Biogeografie

18e eeuwEdit

De eerste ontdekkingen die bijdroegen tot de ontwikkeling van biogeografie als wetenschap begonnen in het midden van de 18e eeuw, toen Europeanen de wereld verkenden en de biodiversiteit van het leven beschreven. In de 18e eeuw werden de meeste opvattingen over de wereld gevormd rond religie en voor veel natuurtheologen, de bijbel. Carl Linnaeus, in het midden van de 18e eeuw, gaf de aanzet tot de manieren om organismen in te delen door zijn verkenning van onontdekte gebieden. Toen hij merkte dat soorten niet zo eeuwigdurend waren als hij dacht, ontwikkelde hij de Berg Verklaring om de verspreiding van biodiversiteit te verklaren; toen de ark van Noach op de berg Ararat landde en het water zich terugtrok, verspreidden de dieren zich over verschillende hoogten op de berg. Dit toonde verschillende soorten in verschillende klimaten aan, wat bewijst dat soorten niet constant zijn. Linnaeus’ bevindingen legden de basis voor ecologische biogeografie. Door zijn sterke geloof in het Christendom, werd hij geïnspireerd om de levende wereld te classificeren, wat vervolgens plaats maakte voor aanvullende verslagen van seculiere opvattingen over geografische verspreiding. Hij betoogde dat de structuur van een dier zeer nauw verbonden was met zijn fysieke omgeving. Dit was belangrijk voor een George Louis Buffon’s rivaliserende theorie over de verspreiding.

Nauw na Linnaeus observeerde Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon verschuivingen in het klimaat en hoe soorten zich als gevolg daarvan over de aarde verspreidden. Hij was de eerste die verschillende groepen organismen zag in verschillende regio’s van de wereld. Buffon zag overeenkomsten tussen sommige regio’s, wat hem deed geloven dat de continenten ooit met elkaar verbonden waren en vervolgens door water van elkaar gescheiden werden, waardoor er verschillen in soorten ontstonden. Zijn hypothesen werden beschreven in zijn werk, de 36 delen tellende Histoire Naturelle, générale et particulière, waarin hij betoogde dat verschillende geografische regio’s verschillende levensvormen zouden hebben. Dit was ingegeven door zijn observaties bij het vergelijken van de Oude en de Nieuwe Wereld, waarbij hij verschillende variaties van soorten uit de twee gebieden vaststelde. Buffon geloofde dat er één enkele schepping van soorten was, en dat verschillende regio’s van de wereld een thuis waren voor verschillende soorten, wat een andere opvatting is dan die van Linnaeus. De wet van Buffon werd uiteindelijk een principe van biogeografie door uit te leggen hoe gelijksoortige omgevingen habitats waren voor vergelijkbare soorten organismen. Buffon bestudeerde ook fossielen, wat hem tot de overtuiging bracht dat de aarde meer dan tienduizenden jaren oud was, en dat de mens er in vergelijking met de leeftijd van de aarde niet lang had geleefd.

19e eeuwEdit

Na de periode van ontdekkingen kwam het tijdperk van de Verlichting in Europa, waarin getracht werd de door Buffon en Linnaeus waargenomen patronen van biodiversiteit te verklaren. Aan het begin van de 19e eeuw ontwikkelde Alexander von Humboldt, bekend als de “grondlegger van de plantengeografie”, het concept van de fysique generale om de eenheid van de wetenschap aan te tonen en aan te tonen hoe soorten in elkaar passen. Als een van de eersten die door zijn reizen als ontdekkingsreiziger empirische gegevens bijdroeg aan de wetenschap van de biogeografie, observeerde hij verschillen in klimaat en vegetatie. De aarde werd verdeeld in regio’s die hij definieerde als tropisch, gematigd en arctisch en binnen deze regio’s waren er vergelijkbare vormen van vegetatie. Dit stelde hem uiteindelijk in staat de isotherm te creëren, die wetenschappers in staat stelde patronen van leven binnen verschillende klimaten te zien. Hij droeg met zijn waarnemingen bij aan de bevindingen van eerdere wetenschappers op het gebied van de botanische geografie, en schetste deze beschrijving van zowel de biotische als abiotische kenmerken van de aarde in zijn boek, Cosmos.

Augustin de Candolle droeg bij aan het gebied van de biogeografie toen hij de concurrentie tussen soorten en de verschillende verschillen waarnam die van invloed waren op de ontdekking van de diversiteit van het leven. Hij was een Zwitserse botanicus en creëerde de eerste Wetten van de Botanische Nomenclatuur in zijn werk, Prodromus. Hij besprak de verspreiding van planten en zijn theorieën hadden uiteindelijk een grote invloed op Charles Darwin, die geïnspireerd werd om na te denken over de aanpassing van soorten en evolutie nadat hij over de botanische geografie had geleerd. De Candolle was de eerste die de verschillen beschreef tussen de kleinschalige en grootschalige verspreidingspatronen van organismen over de hele wereld.

Verschillende andere wetenschappers droegen nieuwe theorieën aan om het concept van biogeografie verder te ontwikkelen. Charles Lyell ontwikkelde de Uniformitarianism-theorie na bestudering van fossielen. Deze theorie verklaarde dat de wereld niet was geschapen door één enkele catastrofale gebeurtenis, maar in plaats daarvan door talrijke scheppingsgebeurtenissen en -locaties. Uniformitarianisme introduceerde ook het idee dat de Aarde in feite aanzienlijk ouder was dan eerder werd aangenomen. Met behulp van deze kennis concludeerde Lyell dat het mogelijk was dat soorten uitstierven. Omdat hij opmerkte dat het klimaat op aarde verandert, realiseerde hij zich dat de verspreiding van soorten ook overeenkomstig moet veranderen. Lyell stelde dat klimaatveranderingen de veranderingen in de vegetatie aanvulden, waardoor de milieu-omgeving in verband werd gebracht met variërende soorten. Dit beïnvloedde Charles Darwin in hoge mate in zijn ontwikkeling van de evolutietheorie.

