Cap. I Obiectul bigeografiei Relaiile cu alte disciplineRamurile biogeografiei I.1. Obiectul biogeografieiBiogeografia este o tiin interdisciplinar, situat la interferena biologiei i geografiei, ce studiaz rspndirea fiinelor vii pe planeta noastr i factorii care au condiionat aceast rspndire.Sarcini: - cunoaterea cauzelor rspndirii vieuitoarelor, - explicarea unor fenomene biogeografice, - valorificarea ecosistemelor naturale cu meninerea echilibrului bioproductiv, - lupta pentru conservarea mediului ambiant (care se identific cu mediul biogeografic). n acest scop este important: - stabilirea tuturor conexiunilor i interaciunilor ntre componentele biosferei,- interpretarea fenomenelor biogeografice n legtura lor indisolubil cu condiiile istorice care le-au generat, aceasta devenind metodologia fundamental a studiului distribuiei organismelor vii de pe Glob. - toate fenomenele biogeografice au un aspect bipolar, putnd fi astfel abordate simultan, att dintr-o perspectiv biologic, ct i dintr-una geografic. O alt precizare n legtur cu obiectul cercetrilor biogeografice: att organismele individuale ct i comunitile biologice, de plante i animale (i nu luate separat), fac obiectul de studiu al biogeografiei ca tiin.

I.2. Relaiile biogeografiei cu alte discipline

Botanica i zoologia se afl n strns legtur cu biogeografia.Acestea ofer datele privind:- sistematica (clasificarea) modern care stabilete relaiile de descenden i nrudire ntre specii, - vechimea la scar geologic a unor taxoni , - perioada ruperii unor grupuri-sor, - sincronizarea unor grupe de plante i animale.

Filogenia regnului vegetal

Filogenia regnului animal

Paleontologia se ocup cu studiul formelor fosile (macro- i megafosile) vegetale i animale, n vederea corelrii stratigrafice a unor formaiuni sedimentare i a sincronizrii vrstei lor relative.Macrofosile animale

Palinologia se ocup cu studiul sporilor i polenului, continund i aplicnd preocuprile paleontologiei pe microfosile constnd n granulele de spori i polen, cu ajutorul crora se apreciaz :- vrsta unor sedimente, - aspecte calitative i cantitative din istoria florei i vegetaiei, - repartiia plantelor n anumite perioade - Pliocen, Pleistocen, Holocen.Gruncioare de polen i spori ale unor specii de plante din cenozoic

Diagram sporo-polinic

Paleogeografia - reconstituie aspectele geografice din trecut, oferind informaii asupra evoluiei uscatului de-a lungul erelor geologice;- se bazeaz, la rndul ei, pe ipoteze i argumente concrete oferite de biogeografie, n stabilirea anumitor relaii ntre continentele vechi pentru care nu exist argumente geologice, ci exclusiv argumente deduse din rspndirea actual a organismelor.

Ecologia - disciplin a biologiei se ocup cu studiul relaiilor dintre vieuitoare i mediul lor, mai exact, al sistemelor supraindividuale complexe cum sunt populaia, biocenoza, ecosistemul i biosfera ce cuprind nveliul viu i mediul acestuia.

Geografia fizic este un alt domeniu care prin disciplinele sale (climatologie, hidrologie, pedologie) ofer numeroase informaii, cu ajutorul crora pot fi nelese problemele biogeografice, ori ntregesc metodele de lucru ale biogeografiei.

