Географическое распространение жизни

Географическое распространение жизни

Вы будете перенаправлены на Автор24

Сущность биогеографии

Наука, занимающаяся изучением географического распространения живых организмов и их сообществ, называется биогеографией.

Задачей биогеографии является выявление закономерностей географического распределения жизни, а также изучение его причин, структурно-функциональных и исторических особенностей живых организмов нашей планеты. Для этого используется информация об экологических особенностях и родственных связях групп и видов, а также учитываются современные физико-географические, палеогеографических характеристики территории.

Информация о биогеографических закономерностях необходимо для успешного решения сложных проблем, касающихся охраны и рационального использования ресурсов. С этой точки зрения цели биогеографии совпадают с задачами общей экологии, а также ряда других наук биологического направления и наук о Земле.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Географическое распространение жизни 470 руб.
  • Реферат Географическое распространение жизни 240 руб.
  • Контрольная работа Географическое распространение жизни 240 руб.

Специфической особенностью биогеографии с одной стороны является получение комплексных данных об органическом мире конкретной местности, а с другой стороны – сравнительно-географический анализ и интерпретации полученных данных.

Биогеография при помощи сравнительно-географических методов исследования имеет возможность прогнозирования результатов разного рода случайных и планируемых воздействий на биосферу. При этом исследователь выступает и в качестве наблюдателя экспериментов, поставленных природой, и в качестве толкователя.

Взаимодействие биогеографии с другими науками

В биогеографии используются многие принципы и понятия, присущие другим биологическим и географическим наукам. Кроме того, для изучения географического распространения жизни ученый-биогеограф должен иметь знания целого ряда разделов экологии и систематики животных и растений, ландшафтоведения и физико-географических дисциплин, а также геохимии, картографии, почвоведения. Знания математического характера также являются необходимыми для исследования географического распространения жизни. в частности, необходимо знание статистики.

Таким образом, биогеография имеет сложный, синтетический характер. В связи с этим в биогеографии существует особый набор терминов, который формирует язык науки, состоящий как из заимствованных понятий, так и из специфических.

Единицей изучения биогеографии являются сообщества организмов, под которыми понимается группировка организмов какого-либо участка планеты. Например, можно рассматривать сообщество леса, озера, пустыни и т.д. Можно рассматривать сообщество в целом, под которым подразумевается комплекс организмов, обитающих совместно. Во всех случаях в качестве синонимов можно употреблять такие понятия, как: группировка организмов, биоценоз, биота.

Биогеография как географическая наука ставит перед собой задачу установления связи между животным миром, растительным покровом и географическими условиями для получения обобщенной картины живого мира на планете Земля.

Также биогеография определяет географические ареалы таксонометрических категорий организмов, изучает законы размещения особей внутри ареала. Биогеография кроме того разрабатывает методы картирования ареалов и исследования их структур.

Для того, чтобы выяснить причины современной организации жизни на Земле и закономерностей распространения организмов, биогеография использует сведения палеонтологии и геологии.

Одновременно биогеография является биологической наукой, так как предметом ее изучения являются живые организмы.

Флористическое и фаунистическое направление исследований биогеография заимствует из зоологии и ботаники. Эти направления связаны с исследованием флоры и фауны различных территорий, районированием суши и Мирового океана.

Биогеография определяет глобальные биологические ресурсы, которые имеют огромное значение для человечества.

Биогеография взаимодействует с биоценологией, которая изучает распределение сообществ. Биогеография и биоценология развиваются на стыке биологических и географических наук, и используют комплексный подход к исследованию живой природы.

Основные термины и понятия биогеографии

Одним из основных понятий биогеографии является флора. Флора – это исторически сложившаяся в определенном географическом пространстве или произраставшая в прошлые геологические эпохи совокупность видов растений.

Флора включает в себя все виды растений, которые произрастают на данной территории вне зависимости от условий их существования и вхождения в состав каких-либо растительных сообществ. В состав флоры включаются:

  • папоротники,
  • грибы,
  • лишайники,
  • мхи,
  • микроорганизмы,
  • высшие растения.

Неверным будет называть флорой совокупность видов отдельно взятого лесного массива, луга и т.д. растительностью называется совокупность фитоценозов, населяющих Землю. Отличие флоры от растительности заключается в том, что растительность характеризуется не видовым составом, а определенным сочетанием растений. Растительный покров – это совокупность растительности и флоры.

Под фауной понимается совокупность всех видов животных, которые обитают на определенной территории или акватории и входят во все зооценозы. Большое разнообразие видов животных не позволяет привести и полный перечень, в связи с этим зоогеографы выделяют лишь фауну млекопитающих, орнитофауну и т.д.

Животное население – это совокупность особей одного или нескольких видов, сложившаяся исторически в пределах определенной территории или акватории.

Биота – совокупность флоры и фауны, совокупность животных и растений, объединенных общей областью распространения. Виды, которые входят в состав биоты, могут не иметь экологических связей, например, лягушка и волк.

Под биоценозом рассматривается совокупность животных, растений и микроорганизмов, населяющих территорию и характеризующихся определенными отношениями друг с другом и абиотическими факторами среды. Главное отличие биоты от биоценоза состоит в том, что в биоценозе существуют экологические взаимоотношения между организмами.

Еще одним ключевым понятием биогеографии является природная среда, под которой понимается совокупность всех естественных явлений и условий, прямо или косвенно влияющих на организм.

Естественные элементы и объекты, созданные человеком, образуют окружающую среду. А природный комплекс, образованный живыми организмами и средой обитания, называется экосистемой. В экосистеме организмы и среда обитания связаны обменом веществ и энергии.

Границы распространения жизни

По В. И. Вернадскому биосфера, охватывающая весь земной шар, небеспредельна, ее границы в значительной мере обусловлены существованием в ней живого вещества и определяют границы распространения жизни по земному шару, как по горизонтали, так и по вертикали. Однако, поскольку Земля имеет форму геоида, говорить о горизонтальных границах следует с некоторыми допущениями. Ведь если в экваториальных тропических и умеренных широтах жизнь распространена повсеместно, то в отношении циркумполярных областей, т.е. расположенных вокруг Северного и Южного полюсов, следует сделать уточнения.

Воды Северного Ледовитого океана с постоянным ледовым покровом на большей его части в точение круглого года довольно обильно заселены морскими животными. Низкие температуры не служат препятствием для распространения живых организмов и над ледовым покровом. Даже в Верхоянске, который до недавнего времени считался полюсом холода и где абсолютный минимум достиг —71 °С, растут лиственничные северотаежные леса. Занесение спор мхов, грибов, лишайников и водорослей, которые могут выдержать еще более низкие температуры, вполне вероятно вплоть до Северного полюса. Там, где есть каменистый субстрат, например на северных побережьях островов Северная Земля и Шпицберген, поселяется, хотя и разреженно, мохово-лишайниковая растительность. В Антарктиде лишайники встречаются даже в 360 км от Южного полюса на высоте 2000 м над уровнем моря. Поэтому можно утверждать, что хотя концентрация и разнообразие живых организмов на различных по природным условиям территориях и акваториях изменяются в довольно значительных пределах, жизнь существует на всем земном шаре. Следовательно, горизонтальных границ у биосферы нет и речь следует вести только о ее вертикальной размерности, верхнем, атмосферном, и нижнем, литосферном, пределах.

В физической географии используется понятие, предложенное А. А. Григорьевым в 1937 г.,— географическая оболочка», которым обозначается область взаимодействия лито-, гидро-, био- и атмосферы. Верхнюю границу оболочки обычно определяют несколько ниже слоя максимальной концентрации озона — в стратосфере на высоте 20—25 км. Иногда ее вертикальное простирание сужают или расширяют до мезопаузы на высоте 70—80 км. Нижняя граница географической оболочки находится в подкоровом слое несколько ниже «поверхности Мохоровича».

В географических работах, посвященных географической оболочке, биосфера долго рассматривалась как совокупность живых организмов или органической материи. При таком подходе недостаточно полно учитывались особенности биосферы как планетного образования. В современном представлении географов понятие «биосфера» отражает лишь частный, биоцентрический взгляд на географическую оболочку, которая представляет собой единственную на Земле геосистему планетного уровня (Исаченко, 1991).

Верхняя граница распространения жизни в атмосфере определяется, по всей видимости, не столько низкими температурами, сколько губительным действием радиации. Так, пыльца цветковых и голосеменных растений, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников, бактерии и простейшие животные организмы постоянно или с сезонной ритмикой присутствуют в воздухе. Над сушей и акваторией в дожде, снеге, облаках и туманах кроме пыльцы и спор обнаружены микроорганизмы. Вся воздушная среда представляет собой суспензию жизнеспособных пыльцы, спор и микроорганизмов, содержание которых уменьшается с высотой. Интенсивность радиации, создаваемой космическими лучами, на высоте 9 км в десятки раз больше, чем на уровне моря, а на высотах 15-18 км возрастает уже в сотни раз. Высотное распространение микроорганизмов ограничивается потоком жесткой ультрафиолетовой радиации Солнца, убивающей все живое.

Главное значение в защите жизни на Земле от радиации принадлежит озону, основная масса которого расположена в виде слоя озоносферы на высоте от 10 до 50 км с максимумом концентрации на высоте 20—25 км (так называемый озоновый экран). В озоносфере озон содержится в ничтожном количестве: толщина его слоя при давлении 101,3 мПа и температуре 0 °С в среднем для всей Земли составляет 2,5—3 мм, экваториальных областей — около 2, а высоких широт — до 4 мм. Озон весьма интенсивно поглощает радиацию на участке спектра с длиной волны менее 290 нм. Поэтому наиболее активная в биологическом отношении часть солнечного излучения не достигает земной поверхности.

В. И. Вернадский отмечал, что границы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни, т. е. полем, где возможно размножение организмов. Можно утверждать, что вся тропосфера, высота которой 8—10 км в полярных широтах и 16—18 км у экватора, в большей или меньшей степени населена живыми организмами, которые находятся в ней либо временно, либо постоянно. Уже в тропопаузе резко изменяются физические и температурные характеристики биосферы, в частности прекращается интенсивное турбулентное перемешивание воздушных масс. Стратосфера, находящаяся выше тропопаузы, вряд ли пригодна для существования микроорганизмов. Верхний предел биосферы, или поля существования жизни, довольно ясно просматривается в тропопаузе. Однако верхний предел занесения спор и микроорганизмов, определяющий «поле устойчивости жизни» (живые организмы существуют, но не размножаются), возможен до верхней границы стратосферы.

Таким образом, область распространения живых организмов ограничена в основном тропосферой. Например, верхняя граница полета орлов находится на высоте 7 км; растения в горных системах и насекомые в воздушной среде не распространены выше 6 км; верхняя граница постоянного обитания человека — 5, обрабатываемых им земель — 4,5 км, леса в горных системах тропиков не растут выше 4 км.

Тропосфера — это воздушная среда, в которой осуществляется только передвижение организмов, нередко при помощи своеобразно приспособленных для этого органов. Настоящего аэропланктона, постоянно обитающего и размножающегося в воздушной среде, видимо, нет. В противном случае тропосфера представляла бы собой «кисель», максимально насыщенный микроорганизмами. Весь цикл своего развития, включая размножение, организмы осуществляют только в литосфере и гидросфере, а также на границе воздушной среды с этими оболочками.

Читайте также  География населения России

Верхние слои атмосферы и стратосферы, в которые возможно занесение микроорганизмов, а также наиболее холодные и жаркие районы земного шара, где организмы могут существовать лишь в покоящемся состоянии, называются парабиосферой (по Дж. Хатчинсону).

В состав биосферы полностью включается гидросфера — озера, реки, моря и океаны. В морях и океанах наибольшая концентрация жизни приурочена к эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет. Обычно ее глубина не превышает 200 м в морях и континентальных пресноводных бассейнах. Именно в этой зоне, где возможен фотосинтез, сосредоточены все фотосинтезирующие организмы и продуцируется первичная биологическая продукция.

Дисфотическая зона, начинающаяся с глубины 200 м, характеризуется полной темнотой и отсутствием фотосинтезирующих растений. Она представляет собой водную среду обитания активно перемещающихся животных. Вместе с тем через нее непрерывным потоком опускаются на дно морей и океанов отмершие растения, выделения и трупы животных.

О нижнем, литосферном, пределе биосферы ясного представления пока нет. В большинстве работ, посвященных биосфере, указывается, что нижний предел биосферы на континентах составляет в среднем 2—3 км. Здесь в условиях низких по сравнению с более глубокими слоями температуры и давления, но при участии живых организмов (микроорганизмов) и воды прекращается миграция химических элементов. Микробиологические исследования свидетельствуют о том, что микроорганизмы присутствуют также в пластовых водах, омывающих нефть, хотя сама нефть стерильна. Под океанами литосферный предел биосферы распространяется на 0,5— 1,0 км и, возможно, на 3,0 км ниже их дна! О более глубоком проникновении жизни в литосферу, несмотря на интенсивные буровые работы, достоверной информации пока нет.

В тропосфере и литосфере взаимодействуют твердая, жидкая и газовая фазы вещества, живое вещество непосредственно влияет на все природные процессы. Оболочка земного шара на границе атмо-, гидро-, литосферы, на которой сконцентрировано живое вещество планеты, получила название биогеосферы (синонимы: «пленка жизни» (В. И. Вернадский), «эпигенема», «витасфера»— сфера жизни (А. И. Тюрюканов и В. Д. Александрова), «фотогеосфера» (Е. М. Лавренко), «фитосфера» (В. Б. Сочава)). Понятие «биогеосфера» по своему содержанию близко к понятию «ландшафтная оболочка» Ф. Н. Милькова. Только в биогеосфере возможны постоянное нахождение человека и всесторонняя его деятельность.

| следующая лекция ==>
Вступление |

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Эволюция: географическое распространение

Эволюция позволяет объяснять особенности географического распространения растений и животных

Гавайские острова поднялись из Тихого океана на расстоянии около 3000 км от ближайшего материка в результате вулканической активности. Рождение островов сделало возможным попадание на них одной или нескольких мушек-дрозофил, принесенных ветром, похожих на изображенную на рисунке. В результате эволюции из этих мушек на Гавайских островах развились более 500 видов, обитающих сегодня. Такое бурное видообразование стало возможным во многом благодаря тому, что многие из ниш, где развивались мушки, не были заняты насекомыми-конкурентами и были свободны от хищников

Разнообразие живых организмов почти невообразимо. Многие миллионы видов обитают на земле, в земле и над землей, и каждый из них занимает свое собственное место в природе (экологическую нишу). Некоторые виды, например люди, собаки и крысы, могут жить в очень широком диапазоне условий. Другие, напротив, крайне специализированы. Например, один из видов грибов растет исключительно на передней части надкрыльев единственного вида жуков, который обитает в единственной пещере на юге Франции. Личинки одного из видов мушки-дрозофилы, Drosophila carcinophila, могут развиваться только в особых бороздках под выростами третьей пары ротовых придатков сухопутного краба, обитающего лишь на нескольких островах в Карибском море.

Биологическая эволюция объясняет не только происхождение этого разнообразия, но и распространение видов по нашей планете. Рассмотрим, к примеру, мушек из семейства Drosophilidae (дрозофилиды), живущих на Гавайских островах. Более 500 видов мушек этого семейства, относящихся к роду Drosophila и к близкому к нему роду Scaptomyza, встречаются исключительно на Гавайях. Эти виды составляют около четверти всех известных науке видов из этих двух родов. На Гавайях живет больше видов этих родов, чем на какой-либо другой сравнимой по площади территории Земли. Почему так много разных видов этих мушек обитают на Гавайях, и только на Гавайях?

Ответ на этот вопрос следует из геологической и биологической истории Гавайских островов. Эти острова представляют собой вершины стоящих посреди океана вулканов. Они никогда не были соединены ни с каким материком. Эти острова возникли из-за наползания Тихоокеанской тектонической плиты на «горячую точку», где поднимающиеся вверх из глубины Земли расплавленные породы нагревают земную кору. Самые новые острова — самые высокие, а более старые постепенно разрушаются и в конечном итоге погружаются под воду. Самый старый из современных Гавайских островов, атолл Куре, поднялся со дна океана около 30 миллионов лет назад, в то время как самый молодой, Большой остров (о. Гавайи), возник лишь около 500 000 лет назад и по-прежнему обладает довольно сильной вулканической активностью.

