生物多様性(または生物学的多様性)は、地球上の生命の多様性と変動性です。さまざまなレベルで測定できます。たとえば、遺伝的変動性、種の多様性、生態系の多様性、系統の多様性などがあります。[1]多様性は地球上で均等に分布しているわけではありません。熱帯地方では、赤道付近の温暖な気候と高い一次生産性の結果として、多様性がより大きくなります。熱帯林の生態系は、地球の陸地面積の5分の1未満をカバーし、世界の種の約50%を含みます。[2]海洋分類群と陸上分類群の両方で、種の多様性に緯度勾配があります。 [3]
地球上で生命が誕生して以来、6回の大規模な大量絶滅といくつかの小規模なイベントにより、生物多様性が急激かつ大幅に減少しました。顕生代(過去5億4000万年間)は、カンブリア爆発によって生物多様性が急速に増加した時代でした。この期間に、多細胞 動物門の大部分が初めて出現しました。その後の4億年間は、生物多様性の大規模な喪失が繰り返されました。これらのイベントは、大量絶滅イベントに分類されています。石炭紀には、熱帯雨林の崩壊により、動植物が大きく失われた可能性があります。2億5100万年前のペルム紀-三畳紀の絶滅イベントは最悪で、脊椎動物が回復するまでに3000万年かかりました。
人間の活動は、生物多様性の継続的な喪失と、それに伴う遺伝的多様性の喪失をもたらしています。このプロセスは、しばしば完新世絶滅、または第六の大量絶滅と呼ばれます。たとえば、2007年には、2050年までにすべての種の最大30%が絶滅すると推定されました。[4]農業のために 生息地を破壊することが、今日生物多様性が減少している主な理由です。気候変動も役割を果たしています。[5] [6]これは、たとえば、気候変動がバイオームに与える影響に見ることができます。この人為的な絶滅は、更新世の終わり頃に始まった可能性があります。いくつかの研究では、最終氷河期の終わり頃に起こった大型動物相の絶滅イベントは、過剰狩猟によって部分的に生じたと示唆しています。 [7]
定義

生物学者は、生物多様性を「ある地域の遺伝子、種、生態系の総体」と定義することが多い。 [8] [9]この定義の利点は、これまでに特定された伝統的な生物多様性のタイプを統一的に捉えられることである。
- 分類学的多様性(通常は種の多様性レベルで測定される)[10]
- 生態学的多様性(生態系の多様性の観点から見られることが多い)[10]
- 形態学的多様性(遺伝的多様性と分子的多様性に由来する[11])
- 機能的多様性(個体群内の機能的に異なる種の数の尺度(例:異なる摂食メカニズム、異なる運動性、捕食者と被食者など)[12])
生物多様性は、より明確に定義され、長く定着している用語である種の多様性と種の豊富さに代わるものとして最も一般的に使用されています。[13]しかし、生物多様性には具体的な定義がなく、その定義は定義され続けています。その他の定義には次のものがあります(時系列順)。
- この解釈と一致する明確な定義は、 1982年の世界国立公園会議のために国際自然保護連合(IUCN)の委託を受けてブルース・A・ウィルコックスが発表した論文で初めて示された。 [14]ウィルコックスの定義は「生物多様性とは、生物システムのあらゆるレベル(分子、生物、個体群、種、生態系)における生命体の多様性である」であった。[14]
- ウィルコックスの1984年の出版物:「生物多様性は、遺伝学的には対立遺伝子、遺伝子、生物の多様性として定義できます。彼らは、進化を促進する突然変異や遺伝子転移などのプロセスを研究しています。」[14]
- 1992年の国連地球サミットでは、生物多様性を「陸上、海洋、その他の水生生態系、およびそれらが属する生態系複合体を含む、あらゆる源からの生物間の多様性。これには、種内、種間、および生態系の多様性が含まれる」と定義しました。[15]この定義は、国連生物多様性条約で使用されています。[15]
- ガストンとスパイサーは2004年に著書『生物多様性入門』の中で「生物組織のあらゆるレベルにおける生命の多様性」と定義している。[16]
- 国連食糧農業機関(FAO)は2019年に生物多様性を「生物(種内および種間の両方)とそれらが属する生態系に存在する変動性」と定義しました。[17]
種の数

モラとその同僚の推定によると、陸生種は約870万種、海洋種は約220万種存在する。著者らは、これらの推定値は真核生物に対して最も強く、原核生物の多様性の下限を表している可能性が高いと指摘している。[18]その他の推定値には以下のものがある。
- 22万種の維管束植物、種面積相関法を用いて推定[19]
- 海洋生物70万~100万種[20]
- 1000万~3000万種の昆虫[ 21](現在知られている約90万種のうち)[22]
- 500万~1000万個の細菌; [23]
- 熱帯地方のデータ、長期にわたる非熱帯地域の調査、隠れた種の分化を明らかにした分子生物学的研究に基づく推定では、菌類の数は150万から300万種である。[24] 2001年までに約75万種の菌類が確認されている。[25]
- 100万匹のダニ[26]
- 微生物種の数は確実にはわかっていないが、2004年から2006年にかけて行われた世界海洋サンプリング遠征では、さまざまな海洋地点の表層付近のプランクトンサンプルから膨大な数の新しい遺伝子を特定し、遺伝的多様性の推定値を劇的に増加させた。 [27]この発見は、最終的には科学が種やその他の分類カテゴリーを定義する方法に大きな変化をもたらす可能性がある。 [28] [29]
絶滅率が上昇しているため、現存する種の多くは記載される前に絶滅してしまう可能性がある。[30]当然のことながら、動物界で最も研究されているグループは鳥類と哺乳類であり、魚類と節足動物は最も研究されていない動物グループである。[31]
現在の生物多様性の喪失

過去 1 世紀の間に、生物多様性の減少がますます観察されるようになりました。2007 年には、2050 年までに全種の最大 30% が絶滅すると推定されました。 [4]これらのうち、既知の植物種の約 8 分の 1 が絶滅の危機に瀕しています。 [35]推定値は、年間 140,000 種に達します (種面積理論に基づく)。[36]この数字は、毎年出現する種が少ないため、持続不可能な生態学的慣行を示しています。 [37]種の損失率は、人類史上どの時代よりも高く、絶滅は背景絶滅率の数百倍の速度で発生しています。 [35] [38] [39]そして、今後数年間でさらに増加すると予想されています。[39] [40] [41] 2012 年の時点で、いくつかの研究では、20 年以内に全哺乳類種の 25% が絶滅する可能性があることが示唆されています。[42]