I.3. Ramurile biogeografieiPrimele cercetri s-au separat pe trei orientri: floristic, respectiv faunistic, biogeografia ecologic i biogeografia istorico-genetic.Principalele etape din dezvoltarea acestei tiine relev mai multe ramuri cu preocupri diferite:1. Biogeografia descriptiv - nregistrarea datelor floristice i faunistice n vederea inventarierii florei i faunei de pe teritoriul studiat. O alt orientare n cadrul biogeografiei descriptive este corologia sau arealografia, care se ocup cu studiul rspndirii diverilor taxoni, n vederea reconstituirii arealului sau teritoriului populaiilor lor.2. Biogeografia comparat stabilete relaii ntre complexele floristice i faunistice, sau areale pe baza unor studii comparative. Se difereniaz n:a. Botanica i zoologia geografic , care studiaz rspndirea geografic a taxonilor supraspecifici (genuri, familii);b. Biogeografia regional , care pe baza studiilor comparative floristice i faunistice din diversele teritorii, delimiteaz regiuni i provincii biogeografice;c. Biogeografia cenotic sau sincorologia se ocup cu studiul diverselor biocenoze sau comuniti biologice.3. Biogeografia cauzal reprezint etapa superioar, care explic rspndirea unor sp. ca o consecin a infl. unor factori compleci. Are dou ramuri cu orientri aparent opuse, n realitate, complementare, ntregindu-i reciproc explicaiile:a. Biogeografia ecologic, care explic actuala repartiie a vieuitoarelor prin condiiile mediului i prin posibilitile lor de rspndire;b. Biogeografia genetico-istoric explic repartiia actual a vieuitoarelor, invocnd condiiile care au generat apariia i extinderea arealelor lor.

Tot n cadrul biogeografiei cauzale pot fi separate biogeografia analitic i biogeografia sintetic.Biogeografia analitic studiaz rspndirea taxonilor supraspecifici, pe baza coroborrii informaiilor microtaxonomice, ecologice, paleontologice i paleogeografice pe ntreg arealul lor.Biogeografia sintetic reconstituie istoria i evoluia gruprilor de specii cu rspndire asemntoare, reconstituie istoria regiunilor biogeografice i istoria dezvoltrii formaiunilor vegetale i chiar a biocenozelor.Evocarea principalelor etape din istoricul biogeografiei evideniaz urmtoarea linie de desfurare a cercetrilor: floristic i faunistic geografie biologic biogeografie sintetic.

Att n cadrul geografiei biologice (geobiologiei), ct i n cadrul biogeografiei sintetice, se disting dou curente: curentul regionalist, care delimiteaz regiuni i provincii biogeografice, i curentul genetic, stabilete centrele de origine i rspndire actual ale complexelor de elemente floristice i faunistice.

Procesele biogeografice pot fi studiate n funcie de trei scri: cea a spaiului, cea a timpului i cea a evoluiei, a schimbrilor acestea fiind interdependente ntre ele prin transferul de informaie de la o scar la alta.

Cap. II Evoluia i rspndirea vieuitoarelor pe Glob II.1. Evoluia plantelor i animalelor n timpul erelor geologice

Definiie : evoluia biologic este un proces care const n selecia natural a mutaiilor adaptative ce asigur supravieuirea populaiilor prin adaptri noi la condiiile schimbate. Sensul evoluiei este autoperfecionarea adaptativ a speciilor, n confruntarea cu mediul ambiant.Caracteristici : - este un proces universal i propriu lumii vii;- este un proces creativ - selecia promoveaz caracterele noi, aprute prin adaptarea la noi condiii de mediu i cu ct aceste condiii sunt mai variabile cu att divergena speciilor este mai evident; din contra, un mediu uniform timp ndelungat, duce la o evoluie convergent a organelor analoageeste un proces autoreglabil, de tip cibernetic, prin care se pstreaz un echilibru dinamic ntre integralitatea specific a populaiilor i factorii de mediu care acioneaz determinnd selecia natural. Taxonomia este disciplina care reconstituie i reprezint: evoluia plantelor sau a animalelor, clasificarea exprimnd direciile evoluiei, gradul de nrudire, nodurile filogenetice, durata (n timp), viteza evoluiei (prin numrul de taxoni produi) etc.este un proces continuu, ce se desfoar cu ritmuri i viteze diferite la diferitele grupe de vieuitoare.

