Данные биогеографии

Географическое распределение животных и растений по Земле может быть объяснено только с эволюционных позиций. Чем дольше и более изолированы в процессе эволюции были отдельные участки биосферы, тем глубже различия в их животном н растительном мире. Эти различия возникают на основе развития комплекса предковых видов в условиях постоянной географической изоляции. Вне эволюционного подхода понять особенности распределения флор и фаун на Земле невозможно, и следовательно, биогеография дает убедительные доказательства процесса эволюции.
Рассмотрим последовательно, начиная с биогеографических явлений крупного масштаба, основные группы фактов, доказывающих эволюцию и вскрывающих те или иные особенности эволюционного процесса разного масштаба. Но перед этим остановимся на характеристике основных биогеографических областей Земли.
Биогеографические области. Еще в начале XIX в. была обоснована связь географического распределения организмов с климатическими, почвенными и другими особенностями условий существования.
По различию или сходству в географическом распространении таксономических групп высокого ранга выделяют высшие биогеографические подразделения биосферы Земли — области и царства. Так, например, подкласс однопроходных млекопитающих и отряд казуаров характеризует фауну Австралии. Отряды ленивцев, броненосцев, гоационов и колибри характерны для фауны Южной Америки. Для флоры Неотропнки характерны такие семейства растений, как Кактусовые, Бромелиевые, Канновые и др. Разделение Земли на основные фаунистические и флористические области показано. Различия в способах расселения животных и растений и большая зависимость растений от физико-географических условий среды определяют степень разделения на флористические и фаунистические области.
Своеобразие животного и растительного населения каждой из биогеографических областей объясняется историей физико-географической оболочки Земли, геологической историей морей и континентов. Очертания и связи континентов в истории Земли многократно менялись. Показаны общие очертания материков и их связи между собой в основные периоды развития Земли за последние 70 млн. лет. Длительная и глубокая изоляция одни-массивов суши обеспечивала возникновение своеобразной и отличной от соседних территорий фауны и флоры. Возникавшие затек связи между материками определяли взаимопроникновение элементов соседних фаунистических или флористических комплексов.
Особенности распространения близких форм. Выше шла речь о населениях огромных территорий и об изменении органического мира на протяжении многих десятков и сотен миллионов лет. Биогеография дает в руки исследователей методы, позволяющие проанализировать общий ход эволюционного процесса в отдельно взятой труппе организмов, причем выраженную в меньших масштабах.
В некоторых реках Англии и Ирландии в настоящее время встречаются три вида пресноводных сигов рода Coregonus. Места их теперешнего местообитания показаны на карте точками. В сравнительно недавнем прошлом вся Северо-Западная Европа была несколько приподнята над уровнем океана (по сравнению с современным положением). На месте Ирландского моря тогда должна была располагаться большая долина с огромным пресным водоемом, образованным стекающими в эту долину реками. В этом-то водоеме и жил исходный прародительский вид современных сигов. Из-за проникновения морской воды в центральный водоем отдельные питающие его реки были изолированы друг от друга. На протяжении последующей самостоятельной эволюции группы изолированных сигов превратились в три разных вида. Этот пример показывает, как с помощью зоогеографических данных можно не только восстановить возможный ход эволюционного процесса, но и получить данные о темпах эволюции.
Островные формы. Фауна и флора островов оказывается тем более своеобразной, чем глубже и дольше эти острова были изолированы от основной суши. Поэтому важным зоогеографическим методом изучения эволюции служит анализ флоры и фауны островов. Последние на острове, в недавнем прошлом составлявшем одно целое с ближайшим материком, весьма сходны с материковыми. Так, например, сравнительно недавно потерявшие связь с материком Британские острова имеют фауну с весьма небольшим числом автохтонных (возникших именно здесь) видов. К последним относятся куропатка-граус (Lagopus scoticus), два вида полевок, несколько уже упоминавшихся пресноводных сигов, ряд улиток и некоторое число видов мелких насекомых. С другой стороны, давно обособившийся (десятки миллионов лет) от африканского материка остров Мадагаскар имеет фауну настолько своеобразную, что выделяется в особую зоогеографическую подобласть: из 36 родов млекопитающих 32 рода — эндемичны; из-127 родов птиц эндемична почти половина.
