Иван Фролов

На третьем курсе обучения в университете мне попалась в руки книга Чарльза Дарвина «Происхождение видов». Уделив особое внимание главам о географическом распространении, я хочу подробно обсудить изложенные Дарвином идеи в свете современной науки.

Географическое распространение животных и растений на планете, которое отражает процесс эволюции и позволяет проанализировать этот процесс, является доказательством эволюции для биогеографии. В настоящей работы будет предпринята попытка проанализировать часть книги «Происхождение видов», используя современные данные об истории Земли и распространении животных по ней.

Ко времени кругосветного путешествия Дарвина зоогеография и фитогеография находились на достаточно высоком уровне. Однако, исследователи того времени в первую очередь изучали лишь современное географическое распределение флоры и фауны, а Дарвин изменил этот подход: после публикации «Происхождения видов» стало необходимым изучать распространение и распределение животных не только в пространстве, но и во времени.

В ходе своей жизни Дарвин столкнулся с тем, что современное распределение живых организмов по земному шару невозможно объяснить различиями в физических условиях их местообитаний. Так, в Америке и Евразии с Африкой на близких широтах имеются схожие местообитания, но фауна и флора, их населяющая, значительно разнится. Как указывает Чарльз, это связано с наличием естественных преград в виде океана, или, более локально, в виде гор и пустынь. Однако это соблюдается не всегда. Между Северной Америкой и Азией наблюдается сходство биоразнообразия, примером тому будут служить два очень похожих вида медведя: барибал и гималайский медведь. Во времена глобальных похолоданий водные массы накапливались в полярных районах, а уровень Мирового океана понижался иногда более, чем на 100 метров; таким образом, на месте современного Берингова пролива возникали участки суши. Эти участки, возникавшие несколько раз, позволили мигрировать мигрировать медведю с его прародины, а в будущем, когда уровень океана восстановился, произошел разрыв ареала и сыграла свою роль в распространении вида географическая изоляция, породившая два похожих вида. Эти же способом несколько раз воспользовался человек при расселении из Азии в Америку, а также животные и растения: в Америку попали мамонты, предки ягуаров и пекари, некоторые пресноводные рыбы.

Дарвин рассуждает над тем, возник ли каждый вид в одной единственной точке или сразу в нескольких. Он замечает, что изоляция распространяется главным образом на наземных животных. Растения, имеющие приспособления для расселения, и летающие птицы не имеют границ в распространении. Дарвин делает предположения, что все виды возникли первоначально в одной точке, а потом расселились так далеко, как позволили им их адаптивные приспособления. Однако, остаются неясными прерывистые ареалы некоторых животных: голубая сорока живет на Иберийском полуострове в западной части Европы и на Дальнем Востоке на территории России и Китая. Разрыв её ареала возник в результате наступления ледника на центральную часть Евразии и не восстановился по каким-то причинам после его отступления.

Недоступность островных участков суши для нелетающих млекопитающих, рептилий, земноводных входила в противоречие с имеющимися данными о схожих видах Африки и Америки. Если распространение животных из Азии в Америку легко объяснялось пересохшим некогда Беринговым проливом, то объяснить расселение страусов из Африки в Южную Америку гораздо сложнее, ведь Берингов пролив был не единственной преградой. Дело в том, что во времена Дарвина, существовали идеи фиксизма – постоянного расположения участков земной коры, и мобилизма – их перемещения. Но, к несчастью, в то время эта сфера науки была мало изученной, и была известна только вертикальная тектоника плит земной коры, горсты и грабены, а в прошлом и настоящем существовала и существует горизонтальная тектоника плит. Ввиду этих современных данных легко объясняется расселение страусов и многих других видов в Америку, Африку и Индию с территории существовавшего во времена пермского и мелового периодов единого континента Гондваны. Не смотря на это, различие в фауне Старого и Нового света зачастую очень велико. Но ещё большее различие наблюдается между фауной Австралии и фауной остального мира. Географическая изоляция длится здесь дольше, чем у остальных континентов, поэтому здесь в сходных условиях сформировались сходные группы животных: сумчатые и плацентарные. Виды-аналоги, появившиеся путем конвергенции известны всем: сумчатые летяга, муравьед, крот и похожие виды в Старом и Новом Свете: белка-летяга, обыкновенные муравьед и крот.

