Historie a vývoj biogeografie

Historie biogeografie sahá již do pravěku, kdy lovci měli základní znalost migračních tras lovné zvěře. Za počátek biogeografie jako vědy je však považován počátek 18. století. Za klíčová období historie biogeografie považujeme zejména:

Období historie biogeografie

Doba objevitelských cest v 18. století

Doba objevitelských cest v 18. století je i obdobím popisováním organismů (nejvýraznějšími osobnostmi jsou v tomto ohledu C. Linné a Comte de Buffon). Zároveň probíhaly pro (nejen) biogeografii stěžejní cesty Jamese Cooka (lodě HMS Resolution a HMS Voyager). Ač vládne přesvědčení, že živé organismy byly stvořeny bohem, bylo v tomto období učiněno několik zásadních biogeografických poznatků:

pozorování rozdílné bioty v různých částech světa vede k prvním fytogeografickým regionalizacím
pozorování vegetační stupňovitosti
objevení latitudálního gradientu diverzity

Carl Linné a Hora ráje

Švéd Carl Linné byl zakladatelem botanické a zoologické nomenklatury a zavedl pojem druh. Pokud se vyskytuje v nomenklatuře za jménem druhu "L.", tak byl popsán právě Linném.

Kromě popisování druhů se snažil vysvětlit také jejich původ a šíření. Domníval se, že živé organizmy jsou neměnné a jsou již od prvopočátku adaptované na své prostředí. Podle Linného došlo k jejich stvoření na svazích tropické ostrovní hory (tzv. Hora ráje), která měla všechna stanoviště - od tropického deštného lesa až po tundru. Po ústupu moře se pak prý z této hory rozšířily po celém světě. Analogicky vysvětloval šíření druhů po biblické potopě (z hory Ararat).

Comte de Buffon a teorie severního původu

Francouzský přírodovědec Comte de Buffon (či také Georges-Louis Leclerc) byl současník Linného a oponent jeho myšlenek. V teorii stvoření organismů na svazích ostrovní hory a jejich neměnnosti vidí dva zásadní problémy:

různé oblasti světa s prakticky stejnými přírodními podmínkami jsou domovem odlišných druhů rostlin a živočichů
předem adaptované a neměnné druhy by se musely z ostrovní hory (či Araratu) šířit přes zóny s nepříznivým prostředím (největší překážkou jsou zejména pouště)

Namísto toho přichází s teorií severního původu organismů. Podle Leclerca se rostlinné i živočišné druhy začaly po ochlazení šířit směrem na jih a postupně se měnily. Na základě této teorie i vyjádřil tzv. Buffon's law. Buffonův zákon hovoří o tom, že izolované a přírodními podmínkami podobné regiony hostí odlišné druhy savců a ptáků (originálně jen v tropech). Zákon byl pak Forsterem rozšířen prostorově (i mimo tropy) a Humboldtem na další druhy organismů.

Johan Reinhold Forster, ostrovní biogeografie a latitudální trend diverzity

Německý pastor a přírodovědec Johan Reinhold Forster se zúčastnil 2. expedice Jamese Cooka. Rozšířil Buffonův zákon prostorově i do dalších oblastí než jen tropů a popsal (bio)regiony světa na základě rozšíření rostlin.

Dále učinil pozorování, že izolovaná ostrovní společenstva mívají méně druhů než společenstva na pevnině, čímž položil základy ostrovní biogeografie. Rovněž objevil latitudální trend diverzity, tedy že počty druhů (jejich diverzita) klesají se stoupající zeměpisnou šířkou (od rovníku k pólům).

Alexander Humboldt a vegetační stupně

Německý přírodovědec a geograf Alexander Humboldt je prakticky otcem fytogeografie. Rovněž se považuje za zakladatele vulkanologie, antropologie, meteorologie, oceánografie či archeologie. Rozšířil Buffonovo pravidlo na většinu terestrických organismů (rostliny a živočichové).

Humboldt pozoroval, že druhy rostlin se nemění jen mezi regiony, ale také v rámci jednoho regionu podél výškového gradientu. Na Chimborazo v Ekvádoru tak poprvé popsal vegetační stupně.

