Жизнь на Амазонке расцветили льды

Подсчет видов, населяющих нашу планету, непрерывно продолжается, но ученые давно уверены, что жизнь в тропиках значительно многообразней таковой в умеренных широтах, не говоря уже об арктической или антарктической зонах. Причины такого разнообразия до сих пор остаются невыясненными.

Один из самых интересных районов с этой точки зрения – бассейн Амазонки. И хотя надежды найти «Затерянный мир» биологи давно оставили, объяснить причины возникновения феноменального разнообразия эволюционисты еще пытаются.

На примере муравьев-листорезов американские и бразильские энтомологи показали, что основная причина – последний ледниковый период, достигший пика около 20 тысяч лет назад.

Скотт Соломон и его коллеги из Университетов Техаса и Сан-Паулу проверили три основных гипотезы: плейстоценового «убежища», наступления моря и речных барьеров. Один из этих процессов должен был привести к созданию изолированных очагов, в которых происходило независимое видообразование – процесс, называемый аллопатрией.

Плейстоценовое «убежище» впервые было предложено в 1969 году Хаффером, который исследовал исторические изменения климата. Он выяснил, что во время ледникового максимума распространение джунглей Амазонки было сильно ограничено – в первую очередь, из-за сокращения числа осадков, что не могло не сказаться обитающих в них животных. Начав с птиц, Хаффер расширил свою теорию на всех наземных животных. «Убежища» в этот период сформировались за счет небольших возвышенностей, которые и обеспечивали нормальный рост лесов.

Гармоничная на первый взгляд теория неоднократно подвергалась критике. В частности, геологи показали, что джунгли могли расти на всей площади бассейна, и даже если убежища существовали, условия жизни в них очень сильно отличались для разных видов. Кроме того, большинство отличающихся амазонских видов сформировались задолго до плейстоцена.

Согласно морской гипотезе, тектонические события во времена среднего миоцена совпали с подъемом уровня моря примерно 10–15 миллионов лет назад, заполнившего большую часть бассейна соленой водой. Это привело к формированию отдельных «очагов» на возвышенностях. Косвенные подтверждения этой гипотезы были найдены для птиц-древолазов и пресноводных рыб.

Теория речных барьеров принадлежит ещё Альфреду Уоллесу, изучавшему различия позвоночных полтора века назад.

Согласно работам Уоллеса, реки становятся барьерами для распространения генов наземных организмов. Если учесть, что в Амазонии они широки и многочисленны, то и отдельных групп могло сформироваться очень много. Что и произошло с воробьиными, небольшими приматами, ящерицами, лягушками и даже бабочками. Хотя для некоторых млекопитающих попытки найти доказательства так и не увенчались успехами.

Авторы опубликованной в PLoS ONE работы проверили все три гипотезы на трех видах муравьев-листорезов из рода Atta, весьма популярных среди энтомологов и широко распространенных в неотропиках. Эти виды используют листья для выращивания грибов в настоящих садах. Все три вида – A. cephalotes, A. sexdens, и A. laevigata – сосуществуют в большей части бассейна Амазонки, как и на близлежащих территориях, все они возникли примерно в одно время, но при этом их «предпочтения» в плане окружающей среды различаются.

Соединив вместе данные палеогеографии, генетики и филогенетическое дерево муравьев, Соломон выяснил, что снижение влажности, вызванное последним ледниковым периодом, ограничило распространение наименее устойчивого к засухе Atta cephalotes, сильно способствовало расширению ареала A. laevigata и практически не сказалось на относительно толерантном к влажности A. sexdens.

А значит, для этих животных самым сильным фактором, определившим их распространение в регионе, была именно влажность.

Хотя работа ученых и не объясняет, почему виды гораздо разнообразнее в тропиках вообще, она вполне может быть применимой для Амазонского региона. Да и вообще, примечательно, что Амазонка не смогла стать преградой для муравьев, когда для птиц и млекопитающих речного бассейна оказалось достаточно.