생물 지리학

Biogeography
Alfred Russel Wallace의 저서 동물의 지리적 분포의 앞부분
시리즈의 일부
진화생물학
Darwin's finches by Gould.jpg
존 굴드의 다윈 핀치
프로세스와 결과
자연사
진화론의 역사
필드 및 응용 프로그램
사회적 영향

생물지리학은 지리학적 공간과 지질학적 시간을 통한 종과 생태계의 분포에 대한 학문이다.유기체와 생물 군집은 종종 위도, 고도, 고립 [1]및 서식지의 지리적 구배를 따라 규칙적인 방식으로 변화한다.식물지리학은 식물의 분포를 연구하는 생물지리학 분야이다.동물 지리학은 동물의 분포를 연구하는 분야이다.균지리학은 버섯과 같은 균류의 분포를 연구하는 분야이다.

유기체의 수와 종류에서의 공간적 변화에 대한 지식은 오늘날 우리에게 매우 중요합니다. 우리가 이질적이지만 지리적으로 예측 가능한 환경에 적응하기 때문입니다.생물지리학은 생태학, 진화생물학, 분류학, 지질학, 물리지리학, 고생물학,[2][3] 기후학 등의 개념과 정보를 통합하는 통합 연구 분야이다.

현대 생물 지리 연구는 생물 분산에 대한 생리적, 생태학적 제약에서부터 지구 공간적 규모와 진화적 시간 범위로 운영되는 지질학적, 기후학적 현상까지 다양한 분야의 정보와 아이디어를 결합합니다.

서식지와 생물종에서의 단기적 상호작용은 생물지리학의 생태학적 응용을 묘사한다.역사 생물 지리학은 [4]유기체의 광범위한 분류를 위한 장기적이고 진화적인 기간을 묘사한다.칼 린네를 시작으로 초기 과학자들은 과학으로서의 생물 지리학의 발전에 기여했다.

생물지리학의 과학적 이론은 알렉산더 폰 훔볼트(1769년-1859년),[5] 프란시스코 호세 데 칼다스(1768년-1881년),[6] 휴엣 코트렐 왓슨(1804년-1881년),[7] 알폰스 드 칸돌레(1806년-1893년),[8] 알프레드 러셀 월러스(1823년-1913년),[9] 필립 스켈리(1829년)의 저서에서 비롯된다.

서론

지리적 지역에 걸친 종 분포의 패턴은 보통 종분화, 멸종, 대륙 이동, 빙하와 같은 역사적 요소들의 조합을 통해 설명될 수 있다.종의 지리적 분포를 관찰함으로써 우리는 해수면, 하천 경로, 서식지, 하천 포획에 관련된 변화를 볼 수 있다.또한 이 과학은 이용 가능한 생태계 에너지 공급뿐만 아니라 육지 영역의 지리적 제약과 고립을 고려한다.

생태학적 변화의 기간에 걸쳐 생물 지리학은 식물과 동물 종에 대한 연구를 포함한다: 과거 및/또는 현재 살아있는 리퓨지움 서식지, 중간 거주지 및/또는 생존 지역.[11]작가 데이비드 콰멘이 말했듯이, "생물지리학은 어떤 종족에 대한 질문보다 더 많은 것을 한다.그리고 어디서?그것은 또한 왜? 그리고 때때로 무엇이 더 중요한지, 왜 안 되냐고 묻는다."[12]

현대의 생물지리학은 종종 지리정보시스템(GIS)을 사용하여 생물분포에 영향을 미치는 요인을 이해하고 생물분포의 [13]미래 추세를 예측한다.종종 수학적 모델과 GIS는 [14]공간적인 측면을 가진 생태학적 문제를 해결하기 위해 사용된다.

