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Jun 13, 2023

影響を受けていない河川における大型無脊椎動物の分類学的均質化は、気候によって促進され、河川連続体に沿って変化する

Scientific Reports volume 13、記事番号: 6292 (2023) この記事を引用 478 アクセス メトリクスの詳細 生物の均質化は、人為的変化の世界的な結果であると考えられます。 しかし

Scientific Reports volume 13、記事番号: 6292 (2023) この記事を引用

478 アクセス

メトリクスの詳細

生物の均質化は、人為的変化の世界的な結果であると考えられます。 ただし、均質化に寄与する根本的な環境要因は、通常、それらの影響が相互作用し、互いに混乱するため、特定することが困難です。 これが、均質化における気候温暖化の役割に関する証拠がほとんどない理由である可能性があります。 できる限り自然条件に近い 65 の河川における大型無脊椎動物の集団を分析することで、一般的な人為的ストレス因子の交絡的な影響を回避しました。 このアプローチにより、過去 20 年間にわたる大型無脊椎動物の組成変化に対する気温上昇 (夏と冬の両方) の重大な影響が明らかになりました。 しかし、均質化は川の連続体の両端（山下の小川、標高の低い川）でのみ顕著でした。 驚くべきことに、在来起源の種が全体的に優勢であり、頻度と量が増加しましたが（「勝者」）、減少または消滅した種（「敗者」）はほんの少数でした。 私たちは、撹乱されていない条件が種の減少とそれによる均質化を緩和し、これまでのところ気温の上昇がほとんどの在来種にとって有益であると仮説を立てています。 私たちは絶滅負債のせいで過渡的な状態しか捉えていないかもしれないが、このことは、気候変動による種の損失を防ぐために、生態学的条件を維持することの重要性を強調している。

生物の均質化は進化の歴史全体を通じて局所的に起こった可能性が非常に高いですが 1、産業時代の人為的活動により、それは地球規模の現象となっているようです 2。 生物群集のこのような時間的変化では、新しい場所に広がる共通の分類群（「勝者」）が空間的に制限された分類群（「敗者」）に取って代わることが多く、時間の経過とともに群集間の分類学的および/または機能の類似性が増加します3。 均質化の背後にある正確なメカニズムは普遍的ではありません4が、環境の変化がプロセス全体において重要な役割を果たします。 それは、コミュニティ内での「勝者」の確立を促進するか、種のプールから「勝者」と「敗者」を直接フィルタリングする可能性があります。 「勝者」は通常、外来種です 3,7 が、在来種である場合もあります 8,9。 淡水では、さまざまなストレス要因が生物の均質化、つまり堰き止め 7,10、生産性の向上 11、塩類化 12、土地利用の変化 13 を引き起こすことが認識されています。 より類似した構成と機能を持つ群集は、さらなる環境変化に対する安定性と回復力の低下を示す可能性があります 14,15。

温度は重要な環境変数の 1 つであり、細胞から群集に至る生物相の組織のすべてのレベルに影響を与えます 16,17。 地球規模の気温上昇 18 は、水道システムにも影響を及ぼし 19、寒冷に適応した分類群の減少と、高温に適応した分類群の増加を引き起こす可能性があります 20,21。 したがって、それは潜在的に地域コミュニティの大きな構成変化と機能再構築につながる可能性があります22,23。 しかし、そのような気候によって誘発された変化が生物の均質化に寄与するかどうか、またどの程度寄与するかについては、十分に研究されていない24,25。 その主な理由は、土地利用や汚染などの数多くの人為的変化が、気温上昇の影響を大きく混乱させる可能性があるためである26、27、28。

この研究では、3 つの期間 (1997 ～ 2000 年、2007 ～ 2008 年、および 2015 年) に連続河川沿いの 65 の小川で繰り返し収集された底生大型無脊椎動物の集団に関するデータを分析します。 このデータセットの 2 つの主な特徴により、温度の上昇に関連した生物の均質化を調査するのに特に適しています。 まず、一般的な人為的ストレス因子の影響を最小限に抑えるために、できるだけ自然に近い状態にある場所のみを含めました。 第二に、私たちのサンプリング地点のネットワークは、山麓の小川から低地の河川まで、一連の河川の大部分を均等にカバーしています。 対照的に、流水の長期的な組成変化に関するこれまでの報告のほとんどは、河川連続体の限られたセクションのみに焦点を当てていました 23,29。 河川網の異なるセクションでは冷温帯の割合が異なるため、長期的な変化に対する大型無脊椎動物の集団の反応は異なる可能性があり 22,23、あるいは河川連続体に沿った生物の均質化の度合いの違い8を引き起こす可能性があります。