Биогеография и эволюцияБиогеография

Биогеографическое районирование биосферы. Биогеография - наука о закономерностях распространения на земном шаре видов и других систематических групп растений, животных, грибов и прокариот и их экологических группировок. Биогеография состоит из следующих разделов: ареалогия - изучает типы ареалов, устанавливает ареалы разных видов и размещение отдельных популяций внутри вида, территорию распространения надвидовых систематических групп (родов, семейств и т.д.); историческая биогеография исследует влияние прошлого Земли на современное распространение организмов и их экологических группировок; палеобиогеографии - реконструирует распространения живых существ в определенные периоды истории Земли; региональная биогеография - устанавливает комплексы видов, родов и т.д. и их экологические группировки, выделяя их специфику для различных частей Земли. Такие комплексы создаются на основе выделения биомов и биот. Биом - это совокупность различных видов организмов и среды их обитания (т.е. подобных биогеоценозе в) в пределах определенной ландшафтно-географической зоны (например, биомы тундр, пустынь, зоны лиственных лесов, степей и т.п.).

Биота - совокупность различных биомов в определенной части биосферы, например, в биоте Австралии является биомы тропических влажных лесов, лесов умеренного климата, степей, пустынь и др..

Ботанические и зоологические биоты, хотя и близки между собой, однако не вполне совпадают вследствие способности животных к активным миграций, значительного влияния свойств почвы как экологического и эволюционного фактора на растения и др.. Основой для выделения биогеографических подразделений являются ареалы их эндемических видов (т.е. видов, которые имеют ограниченный ареал), родов, семейств и т.п..

Рассмотрим флористическое и фаунистическое районирование суши (подобное районирование создано и для Мирового океана). На основе выделения эндемичных комплексов ботаники весь сушу разделяют на 6 царств, в каждом из которых выделены отдельные области (всего их 34), а в областях - провинции (около 150). Украина находилась в пределах Циркумбореальнои области Голарктической флористического царства, которое занимает всю Северное полушарие за исключением территорий с тропическим климатом. Современное флористическое районирование Земли разработал известный армянский ученый А. Л. Тахтаджян. Зоогеографы выделяют 7 фаунистических областей.

Значение биогеографии для эволюционного учения. Данные биогеографии используют для обоснования утверждения о географической изоляции в качестве необходимого условия видообразования (вспомним о классических исследования Ч. Дарвина вьюрков архипелага Галапагос). Однако собранный ныне богатый материал свидетельствует о том, что изоляция далеко не всегда влечет дивергенцию (расщепление признаков) и видообразования.

Большинство видов пресноводных и почвенных одноклеточных животных имеет всемирное распространение. Одни и те же виды ногохвисток - почвенных членистоногих - небольшие по размерам, лишенные крыльев, живут на большинстве континентов. Итак, несмотря на неспособность к миграций или распространения другими способами на значительные расстояния, популяции этих видов, находясь в полной изоляции, не испытывают дивергенции и не превращаются в новые виды.

Так приспособленность к определенным условиям существования, то есть экологическая ниша вида, сохраняет его целостность независимо от возможности обмена наследственной информацией между различными особями и популяциями, а также форм размножения.

Данные биогеографии подтверждают единство происхождения флоры и фауны определенных царств, областей, провинций и т.п.. Например, в различных областях Голарктической царства существуют одной те же биомы (от тундры до субтропиков), в состав которых входят близкие виды (например, обычный и американский клены, европейские и американские норка и бобер и др.). Это свидетельствует о существовании в прошлом сухопутных связей между Северной Америкой и северными континентами Восточного полушария. Действительно, геологи доказали, что в течение различных периодов и эпох кайнозойской эры Северная Америка неоднократно соединялась с Европой перешейком (его остатки - Гренландия и Исландия) и с Азией - через сушу на месте современной Берингова пролива.

Изучение количества видов той или иной группе организмов в составе тех или иных биомов и биот позволяет установить центры их видового разнообразия (территории с наивысшим количеством видов). Например, центром видового разнообразия сумчатых являются Австралия, кактусов - Центральная и Южная Америка подобное. Раньше считали, что центры современного видового разнообразия одновременно являются местами исторического происхождения определенных групп, однако данные палеобиогеографии опровергли и это утверждение.

