長年にわたる生物多様性の地球規模の観察により、共通する種、非常に珍しい種、またはその中間の種の数を示す、根底にある一貫したパターンが明らかになりました。 1 世紀を超える自然観察により、種の豊富さの一貫したパターンが明らかになりました。ほとんどの種は希少ですが、極端に珍しいわけではなく、非常に一般的な種はほんの一握りです。これらのいわゆる世界的な種の存在量の分布により、鳥類など、十分に監視されている種のグループが完全に明らかになりました。

スリランカオウム (Loriculus beryllinus) はスリランカにのみ生息しています。世界的に見ても個体数が非常に少ない非常に希少な種です。出典: コーリーキャラハン

ただし、昆虫などの他の種のグループでは、ベールの一部が残ります。これはドイツ統合生物多様性研究センター（iDiv）、マルティン・ルーサー大学ハレ・ヴィッテンベルク大学（MLU）、フロリダ大学（UF）が率いる国際研究チームの研究成果で、学術誌「Nature Ecology and Evolution」に掲載された。この研究は、地球上の種の存在量を検出し、種がどのように変化しているかを理解するために生物多様性モニタリングがいかに重要であるかを示しています。

「なぜある種が広く分布し、数も多いのに、別の近縁種は狭く分布し、数が少ないのか、誰が説明できるでしょうか?」チャールズ・ダーウィンは、150 年以上前に出版された独創的な著作『種の起源』の中でこの質問をしました。関連する課題は、どれくらいの種が一般的 (豊富) で、どれくらいの種が希少であるかを知ること、いわゆる世界的な種の存在量分布 (gSAD) を知ることです。

ジャガー (Pantherapardus) は希少種から中程度の種です。出典: コーリーキャラハン

前世紀に 2 つの主要な gSAD モデルが提案されました。統計学者で生物学者の R.A.フィッシャーは、ほとんどの種は非常に希少であり、より一般的な種では種の数が徐々に減少すると提案しました (いわゆる対数列モデル)。一方、エンジニアで生態学者のF.W. プレストンは、実際に非常に希少な種はほんのわずかであり、ほとんどの種はスペクトルの中間に位置すると主張した（いわゆる対数正規モデル）。しかし、数十年にわたる研究にもかかわらず、科学者たちはこれまで、どのモデルが地球上の真の gSAD を説明できるのかを知りませんでした。

この問題を解決するには大量のデータが必要です。この研究の著者らは、地球規模生物多様性情報ファシリティ（GBIF）のデータを使用し、1900年から2019年までの自然界の10億種以上の観察結果をダウンロードした。

「GBIF データベースは、生物多様性関連のさまざまな研究にとって優れたリソースです。特に、世界中の専門科学者や市民科学者から収集されたデータがまとめられているためです」と、iDiv と MLU で働きながら研究を開始し、現在は UF に在籍している筆頭著者の Corey Callaghan 博士は述べています。

鳥類の世界的な種存在量分布 (gSAD) は完全に明らかにされており、潜在的に普遍的なパターンを示しています。スリランカハヤブサなどの非常に希少な種がいくつかあり、キタハヤブサなどの多くの希少種があり、イエフィンチなどの一般的な種もいくつかあります。このモデルは、1948 年に F.W. プレストンによって初めて提案されました。出典: Gabriel Rada (イラスト)、Corey Callahan (写真)

キャラハン氏と研究者らは、ダウンロードしたデータを鳥、昆虫、哺乳類などの 39 種のグループに分割しました。彼らはそれぞれの地球規模の種存在量分布 (gSAD) をまとめました。

種の存在量の分布が完全に明らかになると、研究者らは根底にある普遍的なパターンを発見しました。対数正規モデルによって予測されるように、ほとんどの種は希少ではありますが、非常に珍しいわけではなく、ごく少数の種だけが非常に一般的です。しかし、研究者らは、ソテツや鳥など、少数の種グループだけが完全に明らかにされていないことも発見した。他のすべての種グループについては、データが不十分です。

iDiv研究グループとMLU研究グループの責任者であり、上級著者であるエンリケ・ペレイラ教授は、「十分なデータがなければ、ほとんどの種は非常に希少であるように見える。しかし、観察が増えるにつれて状況は変わる。実際には、非常に珍しい種よりも希少な種の方が多いことがわかった。」と述べた。データが少なかった 1900 年の種の観察と、今日のより包括的な種の観察を比較すると、ソテツと鳥類にこの変化が見られるのは興味深いことです。数十年前にプレストンが予測していましたが、地球全体で確認されたのは今になって初めて、種の存在量の分布の全体像がはっきりとわかります。」

「私たちは何十年にもわたって観察を記録してきましたが、明らかになった種のグループはほんの一握りです」とキャラハン氏は言う。 「私たちの道のりはまだ長いです。しかし、私の意見では、GBIF とデータ共有はまさに生物多様性の研究とモニタリングの未来を表しています。」

新しい研究の結果により、科学者はさまざまな種のグループで gSAD がどの程度発見されているかを評価することができます。これは、長年の研究のもう一つの疑問、「種は何種類あるのか?」の答えになるかもしれない。この研究では、鳥類など一部のグループではほぼすべての種が特定されているが、昆虫や頭足類などの他のグループではそうではないことが判明した。

研究者らは、彼らの発見が、なぜ一部の種は希少で、他の種はよく見られるのかというダーウィンの質問の答えに役立つ可能性があると考えている。彼らが発見した一般的なパターンは、種の遍在性と希少性を支配する一般的な生態学的メカニズムまたは進化的メカニズムを示している可能性があります。

より多くの研究が行われている一方で、人類は地球の表面と種の豊かさを改変し続けており、たとえば、一般的な種があまり一般的ではなくなっています。これにより、研究者の課題はより複雑になります。研究者は、種の豊富さが自然にどのように進化するかだけでなく、人間の影響が同時にこれらのパターンをどのように変化させるかを理解する必要があります。ダーウィンの質問に最終的に答えることができるまでには、まだ長い道のりがあるかもしれません。