Распространение животных на Земле

Наземным животным, несомненно, труднее при­способиться к сильным морозам и резким годовым колебаниям температур в средних и высоких широ­тах, нежели к жаре и влажности тропиков. Жизни в тропиках благоприятствует пышная растительность и более равномерный световой режим. Поэтому чис­ло видов в общем уменьшается от экватора к полю­сам. Правда, сухие (аридные) области могут быть беднее видами по сравнению с областями, лежащи­ми дальше от экватора, но зато более влажными. Убывание числа видов по направлению к полюсам лишь незначительно сглаживается за счет мигриру­ющих птиц и млекопитающих. Если сравнить видо­вой состав, то по мере продвижения от экватора к высоким широтам можно отметить замещение жи­вотных с непостоянной температурой тела (пойкило-термных, или холоднокровных) животными с посто­янной температурой (гомойотермными, или тепло­кровными). И в конце концов остаются только по­следние, тогда как в теплых краях они были, наобо­рот, в меньшинстве. Исключение представляют лишь некоторые паразиты, но они используют в качестве источника тепла своих хозяев, как, например, вши тюленей. Границы распространения пойкилотермных позвоночных (земноводных и пресмыкающихся) лежат гораздо ближе к экватору, чем беспозвоноч­ных, которые легче переносят вынужден-ное  сокращение  активного периода жизнедеятельности на вы­соких широтах. В значительно меньшей мере это справедливо для водных животных, так как почти      постоянная темпера­тура среды и богатая пищевая база обеспечивают существование     беспозвоночных и рыб даже в самых холодных зонах арктических и антарктических вод. При рассмотрении границ вертикального и гори­зонтального распространения животных прежде все­го бросается в глаза тот факт, что они шире, чем у растительных организмов. Это кажется парадоксом: ведь животные зависят от органических соединений, которые вырабатываются на Земле только зелеными растениями и некоторыми бактериями. Поражаю­щий своей численностью птичий мир высоких широт существует за счет морских животных, цепи питания которых начинаются с микроскопических водорос­лей. От них же зависят в конечном счете и такие ги­ганты, как киты, моржи, тюлени или белые медведи. Просто поразительно, что первичной продукции, создаваемой растениями, достаточно, чтобы гаран­тировать жизнь животным на протяжении долгой полярной ночи.

В лишенные растительности области животные не могут проникать, отрываясь от растительной пищевой базы дальше нескольких километров. Со­всем удаленным от этой базы кажется животный мир морских глубин. Он довольствуется падающим свер­ху «дождем» пищи, на что указывает и план строения многих глубоководных животных. Так, вверх направ­лены ротовые щупальца древних морских лилий (Cri-noidea) и некоторых голотурий, или морских огур­цов (Holothurid). Иные обитатели пустынь и ледни­ков обходятся тем, что им принесет ветер, — цве­точной пыльцой или просто пылью, а то и «воздуш­ным планктоном», поднятым в воздух порой за сотни километров. На ледниках и снежных рав­нинах высокогорий нередко можно видеть оцепенев­ших от холода насекомых. Они заброшены сюда воз­душными течениями и станут легкой добычей оби­тателей ледников — других насекомых или обычных в альпийской зоне пауков-сенокосцев Opilionidae.

2. Историческая справка.

Сегодня нам кажется само собой разумеющимся, что млекопитающие, пресмыкающиеся, земновод­ные или насекомые встречаются на всех материках. Ни одна группа не появлялась на Земле дважды. Но если для каждой имеется только один центр возник­новения, то как животные преодолевали огромные расстояния по суше и по воде? Необъятные периоды времени объясняют многое, но не все. Например, современное разорванное распространение тапиров могло сложиться так потому, что когда-то при более благоприятных климатических условиях эти живот­ные заселили огромную область от Южной Америки через Северную Америку до Юго-Восточной Азии.

Особого объяснения требует лишь преодоление Бе­рингова пролива. Зато маловероятно, что такой  же далекий путь совершили тропические семейства жу­ков, которые ныне встречаются в Южной Америке и Африке. А как попали названные группы животных в Австралию?

