종 풍부성의 비밀을 밝혀내세요

수년에 걸쳐 생물 다양성에 대한 전 세계적 관찰을 통해 얼마나 많은 종들이 흔하거나, 극도로 희귀하거나, 중간에 속하는지를 나타내는 잠재적으로 일관된 패턴이 밝혀졌습니다.

100년이 넘는 자연 관찰을 통해 일관된 패턴이 밝혀졌습니다. 나누다 풍부함: 대부분의 종은 드물지만 대체로 그렇지 않으며 일부 종은 매우 흔합니다. 새와 같이 잘 모니터링되는 일부 종 그룹에 대해서는 소위 전 지구적 종 풍부 분포가 완전히 노출되었습니다.

곤충과 같은 다른 종 그룹의 경우 베일이 부분적으로 벗겨지지 않은 상태로 유지됩니다. 이는 독일 통합생물다양성연구센터(iDiv), 마틴루터대학교 할레-비텐베르크(MLU), 플로리다대학교(UF)가 이끄는 국제 연구팀의 연구 결과를 저널에 게재했습니다. 자연생태와 진화. 이 연구는 지구상의 풍부한 종을 발견하고 그들이 어떻게 변화하고 있는지 이해하기 위해 생물 다양성을 모니터링하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다.

“한 종의 분포 범위가 넓고 그 수가 많은 이유와, 유사한 다른 종의 분포 범위가 좁고 희귀한 이유를 누가 설명할 수 있습니까?” 이 질문은 찰스 다윈(Charles Darwin)이 150여 년 전에 출판된 획기적인 저서 종의 기원(On the Origin of Species)에서 제기한 것입니다. 관련된 과제는 gSAD(글로벌 종 풍부 분포)라고 하는 공통(다중) 종의 수와 희귀종의 수를 이해하는 것입니다.

호랑이 (타이거 바르도스) 드물거나 중간 정도의 종입니다. 크레딧: Corey Callahan

지난 세기에 gSAD의 두 가지 주요 모델이 제안되었습니다. 통계학자이자 생물학자인 R.A. Fisher는 대부분의 종은 매우 드물며 종의 수가 더 일반적인 종에 비해 감소하고 있다고 제안했습니다(소위 로그 계열 모델). ). 반면, 공학자이자 생태학자인 F. W. Preston은 소수의 종만이 실제로 매우 희귀하며 대부분의 종은 평균 수준의 공통성을 가지고 있다고 주장했습니다(소위 로그 정규 모델). 그러나 지금까지 수십 년간의 연구에도 불구하고 과학자들은 지구의 실제 gSAD를 설명하는 모델을 알지 못했습니다.

이 문제를 해결하려면 엄청난 양의 데이터가 필요합니다. 연구 저자들은 GBIF(Global Biodiversity Information Facility)의 데이터를 사용하고 1900년부터 2019년까지 야생에서 관찰된 10억 개 이상의 종을 나타내는 데이터를 다운로드했습니다.

“GBIF 데이터베이스는 모든 유형의 생물다양성 관련 연구를 위한 훌륭한 리소스입니다. 특히 전 세계의 전문 과학자와 시민 과학자로부터 수집한 데이터를 통합하기 때문입니다.”라고 제1저자인 Corey Callahan 박사는 말합니다. 그는 iDiv와 MLU에서 일하면서 공부를 시작했고 현재는 University of Florida의 대학에서 일하고 있습니다.

전 세계 종 풍부 분포(gSAD)는 조류에 대해 완전히 밝혀졌으며 잠재적으로 전 지구적인 패턴을 보여줍니다. 스리랑카 매달려 앵무새와 같은 매우 희귀한 종, 북부 참매와 같은 많은 희귀 종이 있고 몇 가지 일반적인 종이 있습니다. 집 참새 같은 거죠. 이 패턴은 1948년 F. W. Preston에 의해 처음 제안되었습니다. 출처: Gabriel Rada(그림), Corey Callahan(사진)

Callahan과 그의 동료 연구원들은 다운로드한 데이터를 새, 곤충, 포유류 등 39종의 그룹으로 나누었습니다. 각각에 대해 그들은 글로벌 종 풍부 분포(gSAD)를 편집했습니다.