생물지리학은 세계의 섬들에서 가장 예리하게 관찰된다.이러한 서식지는 [15]종종 본토에 있는 더 큰 생태계보다 더 응축되어 있기 때문에 훨씬 더 관리하기 쉬운 연구 영역입니다.섬들은 또한 과학자들이 새로운 침입종들이 최근에야 식민지로 삼은 서식지를 볼 수 있게 해주고 그들이 섬 전체에 어떻게 흩어져서 그것을 변화시키는지를 관찰할 수 있게 해주기 때문에 이상적인 장소이기도 하다.그리고 나서 그들은 유사하지만 더 복잡한 본토 서식지에 그들의 이해를 적용할 수 있다.섬들은 열대 기후에서 북극 기후까지 생물군이 매우 다양합니다.이러한 서식지의 다양성은 세계 각지에서 다양한 종의 연구를 가능하게 한다.

이러한 지리적 위치의 중요성을 인식한 한 과학자는 찰스 다윈으로, 그는 그의 저널에서 "군도의 동물학은 충분히 검토할 가치가 있을 것이다."[15]라고 말했다.'종의 기원'의 두 장은 지리적 분포에 관한 것이다.

역사

18세기

과학으로서의 생물 지리학의 발전에 기여했던 최초의 발견은 18세기 중반에 유럽인들이 세계를 탐험하고 생물 다양성을 설명하면서 시작되었다.18세기 동안 대부분의 세계관은 종교와 많은 자연신학자들에게 성경을 중심으로 형성되었다.18세기 중반 칼 린네는 미지의 영역을 탐험함으로써 유기체를 분류하는 방법을 시작했다.그가 믿었던 것처럼 종들이 영원하지 않다는 것을 알았을 때, 그는 생물 다양성의 분포를 설명하기 위해 산악 설명을 개발했습니다; 노아의 방주가 아라랏 산에 착륙하고 물이 빠졌을 때, 동물들은 산의 다른 고도에 흩어졌습니다.이것은 다른 기후의 다른 종들이 일정하지 [4]않다는 것을 증명해 보였다.린네의 발견은 생태 생물 지리학의 기초를 마련했다.기독교에 대한 그의 강한 믿음을 통해, 그는 살아있는 세계를 분류하도록 영감을 받았고, 그것은 지리적 [10]분포에 대한 세속적인 견해에 대한 추가적인 설명으로 자리를 내주었다.그는 동물의 구조가 물리적 환경과 매우 밀접하게 관련되어 있다고 주장했다.이것은 조지 루이스 버퐁의 경쟁적인 [10]분배 이론에 중요했다.

Linnae, Georges-Louis Leclerc 이후, Comte de Buffon은 기후의 변화와 그 결과 종들이 어떻게 전 세계에 퍼지는지를 관찰했습니다.그는 세계의 다른 지역에서 다른 유기체 그룹을 본 최초의 사람이었다.부폰은 몇몇 지역들 사이의 유사성을 보았고, 이로 인해 그는 대륙들이 한때 연결되어 있었고 물이 대륙들을 갈라놓아 종들의 차이를 야기했다고 믿게 되었다.그의 가설은 그의 작품인 36권인 Histoire Naturelle, généale et speculiére에서 설명되었고, 그는 다양한 지리적 지역이 다른 형태의 생명체를 가질 것이라고 주장했다.이것은 그가 구세계와 신세계를 비교한 관찰에서 영감을 얻었고, 그는 두 지역에서 온 종들의 뚜렷한 변이를 알아냈다.부폰은 단일 종 창조 이벤트가 있다고 믿었고, 세계의 다른 지역들은 다양한 종들의 집이라고 믿었는데, 이것은 린네의 그것과는 다른 견해이다.부폰의 법칙은 결국 생물 지리학의 원리가 되었고, 비슷한 환경이 비슷한 종류의 [10]유기체들에게 어떻게 서식했는지를 설명했습니다.부폰은 또한 지구의 나이가 수만 년 이상 되었고,[4] 인간이 지구의 나이에 비해 그곳에 오래 살지 않았다고 믿게 된 화석을 연구했다.