Например, представители ряда мозоленогих в диком состоянии теперь обитают в пустынях Центральной Азии (двугорбый верблюд) и горах Южной Америки (ламы). Происхождение современного ареала этого ряда возможно объяснить, только опираясь на данные палеонтологии. Оказывается, мозоленогих возникли в Северной Америке, откуда они через сухопутные мосты расселились в Южную Америку и Азию, а в Северной Америке исчезли в антропогеновое период вследствие обледенения большинства ее территории. Подобное явление известно и для лошадей, который возник в Северной Америке, где и эволюционировала в течение 50 млн. лет. Неоднократно часть видов мигрировала в Старый Свет (Европа, Азия, Африка), где подвергалась дивергенции, однако, в конце концов, эти старосветские лошадиные полностью вымерли (40, 15, 10 и 3 млн. лет назад). Предки современных лошадей (дикие лошади, ослы, зебры) появились в Старом Свете лишь 2,5 млн лет назад; в Северной Америке лошадиные вымерли одновременно с мозоленогих.

Синтез данных современной биогеографии и геологии дал возможность сделать очень интересные выводы относительно причин вымирания определенных групп организмов и бурной адаптивной радиации видов, пришедшие на их место.

Классический дарвинизм и синтетическая гипотеза утверждают, что так называемые примитивные группы вытесняются более высокоорганизованными «прогрессивными». Это является развитием учения Ж.-Б. Ламарка о градации: на самом деле повышения уровня организации, как средства достижения биологического прогресса при филогенеза наблюдается лишь в некоторых эволюционных ветвей (высшие растения, моллюски, членистоногие, хордовые), причем внутри каждой из них процветают различные по уровню усложнения группы (например, все классы позвоночных, начиная от «примитивных» хрящевых рыб и земноводных). Такие распространенные типы животных, как кишечнополостные, круглые и кольчатые черви, отделы растений - мохообразные, высшие споровые, голосеменные т.д., со времени своего возникновения отнюдь не усложнились, а биологический прогресс в огромного количества паразитических животных (включая целые классы и типы) достигнут благодаря общей дегенерации. Для иллюстрации приведем такой пример. По мнению Ч. Дарвина, сумчатые были распространены первоначально на всем материке, однако впоследствии их вытеснили «прогрессивные» плацентарные млекопитающие. В Австралии сумчатые сохранились благодаря ее изолированности от других материков, которая препятствовала проникновению на ее территорию плацентарных. Исследование американского ученого Я. Маршалла (1980 г.) полностью опровергли это утверждение. Как свидетельствуют данные палеонтологии, сумчатые возникли в Америке во второй половине мелового периода (около 100 млн лет назад). В конце этого периода Северная и Южная Америка потеряли сухопутную связь, поэтому эволюция сумчатых на двух частях света происходила по-разному. В начале кайнозойской эры Северная Америка была соединена с Европой, куда и расселились сумчатые. Они существовали и бурно эволюционировали на этих континентах параллельно с плацентарными до антропогенового периода, когда исчезли вследствие обледенения Северного полушария.

Примерно 12 млн лет назад началось значительное оледенение в Южном полушарии, что привело к исчезновению австралийской биоты. Чуть раньше по суходольном мостике между Южной Америкой и Австралией через непокрытых еще тогда льдом Антарктиду в Австралии мигрировали сумчатые. Они пережили следующее оледенения в северных местностях Австралии и впоследствии заселили весь материк, потерпев широкой адаптивной радиации. Плацентарные не смогли освоить эту территорию, поскольку все сухопутные адаптационные зоны млекопитающих были уже заняты сумчатыми.

Итак, основной причиной вымирания некоторых групп организмов является распад биогеоценозов, в состав которых они входят. Это зависит от степени совершенства приспособления вида к определенным условиям (специализация): чем он выше, тем ниже экологическая пластичность вида и его адаптивные возможности в новых условиях. При освоении новых участков земного шара (например, только что возникших островов) или мест разрушенных экосистем важное значение имеет время вселения в них определенных групп организмов: первые виды (пионеры), попадающие в такую ??местность за отсутствия конкуренции с экологически близкими видами в процессе неспряженои эволюции полностью заселяют определенную адаптационную зону, образуя максимально возможное количество экологических ниш.

Например, по данным исследования фауны насекомых геологически очень молодых (возникли около миллиона лет назад) Гавайских островов, группы, которые первыми освоили эти территории, дали огромное количество эндемичных видов (один род жуков-усачей - 136 видов, мухи-дрозофилы - более 300 видов и др.)..

Выводы:
Биогеография - наука о закономерностях распространения на земном шаре видов и высших систематических групп растений, животных, грибов и прокариот и их экологических группировок. Биогеографическое районирование устанавливает специфичность биомов и биот для определенных частей биосферы и выделяет различные биогеографические подразделения (царства, области, провинции и т.д.).

Синтез биогеографических, геологических и палеонтологических данных дает возможность установить закономерности исторических перемен одних биоценозов другими, причины вымирания или быстрой адаптивной радиации определенных групп организмов, а также роль географической изоляции для видообразования.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+