生命にはあらゆる大きさや形がありますが、特定の範囲のサイズが他のサイズよりも一般的です。ある研究で初めて、地球上のすべての既知の生物を、その大きさと生物量に基づいてカタログ化しました。その結果、最大および最小の生き物、つまり巨大な樹木や小さな微生物が、地球上のバイオマスの最大のシェアを占めています。私たち人間も、最も大きなサイズのカテゴリーに属します。一方、昆虫サイズの生物は、その生物量の点で最も少ないものです。
1970 年代初頭、米国の研究者がセンセーショナルな研究を発表しました。したがって、海の生物のサイズ分布は数学的法則に従います。つまり、ある階級の体重が 10 倍に増加すると、生物の数は 10 分の 1 に減少します。これは、すべてのサイズクラスの生物がほぼ同じ量のバイオマスを持つ必要があることを意味します。このいわゆるシェルドンサイズスペクトル理論はその後、海洋生物のさらなる研究で確認され、より最近の研究では人間の影響が分布を変えていることが示されています。
驚きのサイズ分布
しかし、陸上ではどのように見えるのでしょうか？この疑問を明らかにするために、カナダのブリティッシュコロンビア大学のエデン・テクワ率いるチームは、地球上に生息するすべての生物の体の大きさを記録し、驚くべき分布を発見した。「最小の生物と最大の生物は明らかに他のすべての生物を上回っている」と報告されている。テクワ。 「これは説明が必要な新しいパターンのようですが、それを説明する理論はまだありません。」
個体重量約 10 トンの大型生物がバイオマスの最大のシェアを占めます。これらは主に大きな森林の木です。このサイズクラスの生物の合計の重さは 65 ギガトンです。体重が 100 グラムから 1,000 トンの間のサイズスケールの上限にある他の生物も、地球の総バイオマスの高い割合を占めています。対照的に、昆虫、菌類、小さな植物を含む、1 ピコグラムから 10 ミリグラムまでのすべての重量クラスの生物は、合計で約 1 ギガトンのバイオマスしか構成しません。比較すると、サイズスケールの最下位にある生物の重さは驚くべき量です。細菌や古細菌などの微生物は、個々の重さはわずか約 0.01 ピコグラムですが、合わせると地球上の総バイオマスに約 15 ギガトンを占めます。
微生物と樹木が優勢
「地球上の生命は主に最大サイズと最小サイズで梱包されているという発見には、私たちは驚きました」とテクワ氏の同僚マリン・ピンスキー氏は言う。 「時々、蚊、ハエ、アリが世界を支配しているように見えますが、数値を計算してみると、私たちの世界は微生物と樹木によって支配されていることがわかりました。彼らは栄養素をリサイクルし、私たちの周りの空気を新鮮にする沈黙のパートナーです。」
海洋におけるバイオマスの分布に関して、テクワ氏と彼女のチームは、これまでの研究では重要な生物が除外されていると指摘している。「共通の定式化は、海洋のサイズ範囲全体を表すことを目的とした『細菌からクジラまで』である」 、大型藻類、海草、ハードサンゴ、マングローブは除外されます。私たちの結果によると、これらの生物は海洋生物量全体の 45 パーセントを占めています。それにもかかわらず、研究チームはシェルドンのサイズスペクトル理論にほぼ同意し、海の生物量は実際にはさまざまなサイズにわたってより均等に分布しているという結論に達しました。」陸上より授業。
今後の研究のベースライン
研究チームは、水生生物と陸生生物の両方について、異なる環境の異なる種の最大体サイズが同様の範囲にあることを発見した。 「最大の体サイズはいくつかの種のグループで発生し、それらの最大体サイズはすべて比較的狭い範囲内にあります」とテクワ氏は言います。 「木、草、地下の菌類、マングローブ、サンゴ、魚、海洋哺乳類はすべて、同様の最大体サイズを持っています。これは、生態学的、進化的、または生物物理学的制約により、普遍的なサイズの上限があることを示唆している可能性があります。」
著者チームは、現在の質量推定値には多くの不確実性が含まれていると指摘しています。 「我々の結果は、考えられるパターンについての最初の大まかなロードマップを提供するものであり、サイズ・質量スペクトルが研究プログラムの対象となるにつれて劇的に変化する可能性が高い」と研究チームは述べている。それにもかかわらず、この研究は将来の調査のための重要な基礎を提供します。 「この調査は、人為的影響をすでに含む現状のベースラインを確立します。たとえば、魚の生物量はおそらく人類が到来する前の半分にすぎませんが、地質学的時代を遡れば遡るほど、これらのパターンを推定することはますます困難になります。そのような変化を捉えるにはさらなる研究が重要です。 「地球規模の生態学的評価は持続可能性への取り組みに不可欠な部分であるべきだ」とチームは述べた。
出典: Eden Tekwa (ブリティッシュ コロンビア大学、バンクーバー、カナダ) 他、Plos One、 doi: 10.1371/journal.pone.0283020