19세기

탐험의 시기에 이어 유럽의 계몽시대가 도래했는데, 그것은 부폰과 린네가 관찰한 생물다양성의 패턴을 설명하려고 시도했다.19세기 탄생 당시, "식물 [4]지리학의 창시자"로 알려진 알렉산더 폰 훔볼트는 과학의 통일성과 종이 어떻게 조화를 이루는지 보여주기 위해 체격 개념을 발전시켰다.탐험가로서의 여행을 통해 생물지리학의 과학에 경험적 자료를 최초로 제공한 사람 중 한 명으로서, 그는 기후와 식물의 차이를 관찰했다.지구는 그가 열대, 온대, 북극으로 정의한 지역으로 나뉘었고 이 지역 내에는 비슷한 형태의 식물이 [4]있었다.이것은 궁극적으로 과학자들이 [4]다른 기후에서 삶의 패턴을 볼 수 있게 해주는 등온선을 만들 수 있게 했다.그는 이전 과학자들에 의한 식물 지리학의 발견에 그의 관찰을 기여했고, 그의 책 [10]코스모스에서 지구의 생물적 특징과 비생물적 특징에 대한 이러한 묘사를 스케치했다.

오귀스틴 드 캉돌은 생물 지리학의 분야에 기여했는데, 그는 종 경쟁과 생명의 다양성의 발견에 영향을 준 몇 가지 차이점을 관찰했습니다.그는 스위스의 식물학자였고 그의 작품인 Prodromus에서 [16]최초의 식물 명명법을 만들었다.그는 식물 분포에 대해 논의했고 그의 이론은 결국 찰스 다윈에게 큰 영향을 미쳤고, 그는 식물 지리에 대해 배운 후 종의 적응과 진화를 고려하도록 영감을 받았다.드 캉돌은 전 [10]세계 유기체의 소규모 분포 패턴과 대규모 분포 패턴의 차이를 최초로 기술했다.

몇몇 추가 과학자들은 생물지리학의 개념을 더욱 발전시키기 위해 새로운 이론에 기여했다.찰스 라이엘은 화석을 연구한 후 균등주의 이론을 발전시켰다.이 이론은 어떻게 세계가 단 하나의 재앙적인 사건에 의해 창조되지 않고, 대신 수많은 창조 사건과 장소에서 [17]창조되었는지를 설명했습니다.균등주의는 또한 지구가 실제로 이전에 받아들여졌던 것보다 훨씬 더 오래되었다는 생각을 도입했다.이 지식을 이용하여, 라이엘은 종들이 [18]멸종하는 것이 가능하다고 결론지었다.그는 지구의 기후가 변화한다는 것을 알았기 때문에, 종 분포도 그에 따라 변화해야 한다는 것을 깨달았다.라이엘은 기후 변화가 식생 변화를 보완하여 환경 환경을 다양한 종과 연결시킨다고 주장했다.이것은 찰스 다윈이 [10]진화론을 발전시키는데 큰 영향을 끼쳤다.

찰스 다윈은 전 세계에서 공부한 자연 신학자였고, 가장 중요한 것은 갈라파고스 제도에서 공부한 사람이었다.다윈은 종들이 정적이거나 변하지 않는다는 이전에 받아들여졌던 생각들에 반대하여 자연 도태의 개념을 도입했다.생물 지리학과 진화론에 대한 그의 공헌은 그 시대의 다른 탐험가들의 그것과는 달랐다. 왜냐하면 그는 종들이 변하는 방식을 묘사하는 메커니즘을 개발했기 때문이다.그의 영향력 있는 아이디어는 생존 투쟁과 자연 도태에 관한 이론의 개발을 포함한다.다윈의 이론은 생물 지리학과 경험적 연구로 생물학적인 부분을 시작했는데, 이것은 미래 과학자들이 전 [10]세계 유기체의 지리적 분포에 대한 아이디어를 개발할 수 있게 해주었다.