연구자들은 종 풍부도의 분포가 완전히 밝혀지면 나타나는 잠재적인 글로벌 패턴을 발견했습니다. 즉, 로그 정규 모델에서 예상되는 것처럼 대부분의 종은 드물지만 아주 희귀하지는 않으며 소수의 종만이 매우 흔합니다. 그러나 연구원들은 또한 소철류와 새와 같은 소수의 종 그룹에 대해서만 베일이 완전히 벗겨졌다는 사실을 발견했습니다. 다른 모든 종 그룹에 대해서는 데이터가 아직 충분하지 않습니다.

“충분한 데이터가 없으면 대부분의 종은 너무 희귀한 것입니다.”라고 iDiv 및 MLU의 연구 그룹 책임자인 수석 연구원 교수인 Henrique Pereira가 말했습니다. “그러나 점점 더 많은 관찰을 추가하면 상황이 달라집니다. 실제로 매우 희귀한 종보다 희귀종이 더 많다는 것을 알기 시작합니다. 1900년 이후의 종 관찰을 비교할 때 소철과 새에 대한 이러한 변화를 볼 수 있습니다. 오늘날 우리가 가지고 있는 가장 포괄적인 종 관찰을 통해 데이터를 사용할 수 있었을 때, 이는 놀랍습니다. 수십 년 전에 Preston이 예측한 것처럼 종 풍부도의 전체 분포를 드러내는 현상을 명확하게 볼 수 있지만 지금은 규모로 입증되었습니다. 행성 전체.

Callahan은 “우리는 수십 년 동안 관찰을 해왔지만 몇 가지 종의 그룹만 발견했습니다.”라고 말합니다. “아직 갈 길이 멀다. 하지만 지구생물다양성정보시설(Global Biodiversity Information Facility)과 데이터 공유는 나에게 있어 생물다양성 연구와 모니터링의 미래를 대표한다.”

새로운 연구 결과를 통해 과학자들은 다양한 종 그룹에서 gSAD가 검출되는 정도를 평가할 수 있습니다. 이를 통해 또 다른 오랜 연구 질문에 답할 수 있습니다. 얼마나 많은 종이 있습니까? 이 연구에 따르면 조류와 같은 일부 그룹에서는 거의 모든 종이 인정되었지만 곤충이나 새와 같은 다른 분류군에서는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다. 두족류.

연구자들은 이번 발견이 왜 일부 종은 희귀하고 다른 종은 흔한지에 대한 다윈의 질문에 답하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다. 그들이 발견한 세계적인 패턴은 종의 확산과 희귀성을 지배하는 일반적인 생태학적 또는 진화적 메커니즘을 나타낼 수 있습니다.

더 많은 연구가 진행됨에 따라 인간은 예를 들어 일반적인 종을 덜 흔하게 만드는 등 행성 표면과 종의 풍부함을 계속 변경하고 있습니다. 이는 연구자의 작업을 복잡하게 만듭니다. 연구자들은 종의 풍부함이 자연적으로 어떻게 진화하는지뿐만 아니라 인간의 영향이 이러한 패턴을 동시에 어떻게 변화시키는지도 이해해야 합니다. 다윈의 질문에 마침내 답이 나오기까지는 아직 갈 길이 멀다.

참고 자료: Corey T.의 “세계 종 풍부 분포 발견” Callahan, Luis Borda de Agua, Roel van Klink, Roberto Rosi 및 Henrique M. Pereira, 2023년 9월 4일, 자연생태와 진화.
도이: 10.1038/s41559-023-02173-y