19.5. Методы изучения эволюции экосистем
Исследования эволюции экосистем, по существу, лишь разворачиваются. Они очень сложны, и не в последней степени в связи с трудностью сбора надежного материала по палеобиогеоценозам. По-видимому, развитие микропалеонтологии позволит существенно продвинуться в этом направлении. В то же время уже сейчас есть немало интересных работ по количественному и качественному анализу отдельных сообществ на протяжении значительных периодов (рис. 19.5).
Рис. 19.5. Динамики состава фауны млекопитающих в одном из районов Южной Америки на протяжении последних 50 млн лет отражает ход эволюции экосистем (по Дж. Симпсону, 1983)
Сбор данных в области эволюции экосистемы ныне происходит по разным направлениям. Одним из них является восстановление с помощью все более совершенных палеонтологических методов облика прошлых экосистем и установление их последовательности во времени, т. е. генетических связей экосистем. В другом подходе используется метод так называемых процессуальных реконструкций: сравнение находящихся на разных этапах эволюционного процесса сходных экосистем и реконструкция на этом основании всего хода развития такого типа экосистем. Третьим направлением является анализ так называемых природных экспериментов: случаев природных феноменов, которые допускают однозначную интерпретацию интересующих нас событий. Для экосистем таким случаем, по-видимому, служит развитие биогеоценозов на первично безжизненных субстратах — песках, лавовых полях, вулканических (рис. 19.6) и других экологических островах т. е. первичных сукцессий. Среди других методов изучения эволюции экосистем — моделирование, изучение особенностей структуры и функционирования экосистем и др. Подчеркнем невозможность непосредственного исследования процессов эволюции экосистем, происходящих в ином, чем человеческая жизнь, масштабе времени. Это заставляет, как и в случае с макроэволюцией (см. гл. 14—16) использовать косвенные подходы, т.е. пользоваться лишь дедуктивным методом.
Рис. 19.6. Динамика видового разнообразия на о. Кракатау после полного уничтожения аборигенной флоры и фауны вулканическим взрывом в 1893 г. (по Р. МакАртуру и Е.О. Вильсону, 1967). Крестики — число видов растений, светлые кружки — число видов гнездящихся птиц, зачерненные кружки — суммарное число видов растений и животных
В области изучения макроэволюции остается немало «белых пятен». Наши познания здесь, по-видимому, являются скорее эмпирическими обобщениями, отражающими отдельные грани этого грандиозного процесса. Единого стройного макроэволюционного учения, аналогичного учению о микроэволюции, пока нет. Накопление новых данных по формам и темпам эволюции, принципам преобразования органов и структур в филогенезе, формулировка новых эволюционных «правил», разработка проблем эволюции онтогенеза и концепции эволюционного прогресса — вот лишь некоторые из стоящих здесь задач. Станет ли возможным после этого создание обобщающего учения о макроэволюции, покажет будущее.
Изучение частной филогенетики позволяет не только лучше понять современность, но и представить возможные пути и направления будущего развития населения нашей планеты.
Многое в проблеме эволюции экосистем остается пока неясным. Экосистемы развиваются по каким-то закономерностям, достигают климакса и разрушаются. Среди разнообразных экосистем выделяются элементарные структурно-функциональные единицы — биогеоценозы. Начинает проясняться связь между устойчивостью экосистем и их сложностью. Возможно, какие-то процессы, обусловленные межвидовым отбором, помогут связать процессы на популяционно-видовом уровне с процессами на экосистемном уровне. Познание закономерностей этих процессов — важная задача эволюционных исследований.
1. Что такое макроэволюция? Как связаны между собой процессы микро- и макроэволюции?
2. В чем основные трудности изучения процессов макроэволюции?
3. Каковы эволюционные предпосылки возникновения стабильности онтогенеза?
4. Каковы основные направления преобразования онтогенеза животных и растительных организмов в эволюции?
5. Опишите возможные механизмы возникновения филогенетических изменений в онтогенезе.
6. Каковы главные направления онтогенетических изменений в филогенезе млекопитающих и двудольных?
7. Перечислите и охарактеризуйте возможности разных методов определения скоростей эволюционного процесса.
8. В чем заключаются общие предпосылки филогенетического изменения органов и функций?
9. В чем причины и каковы механизмы вымирания видов, редукции органов?
10. Проиллюстрируйте на примерах возникновения генетического кода, ядра клетки, семян, органов зрения и т.п. сопряженность изменений структуры и функции в ходе эволюции.
11. Почему понятие «прогресс» всегда относительно? Обоснуйте примерами.
12. Где прародина человечества?
13. Возможно ли «очеловечивание» обезьян в наше время?
14. Объясните различия между расами современного человека с позиций эволюционного учения.
15. Некоторые фантасты считают, что у будущего человека будет огромная голова и небольшое туловище. Возможен ли такой путь эволюционного развития для человека?