Alfred Russel Wallace는 19세기 중반 아마존 분지와 말레이 군도의 동식물 분포에 대해 연구했습니다.그의 연구는 생물지리학의 발전에 필수적이었고, 후에 그는 "생물지리학의 아버지"라는 별명을 얻었다.Wallace는 수천 종의 습성, 번식 및 이주 경향, 그리고 먹이 행동을 연구하는 현장 연구를 수행했다.그는 지리적 장벽의 유무와 비교해서 나비와 새의 분포를 연구했다.그의 관찰을 통해 그는 지역사회에 존재하는 유기체의 수가 [10]특정 서식지의 식량 자원의 양에 의존한다는 결론을 내리게 되었다.Wallace는 생물과 비생물적 요인에 반응함으로써 종이 역동적이라고 믿었다.그와 필립 스클레이터는 생물 지리학이 생물 [10]유전의 기록과 어떻게 유사한지를 설명하기 위해 다윈의 결론을 사용했기 때문에 생물 지리학을 진화론의 뒷받침의 원천으로 보았다.Wallace Line 양쪽 동물군의 급격한 차이, 그리고 비교적 최근 동물군의 교환 이전에 북미와 남미 사이에 존재했던 급격한 차이와 같은 주요 발견들은 이 관점에서만 이해될 수 있다.그렇지 않으면 생물지리학은 순수하게 서술적인 [4]분야로 비쳐질 것이다.

20세기와 21세기

베게너에 따른 판게아 화석 분포도

20세기로 넘어가서, 알프레드 웨그너는 대륙 이동 이론을 1912년에 도입했지만,[4] 1960년대까지는 널리 받아들여지지 않았다.이 이론은 모든 사람들이 종과 지구상의 그들의 분포에 대해 생각하는 방식을 바꾸었기 때문에 혁명적이었다.이 이론은 대륙들이 이전에 하나의 큰 땅덩어리인 판게아에서 어떻게 결합되었고, 지구 표면 아래의 판들의 움직임으로 인해 천천히 떨어져 나갔는지를 설명했다.이 이론의 증거는 지구상의 다양한 장소들 사이의 지질학적 유사성, 다른 대륙의 화석 비교, 그리고 지구상의 육지의 직소 퍼즐 모양에 있다.비록 베그너는 대륙 이동 개념의 메커니즘을 몰랐지만, 생물 지리학의 연구에 대한 이러한 기여는 기후와 지구에 대한 다른 압력의 결과로 환경적, 지리적 유사성 또는 차이점의 중요성을 밝히는 데 있어 의미심장했다.중요한 것은, 그의 경력 말기에, Wegener는 그의 이론을 테스트하는 것이 화석 [19]종 분포로부터 추론하기 보다는 대륙 이동의 측정이 필요하다는 것을 깨달았다.

1958년 고생물학자 폴 S. 마틴은 멕시코 타마울리파스 고메스 파리아스 지역에서 파충류와 양서류에 대한 생물지리학을 출판했는데, 이 책은 "기초적"[20]: 35 p. 이자 "역사 생물지리학의 [21]: 311 p. 고전적인 논문"으로 묘사되어 왔다.마틴은 생태학, 식물학, 기후학, 지질학, 플라이스토세 분산경로를 포함한 여러 분야를 적용하여 비교적 작고 대부분 방해를 받지 않는 지역의 헤르페토파우나를 조사했지만 생태학적으로 복잡했으며, 70m의 반건조 저지대를 포함한 온대 열대(북극 및 신열대) 지역의 경계에 위치하고 있었다.해발 2200m [20][21][22]이상의 서반구 최북단 구름숲.

생물학자 에드워드 O. 윌슨은 20세기 후반과 21세기에 이 주제에 대한 많은 연구를 자극하는 데 도움을 준 "섬 생물 지리학 이론"을 공동 집필했습니다.

로버트 맥아더와 E.O.의 아일랜드 생물 지리학 이론 출판. 1967년[23] 윌슨은 서식지역, 이주율, 멸종률 등의 요소에서 그 지역의 종의 풍요를 예측할 수 있음을 보여주었다.이것은 섬 생물 지리학에 대한 오랜 관심을 더했다.섬생물지리이론의 서식지 파편 적용은 보존생물학과 [24]조경생태학 분야의 발전을 촉진했다.

