Ольга Черных

В главе своего труда «Происхождение видов» о географическом распространении, Чарльз Дарвин описал множество своих предположений о расселении видов по нашей планете во времени и привел результаты экспериментов, доказавших его теории. Это стало настоящим прорывом, давшим начало науке биогеографии и прочно связавшим ее с теорией эволюции. На мой взгляд не будет ошибкой сказать, что на тот момент времени, учитывая все научные достижения, изложенные Дарвином мысли оказались довольно близкими к совершенству, а вернее к информации, которая получена к нашему времени и называется «истинным положением вещей». Данная работа будет попыткой обобщить все современные знания о географическом распространении видов.

Во времена работы Дарвина было уже известно, что уровень суши может колебаться: участки суши могут подниматься над уровнем моря, связывая острова и даже материки; так же, как и погружаться в воду, разрывая связи и препятствуя свободному расселению форм. На основании этих фактов можно было говорить о том, что мигрировавшие по таким путям виды претерпевали под влиянием меняющихся условий среды и естественного отбора различные модификации, которые в конце концов приводили к появлению новых видов. Однако они никак не объясняли, каким образом один вид мог оказаться в отдаленных и изолированных местах. Сейчас, благодаря открытиям в области геологии, ответить на этот вопрос стало возможным.

Было доказано, что примерно 230 млн. лет назад все материки составляли один целый – материк Пангею. Около 200 млн. лет назад он раскололся на Лавразию (Северная Америка и Евразия) и Гондвану (Южная Америка, Африка, Австралия, Антарктида). В дальнейшем происходил дрейф этих материков – то отделяясь друг от друга, то соединяясь вновь, они расположились так, как и располагаются в настоящее время. Важно отметить, что если Лавразия еще очень долго составляла одно целое, Гондвана относительно быстро разделилась на «современные» материки, которые постепенно изменялись во времени. В настоящее время выделяют шесть биогеографических областей, которые различаются по сходству фаун: неоарктическая, неотропическая, индо-малайская, эфиопская и австралийская.

Дрейфом материков объясняется большее сходство флоры и фауны Северной Америки и Евразии, и существенные отличия, к примеру, Северной и Южной Америки. Растительный и животный мир Африки и Австралии тоже различен, несмотря на похожие климатические условия. Одинаковые условия среды действительно обеспечивают некоторое сходство организмов, живущих, к примеру, в одних климатических поясах. Например, глубоководные морские обитатели разных участков земли, будут характеризоваться если не одинаковыми, то очень похожими морфологическими признаками, приспособлениями к своей среде обитания. Такие сходства однако еще не свидетельствуют об общности происхождения.

Нужно добавить, что флора и фауна Северной и Южной Америки все же имеет «точки соприкосновения». В плиоцене (третичный период) произошло соединение этих материков, что привело к миграции некоторых видов из Южной Америки в Северную – муравьедов, ленивцев, броненосцев и других, - и из Северной в Южную – пум, оцелотов, тапиров, лам(последние вымерли на своей «родине»).

Австралия интересна тем, что ее изоляция произошла намного раньше (около 50 млн. лет назад). Большая часть видов, населяющих ее, эндемична, то есть встречается только на этом материке. Потеряв связь с остальными материками, животный мир Австралии оказался недосягаем для развивающихся на Земле млекопитающих. Таким образом, понятия конкуренции в данном случае быть не могло. Млекопитающих и сумчатых связывает общность происхождения, и, следовательно, возникшее разнообразие видов австралийских животных соответствует разнообразию видов млекопитающих – биологическую нишу белог-летяг занимают сумчатые белки, сурков – вомбаты, волка – сумчатый волк(истреблен). Кроме того, в Австралии существуют клоачные виды, нигде больше на земном шаре не представленные – ехидна, утконос, напоминающие по своему строению древних млекопитающих.

Не предполагав таких сложных структурных изменений материков, Дарвин оставлял факт обитания некоторых видов в изолированных областях как нечто пока необъяснимое. В своей работе он говорил о том, что «конкретный вид приурочен к единственной области, где он и возник», допуская, что эти области могли прерываться ввиду серьезных климатических и геологических изменений, и, таким образом, происходило отделение части популяции вила, которая затем уже развивалась в соответствии с новыми условиями существования. Так, во время ледникового периода (четвертичный период), к примеру, произошел разрыв ареала белых куропаток(их изолированные колонии на Британских островах и в Альпах), ареала кедра(произрастает в Альпах, в Сибири).