絶対的に、世界自然保護基金による2016年の調査によると、地球は1970年以降、生物多様性の58%を失っている。[43] 2014年の生きている地球レポートは、「世界中の哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、魚類の数は、平均して40年前の約半分になっている」と主張している。その数のうち、39%は陸生生物の減少、39%は海洋生物の減少、76%は淡水生物の減少による。生物多様性はラテンアメリカで最も大きな打撃を受け、83%も急落した。高所得国では生物多様性が10%増加したが、低所得国での減少によって相殺された。これは、高所得国が低所得国の5倍の生態資源を使用しているという事実にもかかわらずであり、これは、富裕国が資源枯渇を貧困国にアウトソーシングし、最も大きな生態系損失に苦しんでいるプロセスの結果として説明されています。[44]
PLOS Oneに掲載された2017年の研究によると、ドイツの昆虫のバイオマスは過去25年間で4分の3減少した。[45]サセックス大学のデイブ・グールソンは、彼らの研究は、人間が「広大な土地をほとんどの生命にとって住みにくい場所にしているようで、現在、生態学的終末に向かっている。昆虫を失えば、すべてが崩壊するだろう」と示唆していると述べた。[46]
2020年に世界自然保護基金は「生物多様性は人類史上前例のない速度で破壊されている」とする報告書を発表した。報告書では、調査対象となった種の個体数の68%が1970年から2016年の間に破壊されたと主張している。[47]
監視されている7万種の生物のうち、約48%が人間の活動により個体数の減少を経験しており(2023年)、個体数が増加している生物はわずか3%です。[48] [49] [50]
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現在起こっている6度目の大量絶滅における生物多様性の減少率は、化石記録に残る過去5回の大量絶滅の減少率と同等か、それを上回っています。[60]生物多様性の損失は、実際「人新世の最も重要な兆候の1つ」(1950年代頃から)であり、生物多様性の継続的な減少は、人類文明の存続に対する「前例のない脅威」となっています。[61]この減少は主に人間の影響、特に生息地の破壊によって引き起こされています。
石器時代以降、人間の活動によって種の喪失は平均基底速度を超えて加速してきた。種の喪失の速度は、化石記録に見られる典型的な速度の100~10,000倍と推定されている。[62]
生物多様性の喪失は、生態系に財やサービスを供給する自然資本の喪失につながります。今日、種は基準値の100~1,000倍の割合で絶滅しており、絶滅率は増加しています。このプロセスは、地球上の生命の回復力と適応力を破壊します。[63]
2006年には、多くの種が正式に希少種、絶滅危惧種、または危急種に分類されました。さらに、科学者は、正式に認識されていない数百万種以上の種が危険にさらされていると推定しています。IUCNレッドリストの基準を使用して評価された40,177種のうち約40%、合計16,119種が現在絶滅の危機に瀕しているとリストされています。[64] 2022年末現在、9251種がIUCNの絶滅危惧種の一部と見なされています。[65]
多くの科学者やIPBES 生物多様性と生態系サービスに関する地球規模評価報告書は、人口増加と過剰消費がこの減少の主な要因であると主張している。 [66] [67] [68] [69] [70]しかし、他の科学者はこの調査結果を批判し、「輸出用商品の増加」による生息地の喪失が主な要因であると主張している。[71]
しかし、いくつかの研究では、気候変動ではなく、農業拡大のための生息地の破壊と野生生物の過剰搾取が現代の生物多様性喪失のより重大な要因であると指摘されている。[5] [6]
分布

生物多様性は均一に分布しているわけではなく、地球全体、地域、季節によって大きく異なります。他の要因の中でも、すべての生物(生物相)の多様性は、気温、降水量、高度、土壌、地理、および他の種との相互作用に依存します。[72]生物、種、生態系の空間分布を研究するのが生物地理学です。[73] [74]
多様性は、熱帯地方やケープ植物群落地域などの他の局所的な地域で一貫して高く、極地では一般的に低くなっています。エクアドルのヤスニ国立公園など、長い間湿潤気候であった熱帯雨林は、特に生物多様性が高いです。[75] [76]
地域的な生物多様性は、日常生活に直接影響を及ぼし、人間の淡水、食料の選択肢、燃料源の入手可能性に影響を及ぼします。地域的な生物多様性には、地域規模で相乗効果を発揮し、重複または異なる生息地と生態系が含まれます。国内の生物多様性は、国内規模の生息地と生態系に応じて国が繁栄する能力を決定します。また、国内では、絶滅危惧種は最初は国内レベルで支援され、次に国際的に支援されます。エコツーリズムは経済を支援するために活用され、観光客が利用可能なアメニティを楽しみながら、訪問した種と生態系を継続的に訪問して支援することを奨励します。国際的な生物多様性は、世界の生計、食料システム、健康に影響を与えます。問題のある汚染、過剰消費、気候変動は、国際的な生物多様性を壊滅させる可能性があります。自然に基づく解決策は、地球規模の解決策のための重要なツールです。多くの種が絶滅の危機に瀕しており、世界の指導者が昆明-モントリオール地球規模生物多様性枠組みに積極的に取り組むことが必要です。
陸上の生物多様性は、海洋の生物多様性の最大25倍であると考えられています。[77]森林は地球上の陸上の生物多様性のほとんどを育んでいます。したがって、世界の生物多様性の保全は、私たちが世界の森林と関わり、それを利用する方法に完全に依存しています。[78] 2011年に使用された新しい方法によると、地球上の種の総数は870万で、そのうち210万が海洋に生息していると推定されています。[79]しかし、この推定値は微生物の多様性を過小評価しているようです。[80]森林は、両生類の種の80%、鳥類の種の75%、哺乳類の種の68%の生息地となっています。すべての維管束植物の約60%は熱帯林に生息しています。マングローブは、多くの魚や貝類の繁殖地や育成地となり、多くの海洋生物の生息地である海草床やサンゴ礁に悪影響を与える可能性のある堆積物を捕らえるのに役立っています。[78]森林は約40億エーカー(地球の陸地の約3分の1)に広がり、世界の生物多様性の約80%が生息しています。約10億ヘクタールが原生林に覆われています。世界の森林の7億ヘクタール以上が公式に保護されています。[81] [82]
