Подсчет видов, населяющих нашу планету, непрерывно продолжается, но ученые давно уверены, что жизнь в тропиках значительно многообразней таковой в умеренных широтах, не говоря уже об арктической или антарктической зонах. Причины такого разнообразия до сих пор остаются невыясненными.
Один из самых интересных районов с этой точки зрения – бассейн Амазонки. И хотя надежды найти «Затерянный мир» биологи давно оставили, объяснить причины возникновения феноменального разнообразия эволюционисты еще пытаются.
На примере муравьев-листорезов американские и бразильские энтомологи показали, что основная причина – последний ледниковый период, достигший пика около 20 тысяч лет назад.
Скотт Соломон и его коллеги из Университетов Техаса и Сан-Паулу проверили три основных гипотезы: плейстоценового «убежища», наступления моря и речных барьеров. Один из этих процессов должен был привести к созданию изолированных очагов, в которых происходило независимое видообразование – процесс, называемый аллопатрией.
широко распространённый тип видообразования, при котором новые виды возникают из популяций с неперекрывающимися ареалами. Любая популяция (или их группа), изолированная географически длительное время, неизбежно приобретает специфические особенности, связанные с генетическими изменениями, главным образом с различиями направления и интенсивности естественного отбора.
Так, на разных островах из группы Галапагосских возникли виды вьюрков (приспособленные к питанию специфической пищей) от насекомоядных до зерноядных. Здесь территориальная изоляция способствовала быстрому возникновению новых видов.
Если изоляция между аллопатрическими группами полная и возникшее отклонение закрепилось наследственно, то при встрече они не смогут скрещиваться, а значит, и обмениваться генетической информацией и нивелировать возникшие отличия. В этих случаях аллопатрические формы признают за вновь возникшие виды. Виды серебристых чаек, например, соединённые друг с другом через цепь подвидов, не скрещиваются в природе при совместном обитании в Балтике. Аллопатрия может быть присуща группам как выше, так и ниже вида. Между аллопатрией и симпатрией существуют переходы.
Гармоничная на первый взгляд теория неоднократно подвергалась критике. В частности, геологи показали, что джунгли могли расти на всей площади бассейна, и даже если убежища существовали, условия жизни в них очень сильно отличались для разных видов. Кроме того, большинство отличающихся амазонских видов сформировались задолго до плейстоцена.
Согласно морской гипотезе, тектонические события во времена среднего миоцена совпали с подъемом уровня моря примерно 10–15 миллионов лет назад, заполнившего большую часть бассейна соленой водой. Это привело к формированию отдельных «очагов» на возвышенностях. Косвенные подтверждения этой гипотезы были найдены для птиц-древолазов и пресноводных рыб.
Теория речных барьеров принадлежит ещё Альфреду Уоллесу, изучавшему различия позвоночных полтора века назад.
Согласно работам Уоллеса, реки становятся барьерами для распространения генов наземных организмов. Если учесть, что в Амазонии они широки и многочисленны, то и отдельных групп могло сформироваться очень много. Что и произошло с воробьиными, небольшими приматами, ящерицами, лягушками и даже бабочками. Хотя для некоторых млекопитающих попытки найти доказательства так и не увенчались успехами.
время максимального размера ледяных шапок в течение последнего ледникового периода приблизительно 20 тысяч лет назад. Произошёл во время вюрмской ледниковой эпохи (известна также как висконсинская, или валдайская). Уровень Мирового океана в то время был на 120 метров ниже современного из-за того, что вода, израсходованная на 3–4-километровые ледники, была изъята из гидросферы. В это время оледенение захватило большую часть Северной Америки, Скандинавский полуостров, север Европы и Восточно-Европейской равнины. Льдами были покрыты Альпы и Гималаи.
Соединив вместе данные палеогеографии, генетики и филогенетическое дерево муравьев, Соломон выяснил, что снижение влажности, вызванное последним ледниковым периодом, ограничило распространение наименее устойчивого к засухе Atta cephalotes, сильно способствовало расширению ареала A. laevigata и практически не сказалось на относительно толерантном к влажности A. sexdens.
А значит, для этих животных самым сильным фактором, определившим их распространение в регионе, была именно влажность.
Хотя работа ученых и не объясняет, почему виды гораздо разнообразнее в тропиках вообще, она вполне может быть применимой для Амазонского региона. Да и вообще, примечательно, что Амазонка не смогла стать преградой для муравьев, когда для птиц и млекопитающих речного бассейна оказалось достаточно.
