జీవ భూగోళశాస్త్రం

This article is about జీవజాతుల విస్తరణ గురించిన శాస్త్రీయ అధ్యయనం. For మొక్కల ప్రత్యేక విస్తరణ, see Phytogeography. For జంతువుల విస్తరణ, see Zoogeography.

జీవ భూగోళశాస్త్రం (Biogeography) అనేది జాతులు పర్యావరణ వ్యవస్థలు ఎక్కడ నివసిస్తున్నాయో వివరించే ఒక శాస్త్ర విభాగం. ఇది జీవులు ప్రస్తుతం ఎక్కడ నివసిస్తున్నాయి, గతంలో ఎక్కడ నివసించాయి అనే విషయాలను పరిశీలిస్తుంది. ఈ అధ్యయనం భౌగోళిక ప్రాంతం భూగర్భ కాలం (geological time) రెండింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. అనేక జీవరాశులు జీవ సంబంధిత సముదాయాలు (communities) క్రమబద్ధమైన పద్ధతులలో మారుతూ ఉంటాయి. ఈ మార్పులు తరచుగా అక్షాంశం, ఎత్తు, వేరుపడటం (isolation) వంటి అంశాల ఆధారంగా జరుగుతాయి. ఒక నివాస ప్రాంతం వైశాల్యం కూడా ఇందులో చాలా ముఖ్యం.

జీవ భూగోళశాస్త్రంలో విభిన్న రకాలు ఉన్నాయి:

Phytogeography (వృక్ష భూగోళశాస్త్రం): ఇది మొక్కల విస్తరణ గురించి వివరిస్తుంది.

Zoogeography (జంతు భూగోళశాస్త్రం): ఇది జంతువుల విస్తరణ గురించి వివరిస్తుంది.

Mycogeography (శిలీంధ్ర భూగోళశాస్త్రం): ఇది పుట్టగొడుగులు వంటి శిలీంధ్రాల విస్తరణ గురించి వివరిస్తుంది.

అవలోకనం

నేటి కాలంలో జీవ భూగోళశాస్త్రం చాలా ముఖ్యమైన రంగం. వివిధ ప్రాంతాలలో జీవులు ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయో అర్థం చేసుకోవడానికి ఇది మనకు సహాయపడుతుంది. మన ప్రాచీన పూర్వీకులు కూడా వేర్వేరు పర్యావరణాలలో జీవించడానికి ఈ పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించుకున్నారు. ఈ శాస్త్రం అనేక ఇతర రంగాలను ఒకటిగా చేరుస్తుంది. ఇందులో పర్యావరణ శాస్త్రం, పరిణామ జీవశాస్త్రం, భూగర్భ శాస్త్రం, భౌతిక భూగోళశాస్త్రం ఉన్నాయి. ఇది పురాజీవ శాస్త్రం శీతోష్ణస్థితి శాస్త్రం నుండి కూడా కొన్ని ఆలోచనలను తీసుకుంటుంది.

ఈ రంగంలోని పరిశోధనలు జంతువులు మొక్కలు ఎలా ఒక చోటు నుండి మరో చోటుకు వెళ్తాయో గమనిస్తాయి. దీనిని వ్యాప్తి (dispersal) అని అంటారు. శాస్త్రవేత్తలు ప్రపంచ వాతావరణాన్ని లక్షల సంవత్సరాలుగా భూమి ఎలా మారుతుందో కూడా పరిశీలిస్తారు. దీనిని చూడటానికి రెండు ప్రధాన మార్గాలు ఉన్నాయి:

పర్యావరణ జీవ భూగోళశాస్త్రం (Ecological biogeography): ఇది నివాస ప్రాంతాలు, జాతుల స్వల్పకాలిక పాత్రలను పరిశీలిస్తుంది.

చారిత్రక జీవ భూగోళశాస్త్రం (Historical biogeography): ఇది దీర్ఘకాలిక సమయాన్ని జీవరాశుల సమూహాలు ఎలా పరిణామం చెందాయో పరిశీలిస్తుంది.

చరిత్ర

18వ శతాబ్దం

జీవ భూగోళశాస్త్రం 1700ల మధ్య కాలంలో పెరగడం ప్రారంభమైంది. ఆ సమయంలో ప్రపంచం మతం ద్వారా ఏర్పడిందని చాలామంది నమ్మేవారు. Carl Linnaeus అనే శాస్త్రవేత్త అనేక జీవులకు పేర్లు పెట్టడానికి ఇంకా వాటిని సమూహాలుగా చేర్చడానికి సహాయపడిన తొలి శాస్త్రవేత్తలలో ఒకరు. జీవులు నివసించే ప్రాంతాన్ని బట్టి అవి మారుతాయని ఆయన గమనించారు. జంతువులు సరైన వాతావరణాన్ని కనుగొనడానికి పర్వతాల మీద వివిధ ఎత్తులకు ఎలా వెళ్తాయో వివరించడానికి ఆయన "పర్వత వివరణ" (Mountain Explanation) అనే పద్ధతిని ఉపయోగించారు. ఇది పర్యావరణ జీవ భూగోళశాస్త్రానికి పునాది వేసింది.

Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon అనే మరో శాస్త్రవేత్త శీతోష్ణస్థితి ఎలా మారుతుందో పరిశీలించారు. వాతావరణం ఒకేలా ఉన్నప్పటికీ, ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో వేర్వేరు జంతువులు ఉన్నాయని ఆయన చూశారు. ఈ ఆలోచనను ఇప్పుడు 'బఫన్ సిద్ధాంతం' (Buffon's Law) అని పిలుస్తారు. ఆయన శిలాజాలను (fossils) కూడా అధ్యయనం చేశారు. ఆ కాలంలో ప్రజలు అనుకున్నదానికంటే భూమి చాలా పాతదని ఆయన నమ్మారు.

19వ శతాబ్దం

1800లలో శాస్త్రవేత్తలు ఈ ఆలోచనలకు మరిన్ని ఆధారాలు కనుగొన్నారు. Alexander von Humboldt ను తరచుగా "వృక్ష భూగోళశాస్త్ర వ్యవస్థాపకుడు" అని పిలుస్తారు. ఆయన చాలా ప్రయాణించి సమాచారాన్ని సేకరించారు. భూమిపై ఉష్ణమండల , ఆర్కిటిక్ వంటి విభిన్న ప్రాంతాలు ఉన్నాయని ఆయన గమనించారు. ఆయన మ్యాప్ పైన ఉష్ణోగ్రతను చూపే సమ ఉష్ణోగ్రత రేఖలను (isotherms) సృష్టించారు. వివిధ వాతావరణాలలో జీవన విధానాలను చూడటానికి ఇది ప్రజలకు సహాయపడింది.

Augustin de Candolle స్విట్జర్లాండ్‌కు చెందిన ఒక వృక్ష శాస్త్రవేత్త. మొక్కలు స్థలం కోసం ఎలా పోటీ పడతాయో ఆయన అధ్యయనం చేశారు. ఆయన పని Charles Darwin ను ప్రభావితం చేసింది. డార్విన్ పరిణామ సిద్ధాంతం- ప్రకృతి వరణం (natural selection) ద్వారా ప్రసిద్ధి చెందారు. ఆయన గాలాపాగోస్ దీవులలో జంతువులను అధ్యయనం చేశారు. జాతులు తమ పర్యావరణానికి సరిపోయేలా కాలక్రమేణా మారుతాయని ఆయన గ్రహించారు.

Alfred Russel Wallace ను "జీవ భూగోళశాస్త్ర పితామహుడు" అని అంటారు. ఆయన అమెజాన్ నదీ పరివాహక ప్రాంతం మలయ్ ద్వీపసమూహంలో జంతువులను అధ్యయనం చేశారు. ఆసియా ఆస్ట్రేలియాలోని వివిధ రకాల జంతువులను వేరు చేసే ఒక రేఖను ఆయన కనుగొన్నారు. దీనిని ఇప్పుడు వాలెస్ లైన్ అని పిలుస్తారు. ఒక ప్రాంతంలోని జంతువుల సంఖ్య అక్కడ అందుబాటులో ఉన్న ఆహారంపై ఆధారపడి ఉంటుందని ఆయన నమ్మారు.

20-21వ శతాబ్దం

1912లో Alfred Wegener 'ఖండ చలన సిద్ధాంతం' (Continental Drift) గురించి మాట్లాడారు. పూర్వం ఖండాలన్నీ పాంజియా అనే ఒకే పెద్ద భూభాగంగా ఉండేవని ఆయన చెప్పారు. చాలా కాలం తర్వాత అవి విడిపోయి దూరంగా జరిగాయి. వేర్వేరు ఖండాలలో ఒకే రకమైన శిలాజాలు ఎందుకు కనిపిస్తాయో ఇది వివరిస్తుంది.

1967లో Robert MacArthur Edward Osborne Wilson కలిసి The Theory of Island Biogeography అనే ప్రసిద్ధ పుస్తకాన్ని రాశారు. ఒక ద్వీపంలోని జాతుల సంఖ్యను అంచనా వేయవచ్చని వారు చూపించారు. ద్వీపం పరిమాణం అది భూభాగానికి ఎంత దూరంలో ఉందనే విషయాలను బట్టి దీనిని లెక్కించారు. ఇది సంరక్షణ జీవశాస్త్రం అనే రంగాన్ని ప్రారంభించడానికి సహాయపడింది.

