Biogeografia – eliömaantieteen määritelmä ja lajien levinneisyys

Biogeografia – eliömaantiede selittää lajien levinneisyyden: evoluutio, lajinmuodostus, saaret, ilmasto ja maantieteelliset esteet muokkaavat kasvi- ja eläinlajiston jakautumaa.

Biogeografia tutkii lajien levinneisyyttä: missä eliöt elävät, miten niiden populaatiot ovat jakautuneet maantieteellisesti ja miksi tietty laji esiintyy (tai ei esiinny) tietyllä alueella. Biogeografian keskeinen tehtävä on selittää lajien jakautumista yhdistämällä evoluutioteoria, ekologia, maantiede ja geologia.

Biogeografia tarkastelee myös sitä, miten eläimet ja kasvit ovat sopeutuneet erilaisiin elinympäristöihin ja miksi samankaltaisissa ilmastoissa tai ympäristöissä voi elää hyvin erilaisia eliöyhteisöjä. Kieltojen, kuten vuorten, merien tai ilmastoesteiden, läsnäolo muokkaa lajin leviämistä ja voi johtaa paikalliseen lajistoon, joka eroaa kaukana sijaitsevasta, mutta ilmastoltaan samankaltaisesta alueesta.

Lyhyt historiallinen katsaus

Noin vuosina 1800–1855 monet luonnonhistorioitsijat laativat alueellisia lajiluetteloita ja kuvasivat maailman eri alueiden eliöstöä. Tunnetuimmat varhaiset ajatukset evoluutiosta ja lajien suhteesta maantieteelliseen levinneisyyteen tulivat, kun Charles Darwin ja Alfred Russel Wallace esittivät evoluutiomekanismin eli evoluution luonnonvalinnan kautta. Heidän havaintonsa trooppisista alueista ja saarista korostivat, että evoluutio yhdistettynä maantieteellisiin esteisiin selittää monia levinneisyyden kuvioita.

Miten uudet lajit syntyvät ja leviävät

Uudet lajit syntyvät yleensä lajinmuodostuksen kautta, kun aikaisempi populaatio jakaantuu ja eriytyy. Tällöin erot voivat kasvaa niin suureksi, että syntyy erillinen laji. Lajinmuodostusta voi ohjata:

• Allopatrinen lajinmuodostus: populaation jakautuminen maantieteellisellä esteellä (esim. vuoret, meret, joet) ja eriytyminen.
• Sympatrinen lajinmuodostus: lajinjakautuminen ilman selkeää maantieteellistä estettä, usein ekologisen erikoistumisen kautta.
• Dispersaatiot: lajit voivat leviätä uusiin alueisiin luonnollisesti (esim. siementen kulkeutuminen tuulen tai lintujen avulla) tai ihmisen välityksellä.
• Vicarianssi: alueen jakautuminen (esim. maanosien erkaneminen) erottaa populaatiot toisistaan ilman että lajit ovat itse levittäytyneet.

Esimerkkejä ja saarten rooli

Usein kahdessa samankaltaisessa ilmastossa sijaitsevassa paikassa elää täysin erilaisia eläin- ja kasvilajeja. Esimerkiksi Australiassa elävät pussieläimet eroavat suuresti monien muiden maanosien nisäkkäistä, vaikka ilmasto joillain alueilla olisi samankaltainen. Saarilla, kuten Havaijilla ja Galapagossaarilla, evoluutio ja eristäytyneisyys ovat johtaneet runsaaseen endemismiin ja usein ainutlaatuisiin lajiryhmiin (esim. Darwinin tiklit, Havaijin hunajaruokokot).

Suuret maantieteelliset ja geologiset tekijät

Levinneisyyteen vaikuttavat myös pitkän aikavälin geologiset tekijät, kuten mantereiden asettuminen ja siirtyminen (levyäliikkeet) sekä ilmastonmuutokset jääkausien aikana. Gondwanan ja Laurasian hajoaminen selittää joidenkin lajirühmien nykyiset jakautumismallit ja samankaltaisten ryhmien esiintymisen eri maanosissa.