Ответ на эти вопросы искали, исходя из современ­ного облика земной поверхности. Правда, очертания материков изменялись и после того, как сформиро­валась многообразная наземная фауна. Об этом сви­детельствуют происходящие в настоящее время про­цессы опускания и поднятия суши, возникновения и исчезновения островов, находки окаменелых мор­ских животных высоко в горах. Но за пределами кон­тинентального шельфа цоколь материков столь кру­то обрывается в глубину моря, что колебания земной коры и процессы горообразования вряд ли могли существенно влиять на форму материков. Отсюда и появилась необходимость объяснить расселение животных через моря.

Как мы уже установили, животные могут преодо­левать значительные морские пространства самосто­ятельно или благодаря случайно представившейся возможности. Именно таким путем, передвигаясь от одного острова к другому, они смогли в конце концов заселить и очень удаленные от материков острова. Большое значение поэтапному заселению островов, или принципу «прыжков по островам», при­давали американские авторы (сошлемся на так на­зываемый исландский прыжок).

Многие ученые, однако, предполагают, что време­нами между материками возникали сухопутные мос­ты. Ведь бедность большинства островных фаун сви­детельствует о малой вероятности уже первого эта­па прыжка по островам. Еще меньше она для следующего этапа благодаря небольшой величине ис­ходной популяции, которая могла возникнуть на ост­рове. В противоположность этому расселение по на­дежному материковому мосту более вероятно. И вот ученые принялись умозрительно создавать надеж­ные сухопутные связи между материками. Сумчатые есть в Америке и Австралии? Пожалуйста, нужно только протянуть мост через Тихий океан. Ну, а что верно для Тихого океана, то подходит и для Атлан­тического, — и вот уже наличие крокодилов в Конго и Амазонке объяснено! В результате карта наполни­лась материковыми мостами, которые, по мнению их авторов, возникли одновременно или один за другим. Если изобразить все их вместе, свободной осталась бы очень малая часть водного пространства. «Они делают свои мосты, как повар яичницу», — сетовал уже Дарвин. И хотя во многих случаях такие то ис­чезающие, то вновь возникающие материковые свя­зи позволяют лучше объяснить особенности распро­странения животных, в общем с мостами явно пере­старались. Правда, Азия и Америка несомненно дол­гое время были связаны сухопутным мостом в райо­не Берингова моря. Да и вообще то, что длинный узкий мост не так уж невозможен, доказывается су­ществованием центральноамериканского перешей­ка. Однако в целом  эта гипотеза неудовлетворитель­на, потому что часто, кроме особенностей распрост­ранения животных и растений, нет никаких доказа­тельств возможности возникновения мостов на слиш­ком больших расстояниях и глубинах. Казалось, все стало ясным, когда в 1915 году Аль­фред Вегенер предложил свою сенсационную теорию дрейфующих континентов. Сразу нашло объяснение бросающееся в глаза соответствие береговых линий Южной Америки и Африки, а также ряд других осо­бенностей облика нашей планеты, стало понятно рас­пространение многих животных и растений. Реаль­ность этой гипотезы подтвердилась расположением следов пермского оледенения, которые найдены в Индии, Африке и на Мадагаскаре, в Австралии и Южной Америке. Если бы материки тогда

разме­щались, как теперь, едва ли можно было бы объяс­нить, почему следы оледенения, центр которого на­ходился на Южном полюсе, заходят так далеко к се­веру. (в Индии, например, даже севернее экватора).

По мнению Вегенера, в глубокой древности, еще до мезозоя, существовал огромный южный материк Гондвана, который объединял Антарктиду, Австра­лию, Индию, Мадагаскар, Африку и часть Южной Америки. На севере этот гигантский континент был ограничен морем Тетис, великим океаном древней Земли, через который проходила лишь временная су­хопутная связь с северными материковыми глыбами. Древний материк постепенно раскололся, и его куски стали медленно расползаться по вязкому нижнему слою земной коры (кремне-магниевый, или базаль­товый, сима-слой). Они, особенно более легкие, дрей­фовали, словно льдины. Антарктида очень рано от­делилась от Африки, но еще долго сохраняла связь с Австралией и Южной Америкой. Этот путь могли использовать уже многие животные. Потом отдели­лась Австралия, затем Южная Америка, за ней Ин­дия и, наконец, от Африки откололся Мадагаскар. На севере Америка временами была еще связана с Европой и азиатским щитом. Согласно Вегенеру, материки до сих пор находятся в движении.

