<<
>>

О причинах вымирания

Ч.              Дарвин считал, что вымирание видов и надвидовых таксонов происходит в результате прогрессивной эволюции. Более приспособленные потомки вытесняют своих менее приспособленных предков.

А. П. Расницин использовал для обозначения этого соотношения приспособленностей выражения инадаптация и эвадаптация. Он расширил смысл термина инадаптация, предложенного В. О. Ковалевским, на все случаи утраты приспособленности. Этот подход к объяснению причин вымирания применим к процессам когерентной эволюции, но не к экологическим кризисам. Как показано в гл. 13, в периоды кризисов потомки не вытесняют предков, а замещают их в процессе возникновения лицензий, причем, часто это замещение происходит со значительным временным лагом. Большинство семейств мезозойских насекомых вымерло в середине мела, а их разнообразие восстановилось только в палеогене. Дарвиновский подход не исчерпывает проблему вымирания.

Биоценотические кризисы неоднократно происходили в истории биосферы. Возникновение фотосинтеза и формирование кислородной атмосферы, начавшееся более 3 млрд лет назад с возникновением цианобактерий, послужило причиной вымирания почти всей гетеротрофной докисло- родной биоты прокариот.

Во время пермо-триасового биогеоценотического кризиса в морях вымерло около 50% семейств, 70% родов и, по-видимому, около 90% видов растений и животных. На суше в конце перми вымерла большая часть стегоцефалов. Во время мелового биоценотического кризиса в морях вымерло около 25% семейств. Повторяемость биоценотических кризисов заставила ряд исследователей искать их причины среди факторов космического происхождения, таких как вспышки сверхновых звезд вблизи солнечной системы, падения на Землю гигантских метеоритов и т. п. явлений. Так американские палеонтологи Payn и Сепковский (1993) высказали гипотезу,

согласно которой, каждые 28 млн лет Земля (и вся Солнечная система) оказываются под влиянием второй звезды, парной Солнцу — Немезиды.

Возникающие гравитационные возмущения приводят к тому, что крупные метеориты из пояса астероидов падают на Землю. Вызываемые этими падениями тучи пыли затмевают солнечный свет и происходит резкое похолодание — аналог «ядерной зимы», предсказанной физиками в качестве последствия атомной войны. Эти катаклизмы и приводят к массовым вымираниям. Основой гипотезы Раупа-Сепковского послужил подсчет биоразнообразия за всю историю биосферы, в основном по морской фауне. Однако, сами авторы отметили, что периодичность в 28 млн лет в ряде случаев вымираний выдерживается не точно.

Среди широкой публики, в том числе и ученых не биологов, основной интерес вызывает именно меловой биоценотический кризис, причем не столько сам кризис, сколько вымирание динозавров. Вероятно, этот интерес обусловлен, в первую очередь, тем, что про фораминифер или брахиопод знают немногие, а про динозавров — все.

Для объяснения мелового кризиса Альварес (1980) предложил метеоритную гипотезу. Эта гипотеза основана на том, что в слоях осадков, разграничивающих мел и палеоген, то есть, мезозой и кайнозой, концентрация редкого на Земле металла иридия примерно в 20—120 раз превышает его среднюю концентрацию в осадочных отложениях. Легко предположить, что этот иридий имеет космическое происхождение. Альварес подсчитал, что для доставки на Землю такого количества иридия необходим метеорит диаметром около 10 км и массой IO10 т. Удар его о поверхность нашей планеты должен был создать воронку диаметром около 100 км. Этому соответствует кратер Чикксулуб на Юкатане. Удар подобного метеорита должен был выбросить в атмосферу примерно 6 • 1011 т пыли, что привело к метеоритной зиме, вымиранию динозавров на суше и гибели морской биоты. Сокращение инсоляции уничтожило морской фитопланктон, в воде стала накапливаться углекислота, отравившая животных.

Подобные гипотезы, получившие название импактных (ударных) к сожалению, очень плохо согласуются с данными палеонтологии. He говоря уже о том, что иридиевые аномалии при более детальных исследованиях обнаружены в слоях предшествующих границе мезозоя и кайнозоя на миллионы лет, ни одно вымирание не было мгновенным даже в геологических масштабах времени.

Вымирание морской биоты: фораминифер, радиолярий, моллюсков, продолжалось около 100 тысяч лет. Оно привело к возникновению мощных биогенных отложений CaCO3, что и обусловило название мелового периода. При этом ряд групп, например, белемниты из головоногих моллюсков, вымерли раньше иридиевой аномалии. Кроме того, огромные кратеры от ударов метеоритов, до 300 км в диаметре, имеют разный геологический возраст, но их возраст не коррелирует с массовыми вымираниями.

Что касается вымирания динозавров, то оно не связано ни с иридиевой аномалией, ни со сменой мезофита кайнофитом. Наибольшего разнообразия эти рептилии достигли именно в конце мелового периода. Дело в том, что темпы вымирания динозавров практически не менялись в течение всего позднего мезозоя, но, в конце мела, перестали возникать новые роды и виды, т. е. начался биологический регресс таксона, приведший к его исчезновению.

Среди экологических причин этого явления называют две. Гигантские травоядные динозавры, такие как диплодок, бронтозавр и им подобные, вели полуводный образ жизни. Об этом свидетельствует строение их конечностей, суставы которых были снабжены мощными хрящевыми прокладками — «подушками». Если бы эти животные вели сухопутную жизнь, эти прокладки сплющились бы под давлением многотонной массы тела. В воде архимедова сила компенсировала это давление, а длинная шея позволяла видеть и дышать над водой. Они питались, по-видимому, матами водной растительности, образованными водными мхами и печеночниками, и служившими средой обитания водным беспозвоночным. Смена мезофита кайнофитом и распространение водных макрофитов сократила кормовую базу этих гигантов, не «сумевших», в силу своей специализации, адаптироваться к новым условиям. Вслед за гиперморфными травоядными вымерли и специализированные для охоты на них гигантские хищники, такие как тиранозавр и гадрозавр. Сухопутные динозавры, напротив, приспособились к питанию покрытосеменными, о чем свидетельствует строение их зубов.

Гипотеза, объясняющая прекращение видообразования среди сухопутных динозавров, заключается в том, что во второй половине мела стали многочисленными плацентарные млекопитающие, обладавшие совершенной гомойотермией. Это давало им преимущество ночной охоты. Крупные динозавры, по-видимому, обладали инерционной гомойотермией. Огромное тело этих животных столь медленно остывало, что они могли быть активными и ночью. Иное дело молодь этих животных, которая как и мелкие (размером с варана) динозавры при охлаждении теряли активность и были легкой добычей млекопитающих. Снижение численности (и плотности) популяций динозавров имело двоякое значение. С одной стороны, оно могло нарушить популяционную структуру, что само по себе служит причиной вымирания. С другой стороны, снижение численности популяций уменьшает генофонд и понижает эффективность естественного отбора, что, собственно, и могло стать причиной прекращения возникновения новых видов динозавров в конце мелового периода. Надо, однако, отметить, что эти гипотезы не объясняют вымирания птерозавров — рыбоядных хищников и морских плезиозавров и мозазавров — тоже крупных рыбоядных хищников. Кормовая база и тех и других оставалась стабильной. Конкурентное вытеснение птерозавров птицами, а морских рептилий какими-то другими водными хищ

никами остается под вопросом. Возможно, в вымирании этих таксонов ка- кую-то роль сыграла именно их высокая приспособленность.

Гипотеза, объясняющая вымирание пещерного медведя Ursus speleus именно тем, что этот вид не имел в современной ему фауне ни врагов, ни конкурентов, была предложена С. А. Северцовым (1951) на основе данных австрийского палеонтолога Абеля, исследовавшего множество костей этих животных, накопившихся в одной из альпийских пещер в течение рисс-вюрмского межледникового потепления, длившегося примерно от 200 до 100 тысяч лет назад. Пещерный медведь был приблизительно в 1,5 раза крупнее самых крупных современных камчатских и аляскинских бурых медведей. Как и все медведи, это было всеядное животное. О том, что у него не было врагов, свидетель твуют две группы фактов. Во-первых, медведи часто умирали в своей пещере от старости. Они болели ревматизмом, о чем свидетельствуют патологические изменения костей их конечностей. Во-вторых, изменчивость их черепов была очень сильной особенно по относительной длине нижней челюсти, от перекуса, как у бульдогов, когда резцы нижней челюсти располагаются впереди от верхних, до недокуса, когда нижняя челюсть несколько короче верхней. Подобная изменчивость свидетельствует о слабом стабилизирующем отборе; то есть о том, что жизнь пещерных медведей мало зависела от их строения.

Крупные животные, как правило, К-стратеги. Они обладают низкой плодовитостью. Современные бурые медведи рожают зимой I—2 медвежат в год и заботятся о них в течение двух лет. Возможно, плодовитость пещерного медведя была еще ниже. Согласно С. А. Северцову, начало вюрмского оледенения, то есть удлинение холодного времени, привело к увеличению смертности медвежат в конце зимы — начале весны, когда пищи мало, а матери истощены после продолжительной спячки и выкармл вания потомка. Эта детская смертность не компенсировалась плодовитостью. В результате исследованная популяция пещерных медведей вымерла. В последние годы были найдены и изучены более 30 тыс. остатков скелетов пещерного медведя из захоронений на Среднем и Южном Урале, относящиеся к Голоцену (Косинцев, Воробьев, 2001). Авторы отметили высокую индивидуальную изменчивость этих животных и показали, что максимальная их смертность приходилась на первую самостоятельную зимнюю спячку. По-видимому молодые звери, не сумевшие накопить достаточно жировых запасов, не выдерживали продолжительной зимней голодовки.

Обычно в качестве причин вымирания рассматривают специализацию и инадаптивную эволюцию. Специализированные виды не успевают адаптироваться при достаточно резких изменениях среды. Например, ленивцы, обитающие в сельве — влажном тропическом лесу Амазонки — могут перебираться по ветвям с дерева на дерево, неплохо плавают, но почти неспособны ходить по земле. Исчезновение, или хотя бы изреживание древостоя

при иссушении климата приведет к вымиранию обоих видов ленивцев. Примеры вымирания литоптерн и креодонтов в результате инадаптивной эволюции этих животных рассмотрены выше (12.3).

В настоящее время основной причиной вымирания диких видов являются антропогенные факторы. С 1600 г. человек уничтожил 384 вида высших растений и 242 вида позвоночных животных. Примеры прямого уничтожения американских бизонов, зубров в Европе, дронта на о, Святого Маврикия, бескрылой гагарки и многих других видов, общеизвестны. Однако, гораздо большее значение имеют урбанизация и сельскохозяйственное освоение территорий то есть разрушение естественных экосистем. Выше (гл. 3) приведен пример обеднения энтомофауны целинной степи при превращении ее в пшеничное поле. He меньшее значение имеет и загрязнение окружающей среды как пестицидами, так и промышленными отходами. По подсчетам некоторых исследователей в настоящее время ежедневно вымирает I вид животных и еженедельно I вид растений. Возможно, эти оценки завышены.

Следует, однако, отметить, что целый ряд видов неспособны уничтожить все направленные против них современные средства медицины и химической промышленности. Таковы природно-очаговые инфекции: чума, туляремия, малярия гельминтозы и т. п. Таковы инфекции, циркулирующие среди людей или сельскохозяйственных животных: грипп, туберкулез, ящур и т. п. Таковы микозы сельскохозяйственных растений: ржавчина, фитофтора и т. п. Таковы насекомые и нематоды — вредители сельского хозяйства. Таковы синантр пные мышевидные грызуны, в первую очередь, домовая мышь, серая и черная крысы, рыжий таракан и постельный клоп. Все эти виды гибко приспосабливаются и к новым пестицидам и лекарствам, и к изменению агротехники. Таким образом, одни виды вымирают, а другие адаптируются даже к столь сильным изменениям естественных экосистем, которые создает деятельность человека.

Суммируя все вышесказанное о причинах вымирания организмов, следует признать, что наиболее общее объяснение причин вымирания дал американский палеонтолог Марш (1888), писавший, что вымирание обусловлено отставанием темпов эволюции таксона от темпов изменения окружающей среды. Однако, это отставание, как следует из вышеизложенного, может быть обусловлено очень разными причинами. Проблема вымирания нуждается в дальнейшей разработке.

<< | >>
Источник: Северцов А. С.. Теория эволюции: учеб. для студентов вузов, обучающихся по направ Лению «Биология». 2005

Еще по теме О причинах вымирания:

  1. Вымирание групп и его причины
  2. 9-7. К диатропике вымираний
  3. 9-7* Статистика вымираний и фракталы
  4. 9-6. Проблема вымирания
  5. Вымирание «ужасных ящеров
  6. Б. Процесс расхождения видов и вымирание переходных форм
  7. ПРИЧИНЫ БИОСФЕРНЫХ КРИЗИСОВ
  8. ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ ИСЧЕЗНОВЕНИЯ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
  9. Причина и следствие
  10. Дополнение 7. Формирующая причинность
  11. ПРИЧИНЫ СОВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА
  12. Причины эндогенного развития ценотических систем
  13. ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ БОЛОТ И ИХОСОБЕННОСТИ