ДЕ МЕЖІ ЕВОЛЮЦІЇ БІОСФЕРИ?

Земна біосфера відзначається розмаїттям видів і екосистем, одначе, питання про її еволюцію залишається відкритим... Джерело ілюстрації: http://www.cs.trinity.edu

Андрій М. ЗАМОРОКА

Чи еволюціонує біосфера? У першому наближенні, питання у рафінованих наукових колах виглядає, м’яко кажучи, непристойним. Сучасне уявлення про процес розвитку біосфери полягає в тому, що впродовж сотень мільйонів років розмаїття життя та структури екосистем на планеті ґрадуально зростали і сьогодні ми тішимося їх апоґею… Але залишається одне але, – в другому наближенні, постає закономірне питання: чи можуть, згідно екологічних законів, нескінченно зростати рівні внутрішньої структурованості й біорізноманіття у замкненому просторі та з лімітованими ресурсами планети Земля?…

Питання про еволюцію біосфери є питанням фундаментальним і у своїй основі – теоретичним. На практиці дуже важко довести чи спростувати постулат про еволюцію біосфери. Класичним її доказом є палеонтологічні дані, які свідчать про поступове ускладнення живих форм на Землі. З цим жодним чином не посперечаєшся, та й сенсу в тому немає ніякого, бо маємо справу із фактом незаперечним. Але чи це є свідченням еволюції біосфери? Відповім ствердно: так, однак, до певної межі. Тут ключове питання – це, що брати за критерії еволюції біосфери – видове багатство, розмаїття ніш, розмаїття екосистем чи розмаїття біогеохімічних циклів? Перші два є емерджентними властивостями екосистем, однак, часто густо, також приймаються у якості арґументів до безперервного і наростаючого розвитку біосфери. Другі два – емерджентні властивості, власне, біосфери. При прискіпливому вивченні цих критеріїв, бачимо, що біосфера перебуває у глобальному гомеостазі, не змінюючи а ні своїх структурних компонентів, а ні функціональних. Тобто, дощовий тропічний ліс він залишався дощовим тропічним лісом і у карбоновому (300 млн. років тому), і у тріасовому (220 млн. років тому), і у крейдовому (90 млн. років тому) періодах, таким залишається і сьогодні. Єдине що змінювалося – види-учасники цього типу екосистеми. З цього приводу я уже писав, то ж якщо кому цікаво можна ознайомитись тут… Питання в іншому – де і як знайти реальні докази того, що біосфера знаходиться у рівноважному стані і їй геть байдужі перипетії перманентного виникнення і вимирання видів у екосистемах?

Сучасне уявлення про еволюцію біосфери можна проілюструвати графіком наростання розмаїття родів. Але чи дійсно у біосфері триває нескінченне наростання її структурованості, наслідком якого є рівень біорізноманіття?

Десь близько місяця тому, мені трапилась на очі стаття американсько-панамської групи вчених, під еґідою Смітсонівського Інституту, присвячена проблемі вивчення рівня біорізноманіття у минулі ґеологічні епохи і порівняння його з нинішнім. Результат їх дослідження більше, ніж промовистий – біорізноманіття тропічних лісів Мезоамерики сьогодні та у проміжку 30-65 мільйоноліть тому є практично ідентичним! Дозволю собі навести цитату із їх висновку: “…the ranked abundances of damage types are nearly identical in modern Panama and in all fossil assemblages examined…” (переклад: “частота трапляння типів ушкодження [листя комахами – авт.] майже ідентична що у [тропічних лісах – авт.] сучасній Панамі, що у всіх із досліджених комплексів у викопних становиськах…). Гадаю, що самі автори дослідження не цілком зрозуміли важливість свого відкриття для фундаментального розуміння проблеми еволюції біосфери, оскільки жодним чином не спробували його обговорити, натомість, незграбно, спробували пов’язати результати зі змінами клімату… Це як історія із відкриттям законів спадковості Ґеорґом Менделем, коли він до кінця своїх днів так і не збагнув їх наріжної суті… Але про все за порядком.

