古生態学

古生態学（ palaeoecologyとも綴る）は、地質学的時間スケールにわたる生物間の相互作用、および/または生物と環境の相互作用を研究する学問です。^{[1]学問分野として、古生態学は}古生物学、生態学、気候学、生物学を含むさまざまな分野と相互作用し、依存し、情報を提供します。

古生態学は1950年代に古生物学の分野から生まれましたが、古生物学者は1700年代と1800年代に古生物学が創設されて以来、古生態学的研究を行ってきました。化石を探す調査アプローチとチャールズ・ダーウィンとアレクサンダー・フォン・フンボルトの理論的アプローチを組み合わせた古生態学は、古生物学者が発見した古代の生物とそれらが生息していた環境の再現の両方を調べ始めたことから始まりました。過去の海洋および陸上のコミュニティの視覚的描写は、古生態学の初期の形態と考えられてきました。「古生態学」という用語は、1916年にフレデリック・クレメンツによって造られました。 ^[2]

• 古典的な古生態学は、化石や亜化石のデータを用いて過去の生態系を再構築する。この学問には、化石生物とそれに伴う残骸（殻、歯、花粉、種子など）の研究が含まれ、それらのライフサイクル、生体内相互作用、自然環境、コミュニティ、死と埋葬の方法の解釈に役立つ。このような解釈は、過去の環境（すなわち古環境）の再構築に役立つ。古生態学者は、動物とその環境との関係を明らかにしようと化石記録を研究し、生物多様性の現状を理解する一助としてきた。彼らは、脊椎動物の分類学上の多様性と生態学上の多様性、すなわち動物の多様性とそれらが占めるニッチとの間に密接な関連があることを特定した。 ^[3]古典的な古生態学は主に還元主義的なアプローチであり、科学者はより短い地質学的時間枠内で比較的小規模な生物群の詳細な分析を実施する。
• 進化古生態学では、化石やその他の証拠から得たデータを使用して、生物とその環境が時間の経過とともにどのように変化するかを調べます。進化古生態学者は、生物と環境の両方の変化を観察する総合的なアプローチを採用し、大気、岩石圏、水圏における時間経過に伴う物理的および化学的変化を考慮します。進化と絶滅のパターンを環境変化の文脈で研究することにより、進化古生態学者は、種と環境の脆弱性と回復力の概念を調べることができます。
• コミュニティ古生態学では、統計分析を使用して、植物や動物のグループの構成と分布を調べます。植物や動物の関連性を定量化することで、コミュニティ古生態学者は古代の生物群の構造を調査できます。技術の進歩により、物理モデルやコンピューターベースの分析の使用を通じて、この分野が発展してきました。

化石生物の機能と関係は（生態学のように）直接観察できないかもしれませんが、科学者は個体とコミュニティの両方を時間の経過とともに記述し、分析することができます。そのために、古生態学者は次の仮定を立てます。

• すべての生物は特定の環境に適応し、制限されており、通常は特定のライフスタイルに適応しています。
• 本質的に、すべての生物は直接的か間接的かを問わず、他の生物に依存しています。
• 化石や物理的な記録は本質的に不完全です。地質学的記録は選択的であり、一部の環境は他の環境よりも保存される可能性が高くなります。化石の過剰または過少表現に影響を与えるタフォノミーは、化石群集を解釈する上で非常に重要な考慮事項です。
• 斉一説とは、地質学的過去に起こったプロセスは、現在起こっているものと同じであるという概念である。古生態学では、斉一説は方法論として用いられ、古生態学者は現在に見られる類似性に基づいて古代の生物や環境について推論を行う。^[2]

古生態学の目的は、化石として今日発見された、かつて生きていた生物の生活環境について、可能な限り詳細なモデルを構築することです。過去の環境を再構築するプロセスでは、アーカイブ(例: 堆積物のシーケンス)、プロキシ(例: 生物相と物理的環境の証拠となる微小化石または巨大化石、その他の堆積物特性)、および年代学(例: アーカイブ内のイベントの絶対 (または相対) 年代の取得) を使用する必要があります。このような再構築では、気温、食料供給、太陽光の強さなどの環境要因間の複雑な相互作用を考慮に入れます。多くの場合、この情報の多くは、周囲の堆積物の化石化プロセスまたは続成作用によって失われたり歪んだりするため、解釈が困難になります。

過去の環境を再構築するための他のプロキシには、それぞれ火災と植生のデータを合成する木炭と花粉があります。これらの代替物は両方とも湖や泥炭の環境で見つかり、中程度から高解像度の情報を提供できます。^[4] これらはよく研究された方法であり、古生態学の分野でよく使用されています。

環境の複雑性要因は通常、利用可能な数値データの統計的分析（定量的古生物学または古統計学）を通じて取り組まれ、一方、死後のプロセスの研究はタフォノミーの分野として知られています。

第四紀は地理的に広範囲かつ高解像度の記録でよく表されているため、現代の環境の生態学的研究から生じる多くの仮説を、古生態学的データを使用して千年規模で検証することができます。さらに、そのような研究は、生態系の回復のための種の構成と撹乱体制の歴史的（産業化前）ベースラインを提供したり、大規模な気候変動の期間を通じて生態系の変化のダイナミクスを理解するための例を提供したりします。古生態学的研究は、保全、管理、および回復の取り組みに情報を提供するために使用されています。^{[5] [6]} 特に、火災に焦点を当てた古生態学は、生態系の火災体制を回復しようとしている土地管理者にとって有益な研究分野です。^[5]

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