Биогеографические доказательства эволюции. Сумчатые, же являются примитивными млекопитающими, которые появились уже в конце мезозойской эры

Часть 2

Сумчатые, же являются примитивными млекопитающими, которые появились уже в конце мезозойской эры.

Первичные сумчатые попали через острова на австралийский континент, уже совершенно отделенный от других материков. Не встретив тут большого количества других конкурентов, они развились эволюционным путем в различных направлениях, имитируя представителей различных отрядов млекопитающих, живущих на других континентах. Такое развитие в разных направлениях, позволяющее использовать различные условия существования, мы называем адаптивной радиацией. Таким образом, в Австралии можно встретить насекомоядных сумчатых, похожих на крота, сумчатых, похожих на муравьеда, белку, хищных сумчатых, и наконец, растительноядных, например кенгуру. В настоящее время кроме Австралии небольшое количество сумчатых имеется в Америке, тогда как ископаемые формы известны также и в Европе.

В Австралию попали также разные виды мышей и летучие мыши. Наконец вместе с человеком, который проник в Австралию из Азии, туда пришла и собака, которая затем одичала и известна как собака динго. Однако не только фауна млекопитающих Австралии так отлична и своеобразна в сравнении с фауной других материков. То же самое относится к птицам, а также многим другим группам животных и растений.

Своеобразие фауны Австралии можно объяснить лишь очень давней изоляцией ее от других материков. Благодаря этому эволюционный процесс мог происходить в другом направлении, чем на остальных материках, где на огромных территориях происходила миграция вновь возникших форм.

Так как географическая изоляция имеет такое огромное значения для эволюционных процессов, следует в свою очередь остановиться на различных видах изоляционных барьеров. Мы не можем забывать о том, что барьер, очень эффективный для одного вида, не представляет серьезного препятствия для распространения других видов. Для некоторых видов барьером могут служить высокие горные цепи, как, например, Гималаи в Азии, вершины которых покрыты вечным снегом. В этом случае барьером является не только высота над уровнем моря, но и резкие различия температуры.

Однако не для всех видов животных резкое изменение климата является барьером. Тигр может жить как в тропических джунглях, так и в районах покрытых снегом. Слоны также прекрасно переносят морозы, если только имеют достаточное количество воды. Ганнибал, выступая против Рима, имел большое количество слонов, вероятно африканских, с которыми переправился через Альпы. В настоящее время африканского слона можно встретить на очень большой высоте, в районе Килиманджаро, а индийские слоны живут как в жарких низменных районах Индии, так и на значительной высоте.

Гораздо более чувствительными к колебаниям температуры являются пресмыкающиеся. Известно, например, что крокодил может жить только в тропических или субтропических районах. Для некоторых животных недостаток влаги является решительной помехой для их распространения.

Таким барьером является, например, Сахара, которая до недавнего времени была залита морем, а в настоящее время служит преградой для миграции многих видов. Поэтому в эфиопскую область входит не вся Африка, а лишь часть ее к югу от Сахары.

Для других видов животных изоляционным барьером могут являться густые джунгли. Так например, когда в конце третичного периода обе Америки соединились, некоторые крупные млекопитающие, живущие в Северной Америке, например слоны и мастодонты, не могли проникнуть в Южную Америку через узкий Панамский перешеек, покрытый девственным лесом. Однако наиболее частым и наиболее эффективным для большинства животных является водный барьер, особенно соленые воды. Из позвоночных не могут преодолеть барьера соленой воды, земноводные, пресмыкающиеся и сухопутные млекопитающие, не считая летающих млекопитающих (летучие мыши); они могут преодолеть этот барьер в исключительных случаях. Земноводные чаще всего очень чувствительны к действию морской воды: в одинаковой степени как их личинки, так и взрослые формы. Лишь некоторые азиатские виды могут жить в солоноватой воде, а их головастики даже в соленой. Для млекопитающих, кроме морских, конечно, моря являются эффективным изоляционным барьером, если они не покрыты льдом. Хотя некоторые сухопутные млекопитающие прекрасно плавают, следует сомневаться в том, что они могли бы переплыть большие морские расстояния.

Для водных животных, как пресноводных, так и живущих в соленой воде, суша является изоляционным барьером. Кроме того, пресноводные животные чаще всего очень чувствительны к действию соленой воды, и наоборот, для морских животных пресная вода чаще всего является убийственной.

Несмотря, однако, на эти барьеры, в исключительных случаях может происходить распространение видов. Сухопутные животные иногда могут переплывать моря на уносимых стволах деревьев, ветвях или оторванных от суши так называемых плавающих островах. Это встречается не так редко, особенно в тропиках, где бушующие ураганы и ливни приводят к отрыву части суши вместе с находящимися там растениями и животными. Такие плавающие острова не раз встречались в сотнях миль от устий больших рек. Они обычно покрыты буйной растительностью и их иногда принимали за настоящие океанические острова. Убедились также в том, что такая большая змея, как боа, может на стволе дерева проплыть сотни морских миль. На далеком севере роль плавающих островов исполняют массы льда, на которых переплывают через Берингов пролив северные олени и белые медведи.