Дарвин, в ходе своего путешествия заметил тот факт, что вымершие животные, чьи ископаемые останки встречаются в определенном регионе, очень часто похожи на современных обитателей этого же места, причем гораздо больше, чем на современных обитателей других регионов. Так, в Новом Свете живут современные ленивцы и броненосцы, там же находят их предков — гигантских ленивцев — мегатериев и гигантских броненосцев — глиптодонов. В старом свете ни живые представители, ни ископаемые не встречаются. Такую картину и следует ожидать в том случае, если виды не создавались Творцом, а происходили последовательно друг от друга в ходе эволюционного процесса. Также это подтверждено тем, что современные антропологи находят останки древнейших предков человека только в Африке. Если найдут останки такого же возраста в других частях света, то теорию эволюции человека нужно будет пересмотреть или найти объяснение в полифилетическом происхождении человека.

Хочется сказать пару слов об островной биогеографии. На островах, которые никогда не были соединены с материком, отсутствую наземные млекопитающие, батрахии и другие животные, не способные преодолевать большие водные преграды. Такие острова населяют только те виды, которые способны преодолевать широкие водные пространства. На некоторых островах, как Новая Зеландия, Маврикий, Каролинские, встречаются эндемичные виды. Почему же предполагаемый создатель создал на островах уникальные виды летучих мышей, но не поселил туда ни одного другого млекопитающего? Ответ прост: не все животные способны преодолевать водную гладь, именно этот фактор и является решающим в разнообразии населения на океанических островах. Кстати, иногда случаются совсем невероятные вещи. Есть пример, когда несколько ящериц путешествовали по океану с морским течением на нескольких поваленных деревьях, более-менее сцепленных лианами. Именно такой удивительный случай и может послужить очередной загадке заселения изолированного острова.

Дарвин описывает эксперименты и приводит примеры, доказывающие роль птиц в распространении семян растений, способность семян некоторое время переносить условия повышенной засоленности окружающей среды. Этим объясняется беспрепятственное расселение большинства растений по всем доступным участкам суши. Сегодня накопилось ещё больше сведений, подтверждающих прозорливость автора теории эволюции.

Автор уделяет птицам птицам важную роль в качестве инструмента в расселении различных видов растений, так как они позволяют семенам путешествовать через водные пространства. Не менее интересны и птицы сами по себе, а именно явление сезонной миграции. Хочется рассмотреть этот вопрос подробнее. Ведь возникает вопрос: почему птицы, зимующие на западном побережье Африки, потенциально способные к заселению в гнездовой период всего умеренного пояса, довольствуются только его европейской частью, игнорируя Азию и Америку?