Charles Darwin was een natuurtheoloog die over de hele wereld studeerde, en vooral op de Galapagos Eilanden. Darwin introduceerde het idee van natuurlijke selectie, omdat hij theoretiseerde tegen eerder geaccepteerde ideeën dat soorten statisch of onveranderlijk waren. Zijn bijdragen aan de biogeografie en de evolutietheorie waren anders dan die van andere ontdekkingsreizigers uit zijn tijd, omdat hij een mechanisme ontwikkelde om de manieren te beschrijven waarop soorten veranderden. Zijn invloedrijke ideeën omvatten de ontwikkeling van theorieën over de strijd om het bestaan en natuurlijke selectie. Darwins theorieën gaven de aanzet tot een biologisch segment van de biogeografie en empirische studies, waardoor toekomstige wetenschappers ideeën konden ontwikkelen over de geografische verspreiding van organismen over de hele wereld.

Alfred Russel Wallace bestudeerde in het midden van de 19e eeuw de verspreiding van flora en fauna in het Amazonebekken en de Maleise Archipel. Zijn onderzoek was van essentieel belang voor de verdere ontwikkeling van de biogeografie, en hij kreeg later de bijnaam “vader van de biogeografie”. Wallace verrichtte veldwerk waarbij hij de gewoonten, broed- en migratietendensen, en het voedselgedrag van duizenden soorten onderzocht. Hij bestudeerde de verspreiding van vlinders en vogels in vergelijking met de aan- of afwezigheid van geografische barrières. Zijn waarnemingen leidden hem tot de conclusie dat het aantal organismen in een gemeenschap afhankelijk was van de hoeveelheid voedsel in de betreffende habitat. Wallace geloofde dat soorten dynamisch waren door te reageren op biotische en abiotische factoren. Hij en Philip Sclater zagen biogeografie als een bron van ondersteuning voor de evolutietheorie, omdat zij Darwins conclusie gebruikten om uit te leggen hoe biogeografie vergelijkbaar was met een verslag van de overerving van soorten. Belangrijke bevindingen, zoals het scherpe verschil in fauna aan weerszijden van de Wallace-lijn, en het scherpe verschil dat bestond tussen Noord- en Zuid-Amerika vóór hun betrekkelijk recente faunale uitwisseling, kunnen alleen in dit licht worden begrepen. Anders zou het gebied van de biogeografie worden gezien als een zuiver beschrijvend gebied.

20e en 21e eeuwEdit

Over naar de 20e eeuw: Alfred Wegener introduceerde de theorie van de continentale drift in 1912, hoewel deze pas in de jaren 1960 algemeen werd aanvaard. Deze theorie was revolutionair omdat ze de manier veranderde waarop iedereen dacht over soorten en hun verspreiding over de wereld. De theorie verklaarde hoe de continenten vroeger samengevoegd waren in één grote landmassa, Pangea, en langzaam uit elkaar dreven als gevolg van de beweging van de platen onder het aardoppervlak. Het bewijs voor deze theorie wordt geleverd door de geologische overeenkomsten tussen verschillende locaties op aarde, fossiele vergelijkingen van verschillende continenten en de puzzelvorm van de landmassa’s op aarde. Hoewel Wegener het mechanisme van dit concept van Continentale Drift niet kende, was deze bijdrage aan de studie van de biogeografie belangrijk omdat zij licht wierp op het belang van overeenkomsten of verschillen in milieu en geografie als gevolg van klimaat en andere druk op de planeet. Belangrijk is dat Wegener laat in zijn carrière inzag dat voor het testen van zijn theorie metingen van continentale bewegingen nodig waren in plaats van gevolgtrekkingen uit fossiele soortenverdelingen.

De publicatie van The Theory of Island Biogeography door Robert MacArthur en E.O. Wilson in 1967 toonde aan dat de soortenrijkdom van een gebied kon worden voorspeld aan de hand van factoren als habitatgebied, immigratiesnelheid en extinctiesnelheid. Dit droeg bij tot de reeds lang bestaande belangstelling voor eilandbiogeografie. De toepassing van de theorie van de eilandbiogeografie op habitatfragmenten leidde tot de ontwikkeling van de vakgebieden instandhoudingsbiologie en landschapsecologie.

De klassieke biogeografie werd uitgebreid door de ontwikkeling van de moleculaire systematiek, waardoor een nieuwe discipline ontstond die bekend staat als fylogeografie. Deze ontwikkeling stelde wetenschappers in staat theorieën over de oorsprong en verspreiding van populaties, zoals endemen op eilanden, te toetsen. Klassieke biogeografen konden bijvoorbeeld speculeren over de oorsprong van soorten op de Hawaiiaanse eilanden, maar fylogeografie stelt hen in staat theorieën over verwantschap tussen deze populaties en vermeende bronpopulaties in Azië en Noord-Amerika te testen.

Biogeografie is nog steeds een studiepunt voor veel studenten biowetenschappen en geografie over de hele wereld, hoewel het binnen instellingen onder andere bredere titels kan vallen, zoals ecologie of evolutionaire biologie.

In de afgelopen jaren is een van de belangrijkste en meest ingrijpende ontwikkelingen in de biogeografie geweest dat is aangetoond hoe meerdere organismen, waaronder zoogdieren zoals apen en reptielen zoals hagedissen, barrières zoals grote oceanen hebben overwonnen waarvan veel biogeografen vroeger dachten dat ze onmogelijk konden worden overgestoken. Zie ook Oceanische dispersie.