Влиянию ледникового периода на расселение видов Дарвин посвятил немалую часть главы о географическом распространении. Первые признаки похолодания климата возникли еще в плиоцене. Растения и животные постепенно мигрировали с севера на юг по мере того, как опускалась температура. Это не повлекло за собой больших изменений в фауне и флоре полярных видов, так как они оставались в привычных для себя условиях среды. Виды же более умеренного климата, оттесняемые наступающими с севера формами, отступали до тех пор, пока не встречали на своем пути преграды к дальнейшей миграции и были вынуждены бороться и с надвигающимся холодом, приспосабливаясь к нему и постепенно видоизменяясь, и с мигрирующими с севера видами, которые могли быть для них и угрозой, и конкурентами. Таким образом, формы умеренного климата разных областей Земли, эволюционируя в соответствии с возникшими условиями, имеют больше различий между собой, чем полярные.

Известно, что позже имели место еще три похолодания, разделяемые периодами межледниковья, значительнее сказавшиеся на расселении видов и на их эволюции.

К сказанному выше о преградах на пути миграции теплолюбивых видов нужно добавить, что флора и фауна Европы пострадала гораздо сильнее, чем Северной Америки и Азии. Это объясняется отсутствием барьера к миграции в последних, в то время как в Европе этим барьером было Средиземное море. В связи с этим хоть сколько-нибудь восстановленный в межледниковые периоды животный и растительный мир Европы вновь подвергался вымиранию при наступлении нового ледника.

Третье оледенение охватило максимальную территорию Европы и Сибири, нанеся огромный вред их фауне.

В течение ледникового периода происходили неоднократные изменения в распределении моря и суши: поднимаясь или опускаясь суша связывала или разделяла различные участки земли, способствуя миграции и изоляции многих видов. В связи с этим много раз возникали водоемы и озера то пресного то соленого типов, что каждый раз полностью изменяло их фауну. Во время таяния ледников формировались сложные речные системы, одна из которых связывала Северный Ледовитый океан с Байкалом и Каспийским морем. (по этой системе из океана в моря попала кольчатая нерпа, затем, по всей видимости сформировался вид байкальская нерпа).

В Ледниковый период и начало послеледникового времени обеднили фауну Евразии, «избавив» ее от теплолюбивых форм (гиппопотам, саблезубый тигр) и от холодолюбивых форм(мамонт, овцебык) соответственно, в то время как некоторые из последних(песец, олень) отступили на север.

Что касается ледникового периода стран южного полушария и неевропейских стран северного, здесь подтверждается еще одно предположение Дарвина о том, что ледниковые периоды чередовались, и когда климат одного полушария начинал ухудшаться, климат другого заметно улучшался. Также, есть мнение, что оледенение стран европейских и неевропейских происходило в разное время.

Как было указано выше, могут происходить разрывы ареалов, вызываемых изменениями климата, тектоническими изменениями и другими факторами. Деятельность человека является не последним среди них, приводящим к разрыву, а также уменьшению ареалов и оттеснению видов. Вырубка лесов, к примеру, вынуждает многие виды отступать в еще не тронутые массивы.

На самом деле, каждый вид, заняв определенную территорию, стремится к расширению своего ареала. Часто этому препятствуют определенные факторы.

Непроходимые препятствия(реки, горы) и границы биотопа(смена природных зон) вида не позволяют ему занимать новые территории: если между двумя лесными массивами пролегает степь, белки не способны преодолеть последнюю и расширить свой ареал. Однако, ограничения по месту обитания свойственны не всем животным – один вид может обитать в нескольких природных зонах(например лисы), следовательно, трудностей при расширении ареала не возникает.

Также границы ареала могут оставаться постоянными, если имеет место конкуренция двух близких видов (соболь-куница).

Может происходить сужение ареала при изменении климатических условий, при вытеснении одного вида другим(серая крыса вытесняет черную крысу).

При столкновении ареалов близких подвидов могут возникать переходные формы. Например, признаки байбака (степного сурка) у серого сурка(граница – северная окраина Казахского мелкосопочника).

