섬 생물 지리학

Insular biogeography

섬 생물지리학[1] 또는 섬 생물지리학은 생물지리학에서 고립된 자연 군집의 다양화와 종의 다양성에 영향을 미치는 요인을 조사하는 분야이다.이 이론은 원래 해양 섬에서 발생하는 종-면적 관계의 패턴을 설명하기 위해 개발되었다.어느 쪽이든 지금은 생태계와는 달리 고립된 생태계(현재 또는[2] 과거)를 지칭하는 말로 사용되며, 산봉우리, 해산, 오아시스, 단편화된 숲, 그리고 인간의 토지 개발로 고립된 자연 서식지로까지 확장되었습니다.이 분야는 1960년대 생태학자 로버트 H. 맥아더와 E. O.[3] 윌슨에 의해 시작되었는데, 그는 새로 만들어진 섬에 존재할 종의 수를 예측하기 위해 시도한 프린스턴의 개체수 생물학 시리즈에 처음으로 기고하면서 섬 생물 지리학이라는 용어를 만들었다.

정의들

생물지리학적 목적으로 섬나라란 특정 생태계에 적합한 서식지로 부적절한 [citation needed]서식지로 둘러싸인 지역을 말한다.이곳은 물로 둘러싸인 땅의 덩어리인 전통적인 섬일 수 있지만, [1]이 용어는 산의 봉우리, 고립된 샘이나 호수,[4] 그리고 비인접 삼림지대 [2]같은 많은 비전통적인 "섬"에도 적용될 수 있다.이 개념은 고속도로나 [5]주택지로 둘러싸인 초원이나 국립공원과 [6]같이 인간이 변화한 자연 서식지에 종종 적용된다.또한, 한 유기체에 대한 섬이 다른 유기체에게는 그렇지 않을 수도 있고, 산꼭대기에 위치한 유기체들은 계곡에서 발견될 수도 있고,[7] 다른 유기체들은 산꼭대기로 제한될 수도 있다.

이론.

섬 생물 지리 이론은 방해받지 않는 섬 환경에서 발견되는 종의 수는 이민과 멸종에 의해 결정된다고 제안한다.게다가 갈라파고스 제도에서 핀치를 관찰한 다윈의 관찰에서 알 수 있듯이 고립된 개체군은 다른 진화 경로를 따를 수 있다.이민과 이민은 식민지의 원천으로부터 섬의 거리에 의해 영향을 받습니다(거리 효과).보통 이 근원은 본토이지만 다른 섬일 수도 있습니다.더 고립된 섬들은 덜 고립된 섬들보다 이민자들을 덜 받아들일 것이다.

한 종이 섬을 식민지로 만들었을 때 멸종률은 섬의 크기에 영향을 받습니다. 이것은 종-면적 곡선 또는 효과입니다.더 큰 섬들은 더 넓은 서식지와 더 다양한 서식지를 가질 수 있는 기회를 가지고 있다.서식지의 크기가 커지면 우연한 사건으로 인한 멸종 확률이 감소합니다.서식지의 이질성은 이민 후에 성공할 종의 수를 증가시킨다.

시간이 지남에 따라, 멸종과 이민의 대항력은 종의 풍부함의 균형적인 수준을 초래한다.

이 도표는 섬이 본토에서 떨어져 있는 것이 종의 풍부함에 미치는 영향을 보여준다.두 섬의 크기는 거의 같다.섬 1은 유기체의 무작위 분산을 더 많이 받는 반면, 섬 2는 더 멀기 때문에 유기체의 무작위 분산을 덜 받는다.
이 도표는 섬의 크기가 풍부한 종의 양에 미치는 영향을 보여준다.그 도표는 본토에서 등거리에 있는 두 개의 섬을 보여준다.섬 1은 유기체의 무작위 분산을 덜 받는다.반면 섬 2는 더 많은 화살을 받고, 따라서 유기체의 무작위 분산을 더 많이 받는다.

변경 사항

고립은 이민율에 영향을 미칠 뿐만 아니라 멸종률에도 영향을 미칠 수 있다.덜 고립된 섬에 사는 개체들은 근원 개체군과 다른 섬들에서 온 개체들이 이주하여 멸종으로부터 개체수를 구할 수 있기 때문에 멸종될 가능성이 적다. 이것은 구조 효과로 알려져 있다.

섬의 크기는 멸종에 영향을 미칠 뿐만 아니라 이민률에도 영향을 미칠 수 있다.종들은 더 많은 자원과 이용 가능한 틈새를 위해 더 큰 섬을 적극적으로 공략할 수도 있고, 더 큰 섬들은 단지 더 크다는 이유만으로 우연히 더 많은 종을 축적할 수도 있다.이것이 목표 효과입니다.

