книги / udivitelnaya_paleontologiya_istoriya_zemli_i_zhizni_na_ney

и Северной Америке (где есть вполне вроде бы подходящие для них пустыни).

Возможных вариантов тут два: то ли верблюды по каким-то причинам не достигли этих континентов, то ли они здесь раньше жили, но вымерли. Однако можно ли прийти к определенным историческим выводам, исходя лишь из особенностей их современного распространения? Оказывается, можно. Ламы, ближайшие родственники верблюдов, распространены в Южной Америке, так что каким бы путем ни расселялись мозоленогие (хоть из Азии в Южную Америку, хоть наоборот – из Южной Америки в Азию), миновать Северную Америку они никак не могли. Соответственно, на этом материке мозоленогие наверняка жили, но вымерли, а вот Австралии этот подотряд, видимо, не достиг – так же, как все прочие плацентарные млекопитающие (кроме летучих мышей). Ископаемые находки подтверждают эту реконструкцию (верблюды произошли в Северной Америке и исчезли там совсем недавно), однако так бывает далеко не всегда.

Давайте попытаемся реконструировать историю сумчатых, исходя лишь из их современного распространения – Австралия и Южная Америка (опоссум проник в Северную Америку из Южной недавно, по панамскому мосту). В прежние годы, когда положение материковпринималосьнеизменным,приходилосьпредполагать,что сумчатые возникли в Северном полушарии, затем проникли в Австралию (из Азии) и Южную Америку (из Северной), после чего вымерли на северных материках. По нынешним же временам логично предположить, что группа эта никогда не проникала на территорию Арктогеи (ну, кроме опоссума), будучи на протяжении всей своей истории изолированной на южных материках – так же, как, например, «южноамериканские копытные». Она возникла в конце мела, когда фрагмент Гондваны, объединявший Южную Америку, Австралию и Антарктиду, был уже изолирован от остального мира, и расселилась по нему до эоцена, когда от него отделилась Австралия. Ископаемые находки, однако, рисуют иную картину. Сумчатые действительно появились в Южной Америке в позднем мелу, а потом через Антарктиду проникли в Австралию; но родиной их является Северная Америка, откуда они – через Гренландию – заселили также Западную Евразию, где дожили до неогена, так и не проникнув ни в Юго-Восточную Азию, ни в Африку (рис. 62).

Рассмотреннаяситуациянагляднодемонстрируетдвамомента.Вопервых, насколько опасно в историко-биогеографических реконструкциях опираться лишь на современное распространение группы (что делается биогеографами сплошь и рядом). Во-вторых, насколько эти реконструкции зависят от концепций, господствующих в геологии, – о корректности таких концепций биогеографы (естественно!) профес-

241

Рис. 62. Географическая история сумчатых: пути расселенияизцентрапроисхождения(попалеонтологическим данным) (по Norman, 1994)

сиональносудитьнемогутивынужденымногоепринимать«наверу». В этом смысле весьма показательна история изучения дизъюнктивных (разорванных) трансокеанических ареалов.

Многие животные и растения распространены лишь на южных оконечностях материков Южного полушария, разобщенных ныне океанами (рис. 63). Происхождение этих дизъюнкций издавна интриговало биогеографов. В XIX веке предполагали, что эти живые существа проникали из одной части их современного ареала в дру-

гую по неким «временным сухопутным мостам» – обширным уча-

сткам суши между континентами (расположение последних считалось тогда неизменным), которые впоследствии погрузились в океан. Типичный пример такого рода реконструкций – Лемурия, гипотетическая суша в Индийском океане, «созданная» биогеографами для того, чтобы напрямую «провести» из Африки в Индию лемуров, слонов, панголинов и т. п. Надо заметить, что сторонники этого направления быстро вошли во вкус и, по едкому замечанию Ч. Дарвина, принялись печь подобные «временные мосты», как блины.