森林の生物多様性は、森林のタイプ、地理、気候、土壌、さらには人間の利用などの要因によって大きく異なります。[78]温帯地域の森林生息地のほとんどは、比較的少数の動物と植物の種と、広い地理的分布を持つ傾向がある種を支えていますが、アフリカ、南アメリカ、東南アジアの山地林や、オーストラリア、ブラジル沿岸部、カリブ海諸島、中央アメリカ、東南アジア島嶼部の低地林には、地理的分布が狭い種が多く生息しています。[78]ヨーロッパ、バングラデシュの一部、中国、インド、北アメリカなど、人口密度が高く、農地利用が激しい地域では、生物多様性の保全状況は劣っています。北アフリカ、オーストラリア南部、ブラジル沿岸部、マダガスカル、南アフリカも、生物多様性の保全状況が著しく損なわれている地域として特定されています。[78] EU諸国と非EU諸国のヨーロッパの森林は、ヨーロッパの陸地面積の30%以上(約2億2,700万ヘクタール)を占めており、1990年以降ほぼ10%の増加を示しています。[83] [84]
緯度勾配
一般的に、生物多様性は極地から熱帯にかけて増加します。したがって、低緯度の地域には高緯度の地域よりも多くの種が存在します。これは、種の多様性の緯度勾配と呼ばれることがよくあります。いくつかの生態学的要因が勾配に寄与している可能性がありますが、その多くは、赤道の平均気温が極地よりも高いことが主な要因です。[85]
陸上の生物多様性は赤道から両極に向かって減少しているが、[86]一部の研究では、この特徴は水生生態系、特に海洋生態系では検証されていないと主張している。[87]寄生虫の緯度分布はこの規則に従っていないようだ。[73]また、陸上生態系では、土壌細菌の多様性は温帯気候帯で最も高いことが示されており、[88]これは炭素の投入と生息地のつながりに起因すると考えられている。[89]
2016年に、生物多様性の緯度勾配を説明するために、「フラクタル生物多様性」という代替仮説が提唱されました。 [90]この研究では、種のプールサイズと生態系のフラクタル性を組み合わせて、この勾配の一般的なパターンを明らかにしました。この仮説では、気温、湿度、純一次生産量(NPP)を生態系ニッチの主な変数として、また生態学的ハイパーボリュームの軸として考えています。このようにして、フラクタル次元が赤道に向かって3に上昇するフラクタルハイパーボリュームを構築することができます。[91]
生物多様性ホットスポット
生物多様性ホットスポットとは、固有種が多く生息しているが、生息地の大幅な喪失を経験した地域である。[92]ホットスポットという用語は、1988年にノーマン・マイヤーズによって導入された。[93] [94] [95] [96]ホットスポットは世界中に広がっているが、その大部分は森林地帯であり、ほとんどが熱帯地方に位置している。[97]
ブラジルの大西洋岸森林は、およそ2万種の植物、1,350種の脊椎動物、数百万種の昆虫を含むホットスポットの1つと考えられており、そのうち約半分は他のどこにも生息していません。[98] [99]マダガスカル島とインドも特に有名です。コロンビアは生物多様性の高さが特徴で、面積あたりの種の割合は世界一高く、固有種(他の場所では自然に見られない種)の数はどの国よりも多くなっています。 地球上の種の約10%がコロンビアで見つかり、その中には1,900種を超える鳥類が含まれます。これはヨーロッパと北米を合わせた数より多く、コロンビアには世界の哺乳類種の10%、両生類種の14%、鳥類種の18%が生息しています。[100] マダガスカルの乾燥落葉樹林と低地熱帯雨林は、固有種の割合が高いです。[101] [102] 6600万年前に島がアフリカ本土から分離して以来、多くの種と生態系が独自に進化してきました。 [103] インドネシアの17,000の島々は735,355平方マイル(1,904,560 km 2)の面積を覆い、世界の顕花植物の10% 、哺乳類の12%、爬虫類、両生類、鳥類の17%が生息しており、約2億4000万人が暮らしています。[104]生物多様性や固有種が多い地域の多くは、高山の高山環境や北欧の泥炭地など、通常とは異なる適応を必要とする特殊な生息地に由来しています。[102]
生物多様性の違いを正確に測定することは難しい。研究者の選択バイアスが、現代の生物多様性の推定における経験的研究の偏りにつながる可能性がある。1768年、ギルバート・ホワイト牧師はハンプシャー州セルボーン について「自然はすべて豊かで、その地域は最も調査された多様性を生み出す」と簡潔に述べた。[105]
地質学的時間枠における進化
生物多様性は35億年にわたる進化の結果である。[106]生命の起源は科学的に解明されていないが、地球形成後わずか数億年後には生命がすでに確立していた可能性があることを示す証拠もある。約25億年前まで、すべての生命は微生物、つまり古細菌、細菌、単細胞の 原生動物や原生生物で構成されていた。[80]

生物多様性は顕生代(過去5億4000万年)、特に多細胞生物のほぼすべての門が初めて出現したいわゆるカンブリア爆発の間に急速に成長しました。[108]しかし、最近の研究では、この多様化は少なくともエディアカラ紀にはもっと早く始まっており、オルドビス紀にも続いたことが示唆されています。[109]その後の約4億年にわたって、無脊椎動物の多様性は全体的にほとんど傾向を示さず、脊椎動物の多様性は全体的に指数関数的な傾向を示しました。[10]この多様性の劇的な増加は、大量絶滅イベントに分類される周期的で大規模な多様性の損失によって特徴付けられました。 [10]石炭紀に熱帯雨林が崩壊したとき、無羊膜性の四肢脊椎動物で重大な損失が発生しましたが、[110]羊膜類はこのイベントによる影響をほとんど受けなかったようです。その後、約2億9300万年前のシスラリアン初期(ペルム紀初期)のアセルリアン/サクマリア境界付近で、その多様化は鈍化した。 [111]最悪だったのは、 2億5100万年前のペルム紀-三畳紀絶滅イベントである。 [112] [113]脊椎動物はこのイベントから回復するのに3000万年を要した。[114]
最も最近の大規模な大量絶滅イベントである白亜紀-古第三紀絶滅イベントは、6600万年前に発生しました。この期間は、その絶滅イベントの直前のマーストリヒチアン末期に多くの系統に代表される非鳥類 恐竜の絶滅をもたらしたため、他の期間よりも注目を集めています。しかし、他の多くの分類群もこの危機の影響を受け、アンモナイトなどの海洋分類群にも影響が及び、アンモナイトも同時期に絶滅しました。[115]
