多樣性產生多樣性-生態多樣化和文化多樣化都在赤道更加豐富

2021-01-20 巡洋艦人工智慧學堂

大多數生命形式---- 哺乳動物、鳥類、植物、爬行動物、兩棲動物等等---- 在地球的赤道是最多樣化的,在兩極是最少樣化的。這種分布被稱為生物多樣性的緯度梯度。

聖菲研究所的一組合作者被這樣一個事實所吸引: 人類文化的多樣性與緯度的分布完全相同: 赤道附近的人類文化,相比兩級更加多樣化。他們最大的問題是: 為什麼?在更加豐富的環境中,生命更加多樣化,但是不清楚為什麼人類文化的多樣性也會表現出這種模式。

人類民族語言群體(藍色)和哺乳動物種類(紅色)的全球分布圖

為了找到答案,研究小組對全世界哺乳動物物種多樣性和人類民族語言多樣性的分布進行了生物地理學和宏觀生態學研究。在自然子刊 Scientific report中,他們分享了自己的研究成果,並提出了一種探索生物多樣性的新抽樣方法。

作者之一,Marcus Hamilton,德克薩斯州大學聖安東尼奧分校人類學係數據分析副教授,前聖塔菲博士後,對人類文化多樣性及其在全球的分布很感興趣。他特別好奇的是,人類和他們的文化與其他形式的生物多樣性既相似又不同。

雖然生物和文化進化的動力學在原則上可能是相似的,但其基本機制和時間尺度卻大不相同,因此這種生物地理學的趨同特別引人注目。Hamilton說: 「人類系統的某些方面對於哺乳動物來說是可以預測的,而另一些方面看起來是新奇的。」。

因此,研究小組決定探索哺乳動物和語言之間的聯繫。漢密爾頓說: 「這裡最有趣的發現是,哺乳動物多樣性和人類語言多樣性的增長速度都比你想像的要快,環境的豐富程度也是如此。」。

然而,支撐所有形式多樣性的共同貨幣是生態中的「自由能」; 能量和生物相互作用的溫度依賴通量,維持所有各個層級的所有形式的生命。多樣性導致哺乳動物物種和人類文化的多樣性,因為生態動力學驅動了超線性尺度變化與環境生產力。

某地區的生物多樣性(紅色)語言多樣性(藍色)都隨著氣溫(下圖)及緯度(上圖)下降

研究發現,這些多樣性形式不僅在空間上分布相似,而且它們都隨著環境生產的增加而超線性增長。換句話說,地球上生物和文化多樣性的部分甚至比你想像的更加多樣化。這就導致了他們文章的標題: 「多樣性產生多樣性。」

這個小組發展了一個理論來說明,更複雜的環境也具有更高的互動性。這不僅是因為更富裕的環境可以容納更多的物種,而且更富裕的環境也更具有互動性,所以有更多的可用的生態位,更多的競爭、合作、互惠等等。因為更豐富的環境也是更複雜的環境,所以你會發現更多的物種和語言。

「我發現在我們的研究中最有趣的事情之一是,多樣性不能簡單地用生態系統支持的生物總量來解釋,」該文章的合著者,SFI 教授Christopher P. Kempes 說。「當我們控制環境中的生物量時,我們仍然看到多樣性依賴於『動力學』 ,即相互作用的速率。這告訴我們,多樣性產生的一部分原因來自於事物之間的相互作用以及它們相互作用的頻率,這可以用來解釋包括物種多樣性和人類文化這兩個不同領域的情況。」

該文還闡述了深入了解複雜性和多樣性之間的關係,這是複雜系統的核心。「我們的研究對於理解為什麼地球上的某些地區比其他地區更具文化多樣性很重要,」漢密爾頓說。「這對於理解生物多樣性的迅速喪失與文化多樣性之間的聯繫也可能非常重要。」

生物物種和人類語言都在以驚人的速度滅絕,這項研究表明這兩者之間存在著根本的聯繫。

參考:Diversity begets diversity in mammal species and human cultures

本文編譯自:https://www.santafe.edu/news-center/news/new-work-provides-insight-relationship-between-complexity-and-diversity

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