Evoluia este un proces continuu, dar cu ritmuri i viteze diferite la diverse grupe de organisme. Astfel: - algele (cca. 35.000 specii) s-au diversificat timp de peste 600 milioane de ani, - muchii (cca. 26.000 specii) i ferigile (cca. 12.000 specii) n numai 400 milioane de ani,- gimnospermele (cca. 10.000 specii din care astzi mai triesc doar 800 specii), dei au necesitat numai 200 milioane de ani, predominnd n Mezozoic, sunt astzi n declin, - angiospermele (cca. 250.000 specii) aprute acum 150 milioane de ani, sunt astzi n plin expansiune i diversificare. Concepia modern despre filogenia plantelor i animalelor se bazeaz pe teoria sintetic a evoluiei care a completat ideile centrale ale darwinismului despre evoluia prin adaptare i selecie natural cu teoria cibernetic a sistemelor autoreglabile ce caracterizeaz viziunea modern asupra evoluiei biologice.

Etapele principale ale evoluiei plantelor.Cronologia stratigrafic paleobotanic nu se suprapune exact peste cea paleozoic deoarece erele caracterizate prin anumite grupe de plante, respectiv Paleofitic, Mezofitic i Neofitic preced i se termin mai repede dect erele animalelor: Paleozoic, Mezozoic i Neozoic (fig). Era primar a durat cca 400 milioane de ani, dar primele bacterii au aprut acum 3-4 miliarde de ani n urm, cnd ncepe epoca primelor arhebionte celulare procariote (cu nucleu difuz) i asexuate, numit Proterozoic. Epoca algelor dureaz din Precambrian pn n Devonian (peste un miliard de ani), viaa desfurndu-se aproape numai n ap (i pe uscat triau puine bacterii, alge, ciuperci). Etape de dezvoltare: apare celula eucariot (cu nucleu difereniat),stadiul cenobial i talul pluricelular,pigmeni asimilatori (clorofilele) i acumularea de amidon, apare reproducerea sexuat.

Scara geologic a timpului

Evoluia principalelor grupe de plante i animale

Alge pluricelulareNostoc sp.Diatomee

Epoca ferigilor dureaz din Devonian pn n Permian (cca. 130 milioane de ani) i ncepe cu apariia florei terestre, prin transformarea algelor litorale n psilofite i a acestora n celelalte grupe de ferigi terestre. n Devonian psilofitele palustre reprezentau practic ntreaga vegetaie, iar la sfritul epocii, n Carbonifer, ferigile arborescente dominau ntreg Globul. Tot n aceast epoc apar primii muchi cu organe de nmulire specializate. Se dezvolt cormul format din rdcin, tulpin i frunze.

Devonian i Carbonifer (Paleozoic) dominat de ferigi arborescente i amfibieni

Era secundar ce dureaz aproximativ 250 milioane de ani este, n cronologia paleobotanic, epoca gimnospermelor care ncepe n Permianul superior (Paleozoic) i ine pn n Cretacic (Mezozoic). Climatul mai secetos determin reducerea sever a ferigilor lemnoase higrofile i expansiunea gimnospermelor mai xerofile care ocup ntreg landaftul. Perfecionarea organelor de reproducere, respectiv apariia florii-con n care ovulul devine smn, determin expansiunea considerabil mai ales n emisfera nordic a gimnospermelor. Emisfera sudic dominat de un climat tropical favoriza nc persistena ferigilor arborescente.

Era Teriar ncepe acum 70 milioane de ani n urm i este marcat de expansiunea angiospermelor, aprute n Cretacic, probabil din cele mai primitive gimnosperme.

Angiospermele sunt cele mai evoluate plante de uscat ale cror caractere de superioritate fa de gimnosperme (o protejare mai bun a seminei n ovarul ce devine la maturitate fruct) le permit o expansiune rapid pe tot uscatul. Fiind cel mai bine adaptate la viaa de uscat s-au diversificat realiznd cca. 250.000 specii, cele mai multe genuri formndu-se nc din Teriar i migrnd n toate continentele datorit legturilor temporare sau permanente dintre acestea. Angiospermele au urmat mai multe direcii evolutive, constituind mai multe subclase cuprinse n dou clase: dicotiledonate (Magnoliatae) i monocotiledonate (Liliatae).

Etapele evoluiei animalelorDescifrarea originii i evoluiei regnului Animalia a ridicat i ridic probleme deosebit de complexe, n timp fiind emise mai multe ipoteze, mai mult sau mai puin plauzibile. S-a plecat de la cunoaterea taxonomiei regnului animal i compararea grupelor de protozoare actuale; n urma analizei s-a ajuns la concluzia c flagelatele constituie puntea de legtur ntre plante i animale (fig. de mai jos !)Trecerea de la stadiul unicelular (protozoare) la cel pluricelular (metazoare) sa fcut prin intermediul formelor coloniale de flagelate. Din acestea s-a format subregnul metazoarelor (organisme pluricelulare animale), cuprinznd numeroase grupe ncadrate n:Nevertebrate: spongieri, celenterate, viermi turbelariai, trematode, nematelmini i anelizi, molute, artropode, echinoderme etc., (nr. sp.)i Cordate, animale cu organizare mult mai complex, depind 50.000 de specii, n care se includ urmtoarele clase: ciclostomi, petii, amfibieni, reptile, psri i mamifere. n fig. . este prezentat grafic evoluia regnului animal, principalele grupe de animale i nodurile filogenetice din care a luat natere fiecare grup.Cordatele inferioare - animale puin mobile, care se hrnesc n mare msur pasiv; strmoii lor au dat natere la forme capabile s se deplaseze activ asemntoare petilor, denumite Ostracodermi, nrudite cu primele vertebrate i gsite n strate siluriene i devoniene. Ostracodermii au disprut nelsnd descendeni.Strmoii direci ai petilor sunt necunoscui deocamdat, urme de peti placodermi s-au gsit n Silurianul superior i Carbonifer, iar de peti cartilaginoi i osoi n Devonian. Strmoii Crossopterigienilor i ai Dipnoilor au aprut n Devonian i au ajuns la dezvoltarea maxim n Carbonifer; primii prezint un interes special prin aceea c dintre toi petii, ei stau cel mai aproape de grupa de origine a vertebratelor terestre, Stegocefalii.

Euglena viridis

Amfibienii prezint un interes deosebit pentru evoluia animalelor deoarece la nivelul lor vertebratele au trecut de la viaa n mediul acvatic la cea pe uscat, fapt nsoit de dou adaptri hotrtoare: respiraia oxigenului atmosferic i locomoia pe substrat tare. Amfibienii fosili sunt cunoscui din straturile din Devonianul superior din Groenlanda. n strate din perioadele Carbonifer i Permian s-au descoperit resturi de Labirintodoni, cuprinznd cei mai mari amfibieni disprui (de mrimea crocodililor actuali). Amfibienii disprui sunt reunii n subclasa Stegocefalilor, ce aveau o cuiras osoas continu ce le acoperea capul; acetia au trit pn la nceputul Mezozoicului, iar ordinele actuale de amfibieni au aprut abia la sfritul Mezozoicului, din care cauz nu a putut fi stabilit o legtur direct ntre ele. Condiiile din ultima perioad a Carboniferului, cnd clima era umed, cald i uniform pe cea mai mare parte a continentului, probabil unic, au fost favorabile Stegocefalilor. Amfibienii au fost sincroni ferigilor fosile.

Paleozoic cu ferigi i amfibieni

Reptilele.Au caracterizat Mezozoicul (Era reptilelor).Deplasrile continentelor fa de poli, formarea unor lanuri muntoase, nsoite de schimbarea climei i a vegetaiei au dus la reducerea mlatinilor i ntinderilor umede i apariia zonelor uscate cu vegetaie xerofil, favorabile reptilelor care au evoluat foarte rapid, extinzndu-se n cele mai diferite condiii de mediu, unele readaptndu-se vieii acvatice, iar altele devenind aeriene. Adaptarea divergent a reptilelor a fost uimitoare., datorit adaptrilor lor: o mare mobilitate, scheletul a devenit mai uor, structura membrelor, a trunchiului i