Nykyiset tutkimusmenetelmät

Biogeografiassa käytetään monia menetelmiä nykytutkimuksessa: fossiiliaineistoa, molekyylisiä sukupuita (DNA-analyysi), lajiensijaintitietoja ja mallinnuksia (esim. lajinlevinnäisyyden ennustemallit). Myös paikkatietojärjestelmät (GIS) ovat tärkeitä lajien levinneisyyden kartoituksessa ja analysoinnissa.

Ihmisen vaikutus ja uhat

Ihminen on muuttanut lajien levinneisyyttä voimakkaasti: lajit ovat siirtyneet ihmisten mukana uusille alueille (invasio), elinympäristöt ovat pirstoutuneet ja ilmastonmuutos pakottaa lajeja siirtymään kohti napa-alueita tai korkeampia ilmansuuntia. Nämä tekijät muuttavat biogeografisia malleja nopeammin kuin moni laji ehtii sopeutua, mikä lisää sukupuuttojen riskiä ja muuttaa paikallista biodiversiteettiä.

Yhteenveto

Biogeografia yhdistää evoluution, ekologian ja maantieteen ymmärtääkseen, miksi lajit ovat siellä missä ne ovat. Se selittää sekä miksi samankaltaisissa oloissa voi olla erilaisia eliöyhteisöjä että miten maantieteelliset esteet, historian tapahtumat ja nykyiset ihmistoimet muokkaavat elollisen luonnon levinneisyyttä.

Historia

Biogeografian tieteellinen teoria perustuu Alexander von Humboldtin (1769-1859), Hewett Cottrell Watsonin (1804-1881), Alphonse de Candollen (1806-1893), Alfred Russel Wallacen (1823-1913), Philip Lutley Sclaterin (1829-1913) ja muiden biologien ja tutkimusmatkailijoiden työhön.

Wallace tutki 1800-luvun puolivälissä kasviston ja eläimistön levinneisyyttä Amazonin altaassa ja Malesian saaristossa. Wallace ja Sclater pitivät biogeografiaa evoluutioteorian tukena. Keskeiset havainnot, kuten eläimistön jyrkkä ero Wallacen linjan molemmin puolin, voidaan ymmärtää vain tässä valossa. Muuten biogeografian ala olisi puhtaasti kuvaileva.

Sekä Darwin että Wallace kiinnittivät paljon huomiota valtamerten saariin esimerkkeinä evoluutiosta ja erityisesti lajinmuodostuksesta. Darwin vieraili Galapagossaarilla ja tutki sen eläimistöä. Wallace vietti vuosia Kaakkois-Aasian saarilla. Tämä kiinnostus herätettiin henkiin Robert MacArthurin ja E.O. Wilsonin vuonna 1967 julkaisemassa teoksessa The theory of island biogeography. He osoittivat, että lajien vaihtelu yhdellä alueella voidaan ennustaa, jos tunnetaan elinympäristön pinta-ala, maahanmuuton määrä ja sukupuuttoon kuolemisen määrä.

Todettiin, että luontotyyppien pirstaleet ovat kuin saaria. Niitä voidaan tutkia samoilla menetelmillä. Tämä vauhditti suojelubiologian kehitystä.

Genomianalyysin avulla tutkijat voivat testata teorioita populaatioiden, kuten saaristolajien, alkuperästä ja leviämisestä. Sen avulla biologit voivat testata teorioita siitä, mistä lajit ovat peräisin.

 
Edward O. Wilson, biologi ja luonnonsuojelija  

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä on biogeografia?

K: Miten luonnontieteilijät dokumentoivat lajien levinneisyyttä ennen Charles Darwinia ja Alfred Russel Wallacea?

K: Mistä Charles Darwin ja Alfred Russel Wallace kirjoittivat?

K: Miten uudet lajit muodostuvat?

K: Mikä voi estää lajia siirtymästä uuteen paikkaan?

K: Miten tämä vaikuttaa samankaltaisiin paikkoihin, joissa on erilaisia eläimiä tai kasveja?

Hae kirjaimella