Если говорить об обитателях водной среды, то здесь распространению вида могут как способствовать, так и препятствовать течения (случайное – пассивное расселение). Важным показателем является также то, насколько пресные или соленые воды. Например, распространение амфибий и пресноводных рыб через моря невозможно ввиду непереносимости морской воды (исключением могут быть жабы, чьи толстые кожные покровы защищают организм от соленой воды). Акуловые же, напротив, крайне чувствительны к подпреснению воды. Температурная устойчивость водных организмов также оказывает влияние на их распространение.

Дарвин считал, что для животных преодоление крупномасштабных преград, таких как моря, океаны, маловероятно и невозможно вовсе. Распространение птиц и растений проходит гораздо легче, так как и у тех, и у других есть для этого особые приспособления: птицы способны летать, а многие растения (их семена) отличаются неплохой устойчивостью к воздействиям среды, сохраняя способность к размножению. Многочисленные опыты Дарвина с семенами различных растений доказали это. Высушенные орехи, семена после пребывания в море в течение довольно длительного срока, прорастали. Пассивное распространение морских животных – зависит от течений, пресноводных животных – перенос их зародышей при помощи ветра, «путешествия» на айсбергах также сухопутных животных. Надо сказать, что случайные расселения представляются как что-то единичное, непериодичное. Но рассматривается это явление напротив, как периодичное, приводящее к положительному результату при благоприятных условий – пассивное распространение.

При том, что кажется, что пассивное распространение видов составляет маленький процент распространения в целом, оно является очень эффективным. Замечательным подтверждением стало восстановление флоры и фауны острова после извержения вулкана Кракатау. Уже через несколько лет после которого на острове были обнаружены сине-зеленые водоросли, некоторые виды пауков, мух, жуков, а также вид ящерицы, рептилии, птицы и т.п.(пассивный перенос пауков – по воздуху на нитях паутины, яиц ящериц и змей, земляных улиток – на унесенных в море деревьях).

Пассивный способ распространения видов характерен для островов океанического происхождения. Попадая на такие острова виды, как правило, не встречают врагов и конкурентов, что позволяет им беспрепятственно размножиться и укорениться на новом месте обитания. Ситуация на островах континентального происхождения отлична.

Они отделяются от материка при каких либо геологических изменениях и уже несут на себе флору и фауну материка, связь с которым данные острова потеряли. Из-за этого животный и растительный мир на островах континентального типа в отличие от океанического является более упорядоченным. Однако, если острова океанического типа с течением времени заселяются, на островах континентального идет обратный и необратимый процесс- обеднение флоры и фауны ввиду различных природных изменений.

Попав в изменяющиеся условия среды, вид начинает приспосабливаться к ним, попадая под действие естественного отбора и претерпевая эволюционные изменения. На каждом из островов Галапагос появились эндемичные виды вьюрков, чьими предшественниками были континентальные формы. По мере расселения по островам, вьюрки приобретали различные морфологические изменения. Так формировались подвиды, отличающиеся друг от друга по типу питания: наземные вьюрки – ширококлювые, питающиеся семенами; древесные – тонкоклювые, питающиеся растительной пищей и насекомыми; славковые, питающиеся мелкими насекомыми.

Все вышеописанные способы распространения видов включают в себя понятие приспособляемости и естественного отбора. В какие бы условия не попал организм, - климатические изменения, наступление ледника, необходимость преодолеть барьер на пути миграции и т.д., - каждое из этих условий становится для особи своеобразным испытанием на выносливость. Естественный отбор сохраняет особи, наследственные особенности которых позволяют выжить в сложных условиях окружающей среды, и направляет их на путь эволюции, которая закрепит полезные признаки, в итоге образуя новый вид.

В заключении, возможно стоит еще добавить к способу пассивного распространения, что расселению видов во многом способствует деятельность человека. Это можно назвать «технической», искусственной случайностью. Так, в 1862 году в Австралию человеком были завезены кролики, которые, меньше чем за сто лет достигли в своем числе миллиарда. Такие «эксперименты» приводили к сложным последствиям, когда новый внедренный вид прямо или косвенно уничтожал коренной.

Также есть вероятность, что некоторое количество насекомых попадает в салоны или багажные отделения самолетов, преодолевая таким образом огромные расстояния и попадая в новую среду. Приживутся ли они в новых условиях и победят ли в борьбе с коренными видами – это уже другой вопрос. Однако, как и на любой вопрос об изменениях во времени, теория эволюции найдет ответ.