Biogeografia

XVIII wiekEdit

Pierwsze odkrycia, które przyczyniły się do rozwoju biogeografii jako nauki, rozpoczęły się w połowie XVIII wieku, kiedy Europejczycy badali świat i opisywali bioróżnorodność życia. W XVIII wieku większość poglądów na świat kształtowała się wokół religii, a dla wielu teologów przyrody – wokół Biblii. Carl Linneusz, w połowie XVIII wieku, zapoczątkował sposoby klasyfikowania organizmów poprzez eksplorację nieodkrytych terytoriów. Kiedy zauważył, że gatunki nie są tak wieczne, jak sądził, opracował Wyjaśnienie Górskie, aby wyjaśnić dystrybucję bioróżnorodności; kiedy arka Noego wylądowała na górze Ararat i wody ustąpiły, zwierzęta rozproszyły się na różnych wysokościach góry. Pokazało to, że różne gatunki żyją w różnych klimatach, co dowodzi, że gatunki nie są stałe. Odkrycia Linneusza stworzyły podstawę dla biogeografii ekologicznej. Jego silna wiara w chrześcijaństwo zainspirowała go do sklasyfikowania świata żywego, co następnie ustąpiło miejsca dodatkowym księgom świeckich poglądów na temat rozmieszczenia geograficznego. Twierdził on, że budowa zwierzęcia jest bardzo ściśle związana z jego fizycznym otoczeniem. Było to ważne dla konkurencyjnej teorii dystrybucji George’a Louisa Buffona.

Blisko po Linneuszu, Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon obserwował zmiany w klimacie i jak gatunki rozprzestrzeniały się na całym świecie w wyniku tego. Jako pierwszy dostrzegł różne grupy organizmów w różnych regionach świata. Buffon dostrzegł podobieństwa między niektórymi regionami, co doprowadziło go do przekonania, że w pewnym momencie kontynenty były połączone, a następnie woda rozdzieliła je i spowodowała różnice w gatunkach. Jego hipotezy zostały opisane w jego dziele, 36 tomowej Histoire Naturelle, générale et particulière, w której dowodził, że różne regiony geograficzne będą miały różne formy życia. Inspiracją do tego były jego obserwacje porównujące Stary i Nowy Świat, w których ustalił odrębne odmiany gatunków z obu regionów. Buffon wierzył, że istniało jedno wydarzenie, które stworzyło jeden gatunek, i że różne regiony świata były domem dla różnych gatunków, co jest poglądem odmiennym od Linneusza. Prawo Buffona stało się w końcu zasadą biogeografii, wyjaśniając, że podobne środowiska są siedliskiem porównywalnych typów organizmów. Buffon badał również skamieniałości, co doprowadziło go do przekonania, że ziemia ma ponad dziesiątki tysięcy lat, a ludzie nie żyli na niej długo w porównaniu z wiekiem ziemi.

XIX wiekEdit

Po okresie eksploracji nastał w Europie wiek oświecenia, który próbował wyjaśnić wzorce bioróżnorodności zaobserwowane przez Buffona i Linneusza. Na początku XIX wieku Alexander von Humboldt, znany jako „twórca geografii roślin”, opracował koncepcję physique generale, aby pokazać jedność nauki i to, jak gatunki do siebie pasują. Jako jeden z pierwszych, który wniósł dane empiryczne do nauki o biogeografii, dzięki swoim podróżom odkrywczym zaobserwował różnice w klimacie i roślinności. Ziemia została podzielona na regiony, które określił jako tropikalne, umiarkowane i arktyczne, a w obrębie tych regionów występowały podobne formy roślinności. To ostatecznie umożliwiło mu stworzenie izotermy, która pozwoliła naukowcom dostrzec wzorce życia w różnych klimatach. Przyczynił się do swoich obserwacji do ustaleń geografii botanicznej przez poprzednich naukowców, i naszkicował ten opis zarówno biotycznych i abiotycznych cech ziemi w swojej książce, Cosmos.

Augustin de Candolle przyczynił się do pola biogeografii, jak obserwował konkurencję gatunków i kilka różnic, które wpłynęły na odkrycie różnorodności życia. Był szwajcarskim botanikiem i stworzył pierwsze prawa nomenklatury botanicznej w swoim dziele Prodromus. Omówił rozmieszczenie roślin, a jego teorie wywarły ogromny wpływ na Karola Darwina, który po zapoznaniu się z geografią botaniczną został zainspirowany do rozważań na temat adaptacji gatunków i ewolucji. De Candolle był pierwszym, który opisał różnice między małoskalowymi i wielkoskalowymi wzorcami rozmieszczenia organizmów na całym świecie.

Kilku innych naukowców wniosło nowe teorie do dalszego rozwoju koncepcji biogeografii. Charles Lyell opracował teorię uniformitaryzmu po przestudiowaniu skamieniałości. Teoria ta wyjaśniała, że świat nie powstał w wyniku jednej katastrofy, lecz w wyniku wielu zdarzeń i miejsc. Uniformitaryzm wprowadził również ideę, że Ziemia jest w rzeczywistości znacznie starsza, niż wcześniej uważano. Wykorzystując tę wiedzę, Lyell doszedł do wniosku, że możliwe jest wyginięcie gatunków. Ponieważ zauważył, że klimat na Ziemi ulega zmianom, zdał sobie sprawę, że rozmieszczenie gatunków również musi się odpowiednio zmieniać. Lyell twierdził, że zmiany klimatu uzupełniają zmiany roślinności, łącząc w ten sposób otoczenie środowiskowe ze zmiennością gatunków. To w dużej mierze wpłynęło na Karola Darwina w jego rozwoju teorii ewolucji.

Charles Darwin był teologiem przyrody, który studiował na całym świecie, a przede wszystkim na Wyspach Galapagos. Darwin wprowadził ideę doboru naturalnego, jako że teoretyzował wbrew wcześniej przyjętym ideom, że gatunki są statyczne lub niezmienne. Jego wkład w biogeografię i teorię ewolucji różnił się od wkładu innych badaczy jego czasów, ponieważ opracował on mechanizm opisujący sposoby, w jakie gatunki się zmieniały. Jego wpływowe idee obejmują rozwój teorii dotyczących walki o byt i doboru naturalnego. Teorie Darwina zapoczątkowały biologiczny segment biogeografii i badań empirycznych, które umożliwiły przyszłym naukowcom rozwój idei dotyczących geograficznego rozmieszczenia organizmów na całym świecie.

Alfred Russel Wallace badał rozmieszczenie flory i fauny w dorzeczu Amazonki i na Archipelagu Malajskim w połowie XIX wieku. Jego badania miały zasadnicze znaczenie dla dalszego rozwoju biogeografii, a on sam został później nazwany „ojcem biogeografii”. Wallace prowadził prace terenowe, badając zwyczaje, tendencje lęgowe i migracyjne oraz zachowania żywieniowe tysięcy gatunków. Badał rozmieszczenie motyli i ptaków w porównaniu do obecności lub braku barier geograficznych. Jego obserwacje doprowadziły go do wniosku, że liczba organizmów obecnych w danej społeczności zależy od ilości zasobów pokarmowych w danym siedlisku. Wallace wierzył, że gatunki są dynamiczne poprzez reagowanie na czynniki biotyczne i abiotyczne. On i Philip Sclater postrzegali biogeografię jako źródło wsparcia dla teorii ewolucji, ponieważ wykorzystali wnioski Darwina do wyjaśnienia, w jaki sposób biogeografia jest podobna do zapisu dziedziczenia gatunków. Kluczowe odkrycia, takie jak ostra różnica w faunie po obu stronach linii Wallace’a oraz ostra różnica, jaka istniała między Ameryką Północną i Południową przed ich stosunkowo niedawną wymianą fauny, mogą być zrozumiane tylko w tym świetle. W przeciwnym razie dziedzina biogeografii byłaby postrzegana jako czysto opisowa.

XX i XXI wiekEdit.

Przechodząc do XX wieku, Alfred Wegener wprowadził Teorię Dryfu Kontynentalnego w 1912 roku, choć nie została ona powszechnie zaakceptowana aż do lat 60-tych XX wieku. Teoria ta była rewolucyjna, ponieważ zmieniła sposób, w jaki wszyscy myśleli o gatunkach i ich rozmieszczeniu na kuli ziemskiej. Teoria ta wyjaśniała, w jaki sposób kontynenty były wcześniej połączone w jedną dużą masę lądową, Pangeę, i powoli oddalały się od siebie z powodu ruchu płyt pod powierzchnią Ziemi. Dowodem na poparcie tej teorii są geologiczne podobieństwa między różnymi miejscami na kuli ziemskiej, porównania skamielin z różnych kontynentów oraz kształt puzzli z lądów na Ziemi. Choć Wegener nie znał mechanizmu tej koncepcji dryfu kontynentalnego, jego wkład w badania nad biogeografią był o tyle istotny, że rzucił światło na znaczenie podobieństw i różnic środowiskowych i geograficznych, będących wynikiem klimatu i innych nacisków wywieranych na naszą planetę. Co ważne, pod koniec swojej kariery Wegener uznał, że testowanie jego teorii wymaga raczej pomiarów przemieszczania się kontynentów niż wnioskowania na podstawie rozmieszczenia gatunków w skamielinach.

Publikacja Teorii biogeografii wysp autorstwa Roberta MacArthura i E.O. Wilsona w 1967 roku pokazała, że bogactwo gatunkowe danego obszaru można przewidzieć na podstawie takich czynników, jak powierzchnia siedliska, tempo imigracji i tempo wymierania. Przyczyniło się to do długotrwałego zainteresowania biogeografią wysp. Zastosowanie teorii biogeografii wysp do fragmentów siedlisk przyczyniło się do rozwoju biologii konserwatorskiej i ekologii krajobrazu.

Klasyczna biogeografia została rozszerzona dzięki rozwojowi systematyki molekularnej, tworząc nową dyscyplinę zwaną filogeografią. Rozwój ten pozwolił naukowcom przetestować teorie na temat pochodzenia i rozproszenia populacji, takich jak endemity wyspiarskie. Na przykład, podczas gdy klasyczni biogeografowie byli w stanie spekulować na temat pochodzenia gatunków na Wyspach Hawajskich, filogeografia pozwala im testować teorie pokrewieństwa między tymi populacjami a populacjami źródłowymi w Azji i Ameryce Północnej.

Biogeografia jest nadal przedmiotem studiów dla wielu studentów nauk przyrodniczych i geografii na całym świecie, jednak może występować pod różnymi szerszymi tytułami w ramach instytucji, takimi jak ekologia czy biologia ewolucyjna.

W ostatnich latach jednym z najważniejszych i najbardziej konsekwentnych osiągnięć w biogeografii było pokazanie, w jaki sposób wiele organizmów, w tym ssaki, takie jak małpy i gady, takie jak jaszczurki, pokonało bariery, takie jak duże oceany, które wielu biogeografów wcześniej uważało za niemożliwe do przekroczenia. Zobacz także Dyspersja oceaniczna.