Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   BOAI: наука должна быть открытой Обратите внимание!
 
  Наука >> Биология >> Энтомология | Популярные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение
 См. также

Популярные статьиКомпьютерная геномика - новая эра

Берингия с точки зрения насекомых

Д.Берман

Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, Магадан.


(Продолжение)

В начало...

Как же соотнести бесчисленных крупных травоядных животных с тощим растительным покровом, реконструированным с помощью зеленого морихуса ? Соотнести трудно, но кое-какие возможности тут есть. Вот некоторые из них.

- Овцебыки зимой на острове Врангеля живут в биотопах, лишенных не только снега, но, как кажется и растительности - настолько они бедны...с нашей точки зрения.

- Северный олень питается на крайне малопродуктивных (для прочих копытных) пастбищах лишайниками, практически не съедобными для других животных, так как имеют специализированную пищеварительную систему. И мамонт, как и большинство его спутников, в этом отношении изучен явно недостаточно.

- Так ли обязательно связывать травоядных животных с господствующим ландшафтом? В еловом лесу лоси погибнут от голода, но в долинах рек, текущих среди тех же ельников, ивняки, осинники и даже молодые сосняки - излюбленные места лосей.

- Все известные пастбищные системы будь то в Африке или в Тибете построены, по крайней мере - в одном, одинаково: всегда есть сезонные кочевки. Иначе животные бы погибли, сами же стравив собственные пастбища. Лучший северный пример - северный олень, находящийся весь год в сплошной кочевке. Может и в Плейстоцене так было: пастбища не продуктивные, но громадные.

Есть и другие возможности "примирения" высокой численности травоядных и малой продуктивности растительного покрова, найдутся, вероятно, и серьезные возражения против уж слишком максималистской идеи о морихусных холодных степях; но очевидно, что морихус заставляет уйти от прямолинейной логики типа: большой мамонт мог кормиться только высокой травой.

Рискуя навлечь на себя гнев "отцов-основателей" берингийской палеонтологии и апологетов арктических прерий, позволим себе взять "мамонта за бивни", и инвертировать логику с точностью до наоборот. Напомним, что никто и не пытался корректно оценить численность мамонтовой фауны. И не потому что не нужно, а по тому, что в принципе, по-видимому, не возможно. Бесконечные кости крупных животных, вымываемых рекой из берегов, производят, безусловно, ни с чем не сравнимое впечатление. Вот реальный пример, из последних для меня. В известнейшем всем палеонтологам-четвертичникам месте на Колыме под названием Дуванный Яр (около 100 км высокого берега с обильными костеносными горизонтами !) в начале августа вода упала и обнажила, наконец, бечевник; на двух километрах маршрута по нему были найдены останки более десятка мамонтов! Система счета проста: 5 бедренных костей - 2 мамонта, 2 левых бивня - два мамонта, большой и два малых правых бивня - три мамонта и т.д. Десяток мамонтов на 2 км пути! Даже считать страшно, сколько приходилось на 1 км2. Однако попробуем: эти животные вымыты из толщи, формировавшейся около 40 тыс. лет. Поделите одно на другое...Cколько времени кости лежат на бечевнике и не смываются паводками, может быть много лет кряду. На сколько метров за эти "много лет" берег отступил? Какая доля скелетов павших когда то животных осталась на месте, а не была растащена хищниками. Не исключено, что трупы сносились реками в "тихие заводи" многочисленных проток гигантских дельт, где и концентрировались, удивляя нас теперь. Да мало ли чего могло быть - даже основные черты и причины интенсивного отложения взвесей, быстро погребавших останки животных, мы не знаем. Ясно только, что огромная масса костей, вымываемых ныне из мерзлоты, результат их накопления в прошлом за счет быстрого погребения и консервации без доступа воздуха при стабильно низких температурах, исключающих разрушительное даже для камня многократное замерзание-оттаивание воды в трещинах или порах костей. Но, повторимся, подходы к определению тогдашней единовременной численности животных ("...столько то особей на 1 км2") совершенно не ясны. Может и не надо было тучных пастбищ?

Теперь про климат в Берингии. С ним еще сложнее, чем с растительностью. Климатическими реконструкциями занимаются климатологи, строящие сложнейшие модели циркуляции атмосферы ныне и в прошлом; гляциологи, мерзлотоведы, геохимики, оценивающие былые температуры по соотношению изотопов кислорода в газовых пузырьках льда (а соотношение это сильно зависит от температуры); геоморфологи, изучающие следы древних оледенений, палеоботаники, работающие в основном с пыльцой растений, извлекаемой из отложений; и, конечно, суммирующие все добытые знания палеогеографы. Результат почти у всех примерно такой - жутко холодно и очень сухо...

