機能グループ（生態学）

機能グループとは、コミュニティ内で特性を共有する生物の集まりです。理想的には、これらは共通の祖先や進化的関係ではなく、ドメイン力に基づいて同等のタスクを実行します。これにより、相同性の可能性を覆す類似の構造が発生する可能性があります。より具体的には、これらの生物は、生息システムの外部要因に類似した影響を生み出します。^{[1]これらの生物の大部分が}生態学的ニッチを共有しているという事実により、最大限の適応度を達成するためには同様の構造が必要であると想定するのが現実的です。これは、子孫を残すためにうまく繁殖する能力や、捕食者を避けて食物を共有することで生命を維持する能力などを指します。

機能グループは理論に基づくものではなく、研究の専門家によって直接観察され、決定されます。この情報は、使用可能な証拠として述べるために、直接目撃されることが重要です。行動と他者への全体的な貢献は、注目すべき共通の重要なポイントです。個体は、対応する認識された特性を使用して、遺伝子プロファイルをさらに互いにリンクします。種自体は異なりますが、全体的な機能とパフォーマンスに基づく変数は互換性があります。これらのグループは、エネルギーフロー内で区別できない部分を共有しており、食物連鎖と環境内の関係の中で重要な位置を占めています。^[2]

生態系とは、同時相互作用に関連するさまざまな環境要因（非生物的および生物的）を定義および拡張する生物学的組織です。 ^[3]生産者であれ相対的消費者であれ、生命のあらゆる部分は、その周囲の継続的な生存率において重要な位置を維持しています。機能グループは、特定の生態系と生命力の循環プロセス内で非常に特定の役割を共有しています。

一般的に、植物相と特定の動物集団の間には 2 種類の機能グループがあります。植生科学、または植物相に関連するグループは、植物機能タイプとして知られています。略して PFT とも呼ばれるこれらのグループは、多くの場合、同一の光合成プロセスを共有し、同等の栄養素を必要とします。たとえば、光合成を行う植物は、他の植物のために化学エネルギーを生成するという同一の目的を共有しています。^{[4]対照的に、動物科学の範囲内のグループはギルドと呼ばれ、通常は摂食タイプを共有しています。これは、}栄養段階を見ると簡単に単純化できます。例としては、一次消費者、二次消費者、三次消費者、四次消費者などがあります。^[5]

機能的多様性は、しばしば「生態系の機能に影響を与える種や生物の形質の価値と範囲」と呼ばれます。^[6]生物をユニークにする形質には、移動、資源の収集、繁殖の方法、または活動する時期が含まれます。 ^{[7]それらは}生態系全体の多様性を高め、その結果、その生態系の全体的な機能、つまり生産性を高めます。^{[8]機能的多様性は、ニッチ占有の増加を可能にすることで、生態系全体の生産性を高めます。種は各}時代を通じてより多様化するように進化しており、^[9]植物と昆虫は、これまでに発見された中で最も多様な科を持っています。^[10]生物のユニークな形質により、新しいニッチを占有したり、捕食者に対するより良い防御を可能にしたり、潜在的に特化につながったりする可能性があります。生態系の全体的な機能的多様性を高める生物レベルの機能的多様性は、特に人間の消費に使用されるシステムにおいて、保全活動にとって重要です。^[11]機能的多様性を正確に測定することは難しいが、正しく測定すれば生態系の全体的な機能と安定性に関する有用な洞察が得られる。^[12]