నేడు శాస్త్రవేత్తలు DNA ను పరిశీలించడానికి molecular systematics ను ఉపయోగిస్తున్నారు. ఈ కొత్త రంగాన్ని phylogeography అని పిలుస్తారు. ప్రపంచవ్యాప్తంగా జాతులు ఒకదానితో ఒకటి ఎలా సంబంధం కలిగి ఉన్నాయో చూడటానికి ఇది మనకు సహాయపడుతుంది. కోతులు బల్లి వంటి కొన్ని జంతువులు కొత్త ప్రదేశాలకు వెళ్లడానికి పెద్ద సముద్రాలను దాటాయని ఇప్పుడు మనకు తెలుసు. దీనిని సముద్ర వ్యాప్తి అని అంటారు.

ఆధునిక అనువర్తనాలు

ఆధునిక జీవ భూగోళశాస్త్రం అనేక కొత్త సాధనాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఇందులో ముఖ్యమైన సాధనం Geographic Information Systems (GIS). జంతువులు ఎక్కడ నివసిస్తున్నాయో మ్యాప్ చేయడానికి ,భవిష్యత్తులో అవి ఎక్కడికి వెళ్లవచ్చో అంచనా వేయడానికి ఇది శాస్త్రవేత్తలకు సహాయపడుతుంది. మొత్తం గ్రహం మీద మొక్కలు ఎలా పెరుగుతున్నాయో చూడటానికి వారు ప్రపంచ శాటిలైట్ చిత్రాలను కూడా ఉపయోగిస్తారు.

శాస్త్రవేత్తలు ఈ సాధనాలను ఈ క్రింది పనుల కోసం ఉపయోగిస్తారు:

జీవ వైవిధ్యాన్ని కాపాడటం ప్రకృతి పార్కులను ప్లాన్ చేయడం.

వాతావరణ మార్పు పర్యావరణ మండలాలు (biomes) మీద ఎలా ప్రభావం చూపుతుందో చూడటం.

వ్యాధులు దురాక్రమణ జాతుల వ్యాప్తిని గమనించడం.

ఆహార పంటలను ఎక్కడ పండించాలో ప్లాన్ చేయడం.

ఈ పనిలో సహాయపడటానికి పెద్ద డేటాబేస్‌లు ఉన్నాయి. Global Biodiversity Information Facility (GBIF) వద్ద జాతులు ఎక్కడ కనిపిస్తాయనే దాని గురించి బిలియన్ల కొద్దీ రికార్డులు ఉన్నాయి. సముద్రం కోసం, Ocean Biodiversity Information System (OBIS) కూడా అదే పనిని చేస్తుంది.

పురాజీవ భూగోళశాస్త్రం

పురాజీవ భూగోళశాస్త్రం (Paleobiogeography) చాలా కాలం క్రితం జీవరాశుల విస్తరణను అధ్యయనం చేస్తుంది. ఇది paleogeography పలక విరూపణ సిద్ధాంతాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఉదాహరణకు, వాలెడు పక్షులు మొదట ఆస్ట్రేలియా అంటార్కిటికా సమీప ప్రాంతంలో పరిణామం చెందాయని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. ఖండాలు కదిలిన కారణంగా, ఈ పక్షులు ఇప్పుడు ప్రపంచమంతటా కనిపిస్తున్నాయి.

ఈ రంగం నదులు ఎలా మారుతాయో కూడా గమనిస్తుంది. అమెజాన్ వంటి ప్రాంతాలలో నదులు తమ మార్గాలను మార్చుకోవచ్చు. దీనిని stream capture అని పిలుస్తారు. నది మారినప్పుడు, అది చేపలను ఒక ప్రాంతం నుండి మరొక ప్రాంతానికి తరలించగలదు. ఇది వేరుపడటం ద్వారా కొత్త జాతులు ఏర్పడటానికి సహాయపడుతుంది.

ముఖ్యమైన భావనలు

జీవం ఎలా కదులుతుందో ఎలా మారుతుందో వివరించడానికి జీవ భూగోళశాస్త్రం అనేక ప్రత్యేక పదాలను ఉపయోగిస్తుంది:

Allopatric speciation: ఒక జంతువుల సమూహం అడ్డంకుల వల్ల విడిపోయి కొత్త జాతిగా మారినప్పుడు.

వ్యాప్తి (Dispersal): జంతువులు లేదా మొక్కలు కొత్త ప్రాంతాలకు వెళ్లినప్పుడు.

Extinction (విలుప్తత): ఒక జాతి పూర్తిగా అంతరించిపోయినప్పుడు.

Vicariance: పర్వతం లేదా సముద్రం వంటి భౌతిక అడ్డంకి ఒక జీవరాశుల సమూహాన్ని రెండుగా విడదీసినప్పుడు.

Endemism: ఒక జాతి ప్రపంచంలో కేవలం ఒక నిర్దిష్ట ప్రాంతంలో మాత్రమే కనిపించినప్పుడు.

ఇవి కూడా చూడండి

Biogeographic realm

Ecology

Evolution

Habitat

Physical geography