Летающие животные, как птицы, летучие мыши и насекомые, могут относительно легко преодолевать водные барьеры, если последние не очень широки. Но и при довольно больших расстояниях ветры помогают летающим животным преодолевать их. На ногах птиц могут быть перенесены разные виды низших животных, как, например, цисты одноклеточных, маленькие улитки и другие.

Одной из задач биогеографии является не только изучение различного рода изоляционных барьеров, но также и возможности преодоления их различными видами животных. Благодаря этим сведениям мы можем более подробно проанализировать все факторы, необходимые для того, чтобы понять распределение животных и растений, опираясь на принципе эволюции.

Необыкновенно важные доказательства из биогеографии в пользу эволюции приносит изучение фауны и флоры островов, как континентальных, так и океанических.

Континентальными островами называются острова, которые отделились от материков. Если континентальные острова возникли недавно, то отделяющее их от континента море неглубоко, а фауна и флора их очень сходны с фауной и флорой материнского континента. Так, например, геологи считают, что Британские Острова очень недавно отделились от Европы, примерно 7ССО лет назад. Это слишком короткий промежуток времени, чтобы изоляция могла привести к возникновению различия между европейскими видами и видами, живущими на Британских островах. Все виды животных и растений Британских островов идентичны европейским видам или родственны им.

Также и Японские Острова отделились от Азии недавно. Поэтому фауна Японских островов очень сходна с фауной соседней с ними части Азии. Если же континентальные острова отделились давно, то не только глубокие воды, отделяющие остров от суши, но и длительное время привело к возникновению значительного зоогеографического и фитогеографического различия.

Происхождение океанических островов является вулканическим, и в моменте возникновения они не имеют никаких представителей ни фауны, ни флоры континента. Однако позже на эти острова попадают некоторые представители растительного и животного мира с ближайшего материка, которые в свою очередь подвергаются дальнейшей эволюции. Изучение фауны и флоры океанических островов доставляет одно из наиболее убедительных косвенных доказательств эволюции.

На океанических островах, находящихся далеко от материка, не встречается земноводных и млекопитающих, так как эти животные, как правило, не могут преодолеть довольно широкого барьера соленой воды. Если же человек завезет туда различных млекопитающих и земноводных, то они могут хорошо приспособиться к жизни на океанических островах. Отсутствие на океанических островах различных форм этих животных вызвано не какими-то неблагоприятными условиями, а невозможностью преодоления больших пространств морских вод.

Изучая фауну и флору океанических островов мы замечали, что она является родственной фауне и флоре ближайшего континента, так как существуют наибольшие шансы случайного попадания живых организмов лишь с наиболее близкого континента. Таким образом, фауна и флора Галапагосских островов родственна фауне и флоре Южной Америки, тогда как фауна и флора островов Зеленого Мыса родственны фауне и флоре Африки, то есть ближайшего материка. Если океанический остров лежит относительно близко к материку, то хорошо летающие животные имеют возможность заселения его и скрещивания с особями того же вида, которые уже раньше попали на данный остров. Ввиду этого в данном случае не существует изоляции между видами материка и острова, что противодействует возникновению на острове новых видов из форм, которые туда проникли.

Если же остров лежит далеко от материка, то только совершенно случайно туда могут попасть даже хорошо летающие животные. Особи, которые оказались на таком острове, хорошо изолированы от материнских форм и не могут с ними скрещиваться. В этих условиях из первичного вида, прибывшего с ближайшего континента, иногда возникают новые виды, которые встречаются исключительно на этом острове, и которые называются эндемичными видами или эндемиками.

Ясно, что виды, не обладающие органами, служащими для полета, случайно попавшие на океанический остров, даже лежащий вблизи материка, могут через соответственно длительный промежуток времени образовать эндемичные виды. Чем более старым является океанический остров, тем больше были шансы попадания на него многих различных видов и тем более будут они отличаться от материнских форм. Иногда различия между материнскими формами и формами океанических островов имеют характер эндемичных подвидов, через более длительные промежутки времени возникают эндемичные виды и даже более высокие систематические категории, как роды и семейства.

Добржанский, (Dobzhansky) цитируя Циммермана, пишет о том, как ничтожны шансы проникновения видов животных на океанические острова, лежащие далеко от материков, и акклиматизация иммигрантов. На Гавайских островах можно встретить 3700 видов эндемичных насекомых и около 1000 эндемичных видов улиток. Циммерман доказывает, что эти 3700 видов насекомых развились из 250 видов, которые случайно попали на острова, а эндемичные виды улиток - из 25 видов иммигрантов. Можно рассчитать, что новый вид насекомых попадал на остров в среднем каждые 20000 лет, а улиток - 200000 лет.

Все перечисленные факты, а именно: отсутствие некоторых видов животных на океанических островах, родство фауны и флоры этих островов с фауной и флорой ближайшего материка, и, наконец, наличие эндемичных видов можно объяснить только путем постепенной эволюции растительного и животного мира.