Детальный анализ островной фауны позволяет восстановить пути эволюции группы близких видов. Со времени Ч. Дарвина классическим примером такого рода считается эволюция галапагосских вьюрков (Fringillidae). В далеком прошлом на Галапагосский архипелаг, отстоящий почти на 1000 км от Южной Америки, попала исходная форма вьюрков и быстро расселилась по островам. На каждом из островов произошла значительная диф-ференцировка на виды. Сейчас среди вьюрков здесь встречаются формы, приспособленные к питанию твердыми семенами, насекомыми и т. д. Этот пример не единичен.
В понятие «островных форм» должны быть включены и обитатели глубоких пещер, изолированных гор и водоемов. В пещерной фауне встречаются формы, появление которых хорошо объяснимо недавней эволюцией от родственных форм, живущих в окрестностях пещер. Так, например, ближайшие родичи обитающей в знаменитой Мамонтовой пещере в штате Кентукки (Северная Америка) слепой рыбы lyopsis speleus — обычные обитатели водоемов этого района. С другой же стороны, пещерные обитатели могут иметь близкородственные формы чрезвычайно далеко (что косвенно указывает на исключительную древность вселения в пещеры). Так, например, ближайшими родственниками слепого
протея (Proteus anquineus) из Адельсбергского грота в Каринтии (Балканы) являются амфибии из рода Necturus, обитающие в Северной Америке.
Сходное положение складывается при обитании организмов в изолированных торных районах. Склоны рек Килиманджаро и Кении (Африка), разделенные всего тремястами километрами плоскогорья, имеют сходное население. 18 видам горно-лесных млекопитающих (обезьян, белок, даманов и др.) со склонов горы Кения соответствует 18 близкородственных, но все же иных видов со склонов Килиманджаро.
Во всех случаях развития островных фаун и флор проявляется действие пространственной изоляции как эволюционного фактора. Много примеров анализа начальных стадий эволюции островных населений можно собрать и в наше время. При изменении биосферы человеком возникают новые водные бассейны, изолирующие ранее единые территории, появляются новые искусственные моря с островами разной величины и степени изоляции от окружающих материковых берегов. Все эти и подобные ситуации могут стать настоящей экспериментальной лабораторией в природе при изучении протекания начальных процессов эволюции.
Прерывистое распространение. Убедительными эволюционными «документами» служат факты так называемого прерывистого распространения организмов. В истории нашей планеты чрезвычайно обычными были случаи, когда организмы, населявшие большие территории, исчезали на большей части прежнего ареала не приспособившись к темпам изменения среды. Такие виды сохранялисо лишь в некоторых ограниченных участках, имеющих условия, близкие к прежним. Примером такого рода для Европы является так называемая Альпийская фауна — комплекс видов, широко распространенный во время ледниковых периодов. Сейчас эти виды населяют лишь отдельные высокогорные участки Альп, Пиренеев и более низменные районы Северной Европы. Другой пример — обыкновенный ландыш (Convallaria majalis), широко распространенный по лесной зоне Европы.
В лесах Кавказа обитает очень близкий вид С. transcaucasica, на Дальнем Востоке — С. Keiskei. Совершенно ясно, что прежде ландыш был широко распространен по всем лесным умеренным районам Северной Евразии, но во время наступлений ледника сплошной ареал был разорван; ландыши сохранились лишь в немногих более теплых местообитаниях (Маньчжурия, Закавказье, Средиземноморье). После отступления ледника отдельные части прежде единого вида стали развиваться самостоятельно.
В Средиземноморье, на Кавказе и на территории Дальнего Востока во времена последних оледенений сохранялись теплолюбивые формы, вымершие на больших пространствах Евразии. Изучение таких биогеографических ситуаций позволяет познать особенности развития органического мира больших пространств и мелких участков.
Реликты. О флоре и фауне далекого прошлого Земли свидетельствуют не только палеонтологические материалы, но и так называемые реликтовые формы. Реликты — отдельные виды или небольшие группы видов с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох. Среди животных одной из наиболее ярких реликтовых форм является, несомненно, гаттерия (Sphenodon punctatum) — единственный представитель целого подкласса рептилий. В ней отражены черты рептилий, живших на Земле десятки миллионов лет назад — в мезозое. Гаттерия живет в глубоких норах на островах залива Пленти (Новая Зеландия). Другой известный реликт — кистеперая рыба латимерия, сохранившаяся малоизмененной с девона в глубоководных участках прибрежных вод Восточной Африки.
Среди растений реликтом может считаться гинкго, ныне распространенное в Китае и Японии только как декоративное растение. Облик этого растения дает нам представление о древесных формах, вымерших в юрском периоде.
Изучение реликтовых форм дает возможность не только полно восстановить облик давно исчезнувших групп, но их образ жизни и географическое распространение, позволяет определить условия, существовавшие миллионы лет назад.







Материалы

Яндекс.Метрика