К сожалению, многие геологи и геофизики с тече­нием времени пункт за пунктом опровергали пред­положения Вегенера. Продолжали верить ему лишь немногие биологи, а именно зоогеографы, пытавши­еся реконструировать историю расселения тех групп животных (например, жуков), формирование кото­рых началось еще до разрыва сухопутных связей меж­ду материками. Но вот всего несколько лет назад появились новые данные,  свидетельствующие в пользу гипотезы дрей­фующих материков. Особенно доказательными ока­зались результаты изучения палеомагнетизма. Со­   временные методы геофизических исследований по­зволяют установить, какое направление имели си­ловые линии магнитного поля Земли во время осты­вания горных пород. Так как магнитное поле Земли довольно непостоянно, к тому же для некоторых то­чек характерно более сильное отклонение (магнит­ное склонение), то при реконструкции магнитного поля получается весьма своеобразная мозаика. Если сравнить результаты, полученные для западного по­бережья Африки и восточного побережья Южной Америки, их соответствие настолько явно выражено, что сомневаться в существовании прежней связи меж­ду этими материками уже нельзя. И все же к объяс­нению возникновения разорванных ареалов за счет дрейфа материков следует подходить с большой ос­торожностью. Дело в том, что многие группы, име­ющие разорванные ареалы, могли появиться лишь после того, как материки разошлись. Сейчас даже о таких древних группах, как беспозвоночные, трудно с полной уверенностью говорить, что их распростра­нение определяется именно дрейфом материков. Каждый, кто интересовался древней историей Зем­ли, знает, что Центральная Европа не раз бывала затоплена морем. Недалеко от Заальфельда (ГДР) можно найти силурийских граптолитов, а возле Йены собрать окаменелые раковины моллюсков, плечено-гих и морских лилий триасового периода. Меловые скалы острова Рюген состоят из раковинок форами-нифер мелового периода. Все эти животные некогда жили в море. А вот пестрые песчаники триаса обра­зовались, когда было очень сухо. С начала мезозоя суша и море неоднократно сменяли друг друга. В ме­ловом периоде была затоплена большая часть и дру­гих материков. Море наступало и в третичном перио­де, но повышения его уровня (трансгрессии) не были столь значительны. Во время оледенения уровень мо­ря сильно понизился. В результате оказался возмож­ным обмен между фаунами Евразии и Северной Аме­рики благодаря обнажению Берингова моста, уже не раз поднимавшегося из воды в третичный период. Из-за того что низовья рек, текущих в северном направлении, были погребены под ледниками, воз­никли большие подпружные озера (особенно когда лед начал таять). По этим озерам и древним речным долинам расселялись многие водные животные. Од­но из таких озер позднее стало Балтийским морем. Другое гигантское подпружное озеро через различ­ные речные системы связывало Северный Ледовитый океан с Каспийским морем, Байкалом и другими озе­рами. Этим путем в них могла проникнуть кольча­тая нерпа, которой нет в Черном море. В периоды между оледенениями уровень воды снова поднимал­ся, и большие пространства суши погружались в мо­ре. В результате прекращения гигантского давления, которое ранее оказывали ледниковые массы, в север­ной Европе началось поднятие суши, продолжающе­еся до сих пор. Столь же большие, а иногда и более глубокие из­менения происходили в облике земной поверхности в других частях света. Так, в плиоцене возникла су­хопутная связь между Северной и Южной Америкой, которая разорвала ареалы множества морских жи­вотных, но зато позволила расселиться немалому числу наземных обитателей. Примерно в то же время возникло Красное море. Вплоть до третичного перио­да Средиземное море имело еще один, восточный, выход к Индийскому океану. В ледниковом периоде благодаря понижению уровня моря сухопутные свя­зи возникали на месте мелководных морей и в дру­гих районах земного шара. Такая промежуточная зона, например, отделяет в Индо-Малайской облас­ти Азию от Австралии (см. стр. 93). Благодаря мно­гократному возобновлению связей здесь, как и в ря­де других мест, создавались необычайно благоприят­ные условия для возникновения новых форм живот­ных и растений. Изучая возможности расселения и пытаясь найти центры возникновения определенных групп животных, не следует забывать и о климатических измене­ниях, значение которых не менее существенно. Мно­гократные смены холодных и теплых периодов плей­стоцена (четвертичного периода) хорошо прослежи­ваются в истории вымерших млекопитающих. В Центральной Европе находят окаменелые остатки не только таких млекопитающих, которые сейчас живут далеко на юге, но и формы, характерные для Крайнего Севера. В третичном периоде климат был значительно теплее, чем сейчас. Достаточно сказать, что в янтаре встречаются термиты, северная граница распространения которых в наше время проходит по южной Европе. Теплее было также и в мезозое. По­этому в прошлом в Европе были широко распрост­ранены животные, которые сейчас живут на южных материках. Лиственными лесами были некогда по­крыты Гренландия (около 75° с. ш.) и Шпицберген. В меловом периоде в Гренландии росли даже фи­говые, земляничные и хлебные деревья. По распрост­ранению ископаемых кораллов можно сделать вы­вод, что изотерма 18°С в третичном периоде прохо­дила местами на 1500 км севернее, чем сейчас. При­чины таких значительных колебаний климата еще не­достаточно ясны. Главную роль, по-видимому, иг­рали астрономические факторы. В некоторых райо­нах существенное влияние оказывали, вероятно, из­менения направлений морских течений. Гольфстриму, например, не более 60 миллионов лет, так как раньше не существовало центральноамериканской пе­ремычки, препятствующей экваториальному те­чению. Соответственно изменениям климата вместе с растительными зонами перемещались и ареалы мно­гих животных — то в сторону экватора, то ближе к полюсам. Если на пути этого движения оказывались

