Biogeografi: Studiet af arters fordeling, evolution og økologisk tilpasning

Biogeografi: Lær hvordan arters fordeling, evolution og økologisk tilpasning former livets mangfoldighed på øer og kontinenter.

Biogeografi er studiet af, hvordan arter er fordelt på jordens overflade. Det omfatter både beskrivelsen af, hvor organismer lever, og forklaringer på, hvorfor de findes (eller ikke findes) i bestemte geografiske områder. Biogeografi undersøger mønstre i artsrigdom, endemisme (arter som kun findes ét sted), og hvordan historiske og aktuelle processer former disse mønstre.

Hvad biogeografi undersøger

Faget ser på flere sammenhængende spørgsmål: hvilke miljøfaktorer (klima, jordbund, topografi) og biologiske faktorer (konkurrence, prædation, mutualisme) bestemmer en arts udbredelse; hvordan historiske begivenheder som pladetektonik og istider har ændret udbredelser; og hvordan artsdannelse og spredning skaber nye regionale artssammensætninger.

Historisk baggrund

Mellem ca. 1800 og 1855 udarbejdede naturhistorikere lister over arter i forskellige regioner i verden og offentliggjorde sådanne optegnelser i bøger og tabeller. Et afgørende skridt i forståelsen af biogeografiske mønstre kom, da Charles Darwin og Alfred Russel Wallace udviklede og offentliggjorde tanken om evolution ved naturlig udvælgelse. Begge rejste til tropiske egne, skrev detaljeret om livet dér og argumenterede for, at evolutionære processer er nøglen til at forklare geografiske forskelle i fauna og flora.

Vigtige processer i biogeografi

Nye arter dannes normalt ved artsdannelse — en tidligere art deler sig i to eller flere. Når arter opstår, kan de sprede sig til nye områder, men deres bevægelse kan begrænses af fysiske barrierer som bjerge, have og klima. Derfor kan to steder med samme klima ofte have helt forskellige arter af dyr og planter. F.eks. er pungdyr, som dominerer i Australien, meget forskellige fra dyrelivet i Sydamerika. Ligeledes kan arter på fjerntliggende øer, fx Hawaii og Galapagos, udvikle sig i særlige retninger og blive meget forskellige fra arter på kontinenterne.

De centrale mekanismer man ofte skelner mellem, er:

• Spredning (dispersal) — arter bevæger sig til nye områder (fx frø, dyr, vind-, vand- eller menneskemedieret spredning).
• Vicariance — en populations udbredelsesområde deles af geologiske eller klimatiske ændringer (fx opbrud af kontinenter, havindtrængen), hvilket fører til isolering og senere artsdannelse.
• Adaptive radiations — hurtig artsdannelse, især når en forfader når et område med mange ubesatte nicher (klassisk eksempel: Darwins finker på Galapagos).

Øer, Wallace-linjen og regionale forskelle

Øer fungerer ofte som naturlige laboratorier i biogeografi. Isolationen gør, at evolutionære processer kan føre til højt niveau af endemisme. På globalt plan er der også tydelige regioner (biogeografiske realm), hvor fauna og flora har fælles historie — for eksempel er Australien karakteriseret ved mange unikke pattedyr som følge af lang isolation. Grænsen mellem asiatiske og australske arter er kendt som Wallace-linjen; den illustrerer, hvordan havområder og dybder kan forhindre spredning og skabe store forskelle i arter mellem tilsyneladende nære områder.

Metoder og datakilder

Moderne biogeografi kombinerer mange typer data og metoder for at forstå udbredelsesmønstre:

• Fossilregistreringer, der viser fortidens udbredelser.
• Fylogenetiske analyser og molekylære ur (molecular clocks) for at bestemme slægtskab og tidspunkter for artsdannelser.
• Geografiske informationssystemer (GIS) og fjernmåling til at kortlægge arter og habitat.
• Artsfordelingsmodeller (species distribution models) som forudsiger potentielle udbredelser ud fra miljødata.

Biogeografi og bevaring

Biogeografi er vigtig for bevaringsarbejde: den hjælper med at identificere områder med høj biodiversitet eller højt niveau af endemisme (biodiversity hotspots) og forstår, hvordan habitatfragmentering, invasive arter og klimaændringer ændrer arters udbredelse. Forudsigelser om skift i udbredelser som følge af opvarmning er centrale for at planlægge bevarelsesstrategier og korridorer for spredning.

Eksempler og læring

Studier af biogeografi bruger mange konkrete eksempler i undervisning og forskning: fra forskellene mellem Australien og Sydamerika, over ø-speciation på Hawaii og Galapagos, til moderne undersøgelser af, hvordan menneskelig aktivitet ændrer udbredelsesmønstre. Biogeografi forbinder derfor økologi, evolution og jordens geologiske historie for at forklare, hvorfor livet på jorden er fordelt, som det er.

Historie

Den videnskabelige teori om biogeografi udspringer af Alexander von Humboldt (1769-1859), Hewett Cottrell Watson (1804-1881), Alphonse de Candolle (1806-1893), Alfred Russel Wallace (1823-1913), Philip Lutley Sclater (1829-1913) og andre biologer og opdagelsesrejsende.

Wallace studerede fordelingen af flora og fauna i Amazonasbassinet og det malaysiske øhav i midten af det 19. århundrede. Wallace og Sclater så biogeografi som en kilde til støtte for evolutionsteorien. Vigtige resultater, som f.eks. den skarpe forskel i faunaen på begge sider af Wallace-linjen, kan kun forstås i dette lys. Ellers ville biogeografien være et rent beskrivende område.

Både Darwin og Wallace lagde stor vægt på øer i havet som eksempler på evolution, især artsdannelse. Darwin besøgte Galapagosøerne og studerede deres fauna. Wallace tilbragte flere år på øerne i Sydøstasien. Denne interesse blev genoplivet med The theory of island biogeography af Robert MacArthur og E.O. Wilson i 1967. De viste, at variationen i arter i et enkelt område kunne forudsiges, hvis man kendte habitatområdet, indvandringsraten og udryddelsesraten.

Det blev konstateret, at habitatfragmenter er som øer. De kan undersøges med de samme metoder. Dette gav næring til udviklingen af bevarelsesbiologien.

Genomanalyser giver forskerne mulighed for at teste teorier om befolkningers oprindelse og spredning, f.eks. ø-arter. Det giver biologer mulighed for at teste teorier om, hvor arterne kommer fra.

 
Edward O. Wilson, biolog og naturforkæmper  

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er biogeografi?

Spørgsmål: Hvordan dokumenterede naturhistorikere arternes fordeling før Charles Darwin og Alfred Russel Wallace?

Spørgsmål: Hvad skrev Charles Darwin og Alfred Russel Wallace om?

Spørgsmål: Hvordan dannes nye arter?

Spørgsmål: Hvad kan forhindre en art i at rejse til et nyt sted?

Spørgsmål: Hvordan påvirker dette lignende steder med forskellige dyr eller planter?

Søg efter bogstav