Биогеография и распространение видов

Виды не распределены равномерно по Земле; биогеография изучает, где обитают организмы, почему их ареалы находятся именно там, где они есть, и какие исторические и экологические процессы формируют великие географические закономерности разнообразия.

Definition

Биогеография и распространение видов — это изучение пространственных закономерностей размещения организмов и биологического разнообразия на Земле, а также экологических, исторических и эволюционных процессов, которые определяют места обитания видов.

Scope

Эта тема охватывает географическое распространение видов и разнообразия: детерминанты границ ареалов, островную биогеографию и зависимости «вид-площадь», широтные и высотные градиенты разнообразия, влияние истории, расселения и климата на распространение, а также использование моделей распространения видов для прогнозирования мест обитания организмов. Она объединяет экологию, эволюцию и историю Земли в региональном и глобальном масштабах.

Core questions

• Что определяет географические границы ареала вида?
• Почему на более крупных и менее изолированных территориях обитает больше видов?
• Почему разнообразие имеет тенденцию увеличиваться по направлению к тропикам?
• Как можно предсказать распространение вида по условиям окружающей среды?

Key theories

Теория равновесия островной биогеографии

Число видов на острове устанавливается в динамическом равновесии между иммиграцией, которая снижается с изоляцией, и вымиранием, которое снижается с площадью, что приводит к предсказуемым зависимостям «вид-площадь» и «вид-изоляция».

Распространение, основанное на нише, и широтный градиент

Распространение видов отражает соответствие между условиями окружающей среды и нишей вида, а общее увеличение разнообразия по направлению к тропикам объясняется гипотезами, включающими энергию, климатическую стабильность, площадь и эволюционное время.

Mechanisms

Ареал вида отражает пересечение его физиологических допусков, наличия подходящей среды обитания и ресурсов, биотических взаимодействий, а также процессов расселения и исторических процессов, которые позволили ему достичь и закрепиться на данной территории. Модели распространения видов формализуют это, связывая зарегистрированные случаи обитания с экологическими предикторами для оценки пригодности территории в пространстве. В широком масштабе зависимость «вид-площадь» и островное равновесие возникают потому, что более крупные и лучше связанные территории получают больше колонистов и теряют меньше видов, в то время как широтные градиенты возникают из-за совокупного воздействия большей энергии, климатической истории и накопленного эволюционного времени в тропиках.

Clinical relevance

Биогеографический анализ лежит в основе идентификации горячих точек биоразнообразия, прогнозирования сдвигов ареалов при изменении климата, оценки риска инвазий и приоритизации природоохранных мероприятий. Это образовательный контекст, а не предписание по управлению.

History

Уоллес основал зоогеографию в XIX веке, картируя фаунистические регионы, опираясь на более ранние работы Гумбольдта по географии растений. Теория равновесия Макартура и Уилсона 1967 года придала островной биогеографии количественную основу, а макроэкология и компьютерное моделирование распространения видов расширили эту область в 1990-х и 2000-х годах.

Debates

Объяснение широтного градиента разнообразия

Увеличение видового богатства по направлению к экватору является одной из наиболее общих закономерностей в экологии, однако его причина остается предметом споров, с конкурирующими гипотезами энергии, площади, климатической стабильности и эволюционного времени, которые трудно разделить.

Key figures

• Alfred Russel Wallace
• Robert MacArthur
• Edward O. Wilson
• Robert Whittaker

Seminal works

• lomolino2017
• macarthur1967
• gaston2000

Frequently asked questions

Что такое биогеография?

Биогеография — это изучение распространения видов и экосистем в географическом пространстве и на протяжении геологического времени, а также процессов, которые формируют эти закономерности.

Что такое модель распространения видов?

Модель распространения видов — это статистический инструмент или инструмент машинного обучения, который связывает известные случаи обитания вида с переменными окружающей среды для оценки того, где еще этот вид может обитать.