過去の生物多様性は古生物多様性と呼ばれています。化石記録は、過去数百万年間が歴史上最大の生物多様性を特徴としていたことを示唆しています。[10]しかし、最近の地質学的セクションの可用性と保存状態の向上によって化石記録がどの程度偏っているかについては不確実性があるため、すべての科学者がこの見解を支持しているわけではありません。 [116 ]サンプル採取による人工物を考慮して補正すると、現代の生物多様性は3億年前の生物多様性とそれほど変わらない可能性があると考える科学者もいますが、[108]化石記録は生命の多様化をかなり反映していると考える科学者もいます。[117] [10]現在の地球規模のマクロ種の多様性の推定値は200万から1億までさまざまですが、最も良い推定値は約900万で、[79]大多数が節足動物です。[118]自然淘汰がなければ、多様性は継続的に増加しているようです。[119]
多様化
一度に生息できる生物の数を制限する地球環境収容力の存在は議論の的となっているが、そのような制限が種の数にも上限を設けるかどうかという問題もある。海中の生物の記録はロジスティックな成長パターンを示しているが、陸上の生物(昆虫、植物、四肢動物)は指数関数的に多様性が増加している。[10]ある著者は「四肢動物は、潜在的に居住可能な形態の64%にはまだ侵入しておらず、人間の影響がなければ、利用可能な生態空間のほとんどまたはすべてが満たされるまで、四肢動物の生態学的および分類学的多様性は指数関数的に増加し続ける可能性がある」と述べている。[10]
また、多様性は時間の経過とともに増加し続けており、特に大量絶滅後には増加しているようです。[120]
一方、顕生代を通じての変化は、指数モデルやロジスティックモデルよりも、双曲モデル(集団生物学、人口統計学、マクロ社会学、および化石生物多様性で広く使用されている)とはるかによく相関している。後者のモデルは、多様性の変化が一次正のフィードバック(祖先が増えれば子孫が増える)および/または資源制限から生じる負のフィードバックによって導かれることを示唆している。双曲モデルは二次正のフィードバックを示唆している。[121]種間競争の強度の違いによる二次フィードバックの強さの違いは、ペルム紀末の絶滅後に二枚貝と比較してアンモナイトがより速く再多様化したことを説明できるかもしれない。[121]世界の人口増加の双曲パターンは、人口規模と技術成長率の間の二次正のフィードバックから生じている。[122]生物多様性の成長の双曲線的な特徴は、同様に、多様性とコミュニティ構造の複雑さの間のフィードバックによって説明できます。[122] [ 123]生物多様性と人間の人口の曲線の類似性は、おそらく、両方とも双曲線の傾向と周期的および確率的なダイナミクスの干渉から派生しているという事実から来ています。[122] [123]
しかし、ほとんどの生物学者は、人類の出現以降の期間は、主に人間が環境に与えている影響によって引き起こされた、完新世絶滅イベントと呼ばれる新しい大量絶滅の一部であることに同意しています。 [124]現在の絶滅率は、100年以内に地球上のほとんどの種を絶滅させるのに十分であると主張されてきました。[125]
新種は定期的に発見されており(平均して毎年5,000~10,000種の新種が発見され、そのほとんどは昆虫である)、発見されてもまだ分類されていない種も多くある(節足動物の約90%がまだ分類されていないと推定されている)。[118]陸上の多様性のほとんどは熱帯林に見られ、一般的に陸上には海洋よりも多くの種が生息している。地球上には約870万種の生物が存在すると考えられており、そのうち約210万種が海洋に生息している。[79]
地質時代における種の多様性
地球上には50億から500億の種が存在したと推定されている。[126]現在生存している種が最大で約5000万種であると仮定すると、[127]地球上の種の99%以上が人類の進化以前に絶滅したと考えるのが妥当である。[128]現在地球上に存在する種の数は1000万から1400万種と推定されており、そのうち約120万種が記録されており、86%以上はまだ記載されていない。[129]しかし、2016年5月の科学報告書では、現在地球上に1兆種が存在し、そのうち1000分の1%のみが記述されていると推定されている。[130]地球上の関連するDNA 塩基対の総量は5.0 x 10 37と推定され、重量は500億トンである。比較すると、生物圏の総質量は4兆トンの炭素に匹敵すると推定されている。[131] 2016年7月、科学者たちは地球上に生息するすべての生物の最後の普遍的共通祖先(LUCA)から355個の遺伝子セットを特定したと報告した。[132]
地球の年齢は約45億4000万年である。[133] [134] [135]生命の最も古い明白な証拠は、少なくとも37億年前、地質学的地殻が以前の溶融冥王代に続いて固まり始めた後の始生代の時代にまで遡る。[136] [137] [138]西オーストラリアで発見された34億8000万年前の砂岩から微生物マットの化石が見つかっている。生物起源物質の他の初期の物理的証拠は、西グリーンランドで発見された37億年前の堆積岩中のグラファイトである。[139] [140]より最近では、2015年に「生物の残骸」が西オーストラリアの41億年前の岩石から発見された。研究者の一人によると、「地球上で生命が比較的急速に発生した場合、宇宙で一般的なものになる可能性があります。」[141]
生物多様性の役割と利点

生態系サービス
生物多様性が生態系サービス、特に供給と調整のサービスに与える影響については多くの主張がなされている。[142]それらの主張の中には検証されたものもあるが、間違っているものもあり、決定的な結論を導くのに十分な証拠がないものもある。[142]
生態系サービスは3つのタイプに分類されています。[142]
- 再生可能な資源(例:食料、木材、淡水)の生産を伴う供給サービス
- 環境の変化を軽減するサービス(例:気候調節、害虫/病気の防除)の調整
- 文化サービスは人間の価値と楽しみを表す(例:景観美、文化遺産、野外レクリエーション、精神的な意義)[143]
制御された環境での実験により、人間は人間のニーズを満たす生態系を容易に構築できないことが示されています。 [144]たとえば、昆虫による受粉を模倣することはできませんが、無人航空機を使用して人工の受粉者を作成する試みは行われています。[145]受粉のみの経済活動は、2003年に21〜146億ドルに上りました。[146]他の情報源は多少矛盾した結果を報告しており、1997年にロバート・コスタンザと彼の同僚は、(従来の市場で捕捉されていない)生態系サービスの推定世界的価値は年間平均33兆ドルであると報告しました。[147]
プロビジョニングサービス
