Палеобиогеография — наука о закономерностях распространения живых организмов в геологическом прошлом. Находится на стыке палеонтологии и палеогеографии. Методы палеобиогеографии в значительной степени являются методами, заимствованными у биогеографии и палеонтологии. Основным методом получения сведений в палеобиогеографии является изучение фоссилий — ископаемых остатков организмов и следов их жизнедеятельности.

Одна из теорий, подтверждённых палеобиогеографическими методами, — существование так называемой «экваториальной помпы»: естественного циклического «насоса» по расселению таксонов с принципиально новыми свойствами (предковых видов таксономических групп высокого ранга), возникающих в тропических зонах, в зоны с умеренным климатом.

Выделяют два основых направления палеобиогеографических исследований: палеофитогеографию, географическое распространение ископаемых флор, и палеозоогеографию, географическое распространение ископаемых фаун.

Значение Палеобиогеографию можно рассматривать как один из инструментов познания особенностей земной поверности в геологическом прошлом, инструмент построения палеогеографических и палеогеодинамических реконструкций, в том числе как один из источников сведений для картографирования суши и морей прошлого. Как писал ботаник Владимир Петров, «современное географическое распространение некоторых растений кажется непонятным и необъяснимым, если не обратиться к прошлому Земли. … Близкородственные растения на разных континентах, отстоящих друг от друга на многие тысячи километров, удивительное богатство флоры некоторых районов земного шара … могут быть объяснены только историческими причинами». Окаменелые остатки фауны холодных морей можно отличить от остатков фауны тёплых морей, а на основе остатков древней флоры можно реконструировать климатические условия, в том числе температуру и количество осадков, поэтому палеобиогеографические сведения являются важным источником сведений о широтном положении древних континентов. Сходство и различие ископаемых организмов в разных местах используется для оценки взаиморасположения этих местах в прошлом. Эволюционная история живых организмов на разных континентах показывает, насколько эти континенты были связаны друг с другом или изолированы в прошлом.

История изучения

Одной из причин зарождения палеобиогеографии стал вопрос о причинах и закономерностях существенной разницы между морскими и наземными организмами. Эта вопрос, возникший на самой ранней стадии развития биогеографии как науки, был связан с геологией и выявлением закономерностей проявления жизни на поверхности Земли в геологических масштабах времени.

Автором термина «палеобиогеография» является немецкий учёный (1878—1960), опубликовавший в 1909 году статью Die historische Geographie der Lebewesen (Paläobiogeographie) (), при этом новый термин был приведён им только в названии статьи. Позднее, в другой работе, Арлдт рассматривал палеобиогеографию как раздел палеогеографии, что отражало общий взгляд учёных-естествоиспытателей того времени, рассматривавших биогеографию как часть физической географии.

В советской научной литературе термин были впервые использован палеонтологом Алексеем Борисяком в 1931 году. Борисяк писал, что задачей палеобиогеографического метода является «восстановление каждой зоо- и фитогеографической области со всеми её биологическими особенностями». Относительно того, что палеобиогеографию следует рассматривать как самостоятельное научное направление одним из первых высказывался Лео Давиташвили в 1948 году, он же дал первое определение палеобиогеографии — как науки, которая «изучает географическое распространение ископаемых растений и животных и изменения его с течением времени».

Теодора Арлдта можно считать и основоположником палеофитогеографии: в 1922 году он опубликовал первую сводку о глобальном географическом распространении ископаемых флор от девонского периода до четвертичного для птеридофитов, голосеменных и покрытосеменных.

Палеозоогеографическими исследованиями и обощениями занимались многие учёные еще со второй половины XIX века. Так, в 1876 году английский натуралист Альфред Уоллес опубликовал зоогеографический труд «Географическое распределение животных», в котором, в частности, были приведены палеофауны для различных геологических эпох и различных «зоогеографических областей».

Методы и направления исследований

Биогеография и палеобиогеография являются родственными науками. Подобно тому, как биогеография является по своему основному методу исследований географической наукой, а по предмету исследования — наукой биологической, так и для палеобиогеографии методы двойственны: для реконструкции распределения ископаемых организмов используется географический (палеогеографический) метод, при этом предметом исследования для этой науки (как и для палеонтологии) служат организмы, которые были живы в прошлые геологические эпохи. Таким образом, биогеография и палеобиогеография опираются на одни и те же биологические законы, предметами исследования обеих отраслей знания является биота (флора, фауна, отдельные таксоны и их ареалы). Как в геологическом прошлом, так и в современную эпоху для живых организмов характерна неравномерность распределения в пространстве, причиной которой являются различия в условиях обитания (суша и море, различная высота и различная глубина обитания, особенности климата). В связи с этим палеобиогеография в значительной степени использует методы биогеографии, ориентируясь на «принцип актуализма», согласно которому законы, управляющие природными явлениями в современную эпоху, были такими же или похожими в геологическом прошлом. К примеру, современные холоднокровные животные расселяются в соответствии с конкретными температурными запросами, свойственными определённому виду, в связи с чем температурные особенности существования вида можно вывести из особенностей ареала этого вида; как следствие, на основе «принципа актуализма» существует практика районирования палеоакваторий на основе реконструированных ареалов ископаемых таксонов.

Палеобиогеография, однако, имеет по сравнению с биогеографией свои особенности, обусловленные тем, что для изучения ископаемых материалов используются особые методы, не используемые в биогеографии. Хотя и существует подход, при котором биогеографические факты, события и закономерности следует рассматривать комплексно — не только в современном (экологическом) масштабе времени, объединяющим географический и биологический аспекты, но и в геологическом (эволюционном) масштабе, такой подход, однако, возможен только для тех эпох, для которых хорошо изучены палеофлоры, палеофауны и история отдельных таксонов (обычно такие эпохи ограничены поздним кайнозоем). Чем более далека исследуемая эпоха от современной, тем в большей степени ограничивается возможность прямого использования методов биогеографии в палеобиогеографии, в связи с чем палеобиогеографии приходится использовать методы у других отраслей знания, не имеющих прямого отношения к биогеографии. Таким образом, палеобиогеография, хотя и использует в значительной степени методы биогеографии, является, как писал С. В. Мейен, «самостоятельной дисциплиной с собственными задачами».

Одно из основных направлений исследований в палеобиогеографии — изучение абиотических факторов, определяющими глобальное распространение организмов. Среди таких факторов основными являются климат, изменения уровня моря (трансгрессии и регрессии), а также морские течения.

Другим важным направлением является ареалогия, или ареалология (учение об ареалах), — анализ закономерностей географического распространения таксонов.

Палеобиогеографическое районирование Палеобиогеографическое районирование, то есть районирование территорий и акваторий геологического прошлого на основе обитавшей в них биоты, — одна из главных задач палеобиогеографии.

Схемы палеобиогеографического районированию имеют большое значение в биостратиграфии.

Имеется несколько методов палеобиогеографического районирования: Биохорологический метод. Регион (территория, акватория) определённой геологической эпохи выделяется на основе характерному для этому региона комплексу организмов (таксонов, биоценозов). Общий термин для таких выделенных регионов — биохория (от , жизнь, и , место, пространство). Каждая биохория имеет своё название (по географическому признаку) и таксономический ранг. Климато-биогеографический метод (в литературе может называться также биогеографическим и палеобиогеографическим). Заключается в исследовании распределения биоты в зависимости от климата. Для этого метода единицей районирования является климато-биогеографический пояс. Каждый пояс при таком районировании — широтный и глобальный. Биофациальный (палеобиофациальный) метод. Заключается в изучении фациальной приуроченности биоты. Единицей районирования является палеобиофация. Палеоландшафтное районирование. Метод основан на реконструкции ландшафтов — структурных единиц, образованных биогеоценозами. Единица районирования при таком методе — палеобиогеоценоз.

Различают палеофитогеографическое районирование и палеозоогеографическое районирование.

Экваториальная помпа Экваториальная помпа, или экваториальное давление, — гипотетическая эволюционная модель, согласно которой предковые виды таксономических групп высокого ранга возникли на территориях, близких к экватору, после чего распространились по всему Земному шару. Ядром гипотезы является утверждение о том, что по причине тёплого и постоянного влажного климата, — то есть вследствие условий, максимально благоприятных для проживания, — экваториальный пояс играет преобладающую или даже исключительную роль в прогрессивной эволюции. Впервые эту гипотезу выдвинул американский зоолог в 1957 году в отношении млекопитающих, однако по отношению к растениям подобную теорию ещё в 1948 годы выдвигал советский палеоботаник Африкан Криштофович.

Палеобиогеографические исследования подтверждают эту теорию. Группы принципиально новых организмов, возникнув в тропиках, постепенно распространяются на север или юг в зоны с умеренном климатом.

Данное явление, по своему действию похожее на циклический насос, получило название, использованное Дарлингтоном, — экваториальная помпа: в геологические эпохи, для которых характерно потепление климата на планете, наиболее устойчивые таксоны — «эвритермные» (то есть выдерживающие широкий диапазон температур) и «ценотически неразборчивые» (то есть устойчивые при сосуществовании с другими таксонами) — «закачиваются» из тропиков в зоны с более холодным климатом, а затем, при наступлении эпохи похолодания, часть таксонов, оставаясь на новом месте, выживают, успев адаптироваться. Такие «адаптированные» таксоны могут, в свою очередь, создавать новые, уже внетропические, центры возникновения и распространения.

Международное сотрудничество Одна из организаций, осуществляющих координацию международных исследований в области палеобиогеографии, — Международная общественная ассоциация «Друзья палеобиогеографии».

Примечания

Литература

Ссылки

Категория:Биогеография Категория:Палеогеография