10 Jul 2023
Экологи объяснили, почему австралийским животным труднее расселяться в Азию, чем азиатским — в Австралию. Оказалось, что причина в уровне осадков. Представители азиатских семейств эволюционировали во влажных тропических лесах и потому могли легко освоить джунгли Малайского архипелага и Новой Гвинеи, а оттуда колонизировать Австралию. А вот австралийские семейства на протяжении миллионов лет адаптировались к жаркому засушливому климату, поэтому расселяться на влажные острова Малайского архипелага им было намного труднее. Результаты исследования опубликованы в Science.
Экосистемы Австралии (и соседней Новой Гвинеи) и континентальной Азии на протяжении большей части кайнозоя развивались в изоляции друг от друга. Однако за последние несколько миллионов лет из-за движения тектонических плит эти регионы сблизились, благодаря чему между ними начался обмен фауны. По многочисленным островам Малайского архипелага австралийские животные постепенно стали расселяться на запад, а азиатские — на восток.
Предполагается, что на способность животных распространяться из Азии в Австралазию и наоборот в первую очередь повлияло наличие водных границ между островами. Например, пролив между Борнео и Сулавеси сохранялся даже во времена ледниковых периодов, когда многие другие острова из-за падения уровня моря становились частью континента (в тот период Борнео, Суматра, Ява и Бали стали частью Сундаленда, который соединялся с Юго-Восточной Азией, а Австралия и Новая Гвинея объединились в Сахул). Он, в частности, стал непреодолимым барьером для сумчатых млекопитающих, которые колонизировали Сулавеси, но не смогли продвинуться дальше на запад. Глубокий пролив, который сильно влияет на распределение фаун, также существует между островами Бали и Ломбок. Неудивительно, что именно между Борнео и Сулавеси и между Бали и Ломбоком ученые проводят так называемую линию Уоллеса — границу переходной зоны между азиатской и австралийской фауной. К западу от нее перестают встречаться сумчатые и представители некоторых других групп австралийского происхождения.
Впрочем, наличие проливов не полностью объясняет характер распределения фаун между Азией и Австралазией. Дело в том, что обмен животными между двумя этими регионами не был равноценным. По некоторым оценкам, наземные позвоночные из Индомалайской биогеографической области распространялись в Австралийскую область в два раза быстрее, чем в обратном направлении. По какой причине азиатским видам было проще расселяться на восток, чем австралийским на запад, пока неясно. Возможно, причина в том, что видовое разнообразие в Юго-Восточной Азии благодаря связям с Евразией и влажному климату выше, чем в изолированной и засушливой Австралии. Из-за этого в Азии оказалось больше видов, способных к освоению новых территорий. Согласно альтернативному предположению, азиатским животным, приспособленным к жизни во влажных тропических лесах, было проще колонизировать Уоллессию (так называют острова, расположенные между Сундалендом и Сахулом) с ее обильными осадками, чем австралийским, которые на протяжении миллионов лет адаптировались к засушливым условиям.
Команда экологов под руководством Александра Скилса (Alexander Skeels) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха решила проверить гипотезу о влиянии влажности на расселение видов между Азией и Австралией. Для этого исследователи проанализировали реконструкции климата и движения тектонических плит за последние 30 миллионов лет. Именно в этот период времени Азия и Австралия начали сближаться — и тогда же возникли большинство семейств наземных позвоночных, населяющих сегодня эти регионы. Кроме того, авторы собрали данные об эволюционных связях и ареалах 20433 видов наземных позвоночных из всех 227 семейств, обитающих на Малайском архипелаге.
Расчеты Скилса и его коллег показали, что даже по консервативным оценкам наземные позвоночные независимо расселялись через линию Уоллеса с запада на восток или с востока на запад по меньшей мере 381 раз (93 процента из этих случаев пришлось на рукокрылых и птиц) Это объясняет, почему представители 87 семейств обитают и в Азии, и в Австралазии. При этом анализ подтвердил, что азиатские виды активнее расселяются на восток, чем австралийские и новогвинейские — на запад. Не менее 46 семейств, происходящих из Юго-Восточной Азии (что соответствует 43 процентам всех местных семейств), пересекли линию Хейлприна-Лидеккера, которая считается границей между Австралазией и Малайским архипелагом. Однако лишь 19 семейств из Австралии и Новой Гвинеи (то есть 24 процента местных семейств) пересекли линию Уоллеса.
Как и ожидали авторы, основным фактором, который определяет способность разных групп наземных позвоночных расселяться через Малайский архипелаг, стала их адаптация к уровню осадков. Семейства, представители которых могут выживать при разных уровнях осадков, чаще расселялись через линию Уоллеса, чем семейства, менее толерантные к этому фактору. (Впрочем, анализ также подтвердил идею о том, что высокое видовое разнообразие в Юго-Восточной Азии способствовало распространению местных видов в восточном направлении).
В теории семейства, среди представителей которых наблюдается более значительная толерантность к уровню осадков, могут быть просто более разнообразными и потому чаще заселяют новые территории. Однако более высокие темпы расселения у таких групп не были связаны с повышенным риском вымирания. Таким образом, их представители, похоже, действительно лучше приживаются на новых местах — по крайней мере между Юго-Восточной Азией и Австралией. Интересно, что после колонизации нового континента животные из таких семейств, как правило, не осваивают новые экологические ниши, а в основном остаются в той же нише, которую занимали на родине. Например, ужеобразные змеи (Colubridae) и крыланы (Pteropodidae) в Австралии и на Новой Гвинее живут примерно в тех же биомах, что и в родной для них Юго-Восточной Азии.
Палеоклиматические реконструкции показали, что зона с высоким уровнем осадков, где могут расти влажные тропические леса, установилась на территории Уоллесии 20-30 миллионов лет назад. В Австралии и на Новой Гвинее это произошло намного позже. Хотя зоны с климатом, благоприятствующим росту влажных тропических лесов, появились здесь еще в миоцене, там, где они существуют сегодня, они возникли лишь пять-десять миллионов лет назад, после появления возвышенностей в Новой Гвинее. Таким образом, у местных животных было не так много времени, чтобы приспособиться к климату с высоким уровнем осадков. В результате они заселили Уоллесию сравнительно поздно, в среднем 5,4 миллиона лет назад.. В то же время у семейств, происходящих из Юго-Восточной Азии, возможность расселяться по влажным тропическим лесам Уоллесии появилась намного раньше. В среднем они колонизировали этот регион 15,27 миллиона лет назад, а отсюда проникли на территорию современной Новой Гвинеи — когда условия здесь стали для них подходящими.
Дополнительный анализ продемонстрировал, что в климатических условиях, которые соответствуют Уоллесии и Новой Гвинее, обитают намного больше видов сундалендского происхождения, чем сахульского. А виды из австралийских и новогвинейских семейств, сумевших пересечь линию Уоллеса, как правило, обитают в среде с более высоким уровнем осадков по сравнению с видами из австралийских и новогвинейских семейств, которые не смогли этого сделать.
На финальном этапе исследования Скилс и его соавторы проверили, где можно провести границу между сундалендской и сахульской фауной. Оказалось, что в среднем она проходит там, где условия становятся более жаркими и засушливыми. Например, среди млекопитающих доля видов австралийского происхождения превышает долю видов азиатского происхождения только в отдельных регионах Австралии (это связано с высоким разнообразием грызунов и рукокрылых). Для амфибий эта черта проходит по югу Новой Гвинеи. А у птиц, напротив, доля сахульских видов очень высока и в Австралии, и на Новой Гвинее. Вероятно, это связано с тем, что пернатые лучше других групп переносят колебания влажности.
Источник: N+1
Фото: A. Skeels et al. / Science, 2023
19 декабря 2023 года Международный институт развития научного сотрудничества «МИ ...
14 и 15 ноября в отеле «Националь» в Москве проходит III Международный форум «СМ ...
30 октября 2023 Центр научно-аналитической информации Института востоковедения Р ...
С 18 по 20 октября в Казани пройдет шестой международный «Медиафорум-2023: свобо ...
10-11 октября в Белграде прошла IX Международная встреча интеллектуалов на тему ...
Президент Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Российский политолог, историк, публицист.
Доктор политических наук, профессор МГИМО
Генеральный директор Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Научный руководитель Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор
Председатель Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук, профессор, член-корреспондент РАН. Директор Института востоковедения РАН. Член научного совета Российского совета по международным делам.
Заместитель Председателя Попечительского совета Международного Института Развития Научного Сотрудничества
Доктор исторических наук.
Профессор кафедры стран постсоветского зарубежья РГГУ, профессор факультета глобальных процессов МГУ им. М.В. Ломоносова.