Biogeografie v 19. století

Biogeografie se v 19. století stala etablovanou vědou a biogeografové mohou již pracovat s více poznatky. Mezi klíčové poznatky pro biogeografii patří v tomto období:

lepšími odhady stáří planety Země (doposud předpoklad, že Země není starší než 10 000 let)
teorie kontinentálního driftu a deskové tektoniky
lepší pochopení mechanismu šíření a diverzifikace druhů
rozvoj ekologie a zoogegorafie
stanovení několika biogeografických pravidel

Charles Lyell a princip uniformity

Skotský geolog Charles Lyell studoval fosilní organismy a poskytl důkazy pro vymírání druhů. Věřil však, že druhy jsou neměnné a extinkce je vždy následována stvořením stejných druhů. Druhouvá bohatost by podle Lyella tak byla víceméně neměnná.

Lyell zjistil, že změny ve fosilním záznamu jsou dány fyzickými procesy (např. vrásnění a změny klimatu). Ty probíhaly podle principu uniformity (tj. uniformitarianismus), tedy tak, že se zásadně nelišily od procesů současných. Na základě toho zpřesnil odhad stáří planety Země a určil, že její stáří musí být větší než 10 000 let.

Charles Robert Darwin a evoluční teorie

Britský přírodovědec Darwin (celým jménem Charles Robert Darwin) je prakticky zakladatelem evoluční biologie. V roce 1859 vydal stěžejní dílo On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life (česky O původu druhů).

Základní premisa Darwinovy evoluční teorie zní, že adaptace a diverzifikace organismů je výsledkem přírodního výběru. Základními zdroji jeho teorie je Lyellovo dílo Principles of Geology a plavba na HMS Beagle (mastodont v Argentině, želvy a pěnkavy na Galapágách).

Darwinova teorie stojí na předpokladech vzniku všech druhů ze společného předka (nikoliv nadpřirozenou bytostí či samoplozením) a divergence způsobené akumulací drobných změn a na teorii přírodního výběru.

Samotná evoluční teorie nebyla přijímána, mimo jiné i kvůli tehdejší neznalosti dědičnosti. Problémem bylo také uvažované stáří Země, které bylo odhadováno na maximálně 200 tisíc let.

Joseph Dalton Hooker a teorie pevninských mostů

Britský botanik Joseph Dalton Hooker byl stoupenec darwinismu. Dalton zastával přesvědčení, že rostliny se mohou šířit na velké vzdálenosti. Všímal si totiž podobností flóry v různých regionech zejména na jižní polokouli. S ohledem na všeobecně přijímaný názor, že poloha kontinentů je neměnná, domníval se, že kontinenty byly dříve spojeny pevninskými mosty, přes něž mohla květena migrovat.

Ernst Haeckel a Haeckelův zákon

Německý přírodovědec Erns Haeckel byl stoupenec darwinismu, popsal tisíce druhů hmyzu (do té doby pozornost biogeografie upřena zejména na rostliny), sestavil fylogenetické dokumenty a začlenil člověka do celkové evoluce. Heackel také zavádí následující pojmy:

ekologie
fylogeneze (vývoj druhu)
ontogeneze (vývoj jedince)

Též představil tzv. Haeckelův zákon, který v originále zní: "Ontogeny recapitules phylogeny". Tedy že vývoj jedince zrcadlí vývoj druhu. Příkladem může být vývoj pulce v žábu nebo že má embryo ocásek. Tento zákon však neplatí příliš často.

Philip Lutley Sclater a vymezení zoogeografických regionů

Britský ornitolog Philip Lutley Sclater popsal více než tisíc druhů ptáků a poprvé vymezil zoogeografické regionyna základě rozšíření ptáků (konkrétně pěvců).

Podobnost fosílií primátů z Madagaskaru a Indie, které studoval, si vysvětloval existencí zaniklého kontinetu, který je spojoval (tzv. Lemuria).

Alfred Russel Wallace, Wallacea a Wallaceova linie

Britský ornitolog Alfred Russel Wallace je zakladatelem zoogeografie a rozšířil zoogeografické členění světa podle Sclatera na všechny obratlovce a vypracoval mapu biogeografických regionů světa. Nezávisle na Darwinovy tvoří vlastní evoluční teorii, která stojí na principu štěpení druhů.

Wallace vytovřil množství biogeografických pravidel a zákonitostí, které byly na svou dobu velmi pokročilé. Při studiu fauny v jihovýchodní Asii popsal unikátní biogeografické struktury:

Wallacea = Přechodná oblast mezi indomalajskou a australskou zoogeografickou oblastí v JV Asii, vyznačující se vysokým endemismem.
Wallaceova linie = Na obou stranách této linie v JV Asii jsou totožné klimatické podmínky, ale odlišná fauna.

Biogeografie první poloviny 20. století

Rozvoj paleontologie v první polovině 20. století přináší nové poznatky o fosilních faunách a flórách. Pro biogeografii je důležité, že z fosilních záznamů začíná být možné pozorovat vznik, šíření, diverzifikace a extinkce organismů.

Dále dochází ke vzniku fylogenetických stromů, konceptu biologického druhu či se rozvíjí rozličné školy rostlinné sociologie. Poprvé je formulován koncept kontinentálního driftu, teorie o pevninských mostech či zaniklých kontinentech však zůstávají populárnější.

Alfred Wegener a teorie kontinentálního driftu

Německý meteorolog a geolog Alfred Wegener přišel v roce 1915 na základě fosilních nálezů a tvarů kontinetů na teorii kontinentálního driftu. Teorie byla zprvu odmítnuta, pohyb organismů bylo jednodušší vysvětlení pro stejné fosílie v naprosto rozlišných oblastech než pohyb samotných kontinentů. Teorie kontinentálního driftu byla akceptována až koncem 60. let 20. století, kdy byl objeven mechanismus pohybu litosferických desek.

Ernst Walter Mayr a koncept biologického druhu

Taxonom a ornitolog Ernst Walter Mayr byl jedním z největších evolučních biologů 20. století. Mimo jiného přichází s konceptem biologického druhu tak, jak je popsán v minulé kapitole. Dále například popisuje alopatrickou speciaci, tedy vznik druhů na základě rozdělení areálu a následné geografické izolaci jednotlivých populací.

Biogeografie druhé poloviny 20. století

V biogeografii druhé poloviny 20. století začíná být kladen důraz na rozlišování stochastických a deterministických procesů (testování hypotéz, používání numerických metod). Biogeografie je značně ovlivněna novými technologiemi, především pak počítači, GIS, satelitními snímky, molekulárními metodami či databázemi.

Po akceptování teorie kontinentálního driftu jsou definitivně opuštěny teorie pevninských mostů. V tomto období dochází mimo jiné ke studiu koexistence druhů, je předložen koncept druhové diverzity či je přednesena teorie ostrovní biogegorafie.

Robert Harding Whittaker a studium diverzity

Americký vegetační ekolog Robert Harding Whittaker studoval diverzitu vegetace pomocí numerických metod a ustanovil způsob výpočtu indexu diverzity a gradientové analýzy.

Dále zavedl roku 1960 pojmy alfa, beta a gama diverzita a o 9 let později navrhuje klasifikaci bioty na 5 říší, a to Animalia, Plantae, Fungi, Protista a Monera. Rovněž navrhl vlastní klasifikaci biomů na základě jejich teploty a srážek.

MacArthur, Wilson a Teorie ostrovní biogeografie

Američtí ekologové Robert H. MacArthut a Edward O. Wilson společně v 60. letech vypracovali dílo Teorie ostrovní biogeografie. Teorie popisuje zákonitosti imigrace a extinkce na ostrovech vzhledem k jejich velikosti a izolovanosti. Autoři napsali Teorii ostrovní biogeografie především na základě vlastního studia mravenců na ostrovech v Melanésii. Toto dílo se pak stalo jedním z pilířů moderní ochrany přírody.

James H. Brown a vznik makroekologie

Ekolog a profesor biologie University of New Mexico se věnuje populační ekologii a ekologii společenstev hlodavců a mravenců a biogeografii obecně.

V roce 1989 společně s B. Mauerem zavádí termín makroekologie. Makroekologie je velmi rigorózní věda zabývající se obecnými ekologickými otázkami na velkých prostorových i časových škálách, která využívá velkých souborů dat a složitých statistických metod.

James H. Brown je mimo jiné také jedním z autorů Metabolické teorie ekologie.

Studijní materiály Biogeografie

Téma Historie biogeografie je součástí studijních materiálů Biogeografie. Tento předmět byl vyučován na Geografickém ústavu Masarykovy univerzity. Přejděte na rozcestník témat (1. tlačítko), nebo si přečtěte předcházející (2. tlačítko) či následující (3. tlačítko) téma.