고전 생물지리학은 분자 체계학의 발달에 의해 확장되었고, 계통지리학으로 알려진 새로운 분야를 만들어냈다.이 개발은 과학자들이 섬 내유행과 같은 개체군의 기원과 분산에 대한 이론을 실험할 수 있게 해주었다.예를 들어, 고전 생물 지리학자들이 하와이 제도의 종의 기원에 대해 추측할 수 있었던 반면, 계통지리학은 아시아와 [15]북미의 추정 원천 개체군과 개체군 사이의 연관성에 대한 이론을 실험할 수 있게 해준다.

생물지리학은 전 세계 많은 생명과학 및 지리학과 학생들의 연구 포인트로 지속되고 있지만, 생태학이나 진화생물학과 같은 기관 내에서는 다양한 광범위한 제목으로 분류될 수 있다.

최근 몇 년 동안, 생물 지리학의 가장 중요하고 결과적인 발전 중 하나는 원숭이 같은 포유류와 도마뱀 같은 파충류를 포함한 여러 유기체가 많은 생물 지리학자들이 이전에는 [25]넘을 수 없다고 믿었던 넓은 바다와 같은 장벽을 어떻게 극복했는지를 보여주는 것이었다.'대양 분산'을 참조하십시오.

최신 어플리케이션

유럽의 생물 지리학적 지역

생물지리학은 이제 물리 지리학, 지질학, 식물학과 식물생물학, 동물학, 일반생물학, 그리고 모델링을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.생물 지리학자의 주된 초점은 환경과 인간이 종의 분포와 종이나 유전적 다양성과 같은 생명의 다른 징후에 어떻게 영향을 미치는가에 있다.생물지리학은 생물다양성 보존과 계획에 적용되고 있으며, 생물종과 생물군에 대한 지구환경변화 예측, 전염병 확산 예측, 침습종 예측, 농작물 설립 계획 지원 등을 하고 있다.기술의 진화와 진보는 위성 영상 촬영과 [26]지구 처리를 포함한 생물 지리학적 분석을 위한 예측 변수들의 완전한 생성을 가능하게 했다.현대 생물 지리학에서 중요한 위성 이미징의 두 가지 주요 유형은 Global Production Efficiency Model(GLO-PEM)과 GIS(Geographic Information Systems)이다.GLO-PEM은 위성 이미징을 사용하여 "반복적이고 공간적으로 연속적이며 특정 시간에 따른 식물 관찰"을 제공한다.이러한 관측치는 전지구적 [27]규모입니다.GIS는 고래의 위치, 해수면 온도,[28] 해수면 측정과 같은 지구 표면의 특정 과정을 보여줄 수 있다.현재 과학자들은 또한 화석화된 암초를 통해 생물 지리학의 역사를 파헤치기 위해 산호초를 이용한다.

고생물 지리학

다음 항목도 참조하십시오.공룡고생물지리학
대륙 이동과 육교 교량의 생물 지리학적 증거로 사용되는 4개의 페름기와 트라이아스기 화석군의 분포

고지리학은 한 걸음 더 나아가 고지리학 데이터와 판구조론의 고려사항을 포함한다.분자 분석과 화석에 의해 입증되는 것을 이용하여, 홰치는 새들이 호주나 인접한 남극 지역에서 먼저 진화했다는 것을 증명할 수 있었다.그곳에서, 그들은 초기 네오겐에서 [29]전지구적인 분포를 이루기 전에 후기 고생대에 다른 곤드와나 대륙과 동남아시아로 퍼져나갔습니다. - 당시 그들의 분산 원점에 가장 가까운 로라시아의 일부입니다.분산 당시 인도양이 오늘날보다 훨씬 좁고 남미가 남극에 더 가깝다는 사실을 알지 못했기 때문에, 주로 남아메리카의 아진 분포뿐만 아니라 아프리카에 많은 "고대" 조류 계통의 존재를 설명하기가 힘들 것이다.