242

а

б

Рис. 63. Пример южнополушарной дизъюнкции: распространение родов пауков-археид по современным материкам (а) и при нанесении его на карту Гондваны (б). Ископаемые рода (из эоценового балтийского янтаря и из юры Казахстана) помечены крестиком

(по Еськову, 1984)

243

Хотя ныне эти реконструкции представляют лишь исторический интерес (они, помимо всего прочего, противоречат концепции изостазии), рациональное зерно в их «констатирующей части» определенно содержалось. Так, ботаник Дж. Гукер (1860) на огромном материале продемонстрировал высокое единство биоты материков Южного полушария (вспомним нотофагусовые леса на юге Австралии, в Новой Зеландии и в Чили). Последователи Гукера предполагалиавтохтонное(наместесвоегонынешнегораспространения)развитие биоты южных континентов – изолированных от северных и соединенных между собой некими сухопутными связями; предполагалось, что одним из основных источников формирования этой биоты могла служить Антарктида (еще не покрытая тогда ледником и имевшая существенно больший размер, чем ныне). Итак, в рамках этой концепции основное внимание уделялось единству южной биоты и обеспечивающим ее механизмам расселения.

Иной взгляд на природу южнополушарных дизъюнкций высказывал зоолог А. Уоллес (1876). Он полагал, что основные формообразовательные процессы идут на блоке северных континентов, откуда более молодые и продвинутые формы животных и растений оттесняют более древних и архаичных все дальше к югу. Южные оконечности материков Южного полушария являются, таким образом, «последней линией обороны» этих реликтовых (сохранившихся от более древних эпох) групп, которые в прежние времена имели гораздо более широкое, обычно панконтинентальное, распространение. С этой точки зрения нет принципиальной разницы между трансокеаническими дизъюнкциями и дизъюнкциями, расположенными на одном материке (например, европейско-дальневосточны- ми, как у жерлянок): и те и другие возникают в результате сокращения исходного ареала и вымирания «соединительных звеньев». Концепцию Уоллеса (ее позднее назвали теорией «оттесненных реликтов») подтверждали ископаемые находки – многие «крайне южные» ныне животные и растения (араукарии, саговники, двоякодышащие рыбы, бескилевые птицы и т. д.) действительно обитали раньше на северных континентах. Пауки-археиды (рис. 63), например, были первоначально открыты в ископаемом состоянии – в эоценовом балтийском янтаре, и лишь спустя несколько десятков лет в Южном полушарии были найдены их современные представители. В рамках этой концепции (в отличие от гукеровской) акцент переносился на архаичность и реликтовый характер южной биоты.

Модель Уоллеса, хорошо обоснованная палеонтологическими данными и не вводящая таких «избыточных сущностей» (по Оккаму), как сухопутные межматериковые соединения непонятной геологической природы, долго считалась главенствующей. Однако с тех

244

пор, как в геологии возобладала тектоника плит, среди биогеографов возродился интерес к гукеровской модели: ведь теперь уже не было нужды воздвигать между материками какие-то «сухопутные мосты» – достаточно сдвинуть между собой сами материки. Эта модель позволяет рассматривать разнообразные южнополушарные дизъюнкции как прямой результат раскола Гондваны и сохранения наееразошедшихсяврезультатеконтинентальногодрейфафрагментах представителей некогда единой биоты этого мезозойского праматерика (рис. 63, б). Гукеровские построения считают одним из основных источников наиболее популярной ныне биогеографической концепции – викариантной биогеографии. Ее задача состоит в том, чтобы согласовать последовательность ветвления филогенетического древа таксона с рисуемой геофизиками последовательностью расхождения фрагментов Пангеи.

Один из основоположников этого направления, энтомолог Л. Брундин (1966), изучал комаров-звонцов (Chironomidae) Южного полушария.Онпоказал,чтоонирезкоотличныотвсехсеверополушарных(что отражает давнюю их изоляцию на территории Гондваны); среди южных хирономид наиболее архаичные, уклоняющиеся, формы обитают в Южной Африке, а наиболее близки между собой обитатели Австралии и Южной Америки. Эта последовательность родственных связей вполне соответствует порядку, в котором расходились фрагменты Пангеи: раньше всего произошел раскол на Лавразию и Гондвану (триас), внутриГондваныжепоследовательнотерялисвязьдругсдругом(черезАнтарктиду) Южная Африка (юра), Новая Зеландия (мел), и наконец Австралия и Южная Америка (эоцен и олигоцен) (рис. 64). Позже такие последовательности были построены для множества южнополушарных (гондванских) групп, главным образом для насекомых и иных наземных и пресноводных беспозвоночных.

