Ontdek de geheimen van de overvloed aan soorten

Door de jaren heen hebben mondiale observaties van de biodiversiteit een potentieel consistent patroon aan het licht gebracht dat aangeeft hoeveel soorten algemeen voorkomen, extreem zeldzaam zijn of ergens in het midden vallen.

Natuurlijke observaties gedurende een eeuw hebben een consistent patroon onthuld in… Classificeren Overvloed: Hoewel de meeste soorten zeldzaam zijn, zijn ze dat grotendeels niet, en enkele zijn heel gebruikelijk. Voor sommige goed gecontroleerde soortengroepen, zoals vogels, zijn de zogenoemde mondiale verdelingen van de soortenrijkdom volledig blootgelegd.

Voor andere soortgroepen, zoals insecten, blijft de sluier deels open. Dit zijn de bevindingen van een internationaal team van onderzoekers onder leiding van het Duitse Centrum voor Integratief Biodiversiteitsonderzoek (iDiv), de Martin Luther Universiteit Halle-Wittenberg (MLU) en de Universiteit van Florida (UF), gepubliceerd in het tijdschrift Natuurecologie en evolutie. Het onderzoek laat zien hoe belangrijk het is om de biodiversiteit te monitoren om de overvloed aan soorten op aarde te ontdekken en te begrijpen hoe deze veranderen.

“Wie kan verklaren waarom de ene soort een groot verspreidingsgebied heeft en zo talrijk is, en waarom een ​​andere soortgelijke soort een smal verspreidingsgebied heeft en zeldzaam is?” Deze vraag werd gesteld door Charles Darwin in zijn baanbrekende boek On the Origin of Species, dat meer dan 150 jaar geleden werd gepubliceerd. Een gerelateerde uitdaging is het begrijpen van het aantal veel voorkomende (meerdere) soorten en het aantal zeldzame soorten, wat de mondiale soortenabundantieverdeling (gSAD) wordt genoemd.

Tijger (Tijger Bardus) Het is een zeldzame tot middelgrote soort. Krediet: Corey Callahan

In de afgelopen eeuw zijn twee hoofdmodellen van gSAD voorgesteld: R.A. Fisher, een statisticus en bioloog, stelde voor dat de meeste soorten zeer zeldzaam zijn en dat het aantal soorten afneemt in vergelijking met de meest voorkomende soorten (het zogenaamde logreeksmodel ). Aan de andere kant betoogde F.W. Preston, een ingenieur en ecoloog, dat slechts een paar soorten feitelijk zeer zeldzaam zijn en dat de meeste soorten een gemiddeld niveau van algemeenheid hebben (het zogenaamde lognormale model). Tot nu toe hebben wetenschappers, ondanks tientallen jaren onderzoek, echter geen model gekend dat de werkelijke gSAD van de planeet beschrijft.

Om dit probleem op te lossen zijn enorme hoeveelheden data nodig. De auteurs van het onderzoek gebruikten gegevens van de Global Biodiversity Information Facility (GBIF) en downloadden gegevens die meer dan 1 miljard observaties van soorten in het wild vertegenwoordigen van 1900 tot 2019.

“De GBIF-database is een geweldige bron voor alle soorten biodiversiteitsgerelateerd onderzoek, vooral omdat het gegevens samenbrengt die zijn verzameld door professionele wetenschappers en burgerwetenschappers van over de hele wereld”, zegt eerste auteur dr. Corey Callahan. Hij begon te studeren terwijl hij bij iDiv en MLU werkte en werkt nu bij UF.

De mondiale soortenovervloedverdeling (gSAD) is volledig onthuld voor vogels en vertoont een potentieel mondiaal patroon: er zijn een paar zeer zeldzame soorten zoals de Sri Lankaanse hangende papegaai, veel zeldzame soorten zoals de havik, en een paar veel voorkomende soorten zoals de huismus. Dit patroon werd voor het eerst voorgesteld door F.W. Preston in 1948. Bron: Gabriel Rada (illustratie), Corey Callahan (foto’s)

Callahan en zijn collega-onderzoekers verdeelden de gedownloade gegevens in 39 soortengroepen, bijvoorbeeld vogels, insecten of zoogdieren. Voor elk hebben ze de mondiale verspreiding van soortenovervloed (gSAD) samengesteld.