Чтобы узнать ответ на этот вопрос, нужно воспользоваться современными данными о биогеографии птиц. Сегодня ученые предполагают, что изначально популяция птиц не является перелетной, но при возникновении сезонных различий в условиях местообитания, различной доступности кормовых ресурсов, незамедлительно возникает необходимость поиска новых местообитаний, пригодных для жизни и размножения. Пути миграций часто совпадают с путями исторического расселения, что говорит, таким образом, о единой точке творения данного вида, а не объединении нескольких резидентных популяций в одну перелетную и последующую ассимиляцию. Затем возникает вопрос, а что становится для новоявленной перелетной популяции «домом», а что местом перелета? Здесь есть три точки зрения. Одна состоит в том, что «домом» для птиц становится место размножения, так называемая, северная теория миграции, вторая – «дом» – это место гнездования, иначе говоря, южная теория миграции. Есть и компромиссная теория, предполагающая постепенное увеличение расстояния перелета с последующим разрывом в центре и созданием ареала гнездования и зимовки, где прародина популяции становится более недоступной ни для размножения, ни для гнездования. Иными словами, гипотетический ареал «доперелетной» популяции становится вытянутым овалом, эллипсом, где есть мигрирующие особи, но остается доля резидентов, а затем ареал преобразуется в два ареала на севере и юге, сигнализируя о появлении полностью перелетной популяции. Вероятно, третья точка зрения является наиболее удачной, ведь ныне встречаются популяции всех трех типов, часто часть вида, например, в Средиземноморье, не является перелетной, ввиду благоприятных условий и для зимовки, и для размножения, а особи из Восточной Европы и Сибири совершают перелеты в Индию и Африку. Во времена Дарвина, было мало известно про миграции птиц, оставались неясными пути и причины миграции. Причина того, что птицы не заселяют весь умеренный пояс состоит в том, что, вероятно, лимитирующим фактором является место зимовки. Так, мигрируя по долготе на место гнездования, плотность населения градуированно уменьшается с увеличением расстояния от линии изначальной долготы. В дополнение к этому, имеются некие бутылочные горлышки, когда популяция, казалось бы распространившаяся по всей Евразии, резко уменьшается, оставляя небольшой ареал зимовки и гнездования. Это и случилось с дубровником — птицей, размножающейся на территории умеренного пояса России. Птица, десять лет назад, распространившись с равномерной плотностью по всей стране, в последние два-три года испытывает какие-то трудности: встретить дубровника стало сложнее, а в некоторых местах его и вовсе нет. Вероятно, неблагоприятные сезоны размножения, периодически случающиеся, лимитируют распространения вида по большой территории, возвращая популяцию к исходному пути расселения от зимовки к местам гнездования.

Вообще, причиной расселения животных служит особый, генетически запрограммированный механизм поведения. Например, у молодых птиц, только что слетевших с гнезда, включается механизм поведения, называемый дисперсией (распределением). Птица старается улететь от места рождения как можно дальше. По прошествии некоторого времени, за которое птица может улететь и на десять, и на тысячу км, включается механизм запечатления, и птица запоминает на всю жизнь явившееся перед ней в тот момент место. Если место оказывается удачным, то через год, вернувшись сюда на гнездование, гены этой птицы скорее всего успешно перейдут к следующему поколению, и дисперсия начнется уже из этой точки, а если место окажется неудачным, то она начнет искать более пригодное, но спустя год именно место, запечатлённое первым, будет пунктом назначения при перелете, как записанное в памяти во время запечатления после дисперсии. С помощью этого генетически определенного механизма достигается постоянное рассеивание популяция по доступным местообитаниям, позволяющее виду постоянно пытаться освоить новые местообитания. Это явление характерно не только для птиц, но и для млекопитающих, и, в том числе, для человека. Так, молодые люди часто стараются уехать от родительского дома подальше в поисках места учебы и работы.

Подробно изучив главы о географическом распространении и остановившись на заинтересовавших меня вопросах, хочется сказать, что гений столь прозорливого человека, как Чарльз Дарвин, не может остаться не замеченным. Он необычайно чутко уловил еле видимые признаки глобальных процессов имевших место на земле, как расселения живых организмов по земному шару и процесс их последовательного развития от простых форм к сложным. Мысли и наблюдения, изложенные им в главах о географическом распространении, сегодня находят подтверждение, и я с ними полностью согласен.

Работа Чарльза Дарвина оказала на биологию колоссальное влияние. Он сделал современную биологию именно такой, какой мы её знаем. Роль Дарвина в становлении науки биогеографии нельзя недооценивать. Он взглянул на известные факты под новым углом и предложил последующим исследователям новые методы остановки экспериментов и идеи, которые живы по сей день.