영향 요인

서인도 제도의 7개 크고 작은 섬에 서식하는 파충류와 양서류의 총수
  • 격리도(가장 가까운 이웃과 본토와의 거리)
  • 분리 길이(시간)
  • 섬의 크기(일반적으로 더 넓은 면적이 더 많은 다양성을 촉진함)
  • 다음을 포함하는 서식지의 적합성:
    • 기후(열대 대 북극, 습기 대 건조, 변동 등)
    • 이전에 더 큰 땅덩어리에 부착되어 있는 경우(예: 유대류, 영장류)의 초기 식물 및 동물 구성
    • 현재의 종성분
  • 해류에 대한 위치(영양소, 어류, 조류, 종자 흐름 패턴에 영향을 미침)
  • 분진풍과 상대적인 위치([8]영양소 영향
  • Serendipity(우연 도착의 영향)
  • 인간 활동

과거 기록

이 이론은 지구상의 생명체에 대한 기록을 제공하는 화석들을 통해 연구될 수 있다.3억년 전, 유럽과 북아메리카는 적도에 놓여 있었고 습기가 많은 열대 우림으로 덮여 있었다.기후 변화는 석탄기 동안 이러한 열대 우림을 황폐화시켰고 기후가 건조해지면서 열대 우림은 산산조각이 났다.쪼그라든 숲의 섬들은 양서류에게는 살 수 없었지만 파충류에게는 잘 어울렸고, 파충류는 빠르게 변화하는 환경에서 더욱 다양해지고 심지어 그들의 식생활도 다양해졌다; 이 석탄기 열대우림 붕괴 사건은 [2]파충류들 사이에서 진화의 폭발을 촉발시켰다.

연구 실험

섬 생물 지리학의 이론은 플로리다 [9]키스의 맹그로브 섬에서 E.O. 윌슨과 그의 학생 다니엘 심벌로프에 의해 실험적으로 시험되었다.몇몇 작은 맹그로브 섬의 풍부한 종들이 조사되었다.그 섬들은 절지동물 군집을 정화시키기 위해 메틸브로마이드로 훈증 소독되었다.훈증 소독 후, 그 섬들로의 종의 이주가 감시되었다.1년도 안 되어 그 섬들은 화공 전 수준으로 재인식되었다.그러나 심벌로프와 윌슨은 이 최종 종의 풍부함이 준균형에서 진동하고 있다고 주장했다.섬 생물 지리학의 이론이 예측한 대로 본토와 가까운 섬들은 더 빨리 회복되었다.모든 섬이 거의 동일한 크기였기 때문에 섬 크기의 효과는 테스트되지 않았다.

바로 콜로라도 섬의 열대우림 연구소에서 수행된 연구는 큰 포식자의 국지적 멸종과 그에 따른 먹이 개체 [10]수 변화와 같은 섬 형성에 따른 생태 변화에 관한 많은 출판물을 산출했다.

보존 생물학에서의 응용

이 이론이 발표된 지 몇 년 만에 보존 생물학 분야에 대한 잠재적 적용이 실현되었고 [11]생태학계에서 활발하게 논의되었다.보호구역과 국립공원이 인간이 변화한 풍경 안에 섬을 형성하고, 이러한 보호구역이 "균형을 향해 긴장을 풀면서" 종을 잃을 수 있다는 생각은 많은 우려를 야기했다.이것은 특히 더 넓은 범위를 갖는 경향이 있는 더 큰 종을 보존할 때 해당된다.네이처 저널에 게재되고 뉴욕 타임즈에 보도된 윌리엄 뉴마크의 연구는 보호되고 있는 미국 국립공원의 크기와 포유류의 종 수 사이에 강한 상관관계가 있음을 보여주었다.

이것은 도도의 노래에서 작가 데이비드 콰멘에 의해 "생태학만의 고급스러운 참호전"[12]으로 묘사된 단일 대형 또는 여러 개의 소형(SLOSS)으로 알려진 논쟁으로 이어졌다.윌슨과 심벌로프의 논문 발표 후 몇 년 동안 생태학자들은 종-면적 관계의 더 많은 예를 발견했고, 보존 계획은 하나의 큰 보호구역이 여러 개의 작은 보호구역보다 더 많은 종을 보유할 수 있고, 더 큰 보호구역이 보호구역 설계에서 표준이 되어야 한다는 관점을 가지고 있었다.이 견해는 특히 Jared Diamond에 의해 옹호되었다.이것은 Dan Simberloff를 포함한 다른 생태학자들의 우려로 이어졌는데, 그들은 이것이 보존 노력을 해칠 수 있는 입증되지 않은 지나친 단순화라고 생각했다.서식지의 다양성은 보호되는 종의 수를 결정하는데 크기만큼이나 중요했다.

