Живые ископаемые у нас под ногами
Одним из аспектов проблемы конкретных путей и закономерностей эволюции — это исследование темпов эволюции разных таксонов (видов, родов, отрядов, классов и т. п.) животных и растений. Знание темпов эволюции организма и экологических особенностей биогеоценозов прошлого поможет правильно судить о направлениях эволюции в наше время, предвидеть, что же ждет человечество в обозримом будущем, на фоне какой экологической обстановки будет протекать эволюция.
Уже давно зоологи и палеонтологи обратили внимание, что среди ископаемых остатков животных и растений минувших геологических эпох встречаются формы, которые поразительно мало отличаются от нынешних обитателей Земли. Для таких организмов выдающийся английский биолог Т. Гексли, сподвижник Ч. Дарвина, еще в середине прошлого века предложил название «персиетенты», т. е. формы, не изменяющиеся с течением времени. Разумеется, речь идет не о вообще неизменных «законсервированных» видах или родах, а о формах, изменение которых идет неизмеримо медленнее, чем у подавляющего большинства других существ. В научно-популярной литературе за персистентными формами утвердился термин «живые ископаемые», который применяется довольно часто, хотя он и не отличается необходимой научной точностью. Примеров таких медленно изменяющихся организмов можно привести немало. Особенно большой известностью пользуются лингуля из брахиопод мечехвосты из ракоскорпионов, моллюск галатея, кистеперая рыба латмерия; ископаемые остатки очень близких к этим видам животных известны еще из палеозоя (300— 500 млн лет назад). Но нужно сказать, что подобных организмов весьма мало, поэтому нахождение каждого нового персистента — значительное событие.
Подробно темпы эволюции изучал американский палеонтолог Г. Симп-сон который выяснил, что даже в пределах одного таксона есть ветви, эволюирующие с разной скоростью, поэтому только детальное сопоставление эволюции многих ветвэй даст реальную картину исторического развития всей группы. В то же время многие крупные таксоны заметно разнятся по темпам эволюции.
Например, в ряду лошадей новый род образуется в среднем за 5— 6 млн лет, у хищных млекопитающих— за 6 млн лет, среди некоторых грызунов в Южной Америке — за 1—2 млн лет; у аммонитов же для этого требовалось около 20 млн лет, а у пластинчато-жаберных моллюсков — 78 млн лет.
По единодушному мнению биологов-эволюционистов, одним из обязательных условий сохранения «живых ископаемых» является постоянное существование в течение длительного (геологически) времени неизменной среды обитания этих организмов. Не удивительно, что почти все известные персистенты — обитатели моря, самой устойчивой из зон жизни на Земле. На протяжении десятков, а может быть, и сотен миллионов лет химический состав и физические параметры Мирового океана почти не изменялись.
Прямую противоположность являет собой наземная среда.
Резкие перепады температур, влажности, оснащенности, ионизирующего излучения, химического состава коры выветривания определяют лабильность условий, в которых живут наземные обитатели. Замечено, что животные и растения легче приспосабливаются к постоянной, пусть даже и не очень благоприятной среде, чем к резким колебаниям природных факторов. Это и понятно, ведь совершенно разные приспособления нужны для обитания в сухой и во влажной атмосфере, к холоду и к жаре. Поэтому так бедна наша средняя полоса многими группами животных и растений, которыми богаты тропики: немногие организмы могут приспособиться к +30° летом и —30—40° зимой. Так что возможность существования персистентных форм на суше весьма ограничена. Все данные палеонтологии подтверждают: именно наземные животные эволюционируют быстрее всех, на суше смены фаун и флор происходят быстрее, чем в водной среде.
Поэтому полной неожиданностью для нас было обнаружить в континентальных отложениях бассейна р. Бурей на Дальнем Востоке, в слоях верхнеюрского возраста, разнообразную фауну панцирных клещей, среди которых некоторые формы оказались удивительно близкими к современным Поскольку «возраст» этих ископаемых не менее 140 млн лет, их с полным правом можно причислить к широко известным «живым ископаемым».
Панцирные клещи, или орибатиды,— очень разнообразная и многочисленная группа мелких обитателей почвы. Их средние размеры исчисляются десятыми долями миллиметров, и только самые крупные достигают 2—3 мм. Орибатиды заселяют все почвы от Арктики до Антарктики и встречаются даже в почвах далеких океанических атоллов. Численность панцирных клещей нередко достигает 100—300 тыс. на 1 м2; эти животные перерабатывают значительную часть растительного опада, способствуют аэрации почвы, распространяют микроорганизмы и т. д. О важности орибатид в жизни наземных биогеоценозов можно судить хотя бы по тому, что по биомассе на единицу площади они не уступают наземным позвоночным. Всего в мире насчитывают около 4500 видов панцирных клещей. Таким образом, панцирные клещи буквально «кишат» у нас под ногами.
