กบพิษ (Dendrobates tinctorius) ตั้งอยู่บนใบไม้ในป่าฝนเขตร้อน บาคาร่าเว็บตรง (เครดิตภาพ: เดิร์ก เออร์คเคน ผ่านภาพสต็อก Alamy)เป็นหนึ่งในคําถามที่เก่าแก่ที่สุดที่นักธรรมชาติวิทยาจัดการ: ทําไมเขตร้อนจึงมีความหลากหลายทางชีวภาพมากเมื่อเทียบกับพื้นที่อื่น ๆ ของโลก? ”ยิ่งเราเข้าใกล้เขตร้อนมากเท่าไหร่ก็ยิ่งเพิ่มความหลากหลายของโครงสร้างความสง่างามของรูปแบบและส่วนผสมของสีมากขึ้นเท่านั้นเช่นเดียวกับในวัยเยาว์และความแข็งแรงของชีวิตอินทรีย์ตลอดไป” Alexander von Humboldt ในเขตร้อนมีพืชสัตว์และเชื้อรามากขึ้นในพื้นที่ใด ๆ และความเข้มข้นนั้นจะลดลงเมื่อคุณเคลื่อนที่ไปไกลจากเส้นศูนย์สูตร
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการไล่ระดับความหลากหลายของ latitudinal แต่สาเหตุคืออะไร?
ตามที่ Andrew Dobson ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและการอนุรักษ์โรคที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันมีสมมติฐานหลักสามประการที่จะอธิบายว่าทําไมพื้นที่เขตร้อนจึงมีความหลากหลายทางชีวภาพและคําอธิบายหลายอย่างอาจมีบทบาทที่เกี่ยวข้อง: สายพันธุ์ที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากที่สุดคืออะไร?
สมมติฐานแรกขึ้นอยู่กับพลังงาน มีแสงแดดมากขึ้นในเขตร้อนและเมื่อรวมกับปริมาณน้ําฝนและสารอาหารในดินสิ่งนี้จะนําไปสู่การเจริญเติบโตของพืชมากขึ้น “ครึ่งปีอยู่ในความมืดเมื่อคุณเข้าไปในอาร์กติกเซอร์เคิลหรือวงกลมแอนตาร์กติก” ด็อบสันกล่าว “ไม่มีพลังงานเข้ามาเพื่อค้ําจุนชีวิต” ดังนั้นความอุดมสมบูรณ์ของพืชจึงหมายความว่าสัตว์จํานวนมากขึ้นสามารถอยู่รอดและสืบพันธุ์ได้
จากมุมมองของวิวัฒนาการความอุดมสมบูรณ์ของการเจริญเติบโตของพืชนําไปสู่ความหลากหลายของสัตว์มากขึ้น “ถ้าคุณสามารถอธิบายความหลากหลายของพืช, แล้วคุณมีสิ่งที่มากขึ้นที่จะกินพืชและทั้งผู้เชี่ยวชาญหรือ generalists, แล้วสิ่งอื่น ๆ ที่จะกินสัตว์กินพืชและทั้งเป็นผู้เชี่ยวชาญหรือ generalists,” Dobson กล่าวว่า. ระดับของการมีปฏิสัมพันธ์ในเว็บอาหาร – กับพืชและเชื้อราสัตว์กินพืชและนักล่า – นําไปสู่ “อัตราการ speciation ที่สูงขึ้น” ซึ่งเป็นจุดที่สายพันธุ์ใหม่ดูเหมือนจะแตกต่างจากบรรพบุรุษวิวัฒนาการของมัน