[Видообразование —
эволюционный
процесс, в ходе кото-
рого из существующих
видов возникают
новые.
]

Все туземные (то есть существовавшие до людей, которые пришли от 1200 до 1600 лет назад) растения и животные Гавайского архипелага происходят от организмов, которые по воздуху или по воде с окружающих материков и с других островов попали на Гавайи, первоначально почти безжизненные. Что касается мушек-дрозофилид, то ряд данных, особенно полученных с помощью изучения ДНК, говорит о том, что все современные гавайские виды родов Drosophila и Scaptomyza происходят от единственного предкового вида, попавшего на острова миллионы лет назад.

Когда тектонические силы привели к воссоединению Северной и Южной Америки, то некоторые млекопитающие, возникшие в Южной Америке, такие как этот броненосец, расселились на север.

Первые «поселенцы» столкнулись с условиями, весьма благоприятными для стремительного видообразования. Каждый вид неоднократно становился предковым для множества новых видов по мере заселения мушками новых местообитаний — на разной высоте, с разным количеством осадков, с разной почвой и разными растениями. Кроме того, небольшие группы мушек, а в некоторых случаях, возможно, и единичные оплодотворенные самки, время от времени перелетали или переносились ветром на другие острова, где от них происходили новые виды. Например, многие гавайские дрозофилы откладывают яйца в гниющие на земле листья. На материках эта ниша занята другими группами насекомых и иных беспозвоночных, но на Гавайях она оставалась почти незанятой.

Млекопитающие, населявшие Северную и Южную Америку, представляют собой еще один хороший пример того, как особенности распространения видов объясняются их эволюцией. Около 60 миллионов лет назад Северная Америка примыкала к Евразии, и там развивались парнокопытные, непарнокопытные, хоботные и хищные млекопитающие. Южная Америка в те времена лишь недавно отделилась от Австралии с Антарктидой, и на этом материке эволюционировали сумчатые, а также свои группы копытных, гигантские грызуны, ленивцы и броненосцы. Примерно 3 миллиона лет назад тектонические силы сблизили Северную и Южную Америку, а падение уровня моря привело к образованию Панамского перешейка. По нему обитатели Северной Америки — ламы, еноты, пумы, медведи и собаки — двинулись на юг, а броненосцы, ленивцы, дикобразы и опоссумы проследовали в обратном направлении, однако прижиться там смогли лишь немногие мелкие виды. А в Южной Америке почти вся самобытная фауна млекопитающих, сухопутных крокодилов и гигантских бегающих птиц была вытеснена пришельцами с Севера.

Мушки с пятнистыми крыльями

Гавайские мушки-дрозофилы представляют собой прекрасный пример так называемой «адаптивной радиации» (т. е. как бы приспособительного расхождения из одной точки), процесса, при котором предковый вид дает начало очень большому числу новых видов за сравнительно небольшой промежуток времени. Исследователи биологической эволюции сосредоточили особое внимание на группе, включающей приблизительно 100 видов дрозофил, обладающих характерными пигментными пятнами на довольно крупных крыльях. Эти виды — носители весьма любопытных сведений об эволюционной истории данной группы.

Клетки в слюнных железах личинок всех мушек из рода Drosophila содержат особые хромосомы, получившие название политенных. Эти хромосомы легко увидеть под микроскопом. Окрашенные определенным образом, они становятся полосатыми, покрываясь поперечными темными и светлыми полосами разной ширины. Благодаря этим полоскам в хромосомах несложно выявить такую разновидность хромосомных перестроек, как инверсии. Иногда фрагмент хромосомы переворачивается задом наперед в результате ошибок, происходящих при удвоении ДНК. В результате получается видоизмененная хромосома, часть которой, заметная благодаря порядку светлых и темных полос, развернута на 180 градусов. Многие инверсии такого типа происходили в разных участках хромосом в ходе образования разных видов дрозофил.

Принимая во внимание, что все гавайские виды мушек семейства Drosophilidae произошли от единственного вида, ученые исследовали политенные хромосомы разных видов на предмет изменений в расположении полос, чтобы восстановить последовательность, в соответствии с которой виды мушек переселялись со старых островов на новые и давали начало новым видам. Например, на Большом острове, самом молодом во всем архипелаге, в настоящее время обитает 26 видов дрозофил с пятнистыми крыльями. Исследуя инверсии, происходившие в хромосомах этих видов, и сравнивая эти данные с данными о видах, населяющих более старые острова, ученые установили, что дрозофилы Большого острова являются потомками 19 оплодотворенных самок или небольших групп мушек, проникших на этот остров с соседних, более старых островов.

Тема 2. Географическое распространение организмов. Учение об ареале

Цели и задачи изучения темы:определить сущность ареала, его свойства, формирование и типы; научить студента мыслить категориями географии ареалов видов (или других таксонов систематики организмов) или сообществ.

Распространение организмов

Распространение — это перемещение индивидуумов, их диаспор или личинок. Оно может быть пассивным, если обеспечено внешним агентом, и активным, когда организм обеспечивает свое распространение какими-либо способами передвижения.

Пассивное распространение:

1. Некоторые формы не используют внешние источники энергиидля распространения. Это тяжелые семена (барохоры), которые разбрасываются на небольшое расстояние при разрыве плода (дрок, бальзаминовые), либо погружаются в почву при помощи плодоножек (арахис – автохоры).Сюда относится вегетативное размножение при помощи корневищ, столонов или луковиц. Формы распространяются на небольшие расстояния, но зато население оказывается относительно плотным и хорошо защищенным от конкуренции других видов.

2. Распространение при помощи ветра, или анемохория,обеспечивается разнообразными морфологическими особенностями. К ним относятся:

а) легкость зачатков: таковы цисты простейших и коловраток, споры споровых растений, пылевидные семена орхидей. Одно семя орхидеивесит 0,006 мг.

б) крылатые диаспоры (крылатки), крылья — часть семени, плода, чашечки;

Читайте также  Отечественная география XVIII-XIX вв

в) оперенные диаспоры (летучки) — плоды или семена;

г) распространение соцветий, целых растений или животных. У растений этот способ наблюдается в пустынных и степных районах: «иерихонская роза» Сахары, верблюжья колючка («перекати-поле»). Лишайник «манна» египетско-арабской пустыни, распространен на скалах, слоевище которого может отделяться и скручиваться. Иногда сильные ветры могут перемещать на громадные расстояния насекомых. Ураганы вызывают знаменитые «лягушачьи» и «рыбные» дожди, благодаря которым возможно заселение изолированных водных бассейнов.

3. Проточные пресные воды — природный агент переноса водных организмов (гидрохория).Водяной гиацинт из тропической Америки, размножается вегетативно. Завезенный в качестве декоративного растения во Флориду, он распространился до Виргинии и достиг Калифорнии, из Явы распространился по Индонезии и проник в Австралию, на Филиппины, в Японию и на Гавайские острова. Это растение распространилось в Африке от Родезии до Камеруна.

4.Морские теченияпереносят не только водоросли и планктон, но и диаспоры наземных растений при соблюдении ряда условий:

а) диаспоры должны находиться на плаву долгое время, чтобы пройти расстояние между двумя берегами;

б) способность к прорастанию не должна нарушаться действием воды;

в) вид должен проявить способность к прорастанию и внедрению на новом берегу. Масса зачатков, выбрасываемых реками в море, не имеет будущего.

Мангровые деревья, произрастающие в илистых тропических эстуариях и лагунах, распространяются по береговой линии. Плоды кокосовых пальм способны развиваться на различных побережьях и таким образом колонизовали без помощи человека тропические острова Тихого и Индийского океанов.

5. Распространение при помощи животных, или зоохория.С помощью подвижных животных распространяются бактерии, споры, цисты. Благодаря голенастым и водоплавающим перелетным птицам распространяются болотные и водные виды. Семена путешествуют либо в их пищеварительном тракте, либо погруженные в приставший к лапкам ил. С помощью животных, имеющих шерстный покров, распространяются диаспоры, снабженные такими приспособлениями, как шипы, прицепки, липкий секрет. Среди беспозвоночных известны в качестве активных переносчиков многие виды муравьев (мирмекохория).

6. С доисторических времен все более и более эффективным агентом распространения становится человек.

а) сознательный агент распространения — расширение ареала культурных растений и домашних животных. Европейский обыкновенный скворец, ввезенный в Центральный парк Нью-Йорка в 1891 г, распространился концентрически почти по всему Востоку Соединенных Штатов, в Южной Африке, Австралии и Новой Зеландии. Мускусная крыса, или ондатра, ввезенная в Европу для разведения, образовала там значительные колонии из отдельных сбежавших особей.

б) будучи невольным агентом распространения сорняков, вирусов, гельминтов и др. Американская повилика ввезена во Францию в 1870 г. вместе с семенами люцерны. Солянкаввезена в Южную Дакоту в 1874 г. вместе с семенами льна.

Растения и животные случайно расселялись при помощи транспорта: железные дороги создали настоящую флору «балласта», а корабли переправили в Новый Свет черную и серую крысу.

Активное распространение

Активное распространение сыграло роль в расселении видов, способных быстро и длительно передвигаться,— например, водные виды (китообразные), наземные (волк), крылатые (странствующая саранча). Активные перемещения могут принимать характер массовых миграций (перелеты саранчи и бабочек, перемещения больших стад мелких грызунов — леммингов и серых крыс).

Географическое распространение жизни

Относительно происхождения живого вещества есть разные гипотезы. По одной из них, жизнь на Земле вообще не возникало, оно всегда было, потому что оно вечно так же, как вечна материя. Жизнь будто возникло вместе с планетой. Была выдвинута гипотеза, согласно которой жизнь возникла вне земли и на Землю занесена извне (гипотеза панспермии). Наиболее распространено мнение, что жизнь возникла на самой Земли на определенной стадии ее развития как планеты.

Первая гипотеза явно ошибочная. Независимо от того, как образовалась Земля — то с огненно-газовой вещества, то с холодной пылевато материи, — трудно предположить, что во времена становления планеты на ней уже была жизнь.

С гипотезой панспермии тоже не можно согласиться, потому что она не ставит вопрос о происхождении и развитии жизни, а говорит лишь, что оно занесено на Землю из других миров.

Истина, очевидно, в том, что жизнь не вечна. Оно возникло на Земле из неорганической материи на определенном этапе ее эволюции, по определенных условий ее существования. Жизнь возникла в результате постепенных преобразований неорганического вещества. Сначала возникла органическое вещество в простейшей форме. Проходили миллиарды лет, в течение которых она усложнялась, развивалась, пока наконец не образовались существующие формы высокоорганизованной материи.

