緑の世界仮説は、捕食動物が生態系の主要な調整者であると提唱している。捕食動物は、そうでなければすべての緑を消費する草食動物を調整することで、世界が「緑」である理由である。 [1] [2]この仮説は、このテーマに関する独創的な論文の著者であるヘアストン、スミス、スロボドキンにちなんで、HSS仮説としても知られている。 [3]
世界中の植生を減少させる可能性のある草食動物は数多く存在するが、多くの研究者は、バイオマスと生物多様性をどのように維持できるのかという疑問を抱いている。すべての種と生態系の存続を可能にする自然秩序は、これらの草食動物に対して反対の力を作用させることを必要とする。緑の世界仮説が示唆するように、さまざまな生態系で植物が繁栄することを可能にする抑制と均衡のシステムが提案されている。植物の防御機構に加えて、捕食者はこれらの草食動物の個体数の調節を助け、消費される植物の量を制限している。いくつかの生態系は、すべてのレベルが相互作用し、互いの存続に影響を与える栄養カスケードシステムによって特徴付けられる。 [4]たとえば、草食動物は植物の個体数を減らすが、与えられた資源の可用性に割り当てられた以上の個体数の増加を制限する肉食消費者によって抑制されている。
栄養段階カスケードの研究は、緑の世界仮説を理解する上で極めて重要である。栄養段階カスケードが生態系に影響を及ぼす一つの方法は、様々な資源を通じたエネルギーの流れを決定する純一次生産性の制限である。このボトムアップ型のアプローチは、様々な環境条件により食用には適さない植物種の豊富化をもたらす。[4]さらに、特定のシステムにおけるエネルギーは、最上位の栄養段階にいる捕食者、または他の肉食動物を消費する肉食動物によって決定される。このトップダウン型のアプローチは、高い消費者密度、そして多くの場合、強力な初期の防御機構が整っていない雑草系を特徴とする。[4]これらの栄養段階カスケード維持プロセスは、しばしば同時に作用する。一般的な見解では、栄養段階カスケードは陸生生態系よりも水生生態系に大きな影響を与える傾向がある。しかし、これらのコミュニティのいずれかにおける過剰な規制は、システム内の栄養カスケードの劣化を引き起こし、あらゆるレベルの多くの種の成長を妨げる可能性があります。[4]
歴史
緑の世界仮説は、ミシガン大学のフレデリック・エドワード・スミスが1957年に講義で初めて提唱したと考えられています。[5] [6]
1960年、ネルソン・ヘアストン、スミス、ローレンス・スロボドキンは、グリーンワールド仮説を提唱する論文を発表しました。HSSという名称は、彼らの姓の頭文字に由来しています。[7] [8]
ロバート・T・ペインは1966年に[9]、Pisaster ochraceusを用いた実験を行い、 Mytilus californianus [10]の調節におけるキーストーン種としての役割を果たしていることを明らかにした。この研究で、ペインは、潮間帯の生物多様性と生態系の持続性はヒトデの存在に大きく依存していることを観察した（Ceci, 2020）。ヒトデはキーストーン種として認識されているが、ペインの研究によって、ヒトデの数の減少に伴い、ムール貝、イソギンチャク、藻類などの種の数も減少していることに気づき、この発見が可能になった（Ceci, 2020）。これは、栄養カスケードの維持の重要性を示す強力な例であり、トップダウン制御がこのシステムの主要な調節要因であることを示唆している。
ジェームズ・エステスとジョン・パルミサーノは、カワウソ、ウニ、ケルプを用いて同様の実験を行い、栄養段階のカスケードにおいて、カワウソの存在がケルプの存在を増加させたと報告している[9]。この研究で論じられているように、ウニの自然消費者であるラッコは、ケルプ林の繁栄を可能にしてきた。これらのラッコの助けと存在がなければ、ウニのバイオマスが増加し、生態系に重大な脅威をもたらす可能性が高い。生態系からラッコがいなくなると、ケルプ林はほぼ消滅し、「ウニ荒野」として知られる生態学的概念が形成される（Siliman and Angelini, 2012）。
ジョン・ターボルグは2006年にベネズエラの谷を捕食動物がいる谷といない谷に分けて調査し、陸上における緑の世界仮説を実証した。[11] [12]
批判
植物の自己防衛仮説は、植物が草食動物に完全には食べられないのは、主に草食動物がそれに適応しているから（棘、毒性、セルロースなど）であると主張している。[6]
参考文献
- ^ Ceci, Samantha (2020年8月20日). 「グリーンワールド仮説」
- ^ Allison, SD (2006年3月23日). 「褐色土壌：緑の世界仮説における土壌炭素の類似点か？」『アメリカン・ナチュラリスト』167 (5): 619–627 . doi :10.1086/503443. PMID 16671007.
- ^ 「なぜ世界は緑豊かなのか？ 種間相互作用から考えるコミュニティ構造 – ECOL 8990 – 生態学読書グループ」2019年3月21日。 2024年6月2日閲覧。
- ^ abcd Silliman & Angelini (2012). 「多様な植物生態系における栄養段階のカスケード」Nature News .
- ^ ペイン, ロバート・T. (2013年1月1日). 「フレデリック・エドワード・スミス: 1920–2012」.アメリカ生態学会誌. 94 (1): 20– 23. Bibcode :2013BuESA..94...20P. doi : 10.1890/0012-9623-94.1.20 . ISSN 0012-9623.
- ^ ab アイゼンバーグ、クリスティーナ. 「恐怖の風景の中で生きる：捕食者が生態系に与える影響」サイエンティフィック・アメリカン. 2023年9月13日閲覧。
- ^ 「第3章 栄養動態：なぜ世界は緑なのか？」『生態系の複雑性の解明』（MPB-47）、プリンストン大学出版局、2010年7月1日、pp. 23– 54、doi :10.1515/9781400834174.23、ISBN 978-1-4008-3417-4、 2023年9月13日取得
- ^ ヘアストン, ネルソン G.; スミス, フレデリック E.; スロボドキン, ローレンス B. (1960年11月). 「群集構造、個体群制御、そして競争」 . 『アメリカン・ナチュラリスト』. 94 (879): 421– 425. doi :10.1086/282146. ISSN 0003-0147.
- ^ ab 「捕食者の重要な役割：生態学への新たな視点」Yale E360 。 2023年9月13日閲覧。
- ^ Some Animals Are More Equal than Others: Keystone Species and Trophic Cascades、2016年5月3日、 2023年9月13日閲覧。
- ^ admin-innovation (2006年2月28日). 「生態学者が世界が緑豊かな理由を説明する」. Innovations Report . 2023年9月13日閲覧。
- ^ 「捕食動物が世界を緑豊かに保っている、生態学者が発見」デューク・トゥデイ2006年2月28日2023年9月13日閲覧。
