緯度および空間多様性勾配

生物多様性の大規模な地理的パターン、とりわけ極地から熱帯への種の豊富さの増加、およびそれらに対して提案されている説明。

Definition

多様性勾配とは、地理的または環境的軸に沿った種の数または構成における系統的な変化であり、最も顕著なのは高緯度から赤道に向かっての豊富さの増加であるが、標高、面積、エネルギー利用可能性に伴う勾配も含まれる。

Scope

生物多様性の分布におけるマクロ生態学的パターンを対象とする：緯度多様性勾配、標高および深度勾配、種数-面積関係、生産性および気候との勾配。これらのパターンに関する主要な仮説とその保全上の意味合いを含む。指標計算（関連トピック）および局所群集形成のメカニズム（生態学で扱われる）は除く。

Core questions

• なぜ熱帯は温帯や極地よりもはるかに種が豊富なのか？
• 種の豊富さは面積にどのように比例するのか？
• 気候、エネルギー、進化の時間は多様性を決定する上でどのような役割を果たすのか？
• これらのパターンは、保全活動がどこに集中すべきかをどのように導くのか？

Key concepts

• 緯度多様性勾配
• 種数-面積関係
• エネルギー-多様性仮説
• 標高および水深勾配
• 固有種と分布域の大きさ
• 進化時間仮説

Key theories

緯度多様性勾配仮説

極地に向かっての豊富さの減少は、より大きな太陽エネルギーと生産性、気候の安定性、より広い熱帯面積、そして多様化のためのより長い進化時間によるものとされてきた。これらの説明は相互に排他的ではなく、むしろ補完的である。

種数-面積関係

種の数は、サンプリングされた面積とともに予測可能な、典型的にはべき乗則に従って増加する。これは島嶼生物地理学に根ざした規則性であり、多様性推定と生息地喪失による絶滅予測の両方の基礎となる。

Clinical relevance

生物多様性は熱帯に集中しており、面積に比例するため、これらのパターンは熱帯の生息地喪失がなぜこれほどまでに重大な結果をもたらすのか、そして保護区の規模がなぜ重要なのかを説明する。種数-面積関係は、生息地面積が縮小したときにどれだけの種が絶滅に瀕するかを推定するための基礎でもある。

History

フンボルトやウォーレス以来の博物学者たちは、熱帯の並外れた豊かさに注目してきた。種数-面積関係は20世紀初頭に定式化され、1967年のマッカーサーとウィルソンの島嶼生物地理学によって理論的根拠が与えられた。緯度勾配の原因についてはそれ以来議論されており、20世紀後半までに数十の競合する仮説がカタログ化された。

Debates

緯度多様性勾配の原因は何であるか？

エネルギーと生産性、気候の安定性、面積、進化の時間がすべて提案されてきた。これらの相対的な寄与を解きほぐすことは、それらが緯度間で共変するため困難であり、単一の説明が合意に達しているわけではない。

Key figures

• Alfred Russel Wallace
• Robert H. MacArthur
• Edward O. Wilson
• Klaus Rohde

Seminal works

• primack2014
• groom2006
• pimm2014

Frequently asked questions

なぜ赤道付近にはより多くの種がいるのですか？

単一の合意された原因はありません。主要な説明には、より大きな太陽エネルギーと植物の生産性、より安定した気候、熱帯バイオームの広い面積、そして熱帯の系統が多様化するのにかかったより長い時間などが含まれます。これらの要因は複合的に作用していると考えられます。

種数-面積関係とは何ですか？

より広い面積にはより多くの種が生息するという一貫したパターンで、通常はべき乗則に従います。これは、総多様性を推定し、生息地面積が減少するにつれて失われる可能性のある種の数を予測するのに役立ちます。