สมมติฐานที่สองคือเขตร้อนเป็นสภาพแวดล้อมที่เก่ากว่ามากซึ่งไม่ได้ถูกขัดจังหวะโดยการแช่แข็งครั้งใหญ่ดังนั้นสปีชีส์จึงมีเวลาในการพัฒนานานขึ้น ความหลากหลายทางชีวภาพในปัจจุบันส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาในช่วง 200 ล้านปีที่ผ่านมา แต่ได้รับผลกระทบจากยุคน้ําแข็งหลายยุค การขยายตัวและการหดตัวของแผ่นน้ําแข็งขั้วโลก “กําจัดชีวิตออกจากพื้นที่เหนือสุด [และใต้สุด] อย่างสมบูรณ์” ด็อบสันกล่าว “ชีวิตดําเนินต่อไปในเขตร้อน มีวิวัฒนาการและกระจายความเสี่ยงอย่างต่อเนื่อง” ในขณะที่ชีวิตที่เสาต้องคืนดีกัน
ในขณะเดียวกันชีวิตเขตร้อนที่หลากหลายไม่สามารถแพร่กระจายไปยังภูมิภาคที่หนาวเย็นกว่าของโลก
ได้ เมื่อสปีชีส์จํานวนมากขึ้นสะสมอยู่ในสภาพแวดล้อมเขตร้อน พวกมันจึงปรับตัวเข้ากับภูมิอากาศแบบเขตร้อน แล้วจึงพยายามปรับตัวในขณะที่พยายามขยายไปสู่ภูมิอากาศที่หนาวเย็นกว่า Dobson กล่าว
สมมติฐานที่สามเกี่ยวข้องกับข้อ จํากัด ด้านความหลากหลาย ทฤษฎีนี้วางตัวว่าสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันมี “ความสามารถในการแบกรับความร่ํารวยของสายพันธุ์ซึ่งหมายความว่ามีสปีชีส์มากขึ้นในเขตร้อนมากกว่าในเขตอบอุ่น” David Storch ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาที่ Charles University ในปราก
กล่าว สภาพแวดล้อมที่มีทรัพยากรมากขึ้นสนับสนุนความหลากหลายของสัตว์มากขึ้นซึ่งบางส่วนอยู่ในการแข่งขัน แต่การเพิ่มขึ้นของการผลิตพืชก็ไม่ได้ทําให้จํานวนสายพันธุ์เพิ่มขึ้นเช่นกัน “มันไม่เพียง แต่เกี่ยวกับผลผลิตและปริมาณทรัพยากร แต่ยังเกี่ยวกับความผันผวนของทรัพยากรในสภาพแวดล้อมด้วย” Storch
อย่างไรก็ตามแม้ว่าเขตร้อนจะมีอัตราการสเปกสูง (การสร้างสายพันธุ์ใหม่) แต่ภูมิภาคที่มีอากาศอบอุ่นเหล่านี้ก็มีอัตราการสูญพันธุ์ของสายพันธุ์สูงเช่นกัน อัตราการสเปกที่สูงสามารถนําไปสู่ประชากรสปีชีส์ที่มีขนาดเล็กลงซึ่งหลายชนิดมีปฏิสัมพันธ์หรือแข่งขันกันในพื้นที่ขนาดเล็กทําให้พวกมันมีความเสี่ยงสูงต่อการสูญพันธุ์ สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากข้อที่สองซึ่งแสดงให้เห็นว่าเขตร้อนเช่นเดียวกับการเป็น “แหล่งกําเนิด” สําหรับการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ยังเป็น “พิพิธภัณฑ์” ที่เชื้อสายของสายพันธุ์เก่าจํานวนมากยังคงอยู่
แน่นอนว่าไม่ใช่ทุกสายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในช่วง 200 ล้านปีที่ผ่านมายังคงอยู่ที่นั่น แต่ความสมดุลระหว่างอัตราการสเปกและการสูญพันธุ์ก่อให้เกิดความคิดที่ว่าเขตร้อนมีความสามารถในการบรรทุกสูงสําหรับความร่ํารวยของสายพันธุ์ตาม Storch
ที่เกี่ยวข้อง: สปีชีส์ส่วนใหญ่อยู่ได้นานแค่ไหนก่อนที่จะสูญพันธุ์? บาคาร่าเว็บตรง
