In der Ökologie ist die Artenentdeckungskurve (auch Artenakkumulationskurve oder Sammlerkurve genannt [ 1 ] ) ein Diagramm, das die kumulative Anzahl der in einem bestimmten Lebensraum erfassten Lebewesenarten in Abhängigkeit vom kumulativen Aufwand für deren Suche (üblicherweise in Personenstunden gemessen) darstellt. Sie ist mit der Arten-Areal-Kurve verwandt, aber nicht identisch .

Die Artenentdeckungskurve steigt zwangsläufig an und ist in der Regel negativ beschleunigt (d. h. ihre Zunahme verlangsamt sich). Die Darstellung der Kurve ermöglicht die Abschätzung der Anzahl zusätzlich entdeckter Arten bei weiterem Forschungsaufwand. Dies geschieht üblicherweise durch Anpassen einer Funktionsform an die Kurve, entweder visuell oder mithilfe nichtlinearer Regressionsverfahren . Häufig verwendete Funktionsformen sind die logarithmische Funktion und die negative Exponentialfunktion . Der Vorteil der negativen Exponentialfunktion besteht darin, dass sie gegen eine Asymptote strebt , die der Anzahl der Arten entspricht, die bei unendlichem Forschungsaufwand entdeckt würden. Einige theoretische Ansätze legen jedoch nahe, dass die logarithmische Kurve besser geeignet sein könnte. Sie implizieren, dass die Artenentdeckung zwar mit zunehmendem Forschungsaufwand langsamer wird, aber niemals vollständig zum Erliegen kommt. Daher gibt es keine Asymptote, und bei unendlichem Forschungsaufwand würden unendlich viele Arten entdeckt. Ein Beispiel, bei dem man nicht erwarten würde, dass die Funktion asymptotisch konvergiert, ist die Untersuchung genetischer Sequenzen, bei der neue Mutationen und Sequenzierungsfehler zu unendlich vielen Varianten führen können.

Die erste theoretische Untersuchung des Artentdeckungsprozesses erfolgte in einer wegweisenden Arbeit von Fisher, Corbet und Williams (1943), die auf einer umfangreichen Schmetterlingssammlung in Malaya basierte . Theoretisch-statistische Arbeiten zu diesem Problem werden fortgesetzt, siehe beispielsweise die jüngste Arbeit von Chao und Shen (2004). Die Theorie ist mit dem Zipfschen Gesetz verknüpft .

Derselbe Ansatz wird in vielen anderen Bereichen verwendet. In der Ethologie beispielsweise kann er auf die Anzahl der unterschiedlichen, fixen Verhaltensmuster angewendet werden , die sich durch den kumulativen Aufwand bei der Untersuchung des Verhaltens einer Tierart ergeben; in der Molekulargenetik wird er derzeit auf die Anzahl der entdeckten unterschiedlichen Gene angewendet ; und in der Literaturwissenschaft kann er verwendet werden, um den Gesamtwortschatz eines Schriftstellers anhand einer gegebenen Auswahl seiner aufgezeichneten Werke zu schätzen. [ 2 ]

Referenzen

  1. ^ Colwell, RK; Coddington, JA (29.07.1994). „Schätzung der terrestrischen Biodiversität durch Extrapolation“ . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences . 345 (1311): 101–118 . doi : 10.1098/rstb.1994.0091 . ISSN  0962-8436 . PMID  7972351 .
  2. ^ Efron, Bradley; Thisted, Ronald (1976). „ Die Anzahl unbekannter Arten abschätzen: Wie viele Wörter kannte Shakespeare?“ Biometrika . 63 (3): 435–447 . doi : 10.2307/2335721 . ISSN 0006-3444 . 
  • Chao, A. , & Shen, TJ (2004). Nichtparametrische Vorhersage bei der Artenstichprobenahme. Journal of Agricultural Biological and Environmental Statistics, 9 , 253–269.
  • Fisher, R. A., Corbet, A. S. & Williams, C. B. (1943). Die Beziehung zwischen der Anzahl der Arten und der Anzahl der Individuen in einer Zufallsstichprobe einer Tierpopulation. Journal of Animal Ecology, 12 , 42–58.