Палеоэкология: учебное пособие

В отличие от проблем возникновения жизни, проблемы возникновения и эволюции первичных экосистем более-менее понятны на основе современных знаний о структуре и функции экосистем и механизмах эволюционного процесса.

Глава 5 Экологические кризисы и их роль в эволюции. основные законы макроэволюции

5.1. Нарушение устойчивости экосистемы, приводящее к ее резкому изменению или даже гибели с заменой на другую, более приспособленную к изменившимся условиям, является ни чем иным, как экологическим кризисом.

Под экологическим кризисом мы понимаем резкие изменения условий внешней среды, захватывающие территории различного размера, в глобальном, региональном или локальном масштабе, вызывающие массовую гибель доминирующих таксонов живых организмов, при этом высвобождается или вновь образуется большое количество экологических ниш и вследствие этого происходит появления большого количества новых таксонов, лучше приспособленных к изменившимся условиям.

Кризис может быть локальным, региональным или глобальным в зависимости от того, какова территория, захваченная им, насколько радикальны изменения внешних условий, какое количество таксонов и экосистем вовлечено в него и с какой скоростью протекает процесс смены биоты.

Экологические кризисы вызываются изменениями климата, возникновением или исчезновением межконтинентальных соединений, а развивающийся в настоящее время кризис связан с воздействием человека на окружающую среду. Чем крупнее экологический кризис, тем реже он встречается в истории Земли.

Экологические кризисы оказывают большое влияние на процессы макроэволюции. Они создают условия среды, неблагоприятные для одних и благоприятные для других видов, при этом резко увеличиваются темпы эволюции и возникают новые крупные таксоны.

Экологические кризисы напрямую связаны с геологическими явлениями в жизни Земли. Выделения эр, периодов и эпох в истории жизни на Земле первоначально производилось по чисто геологическим и палеонтологическим критериям, в частности по исчезновению одних видов «руководящих ископаемых» и замене их другими. Но сейчас мы понимаем, что геологические изменения вызывали резкую смену условий существования различных видов, т. е. вызывали экологические кризисы. Поэтому можно считать, что наиболее масштабные экологические кризисы происходили на грани эр, меньшие по масштабам – на грани периодов, а еще меньшие – на грани эпох. В дальнейшем мы более детально рассмотрим характер этих кризисов и их причины.

5.2. Естественный отбор благоприятствует тем «решениям», которые лучше справляются с задачами, поставленными окружающей средой, эти решения распространяются в популяции потому, что их носители характеризуются более высокой степенью репродуктивности.

Не существует никакой общей схемы эволюции, никакого руководящего плана, никакого заранее установленного ее направления. Процесс эволюции состоит скорее в разнообразии альтернативных решений экологических проблем, которые имеются в генотипическом и фенотипическом репертуаре у множества организмов разных систематических групп; из этого множества решений естественный отбор благоприятствует «лучшим».

Но это не означает, что эволюция – стихийный, как может показаться на первый взгляд, процесс. Она управляется рядом законом, из которых для понимания закономерностей формирования экосистем различных геологических эпох и их смены наиболее важными являются следующие.

Закон Копа (сформулирован американским палеонтологом Э. Копом). Новые группы организмов происходят не от высших, глубоко специализированных форм, а от мало специализированных, сохранивших эволюционную пластичность. Так, высоко специализированные двоякодышащие рыбы оказались эволюционным тупиком; они сформировались в специфических экологических нишах периодически пересыхающих водоемов аридных зон и там и остались. Современные двоякодышащие рыбы мало отличаются от своих палеозойских предков как по строению, так и по экологии. В то же время менее специализированные кистеперые рыбы, также приспособившиеся дышать атмосферным воздухом, дали начало земноводным, а через них и высшим классам наземных позвоночных.