Однако веские подтверждения получила в последнее время и уоллесовская теория «оттесненных реликтов». По мере изучения мезозойских и палеогеновых насекомых стало ясно, что многие, если не большинство, из «крайне южных» групп, которыми оперируют сторонники викариантной биогеографии (в том числе те хирономиды, с которыми имел дело Брундин), в действительности были ранее широко распространены в Северном полушарии. Если искать современные аналоги той энтомофауне, что содержится в верхнемеловых янтарях Сибири и Канады, то на память приходит Новая Зеландия. Накапливается все больше аргументов в пользу того, что экзотическая биота, которая занимает ныне изолированные участки на крайнем юге южных континентов, в мезозое имела почти всесветное распространение. Сторонники теории «оттесненных реликтов» не отрицают того, что некоторые из южнополушарных ареалов могли

245

возникнуть в результате раскола Гондваны и расхождения ее фрагментов. Они лишь подчеркивают, что распознать такие случаи среди дизъюнкций, достоверно возникших в результате вымирания «связующих звеньев» на северных материках, в принципе невозможно.

Модели Уоллеса и Гукера, возникшие из в общем-то частной проблемы происхождения биоты южных материков и акцентировавшие внимание в первом случае на ее архаичности и реликтовости, а во втором – на ее единстве (и обеспечивающих это единство механизмах), позже трансформировались в две альтернативные научные традиции (нечто вроде «линии Платона» и «линии Демокрита» в античной философии, приведших позднее к идеализму и материализму). К этим двум линиям в принципе может быть сведено все многообразие концепций и моделей, существующих в исторической биогеографии. Однако здесь (как и в иных случаях длительного сосуществования научных концепций) возникает впечатление, что «линия Уоллеса» и «линия Гукера» не взаимоисключающи, а взаимодополнительны: они просто рассматривают предмет исследования (ареал таксона) с разных сторон и лишь в паре дают о нем адекватное представление. В гукеровской модели таксон принимается как неизменная данность, а предметом анализа становится его расселение (преграды и их преодоление); в уоллесовской же модели исследуют таксонообразование и вымирание, полагая расселительный

246

процесс относительно малосущественной деталью. Можно сказать, что уоллесовская модель пытается спроецировать время в пространство, а гукеровская – пространство во время.

В своей исходной версии уоллесовская модель предполагала, что основной центр формообразования находится на блоке северных континентов, откуда всяческая архаика вытесняется на юг. Позже, однако, существование по всей планете единого, если так можно сказать, «градиента архаичности» от юга к северу было отвергнуто;

вчастности, было установлено, что представления о глубокой древности и консервативности тропической биоты не соответствуют действительности (см. главу 13). На самом деле реликты концентрируются во внетропических областях (главным образом в субтропиках) обоих полушарий, хотя в Южном, по ряду причин, сильнее, чем в Северном.

Реликтовый ареал таксона, распространенного во внетропических областях обоих полушарий, называют биполярным или амфитропическим.Ареалэтотможетвдальнейшемподвергатьсяразличным модификациям. Упомянем в этой связи предложенную К. Ю. Еськовым (1984) модель «циркумпацифического домино»,

основанную на распространении современных и вымерших беспозвоночных и растений в Тихоокеанском регионе. Она представляет собой нечто вроде «периодической системы» транспацифических дизъюнкций: все их варианты рассматриваются как последовательные стадии сокращения единого биполярного ареала (рис. 65). Редукция северной его «дольки» (рис. 65, 6) и породит тот самый «гондванскийареал»,которымоперируетвикариантнаябиогеография.Об- ратнаяситуация(редукцияюжной«дольки»–рис.65,2)наблюдается заметно реже, однако существует и целый ряд таксонов, вымерших

вЮжном полушарии и сохранившихся в Северном (таковы, например, хвостатые амфибии и насекомые из отрядов верблюдок и тараканосверчков). Некоторые авторы связывают эту асимметрию просто с худшей палеонтологической изученностью южных материков; и действительно, за последние годы, после открытия крупных местонахождениймезозойскихнасекомыхвАвстралии и Бразилии, число случаев документированного вымирания в Гондване «лавразийских» таксонов возросло вдвое!

Итак, ключевой проблемой для уоллесовской схемы оказывается механизм образования такого исходного ареала, из которого можно вывести все остальные: биполярного, биполярной пары «сестринских» таксонов (таковы, например, буки и нотофагусы), или же такого типа распространения, когда более продвинутые субтаксоны приурочены к тропикам, а более архаичные – к внетропическим областям. Необходимое для этого вымирание таксона на территории

247

Рис. 65. «Циркумпацифическое домино» – вероятный ход сокращения первоначально единого биполярного циркумпацифического ареала. I – группа присутствуетврегионе,II–группавымерла; а–внетропическаяВосточная Азия, б – запад Северной Америки, в – восток Северной Америки, г – внетропическая Австралия, д – Новая Зеландия, е – внетропическая Южная

Америка (по Eskov, 1986)

Примеры ареалов: 1 – пауки подотряда Hypochilomorphae; 2 – хвойные рода Tsuga;

3 – насекомые отряда Grylloblattida; 4 – гигантские саламандры Cryptobranchiidae;

5–саламандрысемействаAmbistomatidae; 6–клопыподотрядаPeloridiina; 7–цвет- ковые семейства Tetrachondraceae; 8 – цветковые семейства Eucryphiaceae; 9 – ручейники семейства Helicophiidae; 10 – хвойные семейства Taxodiaceae; 11 – насеко- мые-вислокрылки рода Protochauloides; 12 – пауки-птицеяды семейства Mecicobothriidae; 13 – лягушки семейства Leiopelmidae; 14 – цветковые семейства

Lardisabalaceae; 15 – скорпионницы семейства Meropeidae

тропиков – с замещением его более продвинутыми формами или без такового – находит объяснение в двух альтернативных моделях:

«экваториальной помпы» и «зональной стратификации». «Экваториальная помпа» (термин принадлежит Ф. Дарлингтону)

предполагает, что именно в тропических экосистемах с их стабильностью среды и высоким разнообразием идет постоянное и наиболее активное формообразование. При этом реликты «выдавливаются» (помпа!) и на север, и на юг за счет конкуренции со стороны более молодых, продвинутых таксонов. Наиболее завершенный вид

248

эта модель приобрела в работе С. В. Мейена (1987), основанной на палеоботаническом материале. Он показал, что в течение палеозоя почти все надродовые таксоны высших растений появлялись в экваториальном поясе в более древних стратиграфических слоях, чем за его пределами, и, следовательно, имеют экваториальное происхождение; например, доминирующие в Гондване и Ангариде глоссоптериевые и кордаиты первоначально возникли в тропиках Еврамерии (см. главу 9).

Именно тропический пояс является главной ареной макроэволюционных событий. Отсюда сформировавшиеся таксоны при потеплениях «растекаются» во внеэкваториальные широты (Мейен назвал это фитоспредингом – по аналогии со спредингом океанического дна), где при последующих похолоданиях они либо вымирают, либо эволюционируют в более узких (обычно внутриродовых) таксономических рамках; для внетропических областей на протяжении всей истории характерно длительное переживание архаических форм (внетропическое персистирование). При этом процесс этот строго однонаправленный: вселения бореальных групп в тропики при похолоданиях не происходит никогда (рис. 66). Причину повышенной интенсивности макроэволюции в тропиках Мейен видел в том, что здесь очень сильна биотическая конкуренция, но зато ослаблена неизбирательная абиотическая компонента отбора (холод, засухи и т. д.). В результате естественный отбор менее жестко, чем в иных местах, выбраковывает крупные морфологические новации, давая шанс «перспективным монстрам» (термин Р. Гольдшмидта, 1940).

Альтернативный взгляд на природу амфитропических ареалов высказывал В. В. Жерихин (1978). Он основан на том, что в мезозое и раннем палеогене климатическая зональность в ее современном виде отсутствовала и климат практически по всей планете был близоккнынешнемусубтропическому.Вконцепалеогенапроизошла климатическая перестройка, в результате которой тепло стало распределяться по поверхности планеты менее равномерно: на полюсах стало заметно холоднее, чем прежде, а на экваторе – жарче. Витогеединую«теплоумеренно-субтропическую»биоту Землиохватил процесс «зональной стратификации»; он заключался в том, что в экваториальных и приполярных широтах (где сменился климат) начались экосистемные перестройки, приведшие к достаточно массовому вымиранию мезозойских и раннепалеогеновых групп. Эти группы имели наилучшие шансы выжить в двух амфитропических «кольцах» с субтропическим и теплоумеренным климатом, господствовавшим ранее по всей планете – где они и поныне существуют в статусе реликтов (см. также главу 13).

249

250