Считают, что жизнь возникла в океане. По современными взглядами, океан — родина всего живого. Жизнь зародилась в воде, когда в земной атмосфере было мало кислорода. Процесс образования живой вещества сложный. Возможно, метан, аммиак и вода соединились в сложные молекулы — аминокислоты. Они стали строительным материалом для протеинов, которые являются основными компонентами живого вещества. Протеины, в свою очередь, объединялись и образовывали гигантские молекулы, которые имели свойство воспроизводиться. Это свойство и была первым шагом на пути формирования живого организма.

Живое вещество как результат закономерного развития поверхности планеты возникла около 3 млрд. лет назад. Поскольку развитие длился очень долго, формы жизни чрезвычайно разнообразны. Они разнообразнее, чем минеральное вещество на Земле.

Живых организмов на Земле очень много. Это обусловлено многочисленными факторами: благоприятными условиями для жизни, свойством организмов двигаться, размножаться, приспосабливаться к различным условиям существования т.д.

На нашей планете благоприятные условия для жизни. Большая часть ее поверхности имеет температуры от +50 до -50 °С. В таких условиях приспособлена большинство организмов. Особенно живучи простейшие организмы. Споры грибов выдерживают температуры +140, +180 °С, а некоторые бактерии выживают при температурах -200, -250 °С. Некоторые бактерии не погибают от кипячения в течение 100 ч., другие — выживают при погружении в жидкий гелий с температурой, только на 0,0075 °С выше абсолютного нуля. Но это исключения, которые касаются простейших организмов.

Земные организмы имеют определенную границу для приспособления. При высоких температурах разрушаются белки, которые являются основой жизни. Закипает и переходит в газовое состояние вода — основной растворитель, без которого невозможны многочисленные реакции, составляющие биохимический механизм жизни. Низкие температуры тоже ограничивают жизненные процессы. Исследования показали, что жизнь возможно в диапазоне от +80 до -70°С.

В пределах Солнечной системы, что имеет указанный температурный диапазон, жизнь, подобная земной, может существовать не ближе как 92 и не далее как 275 млн. км от Солнца. Это — границы экосферы — пространства в Космосе, где возможна жизнь на тех же принципах, что и земная. В пределах экосферы Солнечной системы находятся орбиты трех планет: Венеры, Земли и Марса.

На Земле, несмотря на довольно узкие температурные рамки жизни, оно — очень устойчивое явление. Ведь со времени возникновения жизнь никогда не прерывалась. Очевидно, и условия жизни на Земле в течение миллиардов лет существенно не менялись. На протяжении своего существования оно лишь непрерывно развивалось и распространялось очень на Земле.

Распространению организмов способствует и их способность двигаться. Благодаря подвижности организмы свободно розселюються по суше, в воде и приживаются везде, где есть условия для существования. Однако главной причиной их распространение на Земле является не механическое передвижение индивидов, а свойство размножаться, именно скорость их размножения. Размножение — это основной закон жизни. Вся структура организма, все его органы, все многочисленные физиологические процессы — все ЖИЗНИ организма и любой части его тела так или иначе направлено на размножение, на увеличение количества потомства. Поэтому потенциальные возможности размножения организмов неисчерпаемы.

Вот несколько примеров. Если бы сохранялось все потомство одного растения одуванчика, то через 10-12 лет ее массой можно было бы покрыть всю сушу. Одно растение мака ежегодно дает около 30 тыс. семян, а одна треска — несколько миллионов икринок. Діатомея (водоросль с кременистим панцирем, которая размножается делением) в течение 8 дней могла бы создать массу живого вещества, которая бы равнялась объема нашей планеты. Инфузория — туфелька (бактерия, появляется в воде, когда гниет растительная масса) в течение 5 лет может создать массу живой вещества, в 104 раза превышающую массу Земли. В течение 4,5 суток она может дать потомство 10 36 особей, которых хватило бы, чтобы заполнить все океаны. В течение 3-3,5 тыс. лет потомство слона — животного, медленнее всего размножается, — может покрыть весь земной шар сплошным слоем.

Способность организмов приспосабливаться к среды играет тоже не последнюю роль в их распространении. Внешнее среда все время меняется, соответственно до этого постоянно эволюционируют и организмы. Процесс приспособления организмов к среде непрерывный.

Следовательно, такие свойства организмов, как способность двигаться, размножаться и приспосабливаться к различным условиям среды, создают неограниченные возможности для увеличения их количества и расселения на Земле.

Однако практически потенциальные возможности безграничного увеличения организмов не осуществляются. В природе этот процесс ограничивается размерами Земли, естественным отбором, борьбой за существование, ограниченностью газообмена между организмами и средой и т.п., вследствие чего выживают не все организмы.

Хотя для Земли характерна многоярусность жизнь на суше и в океане, площадь поверхности Земли для существования организмов ограниченная. Это объясняется тем, что не все организмы могут жить рядом, рядом друг с одним. Если микроорганизмы могут существовать в огромной скученности, сплошными большими массами, то жизнь больших организмов ограничивается определенной плотностью на единицу площади, выше которой организмы погибают. Так, подсчитано, что для жизни слона в Индии нужна площадь 30 кв. км, для пчелы — 200 кв. м, для одного злака 25-30 кв. см.

Такие факторы, как естественный отбор, борьба за существования, ограниченность газообмена, связанные между собой и с ограниченностью площади Земли. Выживают самые совершенные формы, сильнейшие особи. Есть и другие факторы, которые противодействуют безграничному размножению организмов. Среди них в наше время надо назвать человека как мощный фактор преобразования живой природы.

Электронное оглавление

Глава XII
ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ

Современное распространение но может быть объяснено разницей в физических
условиях. — Значение преград. — Родство органических форм одного и того же
магерика. — Центры творения. — Способы расселения при переменах в климате it
уровне суши, а также при помощи случайных средств. Расселение в течение ледникового периода. — Чередование ледниковых периодов на севере и юге.

При изучении распространения органических существ на поверхности
земного шара нас поражает прежде всего тот замечательный факт, что ни
сходство, ни различия между обитателями разных областей не могут быть
вполне объяснены климатическими и другими физическими условиями.
В последнее время к такому заключению пришел почти каждый из занимавшихся этим вопросом. И чтобы доказать его справедливость, почти
достаточно примера, представляемого одной Америкой. Так, если мы
исключим полярную и северную умеренную области, все авторы согласятся, что в числе самых основных подразделений в географическом распространении представляются Новый и Старый Свет, хотя, странствуя по
обширному Американскому материку, начиная с центральных частей Соединенных Штатов и кончая его наиболее южным пунктом, мы встречаемся
с самыми разнообразными условиями почти при любой температуре:
влажными областями, безводными пустынями, высокими горами, травянистыми равнинами, лесами, болотами, озерами и большими реками.
Вряд ли имеется такой климат или условие в Старом Свете, которому не
нашлось бы соответствующего в Новом, по крайней мере настолько, насколько это необходимо для одного и того же вида. Несомненно, в Старом
Свете можно указать небольшие области более жаркие, чем в Новом, но
их фауна не отличается от фауны окружающих областей, так как редко
группа организмов бывает приурочена к небольшой области, отличающейся своеобразными условиями только в слабой степени. И несмотря на
этот общий параллелизм в физических условиях Старого и Нового Света.
как велико различие между их населением!

Читайте также  Горные хребты Кавказа

В южном полушарии, сравнивая обширные пространства суши в Австралии, Южной Африке и на западе Южной Америки между 25 и 35°
широты, можно найти области, до крайности сходные по всем своим физическим условиям, и в то же время едва ли можно указать три более различные фауны и флоры. Кроме того, сравните две группы форм Южной

^ 316 Географическое распространение

Америки, к югу от 35° шпроты и к северу от 25° широты, следовательно,
разделенные пространства в 10° широты и подвергающиеся весьма различным условиям; мы найдем, тем не менее, что они несравненно теснее связаны друг с другом, чем с формами Австралии и Африки, обитающими
почти в тех же самых климатических условиях. Аналогичные факты можно
привести и для обитателей морей.

При нашем общем обзоре другой важный факт поражает нас: разного
рода преграды или препятствия для свободной миграции находятся в самой тесной и важной связи с различиями между формами из разных областей. Мы усматриваем это в глубоком различии почти у всех наземных
форм Нового и Старого Света; исключение составляют северные части, где
материки почти соединяются и где при несколько ином климате могла
происходить свободная миграция северных умеренных форм, подобно
тому, как это происходит теперь только для собственно полярных форм.
Тот же факт обнаруживается и в глубоком различии между обитателями
Австралии, Африки и Южной Америки, взятыми на одной и той же шпроте, так как эти страны всегда изолированы друг от друга насколько
только возможно. Таким образом, мы встречаемся с тем же фактом на
каждом материке; в частности, на противоположных сторонах высоких и
непрерывных горных цепей, обширных пустынь, даже больших рек мы
находим различные формы; но так как горные цепи, пустыни и пр. не настолько непроходимы, как океаны, разделяющие материки, и, по всему
вероятию, существуют не столь продолжительное время, то разница в этих
случаях гораздо меньше, чем разница между различными материками.

Обращаясь к океану, мы встречаемся с тем же законом. Морские обитатели восточных и западных берегов Южной Америки различны, исключая немногих общих обоим берегам моллюсков, ракообразных и иглокожих; но д-р Гюнтер недавно показал, что на противоположных берегах
Панамского перешейка живет около 30 % одних и тех же рыб, что заставило натуралистов предположить, что перешеек был некогда проходим.
На запад от берегов Америки тянется обширное пространство открытого
океана, где нет ни одного острова, на котором могли бы осесть переселенцы; в этом случае мы сталкиваемся с преградой другого рода, и, как
скоро минуем ее, па восточных островах Тихого океана встречаем другую
и притом совершенно отличную фауну. Таким образом, три морские фауны
распространены в северном и южном направлениях параллельно друг
другу и недалеко одна от другой в соответствующих климатических условиях, но. будучи отделены друг от друга непреодолимыми преградами,
будет ли это суша пли открытое море, они почти совершенно различны.
С другой стороны, направляясь еще далее на запад от восточных островов
тропических частей Тихого океана, мы не встречаем непреодолимых
преград и находим или бесчисленные острова в качестве мест для поселения или непрерывную береговую линию, пока, наконец, не пересечем полушария и не подойдем к берегам Африки; и на всем этом обширном пространстве мы не встречаем резко разграниченных и различных морских
фаун. Хотя очень немногие морские животные общи трем вышеупомянутым соседним фаунам восточного и западного побережья Америки и

^ Географическое распространение 317

восточных островов Тихого океана, но многие рыбы проникают из Тихого
в Индийский океан и многие моллюски общи восточным островам Тихого
океана и восточным берегам Африки, которые лежат почти под противоположными меридианами.

Третий важный факт, отчасти уже заключающийся в предыдущих
данных, состоит в родстве форм одного и того же материка или моря,
хотя виды могут быть различны в разных местах и стациях. Это чрезвычайно общий закон, доказанный бесчисленными примерами на каждом
материке. Тем не менее натуралист, странствуя, например, с севера на
юг, всегда поражается тем, как группы близких, но представляющих
видовые отличия форм последовательно замещают друг друга. Он слышит,
что близкие, но все-таки различающиеся виды птиц имеют почти одинаковый голос, видит, что их гнезда очень похожи, хотя и не вполне сходны
по постройке, и окраска яиц почти одинакова. Равнины, расстилающиеся
у Магелланова пролива, населены одним видом Bhea (американского страуса), а лежащие севернее равнины Ла-Платы — другим видом того же
рода, но не настоящим страусом и не эму, сходными с теми, которые под
той же широтой живут в Африке и Австралии. На тех же равнинах ЛаПлаты мы видим агути и вискашу — животных, очень сходных по своему
образу жизни с нашими зайцами и кроликами и принадлежащих также
к отряду грызунов, но с резко выраженным американским типом организации. Поднимаясь на высокие пики Кордильеров, мы находим альпийский
вид вискаши; в водах вместо бобра и выхухоли мы встречаем коипу и канибару — грызунов южноамериканского типа. Можно привести бесчисленное множество и других примеров. Так, на островах, лежащих у американского побережья, как бы ни были они различны в геологическом
отношении, обитатели всегда резко выраженного американского типа,
хотя все они могут быть представлены своеобразными видами. Обращаясь
к далекому прошлому, мы находим, как это показано в предыдущей главе,
американские типы доминирующими как на Американском материке, так
и в американских морях. В этих фактах мы видим глубокую органическую
связь, существующую во времени и пространстве на известной площади
суши или воды независимо от физических условий. И не любознателен
тот натуралист, который не задается вопросом, что означает эта связь.

Эта связь есть просто наследственность, та единственная причина, которая, как мы это положительно знаем, обусловливает образование организмов или совершенно сходных, или, как это имеет место у разновидностей, близко сходных. Несходство между обитателями разных областей
может быть приписано их модификации посредством вариации и естественного отбора и, вероятно, в меньшей степени определенному влиянию различных физических условий. Степень несходства зависит от того, насколько была затруднена миграция доминирующих форм жизни из одной
области в другую в более или менее отдаленные периоды, от свойств и
численности предшествующих мигрантов и от влияния одних обитателей
на других, ведущего к сохранению различных модификаций; взаимное отношение организмов в борьбе за жизнь, как это мною уже неоднократно
отмечалось, явля ется самым важным из всех отношений. Отсюда — важное

^ 318 Географическое распространение

значение преград, задерживающих миграцию, чем дается время для медленного процесса модификации посредством естественного отбора. Широко
распространенные, обильные особями виды, которые победили уже многих
конкурентов в своих обширных коренных областях, имеют также наилучшую возможность для захвата новых мест, когда они попадают в новые страны. На своей новой родине они должны попасть в новые условия
и часто подвергаются дальнейшей модификации и улучшению; вследствие
атого они станут еще более способными к победе и произведут группы
модифицированных потомков. Основываясь на этом принципе наследственности и модификации, можно понять тот столь обыкновенный и
хорошо известный факт, что подразделения рода, целые роды и даже семейства ограничены в своем распространении одними и теми же областями.

Как было замечено в предыдущей главе, у нас нет никаких доказательств существования какого-либо закона предопределенного развития.
Так как изменчивость каждого вида есть независимое свойство и будет
использовано естественным отбором лишь до тех пор, пока оно полезно
каждой особи в ее сложной борьбе за жизнь, то величина модификации
разных видов не может быть однородной. Если бы несколько видов после
длительной взаимной конкуренции в их коренной области целиком мигрировало в новую область, которая впоследствии оказалась изолированной,
то они были бы мало подвержены модификации, потому что ни миграция,
ни изоляция сами по себе никак не влияют. Эти факторы действуют только
тем, что ставят организмы в новые отношения друг к другу и в меньшей
степени к окружающим их физическим условиям. Как мы видели в предыдущей главе, некоторые формы почти сохранили присущее им своеобразие со времени чрезвычайно отдаленного геологического периода, точно
так же некоторые виды мигрировали на огромные расстояния и мало или
совсем не модифицированы.

Согласно этим взглядам, очевидно, что виды одного рода, хотя бы населяющие самые отдаленные друг от друга части света, должны были первоначально выйти из одного места, так как они произошли от общего предка.
По отношению к тем видам, которые в течение всех геологических периодов претерпели лишь незначительные модификации, нетрудно доказать, что
они расселились из одной области, потому что на протяжении значительных географических и климатхгческих перемен, имевших место с древнейших времен, миграции могли происходить почти в неограниченных размерах. Но во многих других случаях, когда мы имеем основание думать,
что виды одного рода произошли в сравнительно недавнее время, это
представляет значительные трудности. Точно так же очевидно, что особи
одного и того же вида, хотя живущие ныне в отдаленных друг от друга
и изолированных областях, должны были расселиться из одного места,
где первоначально возникли их родители, потому что, как это было объяснено, невероятно, чтобы совершенно сходные между собой особи могли
произойти от родителей, принадлежавших к различным видам.

^ Единые центры предполагаемого творения