على مر السنين، كشفت الملاحظات العالمية للتنوع البيولوجي عن نمط ثابت أساسي، يشير إلى عدد الأنواع الشائعة، أو النادرة للغاية، أو في مكان ما بين الأنواع. لقد كشف أكثر من قرن من الملاحظات الطبيعية عن أنماط ثابتة في وفرة الأنواع: في حين أن معظم الأنواع نادرة، إلا أنها ليست نادرة للغاية، ولا يوجد سوى حفنة قليلة شائعة جدًا. وقد كشفت هذه التوزيعات المزعومة لوفرة الأنواع العالمية بشكل كامل عن بعض مجموعات الأنواع الخاضعة للمراقبة الجيدة، مثل الطيور.
ومع ذلك، بالنسبة لمجموعات أخرى من الأنواع، مثل الحشرات، يبقى جزء من الحجاب. هذه هي نتيجة البحث التي أجراها فريق بحث دولي بقيادة المركز الألماني لأبحاث التنوع البيولوجي المتكامل (iDiv)، وجامعة مارتن لوثر هالي-فيتنبرغ (MLU) وجامعة فلوريدا (UF)، وتم نشرها في مجلة Nature Ecology and Evolution. توضح هذه الدراسة مدى أهمية مراقبة التنوع البيولوجي لاكتشاف وفرة الأنواع على الأرض وفهم كيفية تغير الأنواع.
"من يستطيع أن يفسر سبب انتشار نوع واحد وكثرته، في حين أن الأنواع الأخرى المشابهة له موزعة بشكل ضيق وقليلة؟" طرح تشارلز داروين هذا السؤال في عمله المبدع "حول أصل الأنواع" الذي نشر قبل أكثر من 150 عامًا. ويتمثل التحدي ذو الصلة في معرفة عدد الأنواع الشائعة (الوفيرة) وعدد الأنواع النادرة، وهو ما يسمى بتوزيع وفرة الأنواع العالمية (gSAD).
تم اقتراح نموذجين رئيسيين لـ gSAD في القرن الماضي: الإحصائي وعالم الأحياء R.A. اقترح فيشر أن معظم الأنواع نادرة جدًا، وأنه بالنسبة للأنواع الأكثر شيوعًا، يتناقص عدد الأنواع تدريجيًا (ما يسمى بنموذج التسلسل اللوغاريتمي). من ناحية أخرى، قال المهندس وعالم البيئة إف دبليو بريستون، إن عددًا قليلًا فقط من الأنواع هي في الواقع نادرة جدًا، حيث تقع معظم الأنواع في مكان ما في منتصف الطيف (ما يسمى بالنموذج اللوغاريتمي الطبيعي). ومع ذلك، على الرغم من عقود من البحث، لم يعرف العلماء النموذج الذي يمكنه وصف gSAD الحقيقي على الأرض حتى الآن.
يتطلب حل هذه المشكلة الكثير من البيانات. استخدم مؤلفو الدراسة بيانات من المرفق العالمي لمعلومات التنوع البيولوجي (GBIF) وقاموا بتنزيل ملاحظات لأكثر من مليار نوع في الطبيعة من عام 1900 إلى عام 2019.
قال المؤلف الأول كوري كالاهان، الحائز على الدكتوراه، الذي بدأ البحث أثناء عمله في iDiv وMLU وهو الآن في UF: "تعد قاعدة بيانات GBIF مصدرًا ممتازًا لمجموعة متنوعة من الأبحاث المتعلقة بالتنوع البيولوجي، خاصة لأنها تجمع البيانات التي تم جمعها من العلماء المحترفين والمواطنين حول العالم".
قام كالاهان وباحثوه بتقسيم البيانات التي تم تنزيلها إلى 39 مجموعة من الأنواع، مثل الطيور أو الحشرات أو الثدييات. قاموا بتجميع توزيعات وفرة الأنواع العالمية الخاصة بهم (gSAD).
بمجرد الكشف عن توزيعات وفرة الأنواع بشكل كامل، اكتشف الباحثون نمطًا عالميًا أساسيًا: كما تنبأ النموذج اللوغاريتمي الطبيعي، فإن معظم الأنواع نادرة ولكنها ليست نادرة جدًا، وعدد قليل فقط من الأنواع شائع جدًا. ومع ذلك، وجد الباحثون أيضًا أنه لم يتم اكتشاف سوى عدد قليل من مجموعات الأنواع، مثل السيكاسيات والطيور، بالكامل. بالنسبة لجميع مجموعات الأنواع الأخرى، البيانات غير كافية.
وقال كبير الباحثين البروفيسور هنريكي بيريرا، رئيس مجموعتي بحث iDiv وMLU: "بدون بيانات كافية، يبدو أن معظم الأنواع نادرة جدًا. ولكن مع إجراء المزيد والمزيد من الملاحظات، يتغير ذلك. نجد أن هناك في الواقع أنواعًا نادرة أكثر من الأنواع النادرة جدًا". إنه لأمر رائع أن نرى هذا التغيير في السيكاديات والطيور عند مقارنة ملاحظات الأنواع منذ عام 1900، عندما كانت البيانات أقل، مع ملاحظات الأنواع الأكثر شمولاً اليوم: يمكننا أن نرى بوضوح صورة كاملة لتوزيعات وفرة الأنواع، كما تنبأ بريستون منذ عقود مضت، ولكن تم تأكيدها الآن فقط في جميع أنحاء الكوكب.
وقال كالاهان: "على الرغم من أننا سجلنا ملاحظات على مدى عقود، إلا أننا لم نكتشف سوى عدد قليل من مجموعات الأنواع". "لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه. ولكن في رأيي، يمثل المرفق العالمي لمعلومات التنوع البيولوجي وتبادل البيانات مستقبل أبحاث التنوع البيولوجي ومراقبته."
تسمح نتائج الدراسة الجديدة للعلماء بتقييم إلى أي مدى تم اكتشاف gSADs في مجموعات مختلفة من الأنواع. يمكن أن يجيب هذا على سؤال بحثي آخر طويل الأمد: كم عدد الأنواع الموجودة؟ ووجدت الدراسة أنه بالنسبة لبعض المجموعات، مثل الطيور، تم التعرف على جميع الأنواع تقريبًا، ولكن لم يكن الأمر كذلك بالنسبة لمجموعات أخرى، مثل الحشرات ورأسيات الأرجل.
ويعتقد الباحثون أن النتائج التي توصلوا إليها قد تساعد في الإجابة على سؤال داروين حول سبب ندرة بعض الأنواع وأنواع أخرى شائعة. قد تشير الأنماط العامة التي وجدوها إلى آليات بيئية أو تطورية عامة تحكم انتشار الأنواع وندرتها.
وبينما يتم إجراء المزيد من الأبحاث، يواصل البشر تغيير سطح الأرض وثراء الأنواع، مما يجعل الأنواع الشائعة أقل شيوعًا، على سبيل المثال. وهذا يجعل مهمة الباحثين أكثر تعقيدًا: فهم لا يحتاجون فقط إلى فهم كيفية تطور وفرة الأنواع بشكل طبيعي، ولكن أيضًا كيف يغير التأثير البشري هذه الأنماط في نفس الوقت. ربما لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن نتمكن أخيرًا من الإجابة على سؤال داروين.