Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата

В Байкале при интенсивном развитии диатомовых водорослей в некоторые сезоны года концентрации минеральных форм фосфора могут снижаться в 3 раза [Вотинцев и др., 1975] и вегетация водорослей прекращается. Вегетация водорослей начинается только тогда, когда фосфор с глубины 100-300 м поступает в верхние слои воды [Lake Baikal.., 1998].

Предположение о том, что в период похолоданий, сопровождающихся образованием ледников, в Байкале существовали и нормально вегетировали только синезеленые водоросли [Афонина, Карабанов, 2001] противоречит особенностям физиологии синезеленых водорослей (на единицу синтезированного вещества они расходуют в 3-5 раз больше фосфора, чем диатомовые водоросли [Петрова, 1990].

Анализ всех доступных материалов позволяет сделать предположение о том, что во время последнего похолодания (37-11 тыс. лет назад) продукция органического вещества в водной толще открытого Байкала была либо ничтожно мала, либо совсем отсутствовала, а вследствие этого (отсутствие синтеза первичного органического вещества) отсутствовали животные, так как не было водорослей, продуцирующих первичное органическое вещество, а, следовательно, не было пищи для зоопланктона, рыб и донных животных.

В глубоководной части Среднего и Южного Байкала диатомовые водоросли появились около 11 тыс. лет назад [Хурсевич, 2001], в Северном Байкале около 7,5 тыс. лет назад [Безрукова и др., 1991].

В кернах, взятых в Северном Байкале на глубинах 985 м, 922 м и 810 м в донных отложениях с возрастом около 8 тыс. лет гуминовые кислоты (продукт разложения органического вещества) не были обнаружены [Афонина, Карабанов, 2001]. Можно предположить, что жизнь 7,5 тыс. лет назад в глубоководной части Северного Байкала отсутствовала, а 10 тыс. лет назад жизнь отсутствовала в глубоководной части Среднего и Южного Байкала.

Остается предположить, что жизнь в озере Байкал в период последнего похолодания (37-11 тыс. лет назад) сохранялась в прибрежной части озера до глубин 20 м.

Подводные склоны котловины озера устроены следующим образом: от уреза воды идет мелководная терраса с углами наклона не более 70 до глубин 15-20 м, затем уклон возрастает до 30-600 до глубин 700-900 м, и начинается относительно выровненное дно [Lake Baikal…, 1998]. Ширина прибрежной подводной террасы колеблется от 50 до 500 м у западного берега и до 1000 м у восточного берега.

В период похолодания сток воды в озеро Байкал сокращался, но уровень воды не мог понизиться более чем на 2 м. В это время река Ангара уже существовала и при понижении уровня озера на 2 м сток воды из озера прекращался. Более суровые климатические условия в этот период (среднегодовая температура около -60С, незначительное количество осадков [Палеоклиматические реконструкции.., 1987]) резко снижали испарение влаги с акватории озера, а с незанятых ледником территорий осуществлялся сток воды в озеро.

В прибрежные воды поступало органическое вещество – остатки наземной растительности. На мелководье остатки наземной растительности подвергались бактериальной деструкции. Бактериями могли питаться динофлагелляты (простейшие, способные к гетеротрофному питанию, но имеющие хлоропласты, содержащие фотосинтетические пигменты, а значит, способные к фотосинтезу органического вещества).

В озерах с низкой концентрацией биогенных веществ пищевая цепь начинается не с фотосинтезирующих водорослей, а с бактерий. Комплекс «бактерии-динофлагелляты» создает первичное органическое вещество, которое обеспечивает существование всего остального населения – инфузорий, низших ракообразных, коловраток и т.д. [Jansson et al.., 2000].

Во время похолоданий-оледенений жизнь в Байкале сохранялась на прибрежных мелководных террасах в тех местах, где она не уничтожалась сползающими с гор ледниками - вдоль западного побережья Южного Байкала.

Об этом свидетельствует и вертикальное распределение эндемичных видов таксономических групп с высоким уровнем эндемизма.

В зоне глубин 0-20 м обитает 59,1% эндемичных видов гаммарид (уровень эндемизма группы 99,1%), 84,2% эндемичных видов остракод (уровень эндемизма группы – около 100%), 77,9% эндемичных видов турбеллярий (уровень эндемизма группы 94,6%), 70,2% эндемичных видов моллюсков (уровень эндемизма группы 58,0%) [Рассчитано по данным, приведенным в Lake Baikal…, 1998].

Несомненно, что видообразование шло на прибрежных мелководных террасах. Заселение глубин после последнего похолодания шло с мелководий западного берега озера. На это указывает значительный диапазон глубин, на котором может обитать один и тот же вид: 21,4% всех видов гаммарид, 8% турбеллярий, 10% олигохет, 5% остракод, 3% моллюсков встречается в диапозоне глубин от 1 до 1500 м [Lake Baikal…, 1998].

Большинство исследователей [Кожов, 1962; Талиев, 1948; Лукин, 1986] подчеркивали, что современная фауна Байкала образовалась от немногих видов-основателей. Новые виды осваивали новые ниши и еще более отдалялись морфологически от видов-основателей, так 225 ныне существующих видов гаммарид произошли от 4-5 видов-основателей, 28 видов бычков – от 2-3 видов, 77 видов турбеллярий – от 3-4 видов [Lake Baikal…, 1998].

Если учесть, что виды животных, обитающие на глубинах более 20-50 м не могли сохраниться в период последнего похолодания, то можно предположить, что скорость видообразования должна быть очень высока, так как в настоящее время в Байкале около 1800 видов животных [Lake Baikal…, 1998].

Основное положение теории молекулярной эволюции – постоянство скорости эволюции. Скорость эволюции на основе мутаций низка: 1 род за 10 млн лет, 1 вид за 1 млн лет. Основоположник этой теории М. Кимура [1985] подчеркивал, что молекулярная эволюция и организменная эволюция имеют различные механизмы. Виды могут образовываться за более короткий срок, чем предсказывает теория молекулярной эволюции.

Палеонтологические данные, полученные при бурении донных отложений озера Байкал, свидетельствуют, что интервалы существования некоторых видов диатомовых водорослей из рода стефанодискус необычайно короткие – 13-15 тыс. лет [Хурсевич и др., 2001].

В 1970-1990-е годы 20 столетия были получены данные о том, что многие мутации не обладают нейтральным действием, а скорость их накопления может быть различной для разных участков ДНК и на разных этапах эволюции. Кроме того, была выявлена роль повторяющихся нуклеотидных последовательностей ДНК и мобильных элементов ДНК в быстрых преобразованиях генома.

В настоящее время известны механизмы быстрых наследственных преобразований [Голубовский, 2001]. Существуют два пути наследственных изменений: облигатный – возникновение мутаций и факультативный – активация некоторых повторяющихся последовательностей нуклеотидов («молчащих генов») и включение в «работающие» гены мобильных элементов ДНК. На основе факультативных изменений возможна быстрая реакция популяции на изменение среды, приводящая к «вспышке мутаций», и при сохранении этих условий – к быстрому видообразованию. Виды животных могут образовываться за 3-7 тыс. лет. Это показано при изучении фауны Балтийского моря [Мордухай-Болотовской, 1960]. Высокая скорость видообразования не противоречит и принципам современной генетики.

Можно считать обоснованным предположение о том, что заселение глубоководной части Байкала после последнего похолодания (37-11 тыс. лет назад) происходило в последние 10 тыс. лет. Во время похолодания жизнь сохранялась на прибрежных мелководных террасах. При улучшении условий существования резко ускорялся процесс видообразования донных животных, новые виды занимали свободные экологические ниши. В этом причина высокого уровня эндемизма обитателей дна озера Байкал.

Список литературы

Karabanov E.B., Bezrukova E., Granina L. et al. Climatic sedimentation rhythms of Baikal sediments // Internat. Project of Paleolimnology and Late Cenozoic Climate (IPPCCE) Newsletter. — 1992. — Vol. 6. — P. 21-30.

Петрова Н.А. Сукцессии фитопланктона при антропогенном эвтрофировании больших озер. — Л.: Наука, 1990. — 200 с.

Thomas N.A., Robertson A., Sonzogni W.C. Review of controls projectives: new target loads input controls // Phosphorus management strategies for lakes. Ann. Arbor, 1980. — P. 61-90.

Хупер Ф. Происхождение и судьба органических соединений фосфора в водных системах // Фосфор в окружающей среде. — М.: Мир, 1977. — С. 204-231.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат мировой, оценка реферата.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата