Галапагосы – тайна эволюции
Пятинедельное пребывание Чарлза Дарвина на далеких тихоокеанских островах изменило наше представление о жизни на Земле: был найден ответ на основной вопрос биологии - о происхождении видов и естественном отборе.
Название этой уединенной группы островов в Тихом океане теперь неразрывно связано с именем Чарлза Дарвина и понятием «эволюция». Дарвин провел на Галапагосах всего пять недель, но эти недели стали апогеем его путешествия вдоль побережья Южной Америки, включая и сухопутные этапы. Во время плавания Дарвин убедился в верности своей теории эволюции. В течение 20 лет он вновь и вновь возвращался к своим записям и наблюдениям, сделанным на островах, прежде чем понял окончательно, что те решающие недели дали ему ключ к пониманию сути процесса эволюции — естественного отбора. В 1831 году, когда Дарвин взошел на борт корабля «Бигль» в официальной должности естествоиспытателя, весь христианский мир непоколебимо верил в то, что Земля и все сущее на ней сотворены Богом и сохраняются с тех пор в более или менее неизменном виде. Опубликовав в 1859 году исследование «Происхождение видов путем естественного отбора», Дарвин доказал ошибочность подобных представлений.
Путешествие на «Бигле» позволило естествоиспытателю изучать условия жизни в самых разных климатических зонах и наблюдать множество растений, животных и птиц. За первые три года плавания он убедился, что виды не сохраняют изначально присущие им качества, а со временем изменяются. Первым серьезным подтверждением этому стали окаменелые останки вымерших видов животных. Дарвин не мог принять объяснение, будто Создатель «смыл» с лица Земли виды, полностью исчерпавшие свое предназначение, и заменил их более высокоорганизованными, венцом которых стал человек. Дело в том, что многие окаменелости и кости, найденные Дарвином при исследовании суши, представляли собой останки существ, очень похожих на тех, что окружали его, но более крупных.
Галапагосских островов «Бигль» достиг в сентябре 1835 года. 19 островов и окружающие их скалы и вулканические островки разбросаны на площади 59 500 км2 и удалены от Южной Америки на 1000 км. Вначале Дарвин был обескуражен тем, что на столь неприветливых и отдаленных землях смогли утвердиться хоть какие-то формы жизни. Он также обратил внимание на то, что большинство населявших острова животных, птиц и насекомых имели некоторое сходство с теми, которых он наблюдал в Южной Америке.
Фауна на островах была довольно необычной. Там обитали лишь два вида млекопитающих: мыши местного, как он предположил, происхождения и крысы, завезенные туда, скорее всего, на кораблях. (На самом деле, как оказалось, там водятся семь видов грызунов и два вида летучих мышей.) Земноводных не оказалось, зато рептилии имелись в изобилии.
Сходство галапагосских и южноамериканских видов, решил Дарвин, зависит от того, каким образом все эти животные попали в эти места. Первыми живыми организмами, освоившими скалистые вулканические острова, стали растения, чьи семена и споры были занесены туда водой и ветром. С возникновением постоянного растительного окружения смогли появиться и первые животные. Животная жизнь на Галапагосских островах — за исключением видов, завезенных человеком, — начиналась со случайных «пионеров-первопроходцев». Птицы, летучие мыши и некоторые насекомые попали туда, должно быть, из Южной Америки (или просто сбились с курса из-за сильных ветров во время своих ежегодных миграций) — слишком велико было их сходство с уже известными Дарвину видами.
Остальные представители фауны произошли от прародителей, приплывших на острова на бревнах, плавучих клубках водорослей или различных обломках, которые через дельты рек выносило в море, а затем попутными течениями прибивало к островам. Мягкотелые лягушки и их икринки не могли выдержать длительного пребывания в соленой воде. А вот яйца рептилий, защищенные прочной оболочкой, лучше переносили многотрудные скитания по морским течениям.
Наверное, самая удивительная достопримечательность Галапагосских островов — это гигантские черепахи, в честь которых острова и получили свое название (galapago по-испански означает «черепаха»). Во времена Дарвина острова давали приют сотням тысяч этих рептилий. При отсутствии плотоядных хищников они не только выживали, но и достигали в длину более 1,3 м, набирали вес до 180 кг, а продолжительность их жизни составляла более 100 лет.
Черепахи густо заселили все без исключения острова. Вице-губернатор Галапагосов рассказывал Дарвину, что с первого взгляда определяет, с какого острова та или иная черепаха. Дарвин запомнил эти слова, но в то время не придал им особого значения. Небольшие различия между черепахами, казалось, можно было отнести на счет особенностей местных условий. Если воды и растительности было много, черепахи выщипывали траву у себя под ногами, поэтому передняя часть их панцирей вокруг шеи изогнута лишь слегка. Там, где им приходилось тянуться за пищей, шеи у них были длинными, а панцири спереди круто загибались вверх, напоминая по форме седло.
Аналогичные различия прослеживались у игуан. Сухопутные игуаны едят побеги и семена кактусов, морские имеют длинные мускулистые хвосты, помогающие им заплывать в море и нырять на глубину 11 м в поисках водорослей, растущих на подводных скалах.
