這是博物學家解決的最古老的問題之一:為什麼與全球其他地區相比,熱帶地區的生物多樣性如此之多?
德國博物學家亞歷山大·馮·洪堡(Alexander Von Humboldt)在1807年寫道:“我們越近,我們越近,我們越接近近距離的結構,形式的恩典和顏色的混合物,以及永久的青年和有機生活的活力。”
這種現像被稱為緯度多樣性梯度。但是是什麼原因呢?
根據普林斯頓大學疾病生態與保護教授安德魯·多布森(Andrew Dobson)的說法,有三個主要假設可以解釋為什麼熱帶地區如此生物多樣性,並且多種解釋可能起作用。
有關的:什麼是遺傳多樣的物種?
第一個假設取決於能量。熱帶地區有更多的陽光,與降雨和土壤養分相結合,這會導致更多的植物生長。 “半年在黑暗中北極圈多布森說:“或南極圈子。沒有能量來維持生命。因此,植物的豐富性意味著更多的動物可以生存和繁殖。
從一個進化觀點,豐富的植物生長會導致動物的多樣性。多布森說:“如果您可以解釋植物多樣性,那麼您還有更多的東西可以吃植物,要么是專家或通才,然後還有更多東西可以吃草動物,要么是專家或通才。”整個食物網的這種相互作用水平與植物和真菌,草食動物和捕食者相互作用,導致“較高的物種速率”,即新物種似乎與其進化祖先不同的點。
第二個假設是,熱帶地區是較舊的環境,並沒有被大凍結所打斷,因此物種有更長的時間發展。在過去的2億年中,當今的大多數生物多樣性一直在發展,但它受到了多個ICE時代的影響。多布森說,極地冰蓋的擴張和收縮“完全從最北端(最南端)的地區刪除了生命。” “在熱帶地區生活,繼續發展和多樣化,”波蘭人的生活必須重新殖民。
同時,多樣化的熱帶生活不能僅僅傳播到地球較冷的地區。多布森說,隨著越來越多的物種在熱帶環境中積累,它們會適應熱帶氣候,然後在試圖擴展到較冷的氣候時努力適應。
第三個假設與多樣性限制有關。該理論認為,不同的環境具有“物種豐富度的承載能力,這意味著在熱帶地區可以比溫帶地區更多的物種存在。”擁有更多資源的環境支持更多的動物多樣性,其中一些正在競爭中。但是,植物質量的產量增加也不會導致物種數量增加。斯托奇說:“這不僅與生產力和資源數量有關,還與環境中資源的波動有關。”
但是,儘管熱帶地區的物種速率很高(創造新物種),但這些宜人的地區也具有很高的物種滅絕率。高形成率可能導致較小的物種種群,其中許多物種正在相互作用或在小面積的競爭中,使它們面臨更高的滅絕風險。第二個假設得到了第二個假設的支持,這表明熱帶地區以及新物種出現的“搖籃”也是“博物館”,其中許多較舊物種的血統仍然存在。
當然,並非所有在過去的2億年中出現的物種仍然存在,但是據Storch稱,物種速率和滅絕之間的平衡引起了人們認為,熱帶地區具有很高的物種豐富度能力。
但是緯度多樣性梯度並不普遍。有一些例子來阻礙趨勢。一些動物,例如企鵝,依靠寒冷中的豐富食物南極水。斯托奇說,一些“物種起源於赤道,而且它們沒有足夠的時間擴散到熱帶地區”,因此它們變得特別適合較冷的氣候。換句話說,某些動植物群體中的多樣性仍然可以在寒冷的桿上出現。
同樣,與地球桿相比,溫帶或更冷的氣候中某些物種的多樣性更大。例如,針葉樹樹“由於Broadleaf [樹]的競爭而被限制在較冷的地區。一些群體已經越來越多,基本上被其競爭對手趕出了熱帶地區,” Storch說。被迫適應溫帶或較冷的氣候會在亞種的創建中引起另一種生物多樣性。根據Storch的說法,儘管熱帶地區寄託著各種不同的不同物種,但現在許多研究報告了較高緯度的亞種的多樣化。
逆轉緯度多樣性梯度假設的一組是寄生蟲。當您離開赤道時,寄生蟲的多樣性會增加。熱帶地區的物種數量大量意味著它們的相對豐度降低了,因為它們都在競爭,因此物種的種群密度和物種範圍(它們覆蓋的地理距離的量)比在溫帶區或北極地區小得多。
多布森說,寄主人群越大,“他們可以支持的寄生蟲越多,他們可以支持的寄生蟲越多”。 “如果您的多樣性較低,但這些宿主生物的人口較大,那麼它們可以支持更大的寄生蟲。擁有較大的物種具有較大的範圍,可以使更多的寄生蟲在溫帶和亞熱帶地區殖民這些物種。”因此,根據多布森的說法,一個總體生物多樣性較低的區域實際上是“物種泵”,產生的寄生蟲多於世界其他任何地方。
最初發表在現場科學上。