препятствия, животные вымирали. В ледниковом пе­риоде была сильно сужена тропическая зона. Гос­подство влажного климата привело к тому, что пус­тынные области также становились уже или совсем исчезали. Это позволило многим обитателям тро­пиков (львам, леопардам, жирафам) проникнуть в северную Африку. Между краем ледника и Альпами (а также другими горными системами) вклинилась зона тундры. Позже часть ее обитателей, приспосо­бившихся к холодному климату, следовала за отсту­пающим ледником на север, тогда как другая часть поднималась высоко в горы. Так возникла картина арктическо-альпийского распространения. В целом в Европе известно около 200 видов, которые встре­чаются высоко в горах Центральной Европы, а так­же далеко на севере и северо-востоке. Среди них мно­го насекомых, например шмели и долгоножки. Из млекопитающих можно назвать только зайца-беля­ка, из птиц — чечетку, тундряную куропатку, белозобого дрозда и трехпалого дятла.

Всех этих животных раньше называли борео-альпийскими. Де Латтэн предложил различать арктитическо-альпийское и борео-альпийское распростра­нения. В этом случае борео-альпийскими следует на­зывать лишь тех животных, которые вместе с поясом хвойных лесов проникли в Европу уже после отступ­ления ледников из сибирского ледникового рефугиума (убежища). В настоящее время они встречаются только в горах и прохладно-умеренных районах Ев­ропы. Места расположения рефугиальных областей довольно легко обнаружить, рассматривая карты рас­пространения животных. В некоторых местах ареа­лы очень многих видов накладываются друг на дру­га, тогда как в других они четко разграничены. Районы наложения ареалов являлись, по всей видимости, центрами расселения. Некоторые виды так и не вы­шли за их пределы. Как в Евразии, так и в Северной Америке известно немало подобных рефугиальных областей. Для лесных и пустынных обитателей они, разумеется, не совпадали. Основная часть центральноевропейских животных пришла из большого сре­диземноморского рефугиума. Однако, несмотря на колоссальное удаление сибирского рефугиума, учас­тие его в формировании европейской фауны сыграло очень важную роль. Другие убежища имели гораздо меньшее значение в силу тех или иных преград.

Степень обособления (в пространстве и времени) какой-либо области от соседних определяют по на­личию эндемиков, то есть животных или растений, распространенных только в определенном географи­ческом районе. Например, в Австралии эндемиков много во всех группах, тогда как в Евразии их, на­  против, очень мало. О необычайной древности Бай­кала свидетельствует тот факт, что из 725 известных там видов (не считая простейших) почти 90% являют­ся эндемичными. Та же картина характерна и для старейшего в Европе Охридского озера. Еще более доказательно существование целых эндемичных се­мейств, которые могли развиться лишь при очень длительной изоляции.

О возможностях обмена животными в прошлом между различными областями земного шара позво­ляет судить степень сходства на уровне видов или родов. Конечно, выводы будут различны в зависи­мости от того, идет речь об эндемизме или общности среди млекопитающих, расцвет которых начался лишь в третичном периоде, или же среди стрекоз, принадлежащих к древнейшим насекомым и насе­лявших леса уже в каменноугольный период (карбон).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10