機能的冗長性とは、同じ生態系内の種が同様の役割を果たし、生態系に一種の「保険」をもたらす現象を指します。冗長な種は、同じ機能的ニッチの類似種の仕事を容易に行うことができます。^[13]これは、類似種が時間の経過とともに同じニッチを埋めるために適応したために可能になります。機能的冗長性は生態系によって異なり、生息地の可用性、全体的な種の多様性、資源の競争、および人為的影響など、複数の要因に応じて年ごとに変化する可能性があります。^[14]この変動は、生態系全体の生産の変動につながる可能性があります。機能的ニッチを占める種の数、および生態系の各ニッチで冗長性が発生している場合、その程度は常にわかっているわけではありません。重要な機能的ニッチはそれぞれ複数の種によって満たされているという仮説があります。機能的多様性と同様に、機能的冗長性を正確に計算する明確な方法はなく、問題となる可能性があります。1つの方法は、機能的ニッチを占める種の数と、それぞれの種の豊富さを考慮することです。これは、生態系内の合計何個体が一つの機能を実行しているかを示すことができます。^[15]

機能的多様性と冗長性に関する研究は、保全と生態学の研究の大部分を占めています。人口が増加すると、生態系機能の必要性がそれに伴って増加します。さらに、生息地の破壊と改変が増加し続け、多くの種に適した生息地が減少し続けているため、この研究はより重要になります。人口が拡大し、都市化が進むにつれて、在来の自然の景観は消え、人間の消費のために改変され管理された土地に置き換えられています。景観の変更は、断片化、種の損失、栄養素の流出などの悪影響を伴うことが多く、種の多様性を減少させることで、生態系の安定性、生態系の生産性、機能的多様性と機能的冗長性に影響を与える可能性があります。

土地利用が集中すると種の多様性と機能的重複の両方に影響を及ぼし、生態系とそこに生息する生物が脆弱になることが示されている。^[16]特に、私たちが受粉サービスに頼っているミツバチの種は、自然の生息地と比較すると、管理された景観では機能的多様性と種の多様性の両方が低く、人為的な変化が生物の機能的多様性、ひいては生態系全体の機能的多様性に悪影響を及ぼす可能性があることを示している。 ^{[17]追加の研究では、河川の}草食昆虫の機能的冗長性は河川の流速によって変化することが示されており、環境要因が機能的重複を変える可能性があることを示している。^[18]保全活動が始まるとき、特定の種を保存するか機能的形質を保存するかのどちらが生態系機能の保存に有益なアプローチであるかはまだ議論の余地がある。種の多様性が高ければ生態系全体の生産性は向上するが、機能的重複の安全性が必ずしも保証されるわけではない。冗長性が高い生態系では、機能の重複が多いため、種を失っても（全体的な機能の多様性は低下する）、必ずしも生態系全体の機能が低下するとは限らないため、この場合は個体ではなくグループを保護することが最も重要です。バイオマス出力の大部分を占める優勢種がいる生態系では、機能グループではなくこの単一の種を保護する方が有益な場合があります。^[19]キーストーン種の生態学的概念は、機能グループ内で測定されたバイオマス優勢を伴う非冗長な栄養動態を持つ種の存在に基づいて再定義されました。これは、種とそれぞれの機能グループの両方を保護することの保全上の利点を強調しています。^[20]

機能的多様性と冗長性、そしてそれぞれが保全活動で果たす役割を理解することは、多様性と冗長性を測定するツールを互換的に使用できないため、しばしば困難です。このため、最近の実証研究では、機能的多様性または機能的冗長性のどちらかの効果を分析することがほとんどで、両方を分析することはありません。これでは、生態系の生産に影響を与える要因の全体像は得られません。類似した多様な植生を持つ生態系では、機能的多様性の方が全体的な生態系の安定性と生産性にとって重要です。^[21]しかし、対照的に、高度に管理された景観における在来の蜂種の機能的多様性は、機能的冗長性が高く、果物の生産量が多いという証拠を示しました。果物は、人間が食料消費に大きく依存しているものです。^[22]最近の論文では、より正確な測定技術が普遍的に使用されるまで、どの種または機能グループが最も脆弱で絶滅の影響を受けやすいかを判断するのは時期尚早であると述べられています。^[23]全体として、絶滅が生態系にどのように影響するか、どの形質が最も脆弱であるかを理解することで、生態系全体を保護できます。^[24]

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