ชีวภูมิศาสตร์และการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตไม่ได้แพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วโลก ชีวภูมิศาสตร์ศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ที่ใด เหตุใดขอบเขตการแพร่กระจายของพวกมันจึงเป็นเช่นนั้น และกระบวนการทางประวัติศาสตร์และนิเวศวิทยาใดที่สร้างรูปแบบทางภูมิศาสตร์อันยิ่งใหญ่ของความหลากหลาย

Definition

ชีวภูมิศาสตร์และการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตคือการศึกษาแบบแผนเชิงพื้นที่ของสิ่งมีชีวิตและความหลากหลายทางชีวภาพทั่วโลก และกระบวนการทางนิเวศวิทยา ประวัติศาสตร์ และวิวัฒนาการที่กำหนดว่าสิ่งมีชีวิตชนิดใดจะพบได้ที่ใด

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการแพร่กระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตและความหลากหลาย: ปัจจัยกำหนดขีดจำกัดการแพร่กระจาย, ชีวภูมิศาสตร์ของเกาะและความสัมพันธ์ระหว่างชนิดกับพื้นที่, การไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูดและความสูง, อิทธิพลของประวัติศาสตร์, การแพร่กระจาย และสภาพภูมิอากาศต่อการแพร่กระจาย, และการใช้แบบจำลองการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตเพื่อทำนายว่าสิ่งมีชีวิตสามารถพบได้ที่ใด หัวข้อนี้เชื่อมโยงนิเวศวิทยา, วิวัฒนาการ และประวัติศาสตร์โลกในระดับภูมิภาคถึงระดับโลก

Core questions

• อะไรเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดการแพร่กระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิต?
• เหตุใดพื้นที่ที่ใหญ่กว่าและโดดเดี่ยวน้อยกว่าจึงมีสิ่งมีชีวิตมากกว่า?
• เหตุใดความหลากหลายจึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้เขตร้อน?
• จะสามารถทำนายการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตจากสภาพแวดล้อมได้อย่างไร?

Key theories

ทฤษฎีสมดุลของชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ

จำนวนสิ่งมีชีวิตบนเกาะจะเข้าสู่สมดุลพลวัตระหว่างการอพยพ ซึ่งลดลงตามการแยกตัว และการสูญพันธุ์ ซึ่งลดลงตามพื้นที่ ทำให้เกิดความสัมพันธ์ระหว่างชนิดกับพื้นที่ และชนิดกับการแยกตัวที่สามารถทำนายได้

การแพร่กระจายตามนิเวศวิทยาเฉพาะถิ่นและการไล่ระดับตามละติจูด

การแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตสะท้อนถึงความสอดคล้องกันระหว่างสภาพแวดล้อมและนิเวศวิทยาเฉพาะถิ่นของสิ่งมีชีวิต และการเพิ่มขึ้นอย่างกว้างขวางของความหลากหลายเมื่อเข้าใกล้เขตร้อนสามารถอธิบายได้ด้วยสมมติฐานที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน, ความเสถียรของสภาพภูมิอากาศ, พื้นที่ และเวลาวิวัฒนาการ

Mechanisms

ขอบเขตการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตสะท้อนถึงจุดตัดของความทนทานทางสรีรวิทยา, ความพร้อมของถิ่นที่อยู่และทรัพยากรที่เหมาะสม, ปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพ, และกระบวนการการแพร่กระจายและประวัติศาสตร์ที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถเข้าถึงและคงอยู่ได้ในพื้นที่ แบบจำลองการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตทำให้สิ่งนี้เป็นทางการโดยเชื่อมโยงการพบเห็นที่บันทึกไว้กับตัวทำนายทางสิ่งแวดล้อมเพื่อประเมินความเหมาะสมทั่วพื้นที่ ในระดับกว้าง ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดกับพื้นที่และสมดุลของเกาะเกิดขึ้นเนื่องจากพื้นที่ที่ใหญ่กว่าและเชื่อมต่อกันดีกว่าจะได้รับผู้ตั้งถิ่นฐานมากขึ้นและสูญเสียสิ่งมีชีวิตน้อยลง ในขณะที่การไล่ระดับตามละติจูดเกิดขึ้นจากผลกระทบรวมกันของพลังงานที่มากขึ้น, ประวัติศาสตร์ภูมิอากาศ และเวลาวิวัฒนาการที่สะสมในเขตร้อน

Clinical relevance

การวิเคราะห์ทางชีวภูมิศาสตร์เป็นพื้นฐานของการระบุพื้นที่ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูง, การทำนายการเปลี่ยนแปลงขอบเขตการแพร่กระจายภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ, การประเมินความเสี่ยงของการรุกราน, และการจัดลำดับความสำคัญของการอนุรักษ์ นี่คือบริบททางการศึกษา ไม่ใช่ข้อกำหนดในการจัดการ

History

วอลเลซเป็นผู้ก่อตั้งสัตวภูมิศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 โดยการทำแผนที่ภูมิภาคสัตว์ โดยต่อยอดจากงานก่อนหน้าของฮัมโบลต์เกี่ยวกับภูมิศาสตร์พืช ทฤษฎีสมดุลของเกาะของแมคอาเธอร์และวิลสันในปี 1967 ได้ให้พื้นฐานเชิงปริมาณแก่ชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ และมาโครนิเวศวิทยาและการสร้างแบบจำลองการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตด้วยคอมพิวเตอร์ได้ขยายสาขาวิชานี้ตลอดช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000

Debates

การอธิบายการไล่ระดับความหลากหลายตามละติจูด

การเพิ่มขึ้นของความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตเมื่อเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรเป็นหนึ่งในรูปแบบที่พบได้ทั่วไปที่สุดในนิเวศวิทยา แต่สาเหตุของมันยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน โดยมีสมมติฐานเกี่ยวกับพลังงาน, พื้นที่, ความเสถียรของสภาพภูมิอากาศ และเวลาวิวัฒนาการที่แข่งขันกัน ซึ่งยากที่จะแยกแยะ

Key figures

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

Seminal works

• lomolino2017
• macarthur1967
• gaston2000

Frequently asked questions

ชีวภูมิศาสตร์คืออะไร?

ชีวภูมิศาสตร์คือการศึกษาการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศทั่วพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และตลอดช่วงเวลาทางธรณีวิทยา และกระบวนการที่สร้างรูปแบบเหล่านั้น

แบบจำลองการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตคืออะไร?

แบบจำลองการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตคือเครื่องมือทางสถิติหรือการเรียนรู้ของเครื่องที่เชื่อมโยงการพบเห็นสิ่งมีชีวิตที่ทราบแล้วกับตัวแปรทางสิ่งแวดล้อม เพื่อประเมินว่าสิ่งมีชีวิตนั้นสามารถพบได้ที่ใดอีกบ้าง