Ниже приведем несколько избранных примеров специфичности фауны некоторых океанических островов. Галапагосские острова, известные со времен путешествия Дарвина, лежат на экваторе на расстоянии около 700 морских миль от западных берегов Южной Америки. 10 из 15 островов более крупных размеров это вулканические острова, окруженные глубокими водами. Здесь совершенно нет пресноводных рыб и земноводных. Из пресмыкающихся имеются огромные сухопутные черепахи, относящиеся к одному эндемичному виду, в состав которого входит больше десяти эндемичных подвидов, два эндемичных вида крупных ящериц (игуаны) и эндемичные змеи. Родственные виды ящериц и змей живут в Южной Америке.

На Галапагосских островах имеется также большое количество эндемических птиц, а между ними знаменитые вьюрки, образующие отдельное подсемейство (Geospizinae), которое включает 12 видов, относящихся к нескольким родам. Эти птицы развились на Галапагосских Островах из какого-то южноамериканского вида, приспосабливаясь к различным видам пищи, что наложило свою печать на формировании клюва у разных видов (рис. 28). Из млекопитающих животных встречаются только мелкие грызуны и один вид летучих мышей.

Рис. 28. Вьюрки с Галапагосского архипелага; по S. A. Barnett.

Вся эндемичная фауна этих островов развилась из небольшого числа видов, происходящих из Южной Америки, которые в новых благоприятных для них условиях, и свободных от конкуренции развились эволюционным путем в различных направлениях, как, например, приведенные выше вьюрки. Вероятно протопластами всей фауны являлся один вид черепах, несколько видов ящериц, один или два вида змей, один вид грызунов и один - летучих мышей. Почти все виды насекомых являются эндемиками, относящимися к разным, и тоже эндемичным родам. То же самое относится к моллюскам.

Из высших растений примерно половина видов является эндемическими. Интересным является тот факт, что на Галапагосских островах имеется больше эндемичных форм, чем, например, на Азорских или Бермудских, хотя эти последние лежат дальше от ближайшего материка, чем Галапагосские. Однако этот факт легко можно объяснить. Галапагосские острова лежат в районе, где нет резких ветров, бушующих на северном Атлантике, которые облегчают перенесение организмов с суши на очень отдаленные острова.

Остров Святой Елены, на котором Наполеон I жил в британской неволе, лежит среди океана, на расстоянии 1100 миль от Африки и 1800 от Южной

Америки. Когда этот остров был впервые открыт, он был покрыт густыми девственными лесами, которые были уничтожены в XVI, XVII и XVIII веках. Таким образом, вместе с лесами было уничтожено большинство представителей фауны, которая в настоящее время была бы неоценимым сокровищем науки. Эта фауна была памятником древней фауны мезозойской эры, как бы музеем древних форм животных, лишь немногочисленные остатки которых сохранились до настоящего времени. На острове Святой Елены совершенно нет эндемичных млекопитающих, пресмыкающихся, пресноводных рыб, сухопутных птиц. Зато буйно представлен мир насекомых. Насекомые относятся почти исключительно к эндемичным видам и родам, а некоторые формы не имеют родственников в других местностях.

На Гавайях из сухопутных позвоночных живут два эндемичных вида ящериц, из которых один относится к эндемическому роду. Из водоплавающих птиц встречаем 24 вида, из которых 5 являются эндемичными. Даже одно из семейств птиц, включающее несколько родов, является эндемичным.

Таких примеров можно было бы привести гораздо больше. Объяснить их можно только благодаря принципу эволюции. Если отбросить эволюционную теорию, то факты биогеографии, становятся совершенно непонятными и хаотическими. Работа биогеографов еще не окончена. Эволюционная биогеография, датирующаяся от времен Дарвина, и, особенно, Уоллеса и других, имеет еще много проблем, которые следует решить. В этой работе неоценимую помощь оказывают результаты палеонтологических исследований. Приведем один пример.

Большой трудностью для биогеографов представляло объяснение особого размещения некоторых животных и растений. Так, например, тапиры живут только в юго-восточной Азии и центральной и Южной Америке. Араукарии растут в Австралии и Южной Америке, их совершенно нет в Африке и на северных материках. Некоторые биогеографы, стремясь объяснить это странное размещение некоторых форм животных и растений, предполагали, что современные материки в далеком прошлом были соединены между собой сушей. Считалось, что в давних геологических эпохах существовала сухопутная связь между Австралией, Южной Америкой и Африкой.

Однако не существует доказательств этой теории, а факты, приведенные выше, можно объяснить другим путем, принимая во внимание давнее распространение некоторых животных и растений. Так, например, тигры жили когда-то только в Северной Америке, Европе и Азии. Однако со временем они вымерли, оставаясь лишь в двух наиболее выдвинутых на юг пунктах их первоначального места пребывания. Также и араукарии когда-то росли в северном полушарии, о чем свидетельствуют, например, их окаменелые остатки в Аризоне. По мнению американского палеонтолога Симпсона, Антарктика никогда не была непосредственно соединена с южными частями других материков.