Більшість листкогризних комах залишає унікальні ушкодження на рослинах, за якими їх можна ідентифікувати. Джерело ілюстрації: http://thinkjungle.com

В основу дослідження лягла досить давня гіпотеза, що різноманіття ушкоджень на викопних листках безпосередньо пов’язане із різноманіттям листкогризних комах того часу. Тобто, комахи, у цілковитій більшості, не зберігаються у викопному стані, тому про їх різноманіття у певну ґеологічну епоху ми можемо судити аж надміру приблизно. Тоді як опалі листки рослин часто-густо фосилізуться, наприклад, на дні озер чи боліт, що дає можливість досить добре скласти уявлення про рослинний компонент екосистеми. Скам’янілі листки, за звичай, мають часті ушкодження, залишені рослиноїдними комахами, а оскільки форма щелеп у різних видів комах відмінна, то й сліди від укусів будуть суттєво різнитися, таким чином, полічивши кількість типів ушкоджень, можна зробити доволі близький до реальності висновок про розмаїття листкогризних комах. Ця, доволі струнка, гіпотеза не мала експериментального підтвердження, хоча широко використовувалась палеобіологами…

Скам'янілі відбитки листя тропічних дерев, на яких виявили ушкодження залишені комахами-листкогризами. Джерело ілюстрації: http://phys.org

Власне, автори дослідження здійснили експериментальне підтвердження гіпотези – вони зібрали із крон тропічного лісу зразки ушкодженого листя і комах, які ті ушкодження вчинили, прокласифікували їх, і розрахували взаємозв’язки між ушкодженнями та комахами-листкогризами. Аналогічну роботу було здійснено і у відношенні наявних відбитків скам’янілих листків, головним чином, кінця крейди (70-65 млн. років тому), часів палеоцену (65-55 млн. років тому) та еоцену (55-34 млн. років тому). Цікаво, що біотичне розмаїття листкогризних комах кінця крейди та палеоцену, фактично, ідентичне сучасному! Це при тому, що Земля в даний період зіткнулася з астероїдом і відбулося вимирання багатьох груп біоти… Перехід від палеоцену до еоцену також характеризується високим, навіть більшим, ніж очікували дослідники, розмаїттям листкогризних комах. У цей період, у різних локаціях, вони виявили значні відмінності у показниках розмаїття типів ушкоджень на листках, які важко пов’язати із кліматичними пертурбаціями чи природною зональністю, очевидно, що вони зумовлені якимись місцевими чинниками. Вчені виявили, що впродовж еоцену відбувалися певні коливання частоти трапляння листків з ушкодженнями, яку вони намагалися пояснити кліматичними флуктуаціями, але, чесно кажучи, виглядає то не дуже переконливо…

Різноманіття листкогризних комах впродовж кінця мезозою і всього кайнозою виявилось практично незмінним, що свідчить про відсутність наростання біорізноманіття у біосфері...Джерело ілюстрації: http://www.gdfcf.org

У сухому залишку, основний месидж дослідження, очевидно, що несвідомо, – це сталий рівень біотичного розмаїття листкогризних комах у тропічних лісах, практично, впродовж усієї кайнозойської ери. Фактично, дане дослідження прямим текстом демонструє відсутність зростання видового багатства у тропічних екосистемах. Власне, то свідчить лише про одне – біосфера досягла стану своєї рівноваги десятки мільйоноліть тому і підтримує його, не утворюючи нових ні структурних, а ні функціональних компонентів. Вона нагадує праліс, який знаходиться у клімаксі до часу непередбачуваної пертурбації, що знову запустить механізми відновлення рівноваги. Зрозуміло, що людство і є цією непередбачуваною оказією, і як наша діяльність вплине на біосферу – покаже час…

Інші статті за цією темою:

admin Written by:

Be First to Comment

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *