Предыдущая страница реферата | 20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30 | Следующая страница реферата

Иными словами, сверхматерик стал местом создания почти всех главных типов сухопутной живности. Сомнительно, чтобы происходило это равномерно по всей Цангее. И дело не только в том, что большую ее часть занимал ледовый купол, разросшийся вокруг Южного полюса. На ней, надо думать, тоже были свои «мастерские творения». Но об этом несколько позже.

Примерно 200 млн. лет назад гигантская трещина начала раскалывать Пангею надвое — на северный и южный блоки. Это раскрывался палеоокеан Тетис. Сегодня такого уже не существует, от него остались лишь реликтовые пятна Каспия, Черного моря да Средиземного. Но тогда это был настоящий, обширный океан, вполне сравнимый по размеру с современными.

Тем временем новые трещины распороли и оба блока. Северная Америка откололась от Европы. Отодвинулись от Африки все будущие южные континенты, пока еще спаянные воедино. Появились клинья молодых океанов—Атлантического и Индийского.

Бывший сверхматерик продолжал распадаться на части. Его рвали разветвляющиеся трещины. Одна отторгла Гренландию и от Европы, и от Северной Америки. Отделились друг от друга Южная Америка, Австралия, Антарктида. Каждый из новообразованных материков направился в свою сторону. Устремился к будущей пристани и полуостров Индостан.

Да, начался весь этот разгром приблизительно 200 млн. лет назад, одновременно с медленным подъемом уровня Мирового океана (причины, как вы помните, общие — изменение режима циркуляции вещества в мантии). Геологи, кстати сказать, давно подмечали существование именно такого хронологического рубежа 6 отложениях песчаников, глины, гальки на южных континентах. До него многие горные породы Южной Америки и Африки, Индии и Австралии обнаруживают удивительную схожесть, а после него — полное различие. На подобное «до» и «после» всегда указывали также палеонтологи, изучавшие части бывшей Пангеи.

Поскольку о «до» мы только что говорили, обратимся к «после». И прежде всего к уникуму Австралии, суть которого главным образом в изоляции. Убежавший от всех материк дад науке как бы модель биоты, развитие которой получило возможность пойти практически независимым путем (такой же моделью наверняка была бы сегодня и Антарктида, не окажись она погребенной под своим ледовым чехлом)".

Многое о том, чем стала изоляция Австралии для ее флоры и фауны, сегодня известно даже школьнику. Занятный и разномастный отряд сумчатых, возглавляемый прыгучим кенгуру, вместе с плюшевой «игрушкой» коала — истинные достопримечательности континента. Не говоря уже о рогозубе — двоякодышащей рыбе — живом ископаемом, которое 400 млн. лет назад стало в буквальном смысле слова одним из первых «землепроходцев» — пионером освоения суши. Уникальны утконос и ехидна, умеющие и откладывать яйца, и выкармливать детенышей молоком. Оба — наглядные свидетельства преемственности в эволюции животного мира. Они словно специально сохранились до наших дней, чтобы продемонстрировать, какие именно варианты перебрала природа, «примериваясь» к скачку от ящеров к млекопитающим.

Немало памятного сберегла Австралия со времен раскола сверхматерика, немало наработала и сама. Среди одних только сумчатых семь различных семейств: хищные, муравьеды, кроты, бандикуты, вомбаты, куску-сы и, конечно, кенгуру. А сколько в каждом семействе родов и видов! То же среди растений. В общем, совершенно своеобразное сообщество организмов.

Подробности этого творческого процесса трудно рассмотреть, имея дело с целым континентом. В таком масштабе слишком сложны взаимодействия многочисленных природных компонентов. Пожалуй, доступнее осмыслению другая модель пространственной изоляции — отдаленные острова. Тем более что там процесс! видообразования иногда становится поразительно дина-* мичным. Скажем, предки птиц цветочниц не так уж давно попали на Гавайские острова из Америки, а успели дать ряд самостоятельных видов, напоминающих по образу жизни зябликов, пищух и даже дятлов.

А вот какая интересная история недавно произошла? с дарвиновскими вьюрками на Галапагосских островах; в Тихом океане. В 1977 г. там была жестокая засуха. Из-за недостатка влаги у семян растений, которыми кормились некоторые виды вьюрков, образовалась в тот год очень твердая скорлупа. Их в состоянии были лущить только птицы с крупным и сильным клювом. Таких набралось едва седьмая часть. Остальным суровый отбор не оставил ни единого шанса выжить. Остров есть, остров — часть суши, как известно, окруженная водой (в данном случае окруженная большим пространством океана), «бежать» практически некуда. От бескормицы погибла масса вьюрков. Так один только засушливый год в значительной степени подтолкнул эту популяцию птиц к резкому изменению размера клюва.

Кстати, о вьюрках. Галапагосы — это 16 небольших вулканических островов, расположенных в тысяче без малого километров от побережья Эквадора. Им около миллиона лет. Заселение, понятно, началось с нуля. Сейчас половина всего птичьего видового состава — вьюрки, 13 видов. Все они произошли от одного, прибывшего с материка. Специалисты считают Галапагосы идеальным местом для географической изоляции и видообразования, особенно в таких группах наземных птиц, как вьюрки, которые с трудом преодолевают большие водные пространства.

На 16 островах разные давления отбора. К каждому такому дому вьюркам приходилось приспосабливаться, особо. В результате некогда буквально единокровные родственники стали довольно быстро удаляться друг от друга. И удалились настолько, что сегодня образовавшиеся виды отчасти потеряли способность скрещиваться между собой.

Ныне галапагосские вьюрки уже разделены на три рода, представители которых различаются по местам кормления, по способам добывания пищи, да и сама она у них разная. Земляные вьюрки (а это ни много ни мало 6 видов ширококлювых птиц) кормятся на земле разными семенами или цветками кактуса опунции, Его колючки им не помеха. Древесные вьюрки (их Тоже 6 видов с более тонкими клювами) столуются на деревьях. Тут в ход идет немного растительной пищи, но главным образом, насекомые. Изобретательность этих птичек и забавна, и поразительна. Прежде всего красноречива в смысле эволюционных возможностей живых существ. Некоторые из них в поисках насекомых проверяют трещины и углубления в коре деревьев тонкой палочкой или иголкой кактуса, зажатой в клюве,— зондируют. Почти как дятлы с их длинными и остренькими язычками. Некоторые вьюрки, скажем из рода славковых, гнездятся на Галапагосах буквально повсюду. Другие виды проявляют трогательный патриотизм только по отношению к своему острову.

Все это, конечно, интересно само по себе. Но причем тут вавиловские центры? Они же вроде бы не имеют ничего общего ни с Австралией, ни тем более с Галапа-госами. Отчасти это так. И все же не следует спешить с выводами. Лучше набраться терпения и продолжить следование по прихотливым маршрутам мобилистских реконструкций — за разбегающимися осколками великой Пангеи.

Одновременно с ее распадом шел и обратный процесс. Одни океаны раскрывались, а другие должны были вот-вот захлопнуться. Вновь образовавшиеся континенты не только удалялись друг от друга, но кое-где готовились к встречам. Как-никак свои путешествия они совершали по шарообразной поверхности. А встречи, между прочим, предстояли отнюдь не безобидные. Закрытие Тетиса «только всего» и означает, что громада Африки надвигается на Европу, Аравия метит в стык между Европой и Азией, а Индостан тоже нацеливался в азиатский борт. Сближаются и обе Америки.

В конце 70-х гг. американский биолог-эволюционист Дж. У. Валентайн высказал догадку, что подвижность плит Земли — одна из главных причин изменений среды на планете, важных в биологическом отношении. Мол, раскол и столкновение континентов, рост размеров материков, изменение расположения океанов «могут оказывать глубокое влияние на живые организмы». В подробности автор не вдавался. Он говорил только вот о чем, Биоты двух столкнувшихся материков вынуждены конкурировать друг с другом. При этом наземные животные оказываются удаленными от привычных приморий. Поднявшиеся горы перекрывают путь воздушным потокам, насыщенным влагой. За хребтами могут появиться пустыни. Не приспособленные к новым условиям, of биоты должны пережить значительные изменения своем составе. И еще: «Все эти события окажут также влияние на морские организмы, населяющие мелководные континентальные шельфы, где в настоящее врем живет 90% морских видов».

Была высказана свежая и плодотворная мысль. В то время — время бурного развития новой геологической теории — она, по-видимому, возникла как естественное эхо в смежной области знания. Однако обратите внимание на сдержанность и округлость выражений: «конкуренция биот», «влияние событий». Практически никакой конкретности, тем более детализации. Дальше общих соображений не сделано ни шагу.

Конечно, не следует судить слишком строго. Осторожность ученого можно понять — высказывалась лишь догадка, своего рода ересь. Однако ереси, пожалуй, для того и существуют, чтобы из них рождались новые веры. Сам неомобилизм — как раз такой случай: из ереси о дрейфе континентов раскустилась универсальная теория глобальной тектоники плит.

Поэтому, понимая осторожность современного биолога, рискнем все-таки углубиться в подробности судеб обитателей столкнувшихся континентов. Тем более что сегодня для этого есть достаточно фактов.

Вообразим, например, что Австралия со всей своей самобытной биотой на борту врезалась ,в другой, не меяее населенный материк. Впрочем, «врезалась» тут скорее литературная гипербола. Однако нечто подобное рано или поздно должно произойти, хотя сближаются континенты крайне медленно (сантиметры в год), а между моментом «касания» и зримыми его последствиями проходят миллионы лет.

Что же это за последствия? Подводная часть одного материка пододвигается под другой, а шельфовая полоса второго, наоборот, наползает на край первого, сминаясь в складки и дыбясь. Произойдут разрывы, поднятия, опрокидывания целых блоков коры. Многочисленные жители бывшего шельфа окажутся обреченными. А там, как вы помните, пребывает в плотном сообществе до 90 процентов морских видов. Но главное, погибнут все эндемики, то есть существа, нигде больше на Земле не встречающиеся.

Губительно столкновение материков и для той наземной флоры и фауны, которая будет находиться в широкой полосе разрушительных землетрясений, частых извержений вулканов и все поднимающихся хребтов. Здесь, как и на бывших шельфах, всю биоту ждут большие потери.

Урон понесет и остальная часть растительного и животного мира соединившихся континентов. Не может не понести. Ведь изменится привычная среда обитания, окажутся порванными устоявшиеся экологические связи. То есть и здесь достанется эндемикам, что означает полное исчезновение некоторых видов (а то и целых родов) с лица Земли.

Причем произойдет все это не на каком-то небольшом участке Земли. О грандиозности масштаба таких столкновений сегодня можно судить по вполне реальным событиям прошлого. Зона сочленения Индостана с Евразией измеряется тысячами километров. А вся полоса захлопывания океана Тетис протянулась чуть ли не через полпланеты —от Пиренейского полуострова до Индокитайского. О величине всех территорий, оказавшихся в той или иной степени зависимыми от событий в полосе катастроф, можно только строить догадки.

Как видите, исключить воздействие геологических катастроф на развитие земной жизни никак нельзя. Коль скоро признана справедливость такой в недавнем прошлом откровенной ереси, как дрейф континентов, то остается лишь подчиниться ее логике. Речь, конечно, не о том, чтобы вернуть в пользование теорию катастроф Жоржа Кювье. Она принадлежит истории и занимает там свое место, как смелая, хоть и неудачная попытка объяснить тайны окружающего мира. Но в свете современных достижений неомобилизма само понятие геологической катастрофы приобретает иной смысл, может, лишенный элемента внезапности, однако более емкий и вместе с тем вполне конкретный.

Исключить из эволюции жизни действие упомянутых катастроф нельзя и потому, что с ними связаны не одни лишь разрушения, но также созидание новых сообществ организмов.

Вернемся к отдаленным островам. Очень интересной особенностью обладают там некоторые родственные виды, живущие, что называется, бок о бок. Их представители уже не могут скрещиваться между собой. А вот с жителями какого-нибудь соседнего острова, принадлежащими к другому, но тоже родственному виду или; полувиду, способны давать (выяснилось в эксперименте) вполне нормальное потомство.

Нетрудно себе представить подобную, только естественную гибридизацию на столкнувшихся (в ходе дрейфа плит) архипелагах. Ситуация отнюдь не гипотетическая.

Островные дуги на земле очень распространены. Они зарождаются после раскола плит, когда край одной пододвигается под другую, а растут за счет извержений вулканов.

У каждого архипелага своя биография. Юные островные дуги (например, Тонга в Тихом океане) образовались сравнительно недавно — 6 млн. лет назад. Они невысоко выступают над морской поверхностью. Развитые дуги — Курильская, Алеутская — в несколько раз старше. А зрелые — Индонезийская, Новогвинейская — образовались примерно 100 млн. лет назад и обладают мощной континентальной корой; входящие в них крупные острова — это скорее микроматерики, в составе которых сгрудились острова более мелкие.

Дуги медленно перемещаются иногда навстречу друг другу, иногда по направлению к ближайшему материку. Так, в частности, образовались Камчатка и Чукотка. Кавказ тоже представляет собой серию сгрудившихся, а некогда самостоятельных архипелагов, разделенных океанскими пространствами Тетиса.

Как известно, гибриды первого поколения бывают более жизнеспособны, чем их родители. Следовательно, у них больше шансов выжить в изменившихся условиях. И больше шансов, пройдя суровый экзамен отбора, дать начало новой популяции.

Но главное даже не в этом. В последующих поколениях гибрида идет бурное расщепление — настоящий фейерверк разновидностей. Одно время даже считалось, что от скрещиваний не приходится ждать чего-либо устойчиво нового, мол, из-за расщепления все рано или поздно должно вернуться к исходным родительским формам. Но нет, реальный процесс оказался более сложным и, несомненно, творческим. Многие оригинальные разновидности естественных гибридов надежно передают свои свойства потомкам. А все вместе они представляют богатый материал для отбора организмов, наиболее приспособленных к той или иной среде. Это становится решающим, когда исчезают привычные условия существования, как, скажем, при столкновении участков суши, и начинается жесткая селекция на выживаемость среди кандидатов в новоселы.

Современной науке уже известны разные варианты естественной гибридизации среди растений. Один из них — возвратное скрещивание гибридов первого поколения с тем или иным родителем. В результате — новое обогащение палитры природы. Такое сравнительно быстрое выделение оригинальных полувидов (и даже видов) известно, в частности, у ирисов и традесканций. Специалисты убеждены, что пшеница тоже гибридного происхождения. Ее родители— вероятнее всего, злак-дикарь, называемый урарту, встречающийся поныне в горах Армении, и гилопс — другой невзрачный злак с щуп-ленькими колосками, сидящими по одному на верхушке тощего стебля; он сорняком вторгается в посевы, захватывает обочины дорог, предгорья в Закавказье. Эта уверенность покоится на глубокой генетической проверке. Теперь ведь можно, что называется, опознать белковую молекулу и сличить ее с подобной же молекулой другого вида. Как установил один из австралийских ученых, синтез некоторых белков у мягких пшениц идет под контролем шести хромосом — по две от каждого из трех ее прародителей: дикой однозернянки (урарту) и двух эгилопсов. Опознание и сличение интересующих хромосом подтвердили их идентичность у всех участников «следствия».

Характерно, что клейковину (специфический набор белков, становящихся при увлажнении эластично упругими; чем их больше, тем пышнее пшеничный хлеб и выше качество макарон) не дает большинство злаков — кукуруза, рис, овес, рожь. Но она присуща, кроме пшеницы, зерну таких ее диких сородичей, как эгилопсы и пырей.

Экспериментально доказано гибридное происхождение также многих других современных растений. В частности, пиона, мака...

- Порой с растениями, попавшими в экстремальные условия, самопроизвольно происходят еще более чудесные метаморфозы — удваивается (или утраивается и т, д.) количество хромосом в клетках. Это так называемая полиплоидия.

Известны целые группы близких видов с кратными числами хромосом. В роде хризантем все виды имеют число хромосом, кратное девяти: 18, 27, 36, 45 и так до 90. Аналогично в роде картофеля, где основное, исходное количество хромосом равно 12, а родственные виды насчитывают 24, 36, 48 (дикий) и 60. А вот в какой характерный ряд выстраиваются у пшеницы: у дикой однозернянки 14 хромосом; у твердой, английской, персидской и у полбы — 28; у мягкой, карликовой и у спелты — 42. То есть они кратны семи. Иными словами, во всех этих случаях видообразование шло посредством удвоений утроения и т. д. основного набора хромосом предковых; видов.

Как видите, полиплоидия не такое уж редкое явление в природе. Как минимум третья часть цветковых растений относится к этой категории. Некоторые ученые считают, что даже больше — почти половина. У папоротников эта основной способ видообразования (95 случаев из 100).

Полиплоиды, как правило, крупнее, имеют большую; массу листьев, обильное цветение. Они способны существовать в более суровых условиях. По подсчетам известного советского биолога-эволюциониста, члена-корреспондента АН СССР Алексея Владимировича Яблокова в высокогорьях и в Арктике число полиплоидных видов растений резко увеличено; в средней полосе их примерна половина, а на Памире чуть ли не каждые девять из десяти.

Наверное, экстремальная обстановка, создававшаяся при каждом столкновении архипелагов, островов, микроконтинентов или материков, тоже способствовала образованию разных полиплоидов у растений. Те из них, кому удалось успешно пройти все придирчивые конкурсные туры естественного отбора и выстоять, дожили до наших дней.

Важно также другое. Возникновение полиплоидного организма может происходить в течение считанных минут. Такая особь сразу же генетически изолирована от остальных особей вида. И. более устойчивая к непривычным условиям среды может скорее получить распространение там, где ее родители просто не выживут.

— Именно подобным образом новый вид,— говорит Яблоков,— может возникнуть за несколько поколений. Очевидно, целый ряд полиплоидов — картофель, белый клевер, люцерна, тимофеевка, луговой мятлик — возник как виды за считанное число поколений. Этим путем природа способна на быстрое (практически внезапное) образование новых видовых форм.

И еще. Именно с полиплоидией связана реальная возможность появления в растительном мире вполне нормальных потомков от скрещивания не таких уж близких родичей.

Впервые искусственная отдаленная гибридизация удалась еще в конце прошлого века немецкому селекционеру В. Римпау. Но объяснить, почему его межродовой ржано-пшеничный гибрид оказался плодовитым, ученый не смог. Тогда еще очень мало знали о хромосомах.

Лишь в 1926 г. один из ближайших сподвижников Вавилова, известный советский цитогенетик Георгий Дмитриевич Карпеченко не только получил от скрещивания редьки и капусты плодовитый межродовой гибрид, но сумел дать этому теоретическое толкование. В клетках любого организма каждая хромосома имеет как бы дубликат. Такой парный набор разделен только в половых клетках. Когда же женская и мужская гаметы сливаются при оплодотворении, все хромосомы в дочерней клетке опять обретают свои пары. Но при отдаленном скрещивании (допустим, межродовом) в половых клетках родителей вовсе не одинаковое количество хромосом и потому не каждой находится пара при оплодотворении яйцеклетки. Отсюда слабая жизнеспособность такого гибридного дитяти и неизбежное его бесплодие.

Карпеченко нашел оригинальный выход из тупика (выход, давно известный природе и достаточно широко ею использовавшийся). Он заключался в искусственном удвоении хромосомного набора бесплодного гибрида. Ученому это удалось сделать, воздействуя на растение химическим реактивом.

А как удавалось природе? Здесь пока не все ясно. Но несомненно, что удавалось, и много раз. В посевах пшеницы изредка находили (находят и теперь) естественные ржано-пшеничные гибриды. Причем вполне плодовитые. Реальная возможность других столь же отдаленных «браков» доказана экспериментально: лабораторным повтором предполагаемых случаев естественной отдалённой гибридизации. Как выяснилось, именно таким способом образовалась домашняя слива — от алычи и терна. И ряд современных видав табака, малины, брюквы, полыни и многих, многих других растений.

Примечательно, что подобные процессы продолжаются в природе. В 50-х гг. в лесах Южной Якутии был обнаружен естественный гибрид рябины и кизильника, который довольно энергично распространялся по берегам среднего течения реки Алдан.

«Гибридизация имеет большое значение в эволюции живых организмов, являясь важнейшим условием процессов формообразования» — таково мнение академика Николая Васильевича Цицина, который был одним из крупных специалистов по отдаленным скрещиваниям. С ним вполне солидарен член Национальной АН США Берне Грант — видный биолог-эволюционист.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.





Предыдущая страница реферата | 20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30 | Следующая страница реферата