Odhalte tajemství hojnosti druhů

V průběhu let globální pozorování biologické rozmanitosti odhalilo potenciálně konzistentní vzorec, který ukazuje, kolik druhů je běžných, extrémně vzácných nebo spadá někde uprostřed.

Přirozená pozorování v průběhu století odhalila konzistentní vzor v… Klasifikovat Četnost: Ačkoli je většina druhů vzácná, z velké části tomu tak není, přičemž některé jsou velmi běžné. Takzvané globální distribuce abundance druhů se u některých dobře monitorovaných skupin druhů, jako jsou ptáci, zcela odkryly.

Co se týče jiných skupin druhů, jako je hmyz, závoj zůstává částečně nezvednutý. Toto jsou zjištění mezinárodního týmu výzkumníků vedených Německým centrem pro integrovaný výzkum biodiverzity (iDiv), Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) a University of Florida (UF), publikovaná v časopise. Ekologie a evoluce přírody. Studie ukazuje, jak důležité je sledovat biologickou rozmanitost, abychom objevili množství druhů na Zemi a pochopili, jak se mění.

„Kdo může vysvětlit, proč jeden druh má široký rozsah a je tak početný a proč jiný podobný druh má úzký rozsah a je vzácný?“ Tuto otázku položil Charles Darwin ve své přelomové knize O původu druhů, která vyšla před více než 150 lety. Související výzvou je pochopení počtu běžných (vícenásobných) druhů a počtu vzácných druhů, což se nazývá globální distribuce abundance druhů (gSAD).

tygr (Tygr Bardos) Jde o vzácný až střední druh. Kredit: Corey Callahan

V minulém století byly navrženy dva hlavní modely gSAD: R. A. Fisher, statistik a biolog, navrhl, že většina druhů je velmi vzácná a že počet druhů se oproti běžnějším druhům snižuje (takzvaný model log série ). Na druhou stranu F. W. Preston, inženýr a ekolog, tvrdil, že jen několik druhů je ve skutečnosti velmi vzácných a že většina druhů má průměrnou úroveň obyčejnosti (tzv. lognormální model). Až dosud však vědci, navzdory desetiletím výzkumu, neznali model, který by popisoval skutečnou planetu gSAD.

Řešení tohoto problému vyžaduje obrovské množství dat. Autoři studie použili data z Global Biodiversity Information Facility (GBIF) a stáhli data představující více než 1 miliardu pozorování druhů ve volné přírodě od roku 1900 do roku 2019.

„Databáze GBIF je skvělým zdrojem pro všechny typy výzkumu souvisejícího s biodiverzitou, zejména proto, že shromažďuje data shromážděná od profesionálních a občanských vědců z celého světa,“ říká první autor Dr Corey Callahan. Začal studovat při práci na iDiv a MLU a nyní působí na UF.

Globální distribuce abundance druhů (gSAD) byla u ptáků plně odhalena a ukazuje potenciálně globální vzorec: existuje několik velmi vzácných druhů, jako je srílanský závěsný papoušek, mnoho vzácných druhů, jako je jestřáb severní, a několik běžných druhů jako je vrabec domácí. Tento vzor poprvé navrhl F. W. Preston v roce 1948. Zdroj: Gabriel Rada (ilustrace), Corey Callahan (fotografie)

Callahan a jeho kolegové výzkumníci rozdělili stažená data do 39 skupin druhů, například ptáků, hmyzu nebo savců. Pro každý sestavili globální distribuci abundance druhů (gSAD).

Výzkumníci objevili potenciálně globální vzorec, který se objeví, jakmile je distribuce hojnosti druhů plně odhalena: většina druhů je vzácná, ale ne příliš vzácná a jen několik druhů je velmi běžných, jak by se dalo očekávat v lognormálním modelu. Vědci však také zjistili, že závoj byl plně zvednut pouze u několika skupin druhů, jako jsou cykasy a ptáci. Pro všechny ostatní skupiny druhů zatím údaje nejsou dostatečné.

„Pokud nemáte dostatek údajů, je to, jako by většina druhů byla příliš vzácná,“ říká vedoucí výzkumný pracovník profesor Henrique Pereira, vedoucí výzkumné skupiny na iDiv a MLU. „Ale přidáváním dalších a dalších pozorování se obraz mění. Začínáte vidět, že ve skutečnosti existuje více vzácných druhů než velmi vzácných druhů. Tento posun u cykasů a ptáků můžete vidět, když porovnáte pozorování druhů od roku 1900, kdy byla dostupná data Méně, s nejkomplexnějšími pozorováními druhů, která dnes máme. Je to pozoruhodné: můžeme jasně vidět fenomén odhalování celé distribuce abundance druhů, jak předpovídal Preston před několika desetiletími, ale teprve nyní se ukázal na měřítku celou planetu.

„Ačkoli jsme pozorování prováděli po celá desetiletí, odhalili jsme jen několik skupin druhů,“ říká Callahan. „Máme před sebou ještě dlouhou cestu. Ale Globální informační zařízení o biologické rozmanitosti a sdílení dat pro mě skutečně představují budoucnost výzkumu a monitorování biologické rozmanitosti.“

Výsledky nové studie umožňují vědcům vyhodnotit, do jaké míry jsou gSAD detekovány u různých skupin druhů. To umožňuje odpovědět na další dlouhodobou výzkumnou otázku: Kolik druhů existuje? Tato studie zjistila, že zatímco u některých skupin, jako jsou ptáci, byly rozpoznány téměř všechny druhy, u jiných taxonů, jako je hmyz a ptáci, tomu tak není. Hlavonožci.

Vědci věří, že jejich zjištění mohou pomoci odpovědět na Darwinovu otázku, proč jsou některé druhy vzácné a jiné běžné. Globální vzorec, který našli, může naznačovat obecné ekologické nebo evoluční mechanismy, kterými se řídí prevalence a vzácnost druhů.

Jak se provádí další výzkum, lidé pokračují ve změně povrchu planety a hojnosti druhů, například tím, že běžné druhy jsou méně běžné. To komplikuje úkol výzkumníků: potřebují pochopit nejen to, jak se hojnost druhů přirozeně vyvíjí, ale také to, jak lidské dopady tyto vzorce současně mění. Než bude Darwinova otázka definitivně zodpovězena, může být ještě dlouhá cesta.

Odkaz: „Odhalení globální distribuce četnosti druhů“ od Corey T. Callahan, Luis Borda de Agua, Roel van Klink, Roberto Rosi a Henrique M. Pereira, 4. září 2023, Ekologie a evoluce přírody.
doi: 10.1038/s41559-023-02173-y