Ареал
Ареал
Определение и картографирование
Ареал представляет собой одно из фундаментальных понятий биогеографии. В классической научной литературе ареал определяется как часть земной поверхности или акватории, в пределах которой встречается и проходит полный цикл своего развития определенный вид живых организмов. Данная концепция является базовой для понимания пространственного распределения биологического разнообразия на планете. На практике географическое распространение вида редко бывает абсолютно сплошным. Организмы распределяются точечно, занимая лишь те участки, которые соответствуют их экологическим потребностям, например, мох произрастает исключительно на ограниченных территориях болот. Традиционные сплошные заливки на географических картах являются определенным упрощением действительности. Наиболее объективно реальную картину распространения отражает точечная карта ареала, где фиксируются конкретные места обнаружения особей или популяций. При обведении совокупности этих точек условной линией исследователи получают контурную карту ареала. При этом отдельные места нахождения могут располагаться на значительном удалении от основного контура. Такие изолированные участки классифицируются как форпосты или островные местонахождения. Составление точных карт ареалов является важнейшим методом изучения видов, позволяющим путем сравнительного анализа выявлять сходные и различные типы пространственного распространения живых организмов.
Структура ареала
Внутри установленных границ вид никогда не распределяется равномерно, что обуславливает внутреннюю структуру ареала. Данная структура характеризуется мозаичностью, которая выражается в чередовании плотных скоплений особей и участков полного их отсутствия, или пустот. В связи с этим в пространственной экологии применяется метод разделения ареала на элементарные участки, представляющие собой конкретные точки фактического обитания вида. Общий контур ареала в таком случае выступает как математическая аппроксимация или абстрактное обобщение множества элементарных участков. Особое научное значение имеет концепция ценоареала. Ценоареал представляет собой ту часть общего ареала, в пределах которой вид занимает максимально широкий спектр местообитаний и достигает наибольшей численности. Выявление ценоареала позволяет определить территории с наиболее благоприятными экологическими условиями для конкретного вида. Изучение специфики этих территорий в сравнении с периферийными участками дает возможность понять, какие именно абиотические и биотические факторы среды обуславливают максимальную плотность популяции в одних точках и ее существенное снижение в других.
Классификация по широте распространения
По охвату территории ареалы демонстрируют значительное разнообразие, формируя непрерывный спектр от глобальных до узколокальных. Виды, чьи ареалы охватывают огромные пространства в масштабах нескольких частей света, континентов или всей планеты, классифицируются как космополиты. Ярким примером космополитического распространения обладают многие водные растения, такие как рдест, способные произрастать в водоемах от арктического до экваториального поясов. Их широкое распространение обусловлено высокой скоростью вегетативного размножения, относительной эволюционной консервативностью и достаточной однородностью водной среды обитания в разных регионах. К космополитам также относятся некоторые прибрежные виды флоры, например, кокосовая пальма, и морские млекопитающие, в частности дельфины, встречающиеся практически во всех акваториях Мирового океана. Среди наземных позвоночных широчайшим распространением отличаются представители семейства врановых. Особую группу видов с космополитическим типом ареала составляют сорные растения и синантропные виды животных. Синантропные организмы, к числу которых принадлежат домовые мыши, тараканы, а также домашние животные, расширили свои ареалы до глобальных масштабов исключительно благодаря хозяйственной деятельности человека, который сам выступает как ярко выраженный вид-космополит.
Географическая изоляция и эндемизм
Биогеографической противоположностью космополитам являются эндемики. Это таксоны, распространение которых строго ограничено крайне незначительной территорией, например, единственным озером, горной долиной или изолированным архипелагом. Классическим примером акватории с высоким уровнем эндемизма признается озеро Байкал, где обитает множество уникальных видов рыб и водных беспозвоночных, не встречающихся больше нигде на планете. Главной причиной возникновения эндемизма является длительная географическая изоляция. В условиях изолированных водоемов или удаленных океанических островов эволюционные процессы протекают независимо, что приводит к видообразованию и формированию специфических флор и фаун. В биологической науке выделяют две основные категории эндемиков. Первая категория включает прогрессивные эндемики, или неоэндемики, которые сформировались относительно недавно благодаря длительной изоляции от материнских популяций. Экстремально высокая концентрация неоэндемиков характерна для давно обособившихся территорий, таких как Гавайские острова, где уровень эндемизма флоры достигает подавляющего большинства, или остров Святой Елены. Для сравнения, на территориях, лишь недавно отделившихся от материка, например в Великобритании, эндемичные виды практически отсутствуют. Вторая категория представлена палеоэндемиками. Это реликтовые остатки таксонов, которые в древние геологические эпохи обладали обширными космополитическими ареалами, но впоследствии вымерли на большей части своего ареала под воздействием климатических изменений или конкурентного вытеснения. Показательным примером палеоэндемика служит дерево гинкго, некогда произраставшее на обширных пространствах Северного полушария, а ныне в диком виде сохранившееся лишь в ограниченных районах. Аналогичным образом кистеперые рыбы, некогда доминировавшие в древних водоемах, в современную эпоху представлены единственным реликтовым родом в акватории у берегов Африки. К числу палеоэндемиков можно отнести и вид Человек разумный, оказавшийся единственным современным представителем некогда обширного рода людей.
Зональные и циркумглобальные ареалы
Подавляющее большинство биологических видов не относится к полярным категориям космополитов или узких эндемиков, а характеризуется зональным типом распространения. Подобные организмы экологически приурочены к определенным природно-климатическим зонам. На основании этого принципа биогеографы выделяют тропические, арктические, бореальные и многие другие зональные типы ареалов. Внутри крупных поясов возможна дальнейшая детализация пространственного размещения, позволяющая классифицировать виды как высокоарктические или умеренно-арктические. Географическое распространение может также дифференцироваться с учетом региональной специфики ландшафтов, образуя европейско-бореальные или американско-бореальные комплексы. Особый научный интерес представляют виды, чьи ареалы непрерывным кольцом опоясывают земной шар в пределах определенной широтной зоны. Биологические виды, ареал которых простирается вокруг Северного Ледовитого океана и охватывает тундровые экосистемы Евразии и Северной Америки, формируют так называемые циркумполярные ареалы. Аналогичное широтное распространение, ограниченное зоной хвойных лесов Северного полушария, определяется термином циркумбореальный ареал. В экваториальных и субэкваториальных широтах организмы, обитающие во всех тропических регионах планеты без разрыва на материки, образуют пантропические ареалы. Выявление закономерностей в распределении всех перечисленных типов ареалов позволяет реконструировать историю формирования современной биосферы и прогнозировать изменения биоразнообразия.