Морихус помог нам усомниться в некоторых почти что постулатах ландшафтных реконструкций ледниковых периодов. Но он относительно безразличен к температурам, однако позволяет уверенно судить о непременной сухости почвы летом и сильных ветрах зимой. Обращаемся к другим жукам, с тем, чтобы попытаться понять, какой же должен быть климат, чтоб удовлетворять главной особенности фауны - ее "смешанности": одновременному присутствию и степных и тундровых видов. Исходная позиция такова: истинно степные виды (т.е. виды, не способные жить нигде более, кроме всякого рода степей - зональных или горных) живут в степном климате. Тундровые виды - в тундровом климате.

Чуть подробнее про степи и тундры. На СВ Азии по долинам крупных рек сохранились крошечные участки (по 1-5 га) степной растительности, населенные степными же насекомыми. В этих экзотических сообществах для, казалось бы, чуждой им обстановки северной горной лиственничной тайги, благодаря положению на крутых обращенных на юг склонах, температуры в первом сантиметре почвы достигают летом 60њ, а суммы температур за теплый период - 2500њ, т.е. как в горных степях Алтая или Тувы. Мерзлота есть, но лежит она на глубине 2,5-3 м и не слитная, ледяная, а сухая - отдельными кристаллами, и по сему не ощущается на поверхности. Высокие температуры иссушают почву: испаряемость в июле около 200 мм - как в полупустынях, например, нижней Волги. (На северных же склонах, тут же в этих же долинах суммы температур в почве едва переваливают через 800њ, а мерзлота, сплошная льдышка, подходит к поверхности на 30-40 см, под ногами даже на крутых склонах хлябает, почва оползает, деревья "пьяные", одним словом - "висячие болота"). В столь теплом и сухом микроклимате сохранились некоторые виды жуков (для нас наибольший интерес представляют долгоносики и листоеды), известные как сейчас из зональных и горных степей юга Сибири, так и из плейстоценовых отложений. А поскольку островки степей совершенно изолированы от зональных степей не проходимыми для степных организмов северо-таежными лесами и болотами, постольку степные островки - несомненные реликты холодных эпох плейстоцена. Казалось бы, чего искать другие модели для реконструкции? Прямой потомок плейстоценовых сообществ! Однако, на реликтовых степных участках морихус редок, а по соседству, в не многих километрах, иногда на той же высоте, но на "ветроударных" местах с участками осочковых группировок морихус - самый массовый или вполне обычный жук; но тут нет наших теплолюбивых слоников и листоедов. Если резюмировать сказанное, то модель "от степных долгоносиков и листоедов" ведет к высоким температурам почвы, к "горячим" степям, аналогичным южно-сибирским и монгольским; "от морихуса" - к холодным степям с непременной малоснежностью, сильными ветрами зимой и ничтожной продуктивностью растительности; общее место у них - лишь сухость, потому и степи, хотя и разные.

В тундростепях есть и тундровая составляющая, и мы должны реконструировать и ее. Что такое тундры ? Тундры - всегда приморское явление, порождение близости свободной ото льда (пусть и на очень короткое лето) ледяной воды полярных морей. Над водой стоит низкий плотный туман, сносимый на прилежащие территории и укрывающий их варварским компрессом, съедающим и без того ничтожное тепло, приходящее на Землю в высоких широтах. Сыро, холодно, одним точным словом - промозгло. Как совместить с сухой и почти всегда солнечной степной обстановкой? Не могут тут жить никакие степные виды организмов. Но ведь жили же!

(Ломать голову всегда тяжело, всегда трусливо ищешь спасительное - "а может и не было этого ? Может ловлю фантом, призрак ?". Так и здесь: может правы те, кто отвергает реальность "смешанных" фаун, считая, что смешение было лишь в палеонтологической летописи - в результате быстротечных, не различимых для нас смен продуктивных ландшафтов с высокой численностью травоядных низкопродуктивными - "морихусными" и, наконец - тундровыми).

И все таки попробуем не на глаз, а в цифрах оценить потребности степных и тундровых жуков в температурах. Для этого есть вполне интересный, хотя и не опробованный еще в России метод. Суть его в следующем. Мы извлекли из каких либо отложений каких то насекомых; вопрос: при каких температурах, например - средних за июль и средних за январь, они жили? Технический принцип решения этой задачи прост - надо "перевести" географические точки обнаружения видов в ареале в значения июльских и январских температур, взятых с ближайших к местам находок метеостанций. Для каждого вида таким путем получим его температурный "ареал" или температурный диапазон существования. Наложим теперь диапазоны всех видов друг на друга; чем больше видов, тем меньше область совпадающих значений, в идеальном случае она вырождается в точку. Эта точка (или область) характеризует по одной оси - температуры июля, по другой - января, равно приемлемые для всей испытуемой композиции видов. Она же описывает климат, в котором формировались изучаемые отложения.

Средние значения общих диапазонов температур июля для степных видов оказались равны 17 18њ (такие температуры в центральной - степной - части Тувы, например), для тундровых - только 7 9њ (как на Таймыре); т.е. все в полном соответствии с ожиданием. И все таки существует область общих, т.е. одинаково пригодных для обитания степных и тундровых видов июльских температур ! Она узка, всего один градус: от 11 до 12њ. Замечательно, что ныне в низовьях Колымы (пос. Черский) средняя июльская температура 12,1њ, т.е. тик в тик как реконструированная нами. Однако Черский расположен еще в лесной зоне; граница с тундровой зоной проходит чуть севернее - всего то в сотне километров, в местности с ярким названием "Край леса". И на окраине поселка, и по берегу Колымы у "Края леса" сохранились реликтовые степные участки, хотя и с не богатой, но все таки степной фауной. И эти участки лежат, конечно, только на крутых склонах. На горизонтальных поверхностях не хватает тепла. На степных склоновых участках микроклимат значительно отличается от климата, он много теплее (в общем случае - чем ближе точка обнаружения насекомого к климатической границе его ареала, тем больше уклоняется микроклимат его местообитания от фоновых характеристик климата). А в плейстоцене тундростепи занимали обширную равнину нынешней Индигиро-Колымской низменности. С некоторой натяжкой можно считать, что равнины в плейстоцене были на столько же теплее, на сколько теплее степные участки фоновых территорий ныне. И эту добавку тепла можно получить, увеличивая континентальность климата и одновременно устраивая...склоны на равнине. С континентальностью все просто: море в позднем плейстоцене откатывалось от современных берегов далеко на север, и уже этого было достаточно для крайне резкого ее увеличения (с чем не согласных коллег не знаю). Если же допустить существование мерзлотного микрорельефа на равнине в виде регулярной сети так называемых "полигонов" (в центре понижение с водой - "ванна", вокруг - вал вздыбленного мерзлотой грунта), то все устроится лучшим образом: клочки степных сообществ с теплолюбивыми жуками найдут свое место на южных откосах валиков, фрагменты (те же клочки) морихусных холодных степей - по плоским торчащим над снегом и по тому обдуваемым зимой "водораздельным" поверхностям этих же валиков; на северных микросклонах поселим, разумеется, группировки тундровых растений (этакие тундровые клумбы) с тундровыми жуками; а теперь разместим в ванны - без всяких натяжек - пышную болотную растительность, и, таким путем в достатке "накормим" многочисленных травоядных...

Теперь о зимних характеристиках. Общие, т.е. одновременно приемлемые для тундровых и степных жуков минимальные температуры верхних слоев почвы в местах зимовки насекомых были близки к современным, т.е. всего то -16..-18њ; при вероятных средних температурах воздуха в январе в -45..-47њ и не высоком - в среднем - снежном покрове (континентальность большая, значит осадков мало), такие комфортные условия могли быть только под снежными надувами. Мерзлотный микрорельеф даже при небольших зимних осадках, способствует неравномерности снежного покрова...Как видите, очень удобна такая модель и изящна в своей простоте и умиротворяюще компромиссна. Есть, к сожалению, недостаток, "не большой" - не имеет она фактических оснований, так - игра воображения пока что.

Краткое резюме про климат верхнего плейстоцена. Жуки позволили получить поразительно высокие температуры и лета и зимы, высокие относительно почти всех оценок наших предшественников. И трактовать их можно по разному: либо последний ледниковый период был уж не такой и суровый, либо сейчас тоже (по температурам) ледниковый период без оледенения. Но самое важное - лишь немногие градусы отличают лето верхнего плейстоцена от лета современного. Иными словами - может быть, достаточно небольшого климатического сдвига, чтобы современная ландшафтная обстановка на Севере крайне резко изменилась.

Достигнуть главную нашу цель: примирить в одной модели три конфликтующие модели - "от морихуса", "от теплолюбивых жуков" и "от тундровых жуков" - пока не удалось. И было бы странно, если бы удалось, уж очень не ординарна задача.


Краткая научная биография автора.

Закончил в 1960г. кафедру Биогеографии Географического факультета МГУ. Работал в г.Кызыле (Тувинская республика) в областном краеведческом музее. В 1963-1966 г. учился в аспирантуре кафедры Общей биологии Новосибирского Университета, руководитель, ныне покойный, член-корреспондент АН СССР А.А.Ляпунов. Кандидат биологических наук с 1967 г. С 1969 г. по 1972 год заведовал лабораторией Биоценологии в Институте почвоведения СО АН СССР. С 1972 года по настоящее время заведует одноименной лабораторией в Институте биологических проблем Севера ДВО РАН, г. Магадан. Область интересов - адаптивная стратегия северных организмов, в том числе их экофизиология; биогеография Берингии. Опубликовано свыше 60 основных научных работ, общий список содержит около 150 названий. Основные гранты: Национального географического общества США (соисполнитель) - 1993; Исследовательский грант Фонда Сороса (руководитель) - 1994-1995; гранты Программы биоразнообразие РАН (руководитель) - 1994, 1995; исследовательские гранты РФФИ (руководитель) - 1995-1997 (N 95-04-11635) и 1998-2001 (N 98-04-50036).


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования