Особливості тваринного і рослинного світу островів

Особливості тваринного і рослинного світу островів
Рисунок 1 — А. Дарвінові в’юрки поїдають найрізноманітнішу їжу і населяють найрізноманітніші місця існування; настільки ж різноманітні за своєю формою, незважаючи на близьку спорідненість їх власників, дзьоби в’юрків. Б. Поширення різних видів в’юрків на Галапагоських островах (включаючи о. Кокос). На карті вказане число видів, які зустрічаються на кожному з островів.

Фауна і флора островів (оточені вони водами океану чи «морем» відрізної рослинності) мають декілька особливостей, які відрізняють їх від фауни і флори материків. Особливості острівних біот пояснюють три важливі взаємозалежні положення, а саме: у відповідності між організмом і середовищем присутня історична складова; варіант «досконалого організму», що відповідає даному типу умов існування, не обов'язково єдиний; природний добір, впливаючи на зовсім різні організми, здатний приводити їх у відповідність із однотипними умовами існування.

Попросту кажучи, фауна і флора островів мають дві відмінні риси: на островах менше видів, ніж на материкових ділянках тих же розмірів; крім того, багато острівних видів злегка або навіть істотно відрізняються від видів, які населяють найближчу ділянку материка. Основних причин дві. По-перше, фауна і флора острова обмежені формами, предки яких зуміли до цього острова добратись; сила цього обмеження, звичайно, визначається віддаленістю острова від материка або від інших островів і різна для різних груп організмів залежно від властивої цим організмам здатності до розселення. По-друге, через цю ж відособленість швидкість еволюційного перетворення острівної популяції може виявитись достатньою для того, щоб подолати наслідки обміну генетичним матеріалом з батьківською популяцією на материку.

Розтлумачимо другий пункт докладніше. Біологи визнають організми приналежними до одного виду, якщо ці організми здатні схрещуватись, вільно обмінюючись при цьому генетичним матеріалом і народжуючи плодовите потомство. Такий обмін генами (як, втім, і перетасування генів в результаті рекомбінації) сприяє згладжуванню генетичної неоднорідності популяції. Навпаки, репродуктивна ізоляція (наприклад, подібна до тієї, що існує між острівною та материковою популяціями) зазвичай створює передумови еволюційного становлення більш локалізованих, сугубо місцевих відповідностей між організмами і середовищем. Дійсно, репродуктивна ізоляція — це, очевидно, істотний крок на шляху до розщеплення єдиного предкового виду тварин на два. Ця обставина, без сумніву, багато дає для розуміння того, чому на островах багато ендемічних видів, а також особливих «рас» або «підвидів», що відрізняються від материкових форм, але не настільки, щоб іменуватись окремими видами.

Один з найяскравіших прикладів острівного видоутворення являють плодові мухи роду Drosophіla, що населяють Гавайські острови. Цей приклад добре вивчений у генетичному відношенні. Гавайський острівний ланцюг — вулканічного походження (рисунок 2); він формувався поступово протягом останніх 40 млн. років у міру того, як центральна частина Тихоокеанської літосферної плити, потроху зсуваючись у північно-західному напрямку, проходила над магматичним вогнищем (таким чином, острів Ніїхау — найдавніший з Гавайських островів, а сам острів Гавайї — наймолодший). Розмаїтість гавайських дрозофіл разюча: в усім світі налічується близько 1500 видів роду Drosophіla, але з них щонайменше 500 зустрічаються виключно на Гавайських островах. Таке різноманіття хоча б частково пояснюється тим, що Гавайї буяють «островами на островах»: в багатьох місцях потоки лави відгородили ділянки рослинності (такі ізоляти називаються «кіпука»).

Особливий інтерес представляють приблизно 100 видів «візерунчатокрилих» дрозофіл. Генеалогічні зв'язки цих мух можна простежити, вивчаючи поперечну розкресленість гігантських хромосом в клітинах слинних залоз їх личинок. Відповідне «еволюційне древо» зображене на рисунку 2; кожен вид вказаний над зображенням того острова, на якому він зустрічається (видів, що зустрічаються більш ніж на одному острові, тільки два). Історична складова в тому, «хто де живе», очевидна: більш древні види населяють більш древні острови, а в міру утворення нових островів до них добирались переселенці, які давали початок новим видам. Принаймні деякі з цих видів, зважаючи на все, відповідають тим самим умовам існування, яким на інших островах відповідають інші види. Прикладом можуть служити два споріднені види — D. adіastola (вид 8) і D. setosіmentum (вид 11): перший зустрічається тільки на острові Мауї, а другий — тільки на острові Гавайї, але умови, в яких вони живуть, явно ідентичні. Найцікавіше, звичайно, те, яку важливу роль ізоляція, супроводжувана природним добором, відіграє в утворенні нових видів (і, таким чином, нових відповідностей між організмами і середовищем).

Рисунок 2 — Еволюційне генеалогічне древо візерунчатокрилих Drosophіla Гавайських островів. Спорідненість між видами простежена шляхом вивчення поперечної розкресленості хромосом. Найдавніші види — D. primaeva (вид 1) і D. attigua (вид 2); вони зустрічаються лише на найдавнішому з заселених дрозофілами островів (Ніїхау). Ці види, як і решта з числа нині існуючих, позначені чорними кружками; види гіпотетичні, існування яких в минулому доводиться припустити для встановлення зв’язків між видами нині існуючими, позначені білими кружками. Позначення кожного виду розміщене над тим островом (або островами), де він зустрічається (при цьому острова Молокаї, Ланаї та Мауї об’єднані в одну спільну групу). Перший вселенець з роду Drosophіla, ймовірно, дістався Гавайського архіпелагу 40 млн. років тому — тоді, коли жодного із сучасних островів ще не існувало.

Найвідоміший приклад острівної еволюції та острівного видоутворення — знамениті дарвінові в’юрки Галапагоських островів. 13 видів в’юрків становлять приблизно 40% загального числа видів птахів, які населяють острови. В’юрки займають найрізноманітніші ареали і споживають найрізноманітнішу їжу (рисунок 1); всі вони, однак, близько спорідненні і швидше за все походять від якогось спільного предка, який нагадував сучасного в’юрка, що живе на острові Кокос. На відособлених Галапагоських островах природний добір впливав на той матеріал, якому призначено було туди потрапити, і призводив до виникнення організмів, які відповідали таким умовам, яким в інших місцях відповідають організми зовсім інших видів.

X

Вхід

Завантажую...