Палеонтологические методы изучения эволюции

Ископаемые переходные формы — формы организмов, сочетающие признаки как древних, так и молодых групп. Выявление таких форм позволяет восстанавливать филогенез отдельных групп.

Яркий представитель переходных форм — ископаемая Ichthyostega, которая сочетает признаки рыб с чертами наземных позвоночных. В свою очередь, наиболее древние наземные позвоночные из группы стегоцефалов также сохраняют некоторые рыбообразные черты.

Переходными формами от рептилий к птицам являются юрские первоптицы Archaeopteryx с длинным, как у рептилии, хвостом, несросшимися позвонками и брюшными ребрами, развитыми зубами. Но это были уже настоящие птицы: тело покрыто хорошо развитыми перьями, передние конечности превращены в типичные крылья.

Палеонтологические ряды — ряды ископаемых форм, связанных друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза. Они должны быть близки не только основными, но и частными деталями строения и генеалогически связаны друг с другом.

Последовательность ископаемых форм

Палеонтологические ряды конструируются на основании анализа отдельных разрозненных находок, относящихся к разным территориям. При этом всегда вероятно, что какие-то формы, жившие в прошлом, выпадают из-за отсутствия достаточно представительного материала. В этом недостаток данного подхода.

Однако при благоприятных условиях в ископаемом состоянии в одном и том же месте иногда сохраняются все вымершие формы.

Биогеографические методы изучения эволюции

Сравнение флор и фаун

В конце триасового периода Пангея начала раскалываться на два сверхконтинента: северный — Лавразию, южный — Гондвану. Гондвана, в свою очередь, разделилась на Южноамерикано-африканский континент, Австралию вместе с Антарктидой и огромный остров, который много лет спустя «причалит» к Азии, образуя Индостан.

В конце юрского периода Лавразия начинает раскалываться на Северную Америку и Евразию. Но Южная Америка и Африка (вместе с Мадагаскаром) еще образуют монолит. Следы этого былого единства сохраняются в современной фауне. Таковы ящерицы — игуаны Мадагаскара и Южной Америки, многочисленные сомовые и харациновидные рыбы Южной Америки и Африки. Ближайший родственник африканской шпорцевой лягушки (Xenopus) — суринамская жаба (Pipa), вынашивающая на спине развивающиеся икринки.

В конце мела расположение материков начинает приближаться к современному. Возникает Атлантический океан, пока еще не очень широкий Начинает намечаться разрыв между Австралией и Антарктидой. Мадагаскар отрывается от Африки и становится заповедником древних форм. Индостан движется на север, чтобы, в конце концов, столкнувшись с Азией, закрыть древнее море Тетис и породить Гималаи. Но Лавразия еще не разделилась окончательно, и обмен видами между Старым и Новым Светом продолжается.

Фауна млекопитающих, характерная для Восточной Европы, сохраняется в основном такой же и за Уралом — в Северной Азии. Это объясняется тем, что на всей огромной территории Северной Евразии нет преград для расселения крупных и средних по величине млекопитающих. Фауна млекопитающих Северной Африки очень близка к таковой Северной Азии, и различие не превышает, как правило, родового ранга. Сходство фауны рассматриваемых территорий определяется тем обстоятельством, что сравнительно недавно существовал широкий Берингов «мост» между отделенными ныне континентами Евразии и Северной Америки. Всего лишь миллион лет назад, как показывают палеогеографические данные, эти континенты были связаны друг с другом.

Принципиально иная картина наблюдается при сравнении млекопитающих Северной и Южной Америки. Несмотря на большую территориальную близость этих континентов, различия между фаунами оказываются огромными.

Если при сравнении фауны млекопитающих Северной Америки и Северной Евразии мы обнаруживаем в Северной Америке только три эндемичных семейства, то в Южной Америке — более 10, а число эндемичных родов достигает 80%. Только здесь живут ленивцы (Bradypodidae), муравьеды (Муrmecophagidae), броненосцы (Dasypodidae) — представители отряда неполнозубых млекопитающих. Не меньшие отличия и орнитофауны Южной Америки.

Такое своеобразие животного населения этой части планеты объясняется тем, что на протяжении десятков миллионов лет Южная Америка была полностью изолирована от остальных континентов. Несколько раз возникавший узкий Панамский перешеек не мог обеспечить широкого обмена фауной.

В сходном положении оказалась и Австралия: на протяжении более 120 млн лет она не соединялась с другими материками. За это время на австралийском материке самостоятельно, без влияния со стороны других фаун, развивались сумчатые и клоачные млекопитающие.

В современной фауне Австралии можно выделить четыре этапа вселения: на первом этапе туда проникли (или сохранились?) сумчатые и однопроходные (Мопоtremata), давшие к настоящему времени множество разнообразных видов, родов, семейств. На втором этапе, во время одного из сильных понижений уровня Мирового океана (несколько миллионов лет тому назад), по возникшему тогда сухопутному мосту из Южной Азии туда проникли некоторые грызуны. Третий этап вселения млекопитающих в Австралию — дикая собака динго (Canis dingo), попавшая на континент, видимо, вместе с человеком несколько десятков тысяч лет назад. Наконец, уже в наше время в Австралию с помощью человека попали и хорошо прижились кролики, олени и некоторые другие млекопитающие.

Таблица 6.2. Характеристика основных фаунистических областей Земли

Область	Основные эндемичные группы позвоночных животных
Голарктика	Бобры, кроты, тушканчики, тетеревиные, гагары, чистиковые, осетровые, лососевые, щуковые, колюшковые и др.
Индо-Малайская область и Эфиопия	Долгопяты, шерстокрылы. тупайи, гиббоны, слоны, носороги, человекообразные обезьяны, лемуры, ящеры, дикобразы, прыгунчики, цесарки, страусы, китоглавы, птицы-секретари, бананоеды
Неотропика	Опоссумы, ценолесты, вампиры, неполнозубые, ленивцы, броненосцы, морские свинки, шиншилловые, агути, нутрии, широконосые обезьяны, страусы-нанду, тинаму, гоацины, колибри, кайманы, чешуйчатник
Австралийская область	Яйцекладущие млекопитающие, сумчатые, сорные куры, эму, казуары, райские птицы, гаттерия

Таблица 6.3. Характеристика основных флористических областей Земли

Царства	Основные эндемичные группы высших растений
Голарктическое	Ивовые, Березовые, Буковые, Ореховые, Лютиковые, Маревые, Камнеломковые, Горечавковые, Первоцветные, Крестоцветные
Неотропическое	Кактусовые, Бромелиевые, Настурциевые, Циклантовые, Канновые, Маркгравиевые, Ксиридовые и др.
Палеотропическое	Двукрылоплодные, Панданусовые, Непентосовые, Раффлезиевые, Апогоготоновые, Банановые, Сапиндовые, Лавровые
Капское	Протейные, Вересковые, Рестиниевые, Амариллисовые, Истодовые, Рутовые, Ирисовые
Австралийское	Казуариновые, Цефалотовые, Гремандровые, Гудениевые