Rozmieszczenie gatunków i biogeografia

Biogeografia to nauka zajmująca się rozmieszczeniem organizmów w przestrzeni geograficznej oraz procesami, które kształtują to rozmieszczenie. Ogólnie rzecz biorąc, teoria biogeografii mówi, że każdy gatunek występujący w określonym miejscu albo tam wyewoluował, albo przeniósł się tam z innego miejsca. Jeśli to ostatnie jest prawdą, kiedy ci kolonizatorzy dotrą do nowego miejsca, cechy środowiska, takie jak dostępność pożywienia i interakcje z innymi gatunkami, zadecydują o tym, czy założą nową populację, czy zginą.

Teoria biogeografii wysp została sformułowana w 1967 roku przez Edwarda O. Wilsona i Roberta MacArthura. Opiera się na założeniu, że liczba gatunków w danym miejscu jest określana przez tempo kolonizacji i wymierania. Teoria ta nazywana jest biogeografią wysp, ponieważ po raz pierwszy została użyta do wyjaśnienia różnic w wielu gatunkach na wyspach oceanicznych. Ale teoria biogeografii wysp może być również zastosowana do rozmieszczenia gatunków w miastach w wielu innych nieciągłych typach siedlisk, takich jak lasy rozdrobnione przez rolnictwo.

Jednym z głównych przewidywań teorii biogeografii wysp jest to, że wyspy położone bliżej kontynentu będą miały większy wskaźnik kolonizacji niż wyspy znajdujące się dalej. Ma to sens. Jeśli wyspa znajduje się daleko od lądu, organizmom trudno jest fizycznie się tam dostać. Po drugie, większe wyspy zazwyczaj będą w stanie utrzymać więcej gatunków niż mniejsze wyspy. Dodatkowo, wraz ze wzrostem rozmiarów wysp, ryzyko wyginięcia gatunku zmniejszyłoby się, ponieważ większe wyspy mogą utrzymać większe, bardziej wytrzymałe populacje dowolnego gatunku, takiego jak ta kwitnąca kolonia królików. Z drugiej strony, tempo wymierania wzrasta, gdy na wyspie współistnieje coraz więcej odrębnych gatunków, a pod względem statystycznym dzieje się tak po prostu dlatego, że istnieje więcej możliwości wystąpienia wyginięcia. Z ekologicznego punktu widzenia większa liczba gatunków zamieszkujących tę samą wyspę prowadzi również do zwiększonej szansy na antagonistyczne interakcje, takie jak interakcje drapieżnik-ofiara lub walki terytorialne. Co więcej, im więcej gatunków zamieszkuje wyspę, tym tempo kolonizacji maleje, ponieważ jest mniej zasobów do oprowadzania, a przestrzeń niszowa jest zajęta, więc nowi przybysze mają mniejsze szanse na osiedlenie się.

Ogólnie rzecz biorąc, teoria biogeografii wysp przewiduje, że na każdej wyspie będzie istniała dynamiczna równowaga - co oznacza, że liczba gatunków powinna pozostać stabilna w punkcie, w którym spotykają się tempo kolonizacji i wymierania. Należy zauważyć, że oznacza to również, że skład gatunków na wyspie może się nadal zmieniać, ponieważ niektóre gatunki wymierają, a nowi imigranci osiedlają się. Ponadto rzeczywiste wartości w stanie równowagi zawsze będą zależały od cech danej wyspy, takich jak jej wielkość lub bliskość lądu.

W tym laboratorium przetestujesz teorię biogeografii wysp poprzez symulację ze sztucznymi wyspami o różnych rozmiarach.