供給サービスに関しては、種の多様性が高まると次のような利点があります。
- 植物の種の多様性が増すと飼料収量が増加する(271件の実験研究の統合)。[74]
- 植物の種の多様性(つまり、単一種内の多様性)が高ければ高いほど、全体的な作物収量が増加する(575件の実験研究の統合)。[148]ただし、100件の実験研究の別のレビューでは、さまざまな証拠が報告されている。[149]
- 樹木の種の多様性が高まると、全体的な木材生産量が増加する(53件の実験研究の統合)。[150]しかし、樹木の形質多様性が木材生産に与える影響について結論を導くにはデータが不十分である。[142]
サービスの規制
調節サービスに関しては、種の多様性が高まると次のような利点があります。
種の多様性の向上
- 魚の摂取は漁業生産量の安定性を高める(8つの観察研究の統合)[142]
- 植物の二酸化炭素吸収は増加するが、この発見は二酸化炭素の実際の吸収にのみ関連しており、長期貯蔵には関連していないことに注意する必要がある(479の実験研究の統合)[74]
- 植物の施肥は土壌養分の 再ミネラル化を促進し(103の実験研究の統合)、土壌有機物を増加させ(85の実験研究の統合)、植物の病気の蔓延を減少させる(107の実験研究の統合)[151]
- 天敵の減少は草食害虫の個体数を減少させる(2つの別々のレビューからのデータ、266の実験研究と観察研究の統合、18の観察研究の統合[152] 。 [153] [154] 38の実験研究の別のレビューでは、この主張を支持する意見が混在しており、ギルド内相互捕食が発生する場合には、単一の捕食種の方が効果的であることが多いことを示唆している[155]
農業
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農業の多様性は、2 つのカテゴリに分けられます。1 つは種内多様性で、これは単一の種内の遺伝的変異を含みます。たとえば、ジャガイモ ( Solanum tuberosum ) は、多くの異なる形や種類から構成されます (たとえば、米国では、ラセット ジャガイモを新ジャガイモや紫ジャガイモと比較することがあります。これらはすべて異なりますが、すべて同じ種 ( S. tuberosum ) の一部です)。もう 1 つの農業の多様性のカテゴリは種間多様性と呼ばれ、異なる種の数と種類を指します。
農業の多様性は、それが「計画された」多様性か「付随した」多様性かによっても分けられる。これは私たちが課す機能的な分類であり、生命や多様性の本質的な特徴ではない。計画された多様性には、農家が奨励、植え付け、または育てた作物(例えば、作物、カバー、共生生物、家畜など)が含まれ、これは招かれざる作物に付随してやってくる付随的な多様性(例えば、草食動物、雑草種、病原体など)と対比される。[156]
関連生物多様性は、有害になることもあれば、有益なこともあります。有益な関連生物多様性には、例えば、作物を受粉させる野生のハナバチやハナバエなどの野生の花粉媒介者[157]や、害虫や病原体の天敵や拮抗生物が含まれます。有益な関連生物多様性は農作物畑に豊富に存在し、害虫防除、栄養循環、受粉など、作物の生産を支える複数の生態系サービスを提供します。[158]
人間の食糧供給の約80%はわずか20種類の植物から得られているが[159] 、人間は少なくとも4万種の植物を利用している。[160]地球上に生き残っている生物多様性は、人間の利用に適した食品やその他の製品の範囲を拡大するための資源を提供しているが、現在の絶滅率によりその可能性は縮小している。[125]
人間の健康

生物多様性の喪失が世界的に健康に及ぼす影響に関する科学的証拠が蓄積されるにつれ、生物多様性と人間の健康の関連性は国際的な政治問題になりつつある。[161] [162] [163]この問題は気候変動の問題と密接に関連しており、[164]気候変動によって予想される健康リスクの多くは生物多様性の変化(病原体の個体数や分布の変化、淡水の不足、農業生物多様性や食糧資源への影響など)に関連している。バード大学の生態学者フェリシア・キーシングとコーネル大学の持続可能な未来のためのアトキンソンセンター(ACSF)の環境担当副所長ドリュー・ハーベルが共同執筆した研究によると、絶滅する可能性が高い種は感染症の伝染を緩和する種であり、生き残る種は西ナイルウイルス、ライム病、ハンタウイルスなどの病気の伝染を増加させる傾向があるためである。[165]
生物多様性が影響を与える健康問題には、食生活の健康と栄養の安全性、感染症、医学と薬用資源、社会的・精神的健康などがある。[166]生物多様性は災害リスクの軽減や災害後の救援・復興活動においても重要な役割を果たすことが知られている。[167] [168]
生物多様性は、新薬の発見と医薬品資源の利用可能性に決定的なサポートを提供します。[169] [170]医薬品のかなりの割合が、直接的または間接的に生物由来です。米国市場の医薬品化合物の少なくとも50%は、植物、動物、微生物に由来しており、世界人口の約80%が一次医療で自然由来の医薬品(現代医療または伝統的医療で使用される)に依存しています。[162]野生種のほんの一部だけが医療上の可能性について調査されています。
海洋生態系は特に重要ですが[171]、不適切な生物探査は生物多様性の損失を増加させる可能性があるだけでなく、資源を採取するコミュニティや国の法律に違反する可能性もあります。[172] [173] [174]
ビジネスと産業
多くの工業材料は生物資源から直接得られます。これらには、建材、繊維、染料、ゴム、石油が含まれます。生物多様性は、水、木材、紙、繊維、食料などの資源の安全保障にとっても重要です。[175] [176] [177]結果として、生物多様性の喪失はビジネス開発における重大なリスク要因であり、長期的な経済的持続可能性に対する脅威です。[178] [179]
文化的価値と美的価値

哲学的には、生物多様性はそれ自体で人類 にとって本質的な美的価値と精神的価値を持っていると主張することもできる。この考えは、熱帯林やその他の生態系は、それらが提供するサービスのためだけに保護に値するという考えに対するカウンターウェイトとして使用できる。 [180]
生物多様性は、精神的、美的価値、知識体系、教育など、多くの非物質的利益ももたらします。[62]
生物多様性の測定
分析限界