Выводы, сделанные Дарвином в результате наблюдения за рептилиями, были применены им при исследовании пернатого царства — в частности, вьюрков. Они дали ему ключ к загадке эволюции — естественному отбору, или выживанию наиболее приспособленных особей. Дарвин предположил, что один из видов вьюрков дал развитие другим направлениям. Вьюрки — единственные сухопутные птицы Галапагосских островов, которые в отсутствие конкурирующих видов, а также хищников заполнили все возможные природные ниши. На каждом острове образовалась отдельная популяция вьюрков, с присущими лишь ей характерными чертами. Эти черты передавались следующему поколению, а особи, которые не могли приспособиться, были обречены на вымирание.
Процесс распространения видов вьюрков, черепах и игуан повторяется и на примере моллюсков, морских птиц и ящериц: популяции на разных островах отличаются друг от друга и различия достаточно явственны. Этот факт, записал Дарвин в своем журнале, «поражает мое воображение». Гений Дарвина проявился в том, что он создал из своих наблюдений плодотворную теорию, предложившую объяснение механизма развития природного мира.
Источник
Галапагосские вьюрки Дарвина
Галапагосские острова представляют собой архипелаг из 13 крупных и около сотни мелких островов в Тихом океане, у берегов южноамериканского Эквадора. Именно изучение биоразнообразия видов этих островов дало начало знаменитой научной теории эволюции путем естественного отбора Чарльза Дарвина. 27 декабря 1831 года Дарвин отправился в экспедицию на борту HMS Beagle вместе с капитаном корабля и его спутником Робертом Фиц Роем, чтобы исследовать моря, острова и побережья Южной Америки и записать геологические, биологические и географические находки путешествие. Когда Дарвин прибыл на Галапагосские острова, он начал собирать образцы с островов, многие из которых были птицами разных видов, которые были отправлены обратно в Англию для дальнейшего изучения. На острове Дарвин, не будучи профессиональным орнитологом по профессии, больше сосредоточился на изучении геологии этого места и беспозвоночных острова. Вернувшись в Англию, Дарвин решил представить собранные им образцы млекопитающих и птиц Зоологическому обществу. Именно тогда эксперт-орнитолог Джон Гулд объяснил, что птицы, которых Дарвин считал коллекцией черных птиц, крапивников, грошеклювов и вьюрков, на самом деле были коллекцией нескольких видов вьюрков. Этот факт удивил Дарвина и побудил его к интенсивному изучению этих птиц, что дало начало его всемирно известной теории естественного отбора. Обнаруженные таким образом вьюрки были тогда известны как “вьюрки Дарвина”.
4. 15 видов зябликов
Вьюрки Дарвина представляют собой коллекцию из 15 различных видов вьюрков, все они принадлежат к Воробьинообразные орден и семья танагер. У каждого из этих видов птиц свои пищевые привычки и образ жизни, что привело к эволюции различных форм и размеров клюва. Размер тела этих птиц, в основном тускло окрашенных, колеблется от 10 до 20 сантиметров, а весят они от 8 до 38 граммов. Славковые вьюрки — самые маленькие из дарвиновских вьюрков, в то время как вегетарианские вьюрки — самые крупные среди этой группы птиц.
3. Места обитания
Все вьюрки Дарвина произрастают на Галапагосских островах, за исключением одного — кокосового вьюрка, который обитает на соседнем острове Кокос в восточной части Тихого океана. На островах царит теплый тропический климат в летние месяцы с декабря по май, когда средняя температура составляет около 25 ° по Цельсию, дни солнечные, а осадки выпадают редко, но обильно. В зимние месяцы с июня по декабрь температура моря составляет около 22 ° по Цельсию, а погода остается туманной с моросящим дождем, который длится почти весь день. Температура также падает с высотой на более высоких высотах. Растительность островов включает в себя пышные зеленые тропические леса на больших территориях и засушливую и полузасушливую растительность в низинах.
2. Исследовательская роль
Зяблики Дарвина помогли Чарльзу Дарвину разработать свои теории эволюции и естественного отбора. Он предположил, что все виды вьюрков на острове Галапагос были потомками одного вида, который прибыл с материковой части Южной и Центральной Америки и подвергся адаптивной радиации в разные виды. Эти птицы занимали различные ниши на островах, имели четко выраженные пищевые привычки и образ жизни, что привело к эволюции различных форм клюва и других особенностей этих птиц, подходящих для их среды обитания. Дарвин предположил, что то, что происходит с вьюрками, происходит со всеми видами в природе, и это в конечном итоге привело к революционной теории эволюции человека от обезьян, которая, хотя и получила широкое признание сегодня, создала несоответствие во времена Дарвина. Более поздние исследования, проведенные в 2004 году, показали, что геном, ответственным за изменение морфологии клюва вьюрков Дарвина, является костный морфогенетический белок 4 (BMP4).
1. Сохранение птиц
Хотя Галапагосские острова сами пострадали от изменения климата и глобального потепления, вьюрки на острове сталкиваются с еще большей угрозой со стороны паразита, который в большом количестве убивает их детенышей. Вид гнездовой мухи откладывает личинки-паразиты в яйца и птенцов этих птиц, которые растут внутри птенцов и нападают на них, приводя к их гибели. Если не будет вмешательства человека, есть все шансы, что эти птицы могут исчезнуть в течение 50 лет. Ученые разработали различные планы по борьбе с заражением птиц вредителями. Один из способов сделать это — снабдить птиц ватными шариками, опрысканными химикатами, чтобы они помещали их в свои гнезда и уничтожали паразитов. Другой — это появление на острове ос, которые уничтожили бы личинок мух.
Источник