De onderzoekers ontdekten een potentieel mondiaal patroon, dat naar voren komt zodra de verdeling van de soortenrijkdom volledig is onthuld: de meeste soorten zijn zeldzaam maar niet erg zeldzaam, en slechts een paar soorten komen heel vaak voor, zoals zou worden verwacht in een lognormaal model. De onderzoekers ontdekten echter ook dat de sluier slechts voor enkele soortengroepen, zoals cycaden en vogels, volledig is opgelicht. Voor alle andere soortengroepen zijn de gegevens nog niet voldoende.

“Als je niet genoeg gegevens hebt, is het alsof de meeste soorten te zeldzaam zijn”, zegt hoofdonderzoeker professor Henrique Pereira, hoofd van de onderzoeksgroep bij iDiv en MLU. “Maar door steeds meer waarnemingen toe te voegen, verandert het beeld. Je begint te zien dat er in feite meer zeldzame soorten zijn dan zeer zeldzame soorten. Je kunt deze verschuiving voor cycaden en vogels zien als je waarnemingen van soorten sinds 1900 vergelijkt, toen er gegevens beschikbaar waren Minder, met de meer uitgebreide soortobservaties die we vandaag de dag hebben. Het is opmerkelijk: we kunnen duidelijk het fenomeen zien van het onthullen van de gehele verspreiding van soortenabundanties, zoals voorspeld door Preston enkele decennia geleden, maar nu pas gedemonstreerd op de schaal van de hele planeet.

‘Hoewel we al tientallen jaren waarnemingen doen, hebben we slechts een paar groepen soorten ontdekt’, zegt Callahan. “We hebben nog een lange weg te gaan. Maar de Global Biodiversity Information Facility en het delen van gegevens vertegenwoordigen voor mij echt de toekomst van biodiversiteitsonderzoek en -monitoring.”

De resultaten van de nieuwe studie stellen wetenschappers in staat te evalueren in welke mate gSAD’s worden gedetecteerd voor verschillende soortgroepen. Hiermee kan een andere al lang bestaande onderzoeksvraag worden beantwoord: hoeveel soorten zijn er? Uit deze studie bleek dat, hoewel voor sommige groepen, zoals vogels, bijna alle soorten zijn erkend, dit niet het geval is voor andere taxa, zoals insecten en vogels. Koppotigen.

De onderzoekers geloven dat hun bevindingen kunnen helpen bij het beantwoorden van Darwins vraag waarom sommige soorten zeldzaam zijn en andere veel voorkomen. Het mondiale patroon dat ze hebben gevonden, kan duiden op algemene ecologische of evolutionaire mechanismen die de prevalentie en zeldzaamheid van soorten bepalen.

Naarmate er meer onderzoek wordt gedaan, blijven mensen het aardoppervlak en de soortenrijkdom veranderen, bijvoorbeeld door gewone soorten minder algemeen te maken. Dit bemoeilijkt de taak van onderzoekers: ze moeten niet alleen begrijpen hoe de overvloed aan soorten op natuurlijke wijze evolueert, maar ook hoe menselijke invloeden deze patronen tegelijkertijd veranderen. Er kan nog een lange weg te gaan zijn voordat Darwins vraag eindelijk beantwoord wordt.

Referentie: “Het blootleggen van de wereldwijde verspreiding van soortenovervloeden” door Corey T. Callahan, Luis Borda de Agua, Roel van Klink, Roberto Rosi en Henrique M. Pereira, 4 september 2023, Natuurecologie en evolutie.
doi: 10.1038/s41559-023-02173-y