Вступ. Що таке біогеографія?

Біогеографія – вивчення поширення живих організмів. Основна мета біогеографії – пояснити, чому різні регіони Землі населені різними видами організмів. Біогеографи прагнуть з'ясувати, які історичні та екологічні фактори пояснюють, чому той чи інший вид мешкає в одному конкретному регіоні, а не в іншому.

Біогеографія значною мірою є історичною, а не експериментальною наукою. Розподіл видів можна спостерігати, але початкові умови, що призвели до такого розподілу, невідомі.

Біогеографи намагаються зробити висновок про початкові умови поширення, вивчаючи принципи екології, викопні рештки, сучасний та минулий взаємозв’язок континентів, а також процеси видоутворення та адаптації. Через історичний характер біогеографії більша частина даних недоступна й реконструкція минулого може бути пов'язана зі значними спекуляціями.

Вивчення біогеографії може проводитись у різних масштабах, залежно від мети дослідження. Для цього необхідно визначити таксономічну одиницю, що вивчається, й географічні одиниці, що включають її поширення. Якщо ігнорувати частину групи або її поширення, можна легко дійти неправильних висновків. Подібним чином поєднання двох природних груп в одну штучну групу, швидше за все, призведе до невірних інтерпретацій.

У цій статті ми розглядатимемо великомасштабні закономірності, зосередившись на тому, як групи видів розподілені по поверхні Землі. Для наших цілей ми переважно використовуватимемо таксономічну родину як таксономічну одиницю, що представляє споріднену лінію, й континенти як географічні одиниці.

Біогеографічні закономірності та процеси

Більшість видів за поширенням належать до однієї з трьох категорій: широко поширені, вузько ендемічні чи диз'юнктивні.

Широко поширені види – це ті, що зустрічаються на кількох континентах. Звичайна чапля (Ardea alba) – поширений вид, а родина котячих (Felidae) – поширена родина.

Вузькі ендеміки обмежені однією територією, часто невеликою за площею. Сосна Торрея (Pinus torreyana) є ендеміком невеликої території південно-західної Каліфорнії та прилеглого острова Санта-Роза. Родина кенгурових (Macropodidae) є ендемічною для Австралії.

Диз'юнктивні ареали – це ареали з великим розривом у поширенні, особливо на континентальному або субконтинентальному рівні. Креозотовий чагарник (рід Larrea) має диз'юнктивне поширення, зустрічаючись у пустелях Північної Америки та Південної Америки з великим розривом між ними. Родина «шпоркових» жаб (Pipidae) має диз'юнктивне поширення у Південній Америці та Африці.

Біогеографія намагається пояснити походження цих різних типів розподілу.

Вважається, що за закономірності розподілу видів, що спостерігаються, відповідають три біогеографічні процеси: розселення, вимирання й видоутворення.

Розселення – це переміщення популяцій з одного регіону до іншого. Воно може відбуватися шляхом поступового розширення ареалу, як, наприклад, в опосума в Північній Америці, або внаслідок незвичайних обставин, як, наприклад, коли чапля перетнула Атлантичний океан з Африки до Південної Америки наприкінці 1930-х років.

Поширення зазвичай відбувається безперервно, поки його не блокує будь-яка умова, що виступає як бар'єр для розсіювання. Відмінний потенціал розсіювання може призвести до поширення. Нездатність до розсіювання може призвести до вузькоендемічного розповсюдження. Одне або кілька випадкових розсіювань можуть призвести до диз'юнктивного розподілу.

Вимирання та видоутворення можуть змінити характер поширення. Вимирання частини ареалу виду (екстирпація) може призвести до появи єдиної реліктової популяції, яка є вузько ендемічною або невеликої кількості роз'єднаних популяцій.

Видоутворення може призвести до морфологічного розходження двох ізольованих популяцій, у результаті чого утворюється новий вид¹ з вузько обмеженим поширенням. Широке видоутворення та вимирання можуть ускладнити інтерпретацію біогеографічної історії групи.

Екологічні чинники також важливі для пояснення сучасного поширення, особливо субконтинентального масштабу. Наприклад, папуги переважно обмежені тропічними районами, оскільки залежить від цілорічного постачання фруктами, які зазвичай недоступні у помірніших районах. Проте папуги зустрічаються у Новій Зеландії та Південній Америці з помірним кліматом, а каролінський папуга колись жив на південному сході США.

Розповсюдження всіх видів живих істот залежить від екологічних факторів.

Потоп та біогеографія

Креаційна інтерпретація біогеографічних розподілів має починатися з Потопу.

На жаль, у креаціоністів немає загальноприйнятої моделі Потопу, а Біблія не каже нам, чи всі скам'янілості отримані в результаті Потопу. У цій галузі необхідно провести набагато більше досліджень. Однак ми не знаємо жодного іншого процесу, який міг би пояснити багатство скам'янілостей у рамках короткої хронології життя на Землі, й тому як робоча гіпотеза ми приймаємо, що більшість скам'янілостей є результатом катастрофічних подій Потопу.

Біблійний потоп дуже коротко описаний у Буття 6-9. Уривок присвячений переживанням Ноя та його сім'ї, а наслідки для тварин становлять лише другорядний інтерес. В уривку підкреслюються дві важливі особливості: глобальний масштаб Потопу та ковчег як прихисток від Потопу.

Всесвітній потоп

Потоп, описаний у книзі Буття, був глобальним за своїми масштабами. Проте короткий, загальний опис в Буття залишає значну свободу дій в інтерпретації деталей стосовно біогеографії.

Наприклад, здається розумним припустити, що Потоп міг мати різні наслідки в усіх регіонах Землі. Покриття місцевості водою могло бути викликане зливою, підвищенням рівня моря, гігантськими цунамі, викликаними тектонічними рухами, або водою, викинутою з океану внаслідок астероїдних ударів.

У різних регіонах ці фактори могли мати різний рівень впливу. Деякі регіони могли бути затоплені протягом тривалих періодів часу, тоді як у інших регіонах вершини гір іноді тимчасово височіли над поверхнею води.

Біблійний текст може навіть припускати думку, що Потоп охоплював поверхню суші послідовно, а не одночасно. Загальне покриття сучасних континентів морськими відкладами вказує на те, що всі регіони Землі були покриті в той чи інший час під час Потопу, послідовно чи одночасно.

Ковчег як притулок для наземних хребетних

Очевидно, що Потоп по-різному вплинув на морських і наземних істот. Зокрема, наземні хребетні навряд чи пережили б Всесвітній потоп, тоді як багато морських безхребетних мали б вижити.

Існує безліч припущень та дискусій про те, як Потоп міг вплинути на різні види організмів та які тварини були на ковчезі.

Схоже, що ковчег було створено спеціально для порятунку наземних хребетних, включаючи людину. Численні безхребетні, ймовірно, прибули з ними й Ной, безсумнівно, взяв із собою деякі насіння, щоб посадити їх після Потопу, але багато видів з цих груп повинні були вижити під час Потопу.

В Буття 7:21-23 вказані види істот, які були знищені під час Потопу: ті, що ходять поверхнею землі й дихають ніздрями. Цей опис стосується лише наземних хребетних. Ковчег був призначений для збереження представників наземних хребетних, які інакше були б знищені Потопом.

Прихисток для інших груп

Потоп, мабуть, включав складну серію катастрофічних подій, які торкнулися всієї поверхні Землі. У гірських породах виявлено мільярди скам'янілостей, які, мабуть, є результатом цих катастрофічних подій. Якби катастрофічні процеси, які вбили та зберегли ці скам'янілості, відбувалися рівномірно по всіх ділянках земної поверхні, навряд чи будь-які макроскопічні організми змогли б вижити.

Однак, в океанах й річках існує велика різноманітність організмів, які навряд чи знайшли б притулок у ковчезі. Ці організми є нащадками особин, що вижили після Потопу, і, мабуть, передбачають існування локальних областей, де умови були досить спокійними, щоб дозволити деяким особинам вижити. Такі райони можна назвати «прихистками».

Можливо, існували численні морські та прісноводні рефугіуми, в яких під час Потопу збереглися сучасні групи морських та прісноводних організмів. Мати плаваючої рослинності могли бути прихистками для збереження під час Потопу різноманітності наземних безхребетних, включаючи комах, павуків, хробаків тощо.

Після Потопу ці рефугіуми, розкидані в різних частинах світу, могли служити центрами розселення, завдяки яким нові доступні місця проживання післяпотопного світу могли бути швидко заселені.

Вимирання

Не всі види збереглися після Потопу. Багато тисяч викопних видів вимерли, більшість із них, ймовірно, були знищені Потопом. Були знищені навіть цілі групи видів, включаючи трилобітів та амонітів у морі, динозаврів та терапсид на суші та птеродактилів у повітрі.

В літописі скам'янілостей також є свідчення масових поховань, коли багато особин швидко гинули й покривалися відкладеннями. Нерідко велика кількість видів зникає зі скам'янілостей на тому самому стратиграфічному рівні – це явище відоме як масове вимирання.

