種の豊富さの秘密を解明する

長年にわたる生物多様性の地球規模の観察により、どれだけの種が一般的なのか、非常に珍しいのか、あるいはその中間にどれだけ含まれるのかを示す潜在的に一貫したパターンが明らかになってきました。

1世紀にわたる自然観察により、自然界の一貫したパターンが明らかになりました。 分類する 豊富さ: ほとんどの種は希少ですが、ほとんどはそうではなく、ごく少数の種は非常に一般的です。 鳥類など、十分に監視されている一部の種グループでは、いわゆる地球規模の種の存在量分布が完全に明らかになりました。

昆虫などの他の種のグループについては、ベールが部分的に剥がされていないままです。 これらは、ドイツ統合生物多様性研究センター（iDiv）、マルティン・ルーサー大学ハレ・ヴィッテンベルク校（MLU）、フロリダ大学（UF）が率いる国際研究者チームの研究結果であり、ジャーナルに掲載された。 自然の生態と進化。 この研究は、地球上の種の豊富さを発見し、それらがどのように変化しているかを理解するために、生物多様性を監視することがいかに重要であるかを示しています。

「なぜある種の生息域が広く、非常に多く存在するのか、そしてなぜ別の類似種の生息域が狭く、希少なのかを誰が説明できるでしょうか?」 この疑問は、150年以上前に出版された画期的な著書『種の起源』の中でチャールズ・ダーウィンによって提起されました。 関連する課題は、世界的な種存在量分布 (gSAD) と呼ばれる、一般的な (複数の) 種の数と希少な種の数を理解することです。

虎 （タイガー・バードゥス）希少〜中種です。 クレジット: コーリー・キャラハン

gSAD の 2 つの主要なモデルが前世紀に提案されています。統計学者で生物学者の R.A. フィッシャーは、ほとんどの種は非常に希少であり、種の数はより一般的なものと比較して減少していると提案しました (いわゆる対数系列モデル) ）。 一方、技術者で生態学者のF. W. プレストンは、実際に非常に希少な種はほんの少数であり、ほとんどの種は平均的なレベルの一般性を持っていると主張しました（いわゆる対数正規モデル）。 しかし、数十年にわたる研究にもかかわらず、科学者たちはこれまで、地球の真の gSAD を説明するモデルを知りませんでした。

この問題を解決するには、膨大な量のデータが必要です。 研究著者らは地球規模生物多様性情報ファシリティ（GBIF）のデータを使用し、1900年から2019年までの野生種の10億件以上の観察を表すデータをダウンロードした。

「GBIF データベースは、特に世界中の専門科学者や市民科学者から収集されたデータをまとめているため、生物多様性関連のあらゆる種類の研究にとって優れたリソースです」と筆頭著者の Corey Callahan 博士は述べています。 彼は iDiv と MLU で働きながら勉強を始め、現在は UF で働いています。

世界の種の存在量分布 (gSAD) は鳥類に関して完全に明らかにされており、潜在的に世界的なパターンを示しています。スリランカのハンギングオウムなどの非常に珍しい種が数種、オオタカなどの多くの希少種があり、一般的な種もいくつかあります。イエスズメなど。 このパターンは、1948 年に F. W. プレストンによって初めて提案されました。出典: Gabriel Rada (イラスト)、Corey Callahan (写真)

キャラハンと彼の同僚の研究者は、ダウンロードしたデータを鳥、昆虫、哺乳類などの 39 の種のグループに分割しました。 それぞれについて、彼らは世界の種存在量分布 (gSAD) をまとめました。

研究者らは、種の存在量の分布が完全に明らかになると、潜在的に世界的なパターンが現れることを発見しました。これは、対数正規モデルで予想されるように、ほとんどの種は希少ではありますが、非常に珍しいわけではなく、ごく少数の種だけが非常に一般的です。 しかし、研究者らはまた、ソテツや鳥類などの少数の種グループについてのみそのベールが完全に解けていることも発見した。 他のすべての種グループについては、データがまだ十分ではありません。

「十分なデータがなければ、ほとんどの種が希少すぎるかのように思えます」と、iDiv と MLU の研究グループの責任者である主任研究員のエンリケ・ペレイラ教授は言います。 「しかし、観察をどんどん追加すると、状況は変わります。実際、非常に珍しい種よりも希少な種の方が多いことがわかり始めます。1900 年以降の種の観察を比較すると、ソテツと鳥でこの変化がわかります。データが利用可能になったとき それほどではありませんが、今日私たちが持っている最も包括的な種の観察では、注目に値します：数十年前にプレストンによって予測されたように、種の存在量の全体的な分布を明らかにする現象がはっきりと見られますが、今になって初めて、地球全体。

「私たちは何十年も観察を続けてきましたが、発見できたのはほんの数グループの種だけです」とキャラハン氏は言う。 「私たちの道のりはまだ長いです。しかし、地球規模生物多様性情報ファシリティとデータ共有は、私にとってまさに生物多様性研究とモニタリングの未来を表しています。」

新しい研究の結果により、科学者はさまざまな種グループで gSAD がどの程度検出されるかを評価できるようになりました。 これにより、長年の研究上のもう 1 つの疑問、「種は何種類あるのか?」に答えることができます。 この研究では、鳥などの一部のグループではほぼすべての種が認識されているが、昆虫や鳥などの他の分類群ではそうではないことがわかりました。 頭足類。

研究者らは、彼らの発見が、なぜ一部の種は希少で、他の種は一般的であるのかというダーウィンの質問に答えるのに役立つかもしれないと信じている。 彼らが発見した世界的なパターンは、種の蔓延と希少性を支配する一般的な生態学的メカニズムまたは進化的メカニズムを示している可能性があります。

研究が進むにつれて、人類は、たとえば、一般的な種をあまり一般的ではなくなるなど、地球の表面と種の存在量を変更し続けています。 これは研究者の仕事を複雑にしています。彼らは、種の豊富さが自然にどのように進化するかだけでなく、人間の影響がこれらのパターンを同時にどのように変化させるかを理解する必要があります。 ダーウィンの質問が最終的に答えられるまでには、まだ長い道のりがあるかもしれません。

参考文献：「世界の種の豊富な分布を明らかにする」、Corey T. キャラハン、ルイス・ボルダ・デ・アグア、ロエル・ファン・クリンク、ロベルト・ロージ、エンリケ・M・ペレイラ、2023年9月4日、 自然の生態と進化。
土井: 10.1038/s41559-023-02173-y