고생물지리학은 또한 근교나 지리분포와 같은 생물지리학적 사건의 시기에 대한 가설을 제한하는데 도움을 주고 지역 생물체의 형성에 대한 독특한 정보를 제공한다.예를 들어, 종족 수준의 계통학 및 생물 지리학 연구 데이터는 아마존 어류 동물군이 주로 이원적 분화에 의해 수천만 년 동안 증가하여 축적되었고, 열대 남아메리카의 대부분 지역에 걸쳐 확장되었다고 우리에게 말한다(Albert & Reis 2011).다른 말로 하자면, 잘 알려진 일부 섬나라 동물군(갈라파고스 핀치, 하와이안 드로소피드 파리, 아프리카 리프트 호수 시클리드)과 달리, 이 종이 풍부한 아마존 어류 동물군은 최근의 적응 [30]방사선의 결과물이 아니다.

민물 유기체의 경우, 풍경은 자연적으로 유역별로 분리된 배수 분지로 나뉘고, 간헐적으로 격리되고 침식 과정을 통해 재결합된다.아마존 분지(또는 일반적으로 대아마조니아, 아마존 분지, 오리노코 분지, 기아나스)와 같은 지형적 완화가 매우 낮은 지역에서는 많은 수로들이 지질학적 시간에 걸쳐 고도로 그물 모양의 역사를 가지고 있다.이러한 맥락에서 하천 포획은 민물 유기체의 진화와 분포에 영향을 미치는 중요한 요인이다.하천 포획은 한 하천 배수구의 상류 부분이 인접 유역의 하류 부분으로 우회될 때 발생합니다.이는 구조 융기(또는 침하), 산사태로 인한 자연 댐 또는 인접 [30]분지 사이의 유역 머리쪽 또는 측면 침식의 결과로 발생할 수 있다.

개념 및 필드

생물지리학은 지리, 생물학, 토양과학, 지질학, 기후학, 생태학, 진화와 관련된 종합과학이다.

생물 지리학의 기본 개념은 다음과 같습니다.

  • 이원적 분화 – 지리적으로 고립된 개체군의 진화에 따른 종의 분열
  • 진화 – 모집단의 유전자 구성 변화
  • 멸종 – 종의 소멸
  • 분산 – 인구 이동과 관련된 원점으로부터의 인구 이동
  • 풍토 지역
  • 측지분산 – 이전에 고립된 바이오타스의 범위 확장과 결합을 가능하게 하는 생물 분산과 유전자 흐름에 대한 장벽의 침식
  • 범위와 분포
  • 바이카리앙스 – 생물 분산과 유전자 흐름에 대한 장벽의 형성으로 종과 바이오타스를 세분화하는 경향이 있어 분화와 멸종을 이끈다; 바이카리앙스 생물 지리학은 이러한 패턴을 연구하는 분야이다.

비교 생물 지리학

비교 생물 지리학 연구는 두 가지 주요 [31]조사 노선을 따를 수 있습니다.

  • 체계적인 생물 지리학, 생물 지역 관계 연구, 분포 및 계층 분류
  • 진화 생물 지리학, 생물 분포에 책임이 있는 진화 메커니즘의 제안.가능한 메커니즘에는 대륙붕괴로 인한 광범위한 분류군이나 장거리 이동의 개별적인 에피소드가 포함된다.

생물 지리학적 지역화

많은 기준과 hierarchization 계획(종구성, 상으로는, 생태학적인 측면) 수 있는 지리학적 단위의 많은 종류들 생물 지리학적 지역 주의 schemes,[32][33][34]에:지리학적 영역, bioregions,(엄밀한 의미로)ecoregions(ecozones)동물 지리학의 지역, 식물상의 지역, 식생 형태, b. 있iomes 등

생물 지리 단위,[35] 생물 지리[36] 영역 또는 생물 지역 센스 [37]라토라는 용어는 순위에 관계없이 이러한 범주에 사용될 수 있습니다.

2008년에는 생물지리학을 [38][39]위한 국제지역명칭법이 제안되었다.

「 」를 참조해 주세요.

주 및 참고 자료

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외부 링크

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