳥の 6 つのグループに注目しました。 (「川が鳥に与える影響を知りたければ、川が影響を与える鳥を選ぶ必要があります」とMusherは言いました。)> ) と黒い斑点のある裸眼 (Phlegopsis nigromaculata) )、アマゾン南部の低地の林冠の下でほとんどの時間を過ごし、そこでアリの群れを追いかけ、アリが蹴った昆虫を食べます.
研究者は鳥の遺伝子を配列決定し、それらを比較して、時間の経過とともにどのように分岐したかを確認しました。次に、それらのゲノムの変化を、鳥が近くに住んでいた川の変化に関する地質学文献のデータと関連付けました。彼らは、種が拾った突然変異の数を使用して、どのくらい前に互いに分岐したかを推測するモデルを使用して、これらの発見を確認しました。
予想通り、彼らは川がこれらの鳥の障壁であることを発見しました。川が分岐すると、個体群は互いに切り離されました。比較的小さな川でさえ、個体群をバラバラに保ち、ゲノムの分岐を促進する可能性があります.
しかし、研究者たちは、川が静的な障壁ではなく、動的な障壁であることも確認しました。分裂した川は最終的に合流することが多く、分断された個体群が再び混ざり合うことができました。時々、発散した個体群はあまりにも異なっていて交配できず、別々の種のままでした.しかし、ほとんどの場合、これらの再会は、集団がそれぞれ獲得した新しい遺伝子を交換する機会になりました.
この「遺伝子の流れ」は、プロセスが繰り返されるたびにゲノム内の遺伝子の新しい組み合わせにつながり、「時間の経過とともに多くの新しい鳥の種に貢献している」可能性が高い.さまざまな種の多様化のパターンは、河川がどのように変化したか、どの時間スケールで変化したかによって異なります。
彼らは、地質学がアマゾンの東よりも西の鳥種間でより多くの遺伝子の流れを引き起こしていることを発見しました.風景が平らなアマゾン西部では、川が岸を侵食してコースを変える可能性がはるかに高いため、川は大きく蛇行します。景観が非常に丘陵である東部では、川は岩盤に切り込み、はるかに安定し、風が少ない傾向があります.
数学的モデルを使用して、研究者たちは、環境条件や種間の距離よりも、現代の河川がゲノム分岐の予測因子として重要であることを発見しました。彼らは、「分岐は川によるものであるため、川への変化は、遺伝子の流れのような接触が発生するために重要であるに違いない」と推測した.彼らが説明しなかった他の要因も関係している可能性がありますが、「地球のダイナミクスとその生物多様性は、時には密接に関連している」ことは明らかです。
広大な地平線
飛ぶ鳥が川によって制限されていると考えるのは直観に反しますが、多くの鳥が川を渡れないことは十分に確立されています。アマゾンの比較的小さい川のいくつかでさえ、「鳥の視点から見ると、地平線を見ているようなものです」と、ルイジアナ州立大学の保全生物学の教授である Philip Stouffer は言いました。勉強。 「長距離を移動する傾向があまりない鳥にとって、それは不可能な障壁です。」
さらに、暗い林床での生活に適応している鳥の多くは、太陽に照らされた隙間を横切ることを好まないため、森の生息地を離れることを強く望んでいない可能性があります。川の再構成は、アマゾンの魚のような水生生物の多様化にとって非常に重要であることがすでに知られており、研究者たちは、同様のパターンが霊長類や蝶などの他の種にも当てはまる可能性が高いと考えています.
鳥類はおそらく生物の中で最も完全に分類されているグループですが、それでも「生物多様性のこれらの基本的なパターンについてはまだ学んでいます」とMusher氏は述べています。したがって、アマゾンの動的な地質とその種との関係を理解するには、まだ長い道のりがあります.
同様の地質学的プロセスが、河川の再編成やその他の変化を伴うかどうかにかかわらず、地球上の他の場所でも局所的な生物多様性を促進している可能性が高い、と著者らは述べています。しかし、アマゾンで起こっていることとまったく同じようには見えないかもしれません。なぜなら、「地球上にはこのようなものは他にないからです」とマッシャーは言いました.
