Биогеография, междисциплинарные исследования и круговая логика
Викариат потенциально является ключевым биогеографическим процессом, который физически разрушает популяции - обычно в результате геологических потрясений - и приводит к генетической дивергенции и видообразованию. Одним из наиболее известных случаев викариата является предполагаемая роль тектоники плит в посредничестве широко распространенного "гондвананского" распространения таксонов, которые в настоящее время ограничены южными континентальными массивами, такими как Африка, Южная Америка, Австралия, Новая Зеландия и Новая Каледония. После общего признания тектонической теории плит викарийские биогеографы объяснили широкое распространение, ратифицированных странами Юга, видов птиц, пресноводных рыб и южных буев, как, например, пассивные явления, обусловленные геологией.
Биогеографические выводы викариата в идеале должны основываться на сочетании биологической и геологической информации. Однако в тех случаях, когда такие различные области научных исследований пересекаются, существует вероятность того, что связанные с ними "многодисциплинарные" выводы могут быть омрачены круговыми рассуждениями. Ученые отметили такую проблему при рассмотрении геологических и биологических доказательств захвата рек, геоморфологического процесса, который, как считается, приводит к изоляции викарий от пресноводных таксонов. Чтобы продемонстрировать причинно-следственную связь между этими геологическими и биологическими явлениями, ученые утверждали, что геоморфологические и биологические данные должны оцениваться независимо.
Во многих случаях, когда отсутствует независимый геологический анализ, существуют вероятные биогеографические альтернативы переустройства дренажа, включая миграцию через затопленные водоемы, аридизацию или рассредоточение низменных территорий/морей. В более широком смысле, аналогичная тенденция к округлости может относиться к биогеографическим выводам в межконическом масштабе. Изолированная суша Новой Зеландии, расположенная в 2000 км к востоку от Австралии, представляет собой удивительную систему для биогеографов, поскольку разнообразие биологических и геологических процессов потенциально может объяснить ориентацию ее уникальной биоты.
Исследователи полагают, что биогеография Новой Зеландии представляет собой случай, когда геологические и биологические объяснения стран не являются независимыми. В частности, "гондванское" происхождение обычно приписываемое компонентам биоты Новой Зеландии не имеет геологической поддержки. Вместо этого, геологические "доказательства" в значительной степени были продиктованы общим предположением, что Новая Зеландия имеет гондвановую биоту , что приводит к круговой логике.
Раскол Гондваны и утопление олигоцена.
Существует общее геологическое соглашение, что Новая Зеландия отделилась от Австралии с открытием Тасманского моря около 80 миллионов лет назад. Это было событие, которое, по общему признанию, было ответственным за биоту Гондваны в Новой Зеландии. Однако выживание наземных потомков этой гондванской биоты требует, чтобы хотя бы часть суши Новой Зеландии оставалась над уровнем моря с момента раскола. Хотя, безусловно, существует множество доказательств того, что на протяжении большей части этих 80 млн лет в Новой Зеландии происходило зарождение, олигоценовое утопление суши также могло произойти.
Текущее состояние геологических знаний об олигоценовой географии и геологии Новой Зеландии можно резюмировать в следующих пунктах:
1. Континентальный блок Новой Зеландии был растянут и разрежен во время протяженного разрушения Гондваны и рифтинга из Австралии. Толщина коры обычно составляла 17-25 км: почти вся эта утонченная кора постепенно погружалась между меловым и олигоценом. Большая часть Северо-Западного континента все еще затоплена из-за этой тонкой коры.
2. Нынешние формирующиеся части континентального блока коры Новой Зеландии подняты над уровнем моря коллизионным тектонизмом и связанным с ним утолщением коры, которое началось в конце олигоцена или начале миоцена.
3. Свидетельством широкого распространения погружения Новой Зеландии с мелового на олигоценовое является как прямое (морские отложения), так и косвенное (волнообразная поверхность на фундаменте).
4. Нет прямых доказательств наличия постоянно формирующихся земель через средний третичный горизонт (например, непрерывная последовательность не морских отложений от эоцена до миоцена).
5. Существуют местные данные о суше в олигоцене, но они почти всегда накладываются или подкрепляются доказательствами морского вторжения. Олигоцен длился более 10 миллионов лет, а разрешение породного возраста слишком низкое, чтобы можно было точно определить время полного погружения или устойчивость формирующегося архипелага.
6. В горных районах Новой Зеландии есть много районов, где все свидетельства третичной истории разрушены. Следовательно, нельзя сбрасывать со счетов ни просадку, ни появление олигоцена в этих районах.
Таким образом, имеющиеся геологические данные не подтверждают и не опровергают факт утопления Новой Зеландии олигоценом.
Доказательства того, что биота Новой Зеландии выжила при утоплении олигоцена?
Одно лишь наличие таксонов на разделенных островах, таких как Новая Зеландия, не дает достаточных доказательств, позволяющих провести различие между биогеографическими объяснениями викариатов и дисперсансеров. Океаническое рассеивание наземных видов может показаться неправдоподобным, но ряд таких событий действительно был документально подтвержден. Ископаемые организмы обычно не располагают достаточным количеством образцов и/или филогенетической информацией для достоверного определения даты расхождения видов. Следовательно, для оценки биологических аргументов в пользу и против происхождения викарий необходима дополнительная информация.
В последнее время биогеографы и систематики начали использовать молекулярные данные для установления эволюционных связей между группами родственных таксонов. Многие такие исследования также оценивают биогеографическую историю, используя молекулярную калибровку, которая сама по себе основана на корреляции между точками геологических данных и генетической дивергенцией (например, ископаемые останки; образование перешейков; образование островов; захват рек). Поэтому молекулярные методы представляют собой средство дифференциации между альтернативными биогеографическими гипотезами (например, рассеивание и викариат). Однако иногда бывает трудно провести различие между этими гипотезами только на основе генетических данных.
- Многие биогеографические и филогенетические исследования опираются на молекулярные часы, разработанные для дистанционно родственных таксонов. Это может быть проблематичным, поскольку межвидовые колебания в темпах молекулярной эволюции считаются существенными. В отсутствие хорошо выверенной молекулярной калибровки может быть трудно различить альтернативные биогеографические гипотезы. В случае таксонов Новой Зеландии требуется достаточно точная калибровка для проведения различия между происхождением викариатов и колонизацией после олигоцена.
- Конкретное событие генетической дивергенции (например, шфенодонты по сравнению с другими рептилиями), независимо от того, насколько хорошо оно датировано, не обязательно связано с конкретным географическим положением.
Гондвана получила мощную поддержку в качестве объяснения уникальной биоты Новой Зеландии, и это понятие древнего происхождения, безусловно, привлекательно. Анализ геологических данных в отрыве друг от друга не позволяет сделать вывод о непрерывности наземных ландшафтов в период позднего олигоцена на территории Новой Зеландии. Более того, имеются убедительные доказательства того, что значительная часть гондванской биоты Новой Зеландии прибыла после Олигоцена, и что новые виды продолжают прибывать. Следует также помнить, что викариат и рассредоточение не являются взаимоисключающими процессами: в некоторых случаях недавние транс-тасманские генетические потоки могли "перезаписать" генетические сигнатуры более древних биогеографических событий.
Несмотря ни на что, теперь геологи, палеонтологи и молекулярные филогенетики несут ответственность за предоставление убедительных независимых доказательств того, что биота Новой Зеландии продолжает существовать в олигоцене и за его пределами. В противном случае, это действительно может быть "прощай, Гондвана"