Ці спостереження дозволяють припустити, що для виживання під час Потопу могли знадобитися виняткові обставини.

Вплив Потопу на біогеографічне розподілення

У нас немає інформації про розподіл рослин та тварин при Створенні світу. Потоп знищив би всі моделі розподілу. Розподіл більшості сучасних видів, мабуть, датується лише Біблійним потопом. Ми розглянемо, як Потоп міг вплинути на розподіл різних видів живих організмів.

Відправні точки для розселення

Після Потопу групи організмів почали розмножуватися та розселятися з місць, де вони збереглися під час Потопу. Наземні хребетні, що збереглися в ковчезі, після Потопу розселилися б із Південно-Західної Азії.

Морські та прісноводні рослини та тварини розселилися б із різних місць по всьому світу, залежно від того, де було знайдено тих, хто вижив. Наземні безхребетні розсіялися б зі своїх власних прихистків, можливо, з колод або плотів рослинності, викинутих на берег під час відступу вод.

Існує набагато більше видів безхребетних, ніж наземних хребетних, й набагато більше організмів пережили б Потоп у водних прихистках, ніж у ковчезі. Для того щоб передбачити розподіл безхребетних, що вижили, необхідно знати місце розташування різних водних прихистків. Такої інформації немає, й креаційні біогеографи не намагалися припустити, де могли бути такі прихистки.

Інакше справа з наземними хребетними, які, як вважається, розселилися тільки з ковчега. Важливою дослідною метою креаційної біогеографії є пояснення поширення наземних хребетних в результаті розселення з ковчега, який, як вважається, зупинився у Південно-Західній Азії.

Процеси розсіювання

Бар'єри

Представники виду прагнуть збільшити своє поширення шляхом розсіювання, доки не зустрінуть бар'єр. Бар'єр – це будь-яка перешкода в навколишньому середовищі, яка заважає організму поширюватись далі.

Для морських організмів океани забезпечують коридори для розселення, тоді як суша виступає бар'єром. Для наземних організмів океани виступають як бар'єри, а масиви суші – як коридори розсіювання.

Солоність, різниця температур та тип субстрату можуть створювати непрохідні бар'єри для водних видів, у той час як вологість, різниця температур, наявність їжі та рельєф місцевості можуть створювати важливі бар'єри для наземних видів.

Активне та пасивне розсіювання

Розселення може бути активним чи пасивним. Активне розсіювання означає навмисне пересування особин, які прагнуть потрапити на нову територію. Активне розсіювання може здійснюватися з допомогою ходьби, польоту чи плавання.

Пасивне розсіювання означає перенесення іншими організмами чи фізичними силами. Пасивне розсіювання може здійснюватись вітром, водними течіями або перенесенням іншими організмами.

Океанічні течії

Якщо поверхня Землі була значною мірою або повністю вкрита водою одночасно під час Потопу, слід очікувати розвитку потужних океанічних течій. Вони, ймовірно, утворили б кругову глобальну екваторіальну течію разом з однією або декількома круговими течіями, званими гірами, що обертаються за годинниковою стрілкою в північній півкулі та проти годинникової стрілки в південній півкулі.

За відсутності відкритої суші ці потужні океанічні течії могли текти зі швидкістю сотні кілометрів на годину й переносити організми на великі відстані. Вважається, що під час міоценового осадонакопичення між Північною й Південною Америкою, а також між Євразією й Африкою проходила кругова глобальна екваторіальна течія.

Ймовірно, це сталося наприкінці Потопу або, можливо, навіть після Потопу, й могло бути засобом поширення організмів, яке тепер недоступне.

Острови як ключі

Острови дають інформацію про відносну здатність різних груп до розсіювання.

Не всі острови однакові за своїм потенціалом для отримання інформації про розселення. Континентальні острови відокремлені від материка мілководдям й були пов'язані з рештою континенту в ті часи, коли рівень моря був нижчим, ніж у цей час.

Континентальні острови зазвичай відрізняються багатою різноманітністю, включаючи прісноводних риб. Прикладами континентальних островів є Ява, Трінідад, Британія та Цейлон.

Зміни на рівні моря також пояснюють існуючі раніше сухопутні зв'язки між Північною Америкою та Азією. З цих міркувань виходить, що умови в минулому відрізнялися від сучасних. Види, що мешкають на континентальних островах, ймовірно, потрапили туди за допомогою тих самих методів розселення, які використовуються цими самими видами сьогодні.

