福斯特法則

福斯特法則

1964年,生物學家約翰·布里斯托·福斯特發表了一篇論文,表示大型哺乳動物在小島上落地生根之後,其後代會慢慢變小,而小型哺乳動物的體積會慢慢變大。這種概括被稱為“島嶼法則”或“福斯特法則”,但它一直存在著很大爭議。

基本介紹

  • 中文名:福斯特法則
  • 外文名:Foster's rule
  • 別稱:島嶼法則
  • 屬性:自然規律
  • 類別:生物學
  • 提出者:約翰·布里斯托·福斯特
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簡介

福斯特法則(英語:),又稱為島嶼法則(英語:island rule),是演化生物學中的一種規律,指物種會因為環境資源的變化而變得更大或更小,這是島嶼生物地理學研究中的核心內容。例如,從普通猛獁象演化而來的侏儒猛獁象(Mammuthus exilis)因生活在小島上而體型變得很小。此外,大象、河馬、蟒蛇、鹿以及人等動物中也發現了類似的演化路徑。

法則歷史

這一法則最初由約翰·布里斯托·福斯特(John Bristol Foster)於1964年提出。當時他在《自然》上發表了一篇題為“哺乳動物在島嶼上的演化”(The evolution of mammals on islands)的文章,他對116座島上的物種進行研究後發現,一些動物與它們在大陸上的同類相比變得體型更為龐大,另一些則變得更小。他認為,島嶼上小型動物因缺乏天敵而變得越來越大,大型動物則因為食物資源的缺乏而變得越來越小。
此後,羅伯特·麥克阿瑟與愛德華·威爾遜在《島嶼生物地理學理論》(The Theory of Island Biogeography)一書中對這一概念進行了補充。1978年泰德·卡斯(Ted J. Case)在《生態學》斯刊上發表了一篇更複雜的長篇文章,他認為福斯特最初的推測過於簡單化且並不完全正確。

法則衍生概念

島嶼侏儒化

島嶼侏儒化,是指生物在孤島中微型化的現象。島嶼侏儒化多數在哺乳動物身上得到體現,出現原因是小體型只需要較少空間食物,較小的尺寸從生殖的角度來看也有利,因為它只需要更短的懷孕期和代次。在熱帶地區,體積小,應使體溫調節容易。
食草動物賦予的大尺寸在其他地方是應對競爭對手和掠食者的優勢,因此掠食者的減少或沒有掠食者將有利於矮化;至於食肉動物,其中的主要因素似乎是獵物資源的規模和可用性,競爭似乎不那么重要。
島嶼侏儒化也可存在於高山峽谷中,島嶼侏儒化代表物種有巴厘虎、桑給巴爾豹、倭水牛與日本狼。

島嶼巨型化

島嶼巨型化是指孤島上動物變得巨大化的生態現象。通常出現島嶼巨型化的地方沒有大型肉食性哺乳動物,出現的地方多數是飄移的孤島。那裡的爬蟲類與鳥類成為頂級掠食者哈斯特鷹科莫多龍

佛羅勒斯人

佛羅勒斯人是近年發現的一種史前人類,為人屬的一種,主要特徵是體型小,大腦小,因此也被化名作“霍比特人”。他們居住在印尼弗洛勒斯島上,直到可能約12000年前滅絕,因此可能與現代人類共存一段很久的時間,是已絕種人屬中存活時間最晚的。但最新的研究指出佛羅勒斯人可能在現代人類5萬年前到達該地區之前就滅絕了。

爭議

丹麥奧爾胡斯大學的一群科學家們說他們已經終結了與這個話題有關的爭吵。研究人員們分析了過去13萬年來哺乳動物的體積(不論它們有沒有滅絕),那時人類的活動範圍開始向島嶼擴張。他們發現島嶼法則不是一個迷思,而是進化現實。
不論變大還是變小,這兩種策略都有優勢和劣勢。大型生物有更廣泛的食物選擇範圍,也更容易控制其它物種。你不會看到一隻老鼠站在食物鏈頂端。另一方面,小型生物需要的資源更少,育種周期更短且適應更快。在一個各方面受到限制的島嶼生態環境中,這些因素都很重要。
福斯特法則最著名的例子是塞席爾群島的巨型陸龜、印度尼西亞的科摩多巨蜥和貝里斯Snake Cayes的蟒蛇。至於那些已滅絕的生物,最好的例子則是鈍齒鼠,這種豚鼠的體積與黑熊差不多,它們之前生活在加勒比海的安圭拉島和聖馬丁島。
然而福斯特法則的反對者則用幾個不具代表性的例子來挑戰這一法則,他們以蝙蝠為例,說它們的體積幾千年來從未發生過變化。
丹麥奧爾胡斯大學生物科學學院博士後Søren Faurby是主要研究作者之一,他表示用蝙蝠來反駁這一法則非常愚蠢。作為飛行動物,蝙蝠及其同類受到的生態環境限制與陸生生物並不一致。
Faurby還表示過去有研究因福斯特法則未能將已滅絕生物和人類影響(即人類造成的滅絕)考慮在內而反駁它。
Faurby說:“此研究表明如果我們不將人為滅絕考慮在內,那么我們將很難理解這個世界。島嶼法則也描述了這一點,即我們對環境的改變影響著我們理解進化模式的能力。”
需要指出的是,雖然島嶼生態系統會讓特定物種縮水或者變大,但這一環境最重要的貢獻是培育出特定物種。這還意味著島嶼物種最容易因人類活動受創而滅絕。是否要幫助保護這些物種的決定權在於你我。我們需要確保類似古代巨鳥Dodo滅絕的事情不再發生。

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