記載されているすべての種のうち、存在を記す以上の研究が行われているのは 1% 未満です。[187]地球上の種の大半は微生物です。現代の生物多様性物理学は「目に見える [マクロな] 世界に固執しています」。[188]たとえば、微生物の生命は、代謝的にも環境的にも多細胞生物よりも多様です (極限環境生物を参照)。「小サブユニットリボソーム RNAの分析に基づく生命の樹では、目に見える生命はほとんど目立たない小枝で構成されています。サイズと個体数の逆の関係は、進化の階段の上位で繰り返されます。第一近似では、地球上のすべての多細胞種は昆虫です」。[189] 昆虫の絶滅率は高く、完新世絶滅仮説を裏付けています。[190] [58]
生物多様性の変化(損失以外)
自然な季節変動
生物多様性は季節の変化によって自然に変化します。春の到来は多くの種が繁殖し餌をとるため生物多様性を高めますが、冬の到来は昆虫の一部が死に渡り動物が去るため一時的に生物多様性を低下させます。さらに、植物と無脊椎動物の個体数の季節変動も生物多様性に影響を与えます。[191]
外来種および侵入種

大きな河川、海、海洋、山、砂漠などの障壁は、異所的種分化のプロセスを通じて、障壁の両側で独立した進化を可能にすることで、多様性を促進します。外来種という用語は、通常であれば制約されているはずの自然の障壁を破った種に適用されます。障壁がなければ、そのような種は新しい領域を占領し、多くの場合、在来種のニッチを占領したり、通常であれば在来種を支える資源を使用したりして、在来種に取って代わります。
人間による種の移動はますます増加しています(意図的および偶発的に)。いくつかの研究では、多様な生態系はより回復力があり、侵入植物や動物に抵抗すると述べています。[192]多くの研究は、侵入種が在来種に与える影響について言及していますが、[193]絶滅については言及していません。
侵入種は局所的(アルファ多様性)多様性を増加させ、多様性の入れ替わり(ベータ多様性)を減少させるようである。他の原因で種が絶滅しているために全体的なガンマ多様性が低下する可能性はあるが[194] 、最も陰険な侵入種(例:オランダニレ病、エメラルドアッシュボーラー、北米のクリ枯れ病)でさえ、宿主種の絶滅を引き起こしていない。絶滅、個体数減少、地域的生物多様性の均質化の方がはるかに一般的である。人間の活動は、侵入種が障壁を回避する原因となることが多く、[195]食料やその他の目的で侵入種を持ち込むことによって。したがって、人間の活動により、種は新しい地域に移住し(したがって侵入種になる)、歴史的に種が生息範囲を拡大するのに必要とされた時間スケールよりもはるかに短い時間スケールで発生する。
現在、いくつかの国では、特に農作物や観賞用の植物を中心に、非常に多くの外来種が輸入されているため、自国の動植物の数が増えすぎている可能性がある。例えば、東南アジアからカナダと米国にクズが導入されたことで、特定の地域の生物多様性が脅かされている。 [196]もう一つの例は、南半球の森林、低木地帯、草原に侵入したマツである。 [197]
交雑と遺伝子汚染

固有種は、遺伝子汚染、すなわち制御されていない交雑、遺伝子移入、遺伝子の氾濫によって絶滅の危機に瀕する可能性があります[198] 。遺伝子汚染は、外来種の数的優位性および/または適応度優位性の結果として、局所ゲノムの均質化または置換につながります。 [199]
交雑と遺伝子移入は、導入と侵入の副作用である。これらの現象は、より豊富な種と接触する希少種にとって特に有害である可能性がある。豊富な種は希少種と交雑し、その遺伝子プールを圧倒する可能性がある。この問題は、形態学的(外見的)観察だけでは必ずしも明らかではない。ある程度の遺伝子流動は正常な適応であり、すべての遺伝子と遺伝子型の集合が保存されるわけではない。しかし、遺伝子移入の有無にかかわらず、交雑は希少種の存在を脅かす可能性がある。[200] [201]
保全

保全生物学は、生態学者、博物学者、その他の科学者が地球規模の生物多様性の減少に関連する問題を研究し、対処し始めた20世紀半ばに成熟しました。 [203] [204] [205]
保全倫理は、種、生態系、進化の過程、人間の文化と社会における生物多様性を維持するために、自然資源を管理することを主張する。[54] [203] [205] [206] [207]
保全生物学は、生物多様性を保護するための戦略的計画を中心に改革を進めている。[203] [208] [209] [210]地球規模の生物多様性の保全は、公共政策や、地域社会、生態系、文化の地方、地域、地球規模の規模に影響を及ぼす懸念に取り組むように設計された戦略的保全計画における優先事項である。[211]行動計画では、人間の幸福を維持し、自然資本、経済的インセンティブを含むマクロ経済政策、生態系サービスを活用する方法を特定している。[212] [213]
EU指令1999/22/ECでは、動物園は研究の実施や繁殖プログラムへの参加を通じて野生動物の生物多様性の保全に役割を果たしていると説明されている。[214]
保護と修復技術
外来種を除去することで、その種が悪影響を与えた種が生態学的地位を回復できるようになります。害虫となった外来種は分類学的に識別することができます(例えば、生命のバーコードを使用したデジタル自動識別システム(DAISY)を使用)。[215] [216]経済的コストのため、個体数が多い場合にのみ除去は現実的です。
ある地域に残っている在来種の持続可能な個体群が確保されると、Encyclopedia of LifeやGlobal Biodiversity Information Facilityなどのデータベースを使用して、再導入の候補となる「失われた」種を特定できるようになります。
- 生物多様性バンキングは、生物多様性に金銭的価値を置きます。一例として、オーストラリア在来植生管理フレームワークが挙げられます。
- 遺伝子バンクは標本や遺伝物質のコレクションです。バンクの中には、バンクに保管されている種を生態系に再導入することを目的としているものもあります(例えば、苗床などを通じて)。[217]
- 農薬の使用を減らし、より的確に対象を絞ることで、より多くの種が農業地域や都市化地域で生き残ることができるようになります。
- 場所に特化したアプローチは、渡り鳥の保護にはあまり役に立たないかもしれない。一つのアプローチは、動物の移動に合わせて野生生物回廊を作ることだ。国境やその他の境界線によって回廊作りが複雑になることがある。[218]
保護地域