Вулканічні острови, ймовірно, є області, які утворилися під час або після Потопу й ніколи не були пов'язані з будь-яким континентом. Види, виявлені на вулканічних островах, мали розсіятися через якусь частину океану. Як приклад можна навести деякі види рослин і безхребетних, а також птахів, ящірок та деяких кажанів.

На вулканічних островах рідко зустрічаються сухопутні ссавці й майже ніколи – місцеві амфібії чи первинні прісноводні риби. Ці спостереження показують, що найкраще на острови поширюються ті організми, які можуть переміщуватися морем, наприклад, деякі рослини, або повітрям, наприклад, літаючі тварини й представники «повітряного планктону», такі як крихітні павуки.

Ящірки та інші види організмів, здатні хапатися за рослинність або ховатися всередині гнилих колод, іноді можуть переправлятися на острови, й займають проміжне положення щодо здатності до розсіювання.

Найменш здатними до розселення на острови є ті групи, які не можуть вижити в солоній воді, наприклад, первинно прісноводні риби та амфібії. Ссавці, які не можуть ухопитися за рослинність, погано поширюються на острови на відстань не більше кількох кілометрів від своєї території.

Розподіл деяких сучасних острівних видів дуже важко пояснити. Наприклад, ящірки-ігуаніди зустрічаються від Південної Америки до півдня Північної Америки, а також на Мадагаскарі, Самоа та Фіджі. Схоже, ці ящірки якимось чином розселилися з Південної Америки на Фіджі. В даний час це здається неможливим, але в минулому умови могли бути іншими.

Можливо, внаслідок Потопу утворилася велика кількість плавучих островів рослинного матеріалу, які могли бути перенесені океанськими течіями в різні частини світу, переносячи з собою різні види рослин, безхребетних та ящірок. Цьому могла сприяти навколоекваторіальна океанічна течія, яка, як вважається, існувала до закриття Панамського сухопутного мосту та зіткнення Африки з Європою.

Характер розподілу

Глобальний потоп значно змінив розподіл видів та груп. Деякі види значно скоротилися порівняно з колишнім поширенням. Інші могли бути перенесені на нові території, де їхнє поширення збільшилося. Ці процеси могли призвести до будь-якої з трьох основних моделей поширення: широко поширеної, вузько ендемічної або диз'юнктивної.

Рослини, безхребетні, водні та морські організми, які вижили після Потопу, могли мати реліктовий розподіл. Тобто їх сучасний ареал міг бути набагато більш обмеженим, ніж їхнє реліктове поширення. Потоп міг знищити більшість особин такого виду, але залишити ізольовані популяції тих, хто вижив, можливо, в районах, віддалених від ковчега.

Цей процес міг спричинити розрізнене поширення, якщо вид вижив більш ніж в одному регіоні. Як можливі приклади можна навести групи, що мешкають в даний час тільки в Південній півкулі, такі як дерева Nothofagus (поширені в Південній Америці та Австралії), дерева Araucaria (поширені в Південній Америці та Австралії), харацинові риби (поширені у Південній Америці та Африці ), бокошиї черепахи (поширені у Південній Америці, Африці, Мадагаскарі та Австралії) та жаби-піпіди (поширені у Південній Америці та Африці).

Як альтернатива, вид може бути обмеженим ендеміком, якщо він зберігся тільки в одному ізольованому місці. Прикладом можуть бути австралійська легенева риба (Neoceratodus), новозеландські жаби (Leiopelma) та черепахи Нового Світу (Chelydridae).

Потоп міг також призвести до космополітичного поширення, скоріше за все, серед пелагічних груп, таких як форамініфери, водорості та деякі риби, наприклад, риба-ліхтар. Однак післяпотопне розселення також могло призвести до космополітичного розповсюдження, й, скоріше за все, неможливо провести різницю між цими двома історичними процесами.

Висновки

На біогеографічні розподіли вплинули як історичні чинники, так і сучасні екологічні умови. Багато чого в біогеографії можна пояснити в контексті біблійної розповіді про Створення світу та Потопу, пам'ятаючи, що креаційна теорія передбачає утворення великої кількості груп локально адаптованих видів від створеного предка, й що тварини, які повністю залежали від ковчега для захисту під час Потопу, є наземними хребетними – тими, хто дихає ніздрями й ходить по землі.²

Деякі біогеографічні проблеми нині залишаються без відповіді. Наприклад, ні креаціоністи, ні еволюціоністи не дали задовільного пояснення питанню про те, як деякі ссавці Південної Америки потрапили на цей континент до того, як він був з'єднаний із Північною Америкою.

Можливо, майбутні відкриття скам'янілостей допоможуть надати попередні відповіді. А поки що біогеографія залишається цікавою темою для вивчення.