Однако вернемся к орибатидам юрского периода. Всего было найдено 18 экземпляров клещей из 5 видов 4. Некоторые из них изображены на нашем рисунке. Все эти виды были из разных родов: Palaeochthonius Juracarus, Jureremus, Cultroribula, Achipteria. Два первых — представители «низших» орибатид; близкие к ним формы и ныне широко распространены на Земле. Остальные роды — «высшие» орибатиды.
Род Jureremus по ряду характерных признаков относится к ныне живущему семейству Cymbaeremaeidae. Интересно, что в 1971 г. из Северной Японии с о. Хоккайдо описан новый вид клеща Megeremaeus expansus Aoki ef Fujikawa2, который, правда, отнесен к другому семейству — Меgeremaeidae, но по целому ряду признаков (расположение сильно склеротизованных валиков, двухрядное расположение щетинок и, наконец, наличие своеобразного «хвостового» выроста) исключительно близок к юрскому роду, и, по-видимому, является промежуточной формой между Jureremus и современными Меде-remaeidae Северной Америки.
Наконец, два последние рода — Cultroribula и Achipteria отнесены к ныне живущим формам. Если сохранность экземпляра Achipteria оставляла желать лучшего и о нем нельзя с уверенностью утверждать, что это действительно представитель рецентного рода, а не самостоятельного, но очень близкого к современному (что само по себе очень интересно), то в отношении второго — Cultroribula никаких сомнений нет. Этот вид без всяких колебаний должен быть включен в рецентный род.
Каков же итог? Все 5 родов юрских орибатид относятся к современным семействам. Два рода — явно оригинальные, один — промежуточный между несколькими родами ныне живущих орибатид, два —- можно отнести к рецентным родам. Случай едва ли не беспрецедентный для наземных животных!
Почему же смогли сохраниться эти «живые ископаемые», могли ли зоологи предвидеть столь медленные темпы эволюции орибатид?
То, что среди орибатид есть формы крайне архаичного облика, а также некоторые особенности их постэмбрионального развития давно уже заставляли предполагать, что темпы эволюции здесь невысоки. Это заключение подтверждалось и данными по географическому распространению панцирных клещей: многие роды распространены по всему свету, причем заселяют почвы естественные, «дикие» ландшафты и явно не занесены туда человеком. Развиваясь изолированно, фауны Южной Америки, Африки, Австралии дали множество эндемиков высокого таксономического ранга (семейства, отряды), а у панцирных клещей за то же время неизменными остались даже многие роды.
Что касается ископаемых орибатид, они были известны лишь для середины третичного времени (олигоцен-миоцена) в балтийском янтаре и ископаемых смолах Мексики. Среди этих находок было немало и ре ценных родов но в то время было «всего лишь» 20—30 млн лет назад, в тех же отложениях найдены отдельные рецентные роды насекомых, не говоря уже о растениях. Так что предполагать невысокие темпы эволюции орибатид можно было и раньше, но несомненных доказательств не было.
Теперь о возможных причинах сохранения столь древних форм. Орибатиды — обитатели почвы. Они в значительной степени питаются гифами грибов и разлагающимися растительными остатками, причем большинство видов — эврифаги — они питаются самыми разными разлагающимися субстратами. Это дает возможность многим видам заселять огромные территории, успешно жить и в тундре, и в тайге, в широколиственных лесах, степях и пустынях. Таковы, например, Liochthonius sellnicki, Oppia nova, Eremaeus hepaticus и другие виды. Всегда где-то найдутся микростации, благоприятные для многих этих видов. По-видимому, смены растительного покрова в геологическом прошлом не были для орибатид катастрофой: слой растительного опада сохранялся, а режим температуры и влажности в толще почвы значительно менее изменчив, чем на поверхности. Значение почвы как среды в эволюции наземных животных исключительно велико но до сих пор недостаточно оценена роль почвы в качестве стабильной микросреды для длительного переживания многих беспозвоночных, несмотря на бурную эволюцию наземной растительности и животного мира. Для этого есть объективные причины: в погребенных почвах редко сохраняются остатки животных—захоронению членистоногих препятствует обильная микрофлора разрушающих хитин бактерий.
Остается надеяться, что континентальные отложения и погребенные почвы будут подвергаться более тщательному анализу на содержание фауны. Не исключено, что панцирные клещи окажутся далеко не единственным «живым ископаемым» современного животного мира почв.
Источник - abc-24.info