森林保護区や生物圏保護区などの保護地域は、野生動物やその生息地の保護を含む多くの機能を果たしている。[219]保護地域は、動植物の保護と保全という具体的な目的を掲げ、世界中で設置されている。一部の科学者は、人為的原因による生物多様性の損失を緩和するために、2030年までに地球の30%、2050年までに50%を保護地域に指定するよう国際社会に呼びかけている。 [220] [221] 2030年までに地球の面積の30%を保護するという目標(30 by 30 )は、 2022年の国連生物多様性会議で約200カ国によって採択された。採択時点(2022年12月)では、陸地の17%と海域の10%が保護されている。[222] 2020年9月4日にScience Advances誌に発表された研究で、研究者らは重要な保全と気候の目標達成に役立つ可能性のある地域をマッピングした。[223]
保護地域は自然と文化資源を保護し、特に地域レベルで人々の生活に貢献しています。世界には238,563以上の保護地域が指定されており、その範囲、保護レベル、管理の種類はさまざまです。これは地球の陸地面積の14.9%に相当します(IUCN、2018年)。[224]
保護区の恩恵は、その直近の環境や時間を超えて広がっています。自然保護に加えて、保護区は生態系サービスの長期的な提供を確保するために不可欠です。保護区は、食料や農業のための遺伝資源の保護、医薬品や健康上の利益の提供、水、レクリエーション、観光の提供、災害に対する緩衝材としての役割など、数多くの恩恵をもたらします。これらの自然生態系のより広範な社会経済的価値と、それらが提供できる生態系サービスがますます認識されるようになっています。[225]
国立公園と野生動物保護区
国立公園は、大規模な生態学的プロセスを保護するために確保された広大な自然または自然に近い地域であり、環境的および文化的に調和した、精神的、科学的、教育的、レクリエーション的、および訪問者の機会の基盤も提供します。これらの地域は、自然生物多様性とその基礎となる生態学的構造およびそれを支える環境プロセスを保護し、教育とレクリエーションを促進するために、政府または民間組織によって選択されます。国際自然保護連合(IUCN) と世界保護地域委員会 (WCPA) は、「国立公園」をカテゴリー II タイプの保護地域として定義しています。[226] 野生生物保護区は、種の保護のみを目的としています 。
森林保護地域

森林保護区は、保護区全体のうち、面積のかなり部分が森林である地域を指します。[78]これは保護区の全体または一部に過ぎません。[78]世界的に見ると、世界の森林面積の18%、つまり7億ヘクタール以上が、国立公園、自然保護区、野生動物保護区などの法的に定められた保護区に含まれています。[78]
保護地域には、世界中で推定7億2600万ヘクタールの森林がある。世界の6つの主要地域のうち、南米は保護地域の森林の割合が最も高く、31パーセントである。[227]森林は、45,000種以上の植物と81,000種以上の動物の生息地として重要な役割を果たしており、そのうち5150種の植物と1837種の動物が固有種である。[228]さらに、世界には60,065種の異なる樹木が生息している。[229]特定の地理的領域に限定された植物種と動物種は、固有種と呼ばれる。
森林保護区では、森林の周縁部に住み、森林資源や森林産物から部分的または全体的に生計を立てているコミュニティに、狩猟や放牧などの活動の権利が与えられることがあります。
ヨーロッパの森林地帯の約5000万ヘクタール(24%)が生物多様性と景観保護のために保護されています。土壌、水、その他の生態系サービスのために割り当てられた森林は約7200万ヘクタール(ヨーロッパの森林面積の32%)に及びます。[230] [231]
社会の役割
変革をもたらす変化
2019年、生物多様性と生態系サービスに関するこれまでで最大かつ最も包括的な研究である「生物多様性と生態系サービスに関する地球規模評価報告書」の政策立案者向け要約が、生物多様性及び生態系サービスに関する政府間科学政策プラットフォーム(IPBES)によって出版された。報告書では、「自然の状態は前例のない加速的な速度で悪化している」と述べられている。この問題を解決するには、持続可能な農業、消費と廃棄物の削減、漁獲割当、共同水管理などの変革が人類に必要となるだろう。[232] [233]
ネイチャー・ポジティブの概念は、生物多様性に関する地球規模生物多様性枠組み(GBF)の目標を主流化する役割を果たしている。 [234]主流化の目的は、生物多様性を地球レベルと地域レベルで保全し、持続可能な形で利用するために、生物多様性への配慮を公的および民間の実践に組み込むことである。[235]ネイチャー・ポジティブの概念は、2020年を基準として生物多様性の損失を食い止め、逆転させ、2050年までにいわゆる「自然回復」を完全に達成するという社会的目標を指す。[236]
市民科学
市民科学は、科学研究への一般市民の参加としても知られ、環境科学で広く利用されており、特に生物多様性関連の文脈で人気があります。これは、科学者が一般市民を生物多様性研究に参加させることを可能にし、それによって科学者が他の方法では得られなかったデータを収集できるようにするために利用されています。[237]
ボランティアの観察者は、生物多様性に関する現地の知識に大きく貢献しており、最近の技術の進歩は、市民の情報源からの発生の流れと質の向上に役立っています。2016年にBiological Conservationに掲載された研究[238]では、市民科学者が地球規模生物多様性情報機構(GBIF)を介してデータにすでに多大な貢献をしていることが記録されています。データセットレベルの分析にはいくつかの制限があるにもかかわらず、GBIFネットワークを通じて共有される発生記録のほぼ半分は、ボランティアの多大な貢献によるデータセットからのものであることは明らかです。観察の記録と共有は、iNaturalistやeBirdを含むいくつかの地球規模のプラットフォームによって可能になっています。[239] [240]
法的地位

国際的
- 生物多様性に関する国際連合条約(1992年)及びバイオセーフティに関するカルタヘナ議定書;
- 国連公海条約 2023国家管轄権外区域の海洋生物多様性の保全と持続可能な利用に関する国連海洋法条約に基づく国際的な法的拘束力のある文書に関する政府間会議(総会決議 72/249)
- 絶滅のおそれのある野生動植物の種の国際取引に関する条約(CITES)
- ラムサール条約(湿地)
- 移動性野生生物の種に関するボン条約;
- ユネスコ 世界文化遺産及び自然遺産の保護に関する条約(生物多様性生息地の保護を通じて間接的に)
- ユネスコ世界ジオパーク
- アピア大会などの地域大会
- 日豪渡り鳥協定などの二国間協定。
