Biogeografi – arters spridning, evolution och geografiska mönster

Biogeografi: Upptäck hur arters spridning, evolution och geografiska mönster formar världens flora och fauna — från kontinenter till öar.

Biogeografi är studiet av hur arter är spridda över jordens yta och varför de finns (eller inte finns) i ett visst geografiskt område. Fältet undersöker både nuvarande mönster — var organismer lever idag — och de historiska processer som format dessa mönster, till exempel evolution, kontinenternas förflyttningar och klimatförändringar.

Biogeografi visar hur djur och växter är anpassade till de platser de lever på, och varför två områden med liknande klimat ändå ofta kan ha helt olika arter. Sådana skillnader förklaras inte bara av miljöfaktorer utan också av historisk isolering, barriärer för spridning och artbildning över tid.

Mellan omkring 1800 och 1855 gjorde naturhistoriker förteckningar över arter i olika delar av världen. Dessa listor publicerades som tabeller i deras böcker och lade grunden för jämförande studier. Charles Darwin och Alfred Russel Wallace formulerade och publicerade idén om evolution genom naturligt urval. De reste till tropiska länder och beskrev livet där och menade att evolutionen var nyckeln till att förstå den geografiska spridningen av arter.

Nya arter bildas vanligen genom artbildning — en tidigare art delar sig i två eller flera linjer. När arter uppstår kan de sprida sig till nya områden, men deras utbredning begränsas ofta av geografiska barriärer som bergskedjor, hav, stora floder eller ogynnsamt klimat. Detta innebär att två platser med liknande klimat ofta har olika arter av djur och växter. Till exempel är pungdjur, som dominerar i Australien, mycket annorlunda än faunan i Sydamerika. Arterna på öar (Hawaii, Galapagosöarna) kan skilja sig dramatiskt från arter på närliggande kontinenter på grund av isolation och anpassning till särskilda nischmöjligheter.

Viktiga begrepp i biogeografi

• Dispersal — hur organismer sprider sig aktivt eller passivt till nya områden.
• Vicariance — när en populations utbredning delas upp av nya barriärer (t.ex. berg eller hav) och separata evolutionära linjer bildas.
• Endemism — arter som bara finns i ett begränsat område, vanligt på isolerade öar och i glaciärrefuger.
• Art- och artsammansättningsmönster — t.ex. artantalets samband med områdets storlek (species–area relationship) och latitudgradienter i biologisk mångfald.
• Adaptiv radiation — när en förfaderart snabbt ger upphov till många specialiserade arter, som i fallet med Darwinfinkarna på Galapagos.

Öar som modellområden
Öar är särskilt viktiga inom biogeografin eftersom de fungerar som naturliga laboratorier för studier av spridning, artbildning och endemism. Isolering gör att koloniserande arter ofta utvecklas i nya riktningar. Kända exempel är Galapagosöarna och Hawaii, där många arter är unika för öarna.

Metoder och verktyg
Moderna biogeografer använder en kombination av metoder för att förstå arters historia och nuvarande utbredning: fältinventeringar, museumssamlingar, fossila data, molekylär fylogeni (DNA-analyser), geografiska informationssystem (GIS), artområdesmodellering (species distribution models) och fjärranalys. Genom att kombinera dessa kan man rekonstruera spridningsvägar, tidpunkter för separation och hur klimatförändringar påverkat artutbredningar.

Människans påverkan och tillämpningar
Människans introduktion av arter, habitatförlust, jordbruk och klimatförändringar förändrar snabbt arters utbredningar. Invasiva arter kan slå ut lokala arter, och klimatförändringar tvingar många arter att förflytta sig norrut eller uppåt i landskapet. Biogeografisk kunskap är central för bevarandestrategier: identifiering av biologiska mångfaldshotspots, planering av naturreservat och ekologiska korridorer, samt modeller för hur arter kan reagera på framtida miljöförändringar.

Varför biogeografi är viktig
Att förstå hur och varför arter är spridda hjälper oss att förklara mönster i biologisk mångfald, att bevara hotade arter och ekosystem, och att förutsäga framtida förändringar. Biogeografi kopplar samman evolutionär historia, ekologiska processer och geografi för att ge en helhetsbild av livet på jorden.

Historia

Den vetenskapliga teorin om biogeografi har vuxit fram ur 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) och andra biologer och upptäcktsresande.

I mitten av 1800-talet studerade Wallace fördelningen av flora och fauna i Amazonas och den malaysiska skärgården. Wallace och Sclater såg biogeografin som en källa till stöd för evolutionsteorin. Viktiga resultat, som den skarpa skillnaden i fauna på båda sidor av Wallace-linjen, kan bara förstås i detta ljus. Annars skulle biogeografin vara ett rent beskrivande område.

Både Darwin och Wallace ägnade stor uppmärksamhet åt havsöar som exempel på evolution, särskilt artbildning. Darwin besökte Galapagosöarna och studerade dess fauna. Wallace tillbringade flera år på öarna i Sydostasien. Intresset väcktes till liv genom The theory of island biogeography av Robert MacArthur och E.O. Wilson 1967. De visade att variationen av arter i ett enskilt område kunde förutsägas om man kände till livsmiljöområdet, invandringshastigheten och utrotningshastigheten.

Man insåg att fragment av livsmiljöer är som öar. De kan undersökas med samma metoder. Detta gav upphov till utvecklingen av bevarandebiologin.

Med hjälp av genomanalyser kan forskarna testa teorier om ursprunget och spridningen av populationer, t.ex. öarter. Den gör det möjligt för biologer att testa teorier om varifrån arterna kommer.

 
Edward O. Wilson, biolog och naturvårdare  

Frågor och svar

F: Vad är biogeografi?

F: Hur dokumenterade naturhistoriker arters utbredning före Charles Darwin och Alfred Russel Wallace?

F: Vad skrev Charles Darwin och Alfred Russel Wallace om?

F: Hur bildas nya arter?

F: Vad kan hindra en art från att resa till en ny plats?

F: Hur påverkar detta liknande platser med olika djur eller växter?

Sök med bokstav