섬 생물 지리 이론은 또한 서식지 섬들 사이의 연결을 증가시키기 위한 보존 도구로서 야생동물 통로의 개발을 이끌었다.야생동물 통로는 공원과 보호구역 사이의 종의 이동을 증가시키고, 따라서 부양할 수 있는 종의 수를 증가시킬 수 있지만, 또한 생물 다양성에 좋은 연결성의 단순한 방지를 복잡하게 만들면서, 질병과 병원균의 확산을 허용할 수도 있다.

종 다양성에서 섬 생물지리학은 이원적 분화를 가장 잘 묘사한다.동종 유전자 분화는 고립된 유전자 풀의 자연 선택에서 새로운 유전자 풀이 생기는 곳이다.섬 생물지리학은 또한 같은 지역에 있는 하나의 조상 종으로부터 다른 종이 발생한다는 생각인 동종 분화를 고려하는데 유용하다.서로 다르게 적응된 두 종 사이의 이종 교배는 분화를 막을 수 있지만, 일부 종에서는 동종 교배가 일어난 것으로 보인다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Brown, James H. (1978). "The Theory of Insular Biogeography and the Distribution of Boreal Birds and Mammals" (PDF). Great Basin Naturalist Memoirs. 2: 209–227. SA Code A78BRO01IDUS. The present paper compares the distribution of boreal birds and mammals among the isolated mountain ranges of the Great Basin and relates those patterns to the developing theory of insular biogeography.
  2. ^ a b c Sahney, S.; Benton, M. J.; Falcon-Lang, H. J. (2010). "Rainforest Collapse Triggered Pennsylvanian Tetrapod Diversification in Euramerica". Geology. 38 (12): 1079–1082. Bibcode:2010Geo....38.1079S. doi:10.1130/G31182.1.
  3. ^ MacArthur, Robert H.; Wilson, E. O. (1967). The Theory of Island Biogeography. Princeton, New Jersey: Princeton University Press.
  4. ^ Hall, Dianne; Willig, Michael; Moorhead, Daryl L.; Robert W. Sites, Robert W.; Fish, Ernest B.; Mollhagen, Tony R. (March 2004). "Aquatic Macroinvertebrate Diversity of Playa Wetlands: The Role of Landscape and Island Biogeographic Characteristics". Wetlands. 24 (1): 77–91. doi:10.1672/0277-5212(2004)024[0077:AMDOPW]2.0.CO;2.
  5. ^ Fischer, Joern; Lindenmayer, David B. (2007). "Landscape modification and habitat fragmentation: a synthesis". Global Ecology and Biogeography. 16 (3): 265–280. doi:10.1111/j.1466-8238.2007.00287.x. ISSN 1466-8238.
  6. ^ Newmark, W. D. (29 January 1987). "A Land-bridge Island Perspective on Mammalian Extinctions in Western North American Parks" (PDF). Nature. 325 (6103): 430–432. Bibcode:1987Natur.325..430N. doi:10.1038/325430a0. hdl:2027.42/62554. PMID 3808043. S2CID 4310316. Archived from the original (PDF) on 26 August 2014.
  7. ^ Franzén, Markus; Schweiger, Oliver; Betzholtz, Per-Eric (January 2012). "Species–Area Relationships Are Controlled by Species Traits". PLOS ONE. 7 (5): e37359. Bibcode:2012PLoSO...737359F. doi:10.1371/journal.pone.0037359. PMC 3357413. PMID 22629384.
  8. ^ Chadwick, O.A.; Derry, L.A.; Vitousek, P.M.; Huebert, B.J.; Hedin, L.O. (1999). "Changing sources of nutrients during four million years of ecosystem development". Nature. 397 (6719): 491. Bibcode:1999Natur.397..491C. doi:10.1038/17276. S2CID 379342.
  9. ^ Simberloff, Daniel; Wilson, Edward O. (March 1969). "Experimental Zoogeography of islands - colonization of empty islands". Ecology. 50 (2): 278–296. doi:10.2307/1934856. JSTOR 1934856. S2CID 54929089.
  10. ^ Willis, Edwin O. (1974). "Populations and Local Extinctions of Birds on Barro Colorado Island, Panama". Ecological Monographs. 44 (2): 153–169. doi:10.2307/1942309. JSTOR 1942309.
  11. ^ Lomolino, Mark V. (January 2000). "A Call for a New Paradigm of Island Biogeography". Global Ecology and Biogeography. 9 (1): 1–6. doi:10.1046/j.1365-2699.2000.00185.x.
  12. ^ Quammen, David (1996). The Song of the Dodo: Island Biogeography in an Age of Extinctions. Scribner. p. 446. ISBN 978-0-684-80083-7.

추가 정보

  • Schoenherr, Allan A.; Feldmeth, C. Robert; Emerson, Michael J. (2003). Natural History of the Islands of California. University of California Press.
  • Heatwole, Harold. "History of Insular Ecology and Biogeography". Oceans and Aquatic Ecosystems, Vol II. Encyclopedia of Life Support Systems.