生物多様性条約などの国際協定は、「生物資源に対する国家主権」(財産ではない)を与えている。協定は、各国に「生物多様性を保全する」、「持続可能な資源を開発する」、「その利用から生じる利益を共有する」ことを義務付けている。生物多様性のある国では、生物資源の探査や天然産物の収集を許可しており、資源を発見/利用する個人や機関が私的に資源を捕獲することを認めるのではなく、利益の分配を期待している。このような原則が尊重されない場合、生物資源の探査は一種のバイオパイラシーになり得る。 [241]
主権の原則は、アクセスと利益配分協定(ABA)としてよく知られているものに依拠することができます。生物多様性条約は、どの資源が何のために使用されるかを決定し、利益配分に関する公正な合意を締結するために、供給国と収集者の間で情報に基づく同意を得ることを意味しています。
2022年12月19日、2022年国連生物多様性会議において、米国とローマ教皇庁を除く地球上のすべての国が、 2030年までに陸地と海洋の30%を保護すること( 30 by 30)や、生物多様性の損失を減らすための22の目標を含む協定に署名した。[222] [242] [243]この協定には、地球上の劣化した生態系の30%を回復し、生物多様性の問題に対する資金を増やすことも含まれている。[244]
欧州連合
2020年5月、欧州連合は2030年に向けた生物多様性戦略を発表しました。生物多様性戦略は、欧州連合の気候変動緩和戦略の重要な部分です。気候変動対策に充てられる欧州予算の25%のうち、大部分は生物多様性の回復[210]と自然に基づく解決策に充てられます。
2030 年に向けた EU 生物多様性戦略には、次の目標が含まれています。
- 海域の30%と陸域の30%、特に原生林を保護します。
- 2030年までに30億本の木を植えます。
- 少なくとも 25,000 キロメートルの川を復元し、自由に流れるようにします。
- 2030年までに農薬の使用を50%削減します。
- 有機農業を増やす。EUの関連プログラム「農場から食卓まで」では、2030年までにEU農業の25%を有機農業にすることを目標としている。[245]
- 農業における生物多様性を高める。
- この問題に年間 200 億ユーロを費やし、ビジネス慣行の一部にします。
世界のGDPの約半分は自然に依存しています。ヨーロッパでは、年間数兆ユーロを生み出す経済の多くの部分が自然に依存しています。ヨーロッパだけでも、ナチュラ2000の恩恵は年間2000億~3000億ユーロに上ります。[246]
国家レベルの法律
生物多様性は、いくつかの政治的および司法的決定において考慮されます。
- 法律と生態系の関係は非常に古くからあり、生物多様性に影響を与えています。これは私有財産権と公有財産権に関連しています。法律は、脅威にさらされている生態系の保護だけでなく、いくつかの権利と義務(たとえば、漁業権や狩猟権)を定義することもできます。[要出典]
- 種に関する法律は比較的新しいものです。絶滅の危機に瀕している種を保護する必要がある種を定義します。米国の絶滅危惧種保護法は、「法律と種」の問題に対処する試みの一例です。
- 遺伝子プールに関する法律は、まだ1世紀ほどしか経っていない。[247]家畜化や植物育種の方法は新しいものではないが、遺伝子工学の進歩により、遺伝子組み換え生物の流通、遺伝子特許、プロセス特許に関する法律が厳しくなった。[248]政府は、例えば遺伝子、ゲノム、生物や種のどれに焦点を当てるか決めるのに苦労している。[要出典]
しかし、生物多様性を法的基準として使用することに対する統一的な承認はまだ得られていない。ボッセルマンは、生物多様性は法的基準として使用されるべきではないと主張し、科学的不確実性が残っている領域は、許容できない行政上の無駄を引き起こし、保全目標を促進することなく訴訟を増加させると主張している。[249]
インドは、インドにおける生物多様性の保全を目的とした生物多様性法を2002 年に制定しました。この法律では、伝統的な生物資源と知識の利用から得られる利益を公平に分配する仕組みも規定されています。
用語の歴史
- 1916年 -生物多様性という用語は、J・アーサー・ハリスがサイエンティフィック・アメリカン誌の「可変砂漠」で初めて使用しました。「この地域には、属や種が豊富で、地理的起源や類似性が多様な植物相があるという単なる記述は、その地域の実際の生物多様性を説明するのにまったく不十分です。」[250]
- 1967年 -レイモンド・F・ダスマンは著書『A Different Kind of Country』の中で、自然保護論者が保護すべき生きた自然の豊かさを指して「生物多様性」という言葉を使った。[251] [252]
- 1974年 -ジョン・ターバーグによって「自然の多様性」という用語が導入されました。[253]
- 1980年 -トーマス・ラブジョイが著書の中で「生物多様性」という用語を科学界に紹介した。 [254]この用語は急速に一般的に使われるようになった。[255]
- 1985年 -エドワード・O・ウィルソンによると、生物多様性という短縮形はWG・ローゼンによって造られた。「生物多様性に関する国家フォーラムはウォルター・G・ローゼンによって考案された。ローゼン博士はプロジェクトの計画段階を通じてNRC/NASを代表した。さらに、彼は生物多様性という用語を導入した。」[256]
- 1985年 - ローラ・タングレーの論文「地球の生物相を保護するための新たな計画」に「生物多様性」という用語が登場。[257]
- 1988年 - 生物多様性という用語が初めて出版物に登場した。[258] [259]
- 1988 年から現在まで –国連環境計画(UNEP) の生物多様性に関する専門家特別作業部会は 1988 年 11 月に活動を開始し、 1992 年 5 月に生物多様性条約草案の公表に至りました。このときから、生物多様性の喪失に対する世界規模の政治的対応の可能性を議論する締約国会議 (COP) が 15 回開催されています。直近では、 2022 年にカナダのモントリオールで COP 15 が開催されます。
参照
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- Biodiversity Heritage Library – Open access digital library of historical taxonomic literature
- Biodiversity PMC – Open access digital library of biodiversity and ecological literature
- Mapping of biodiversity
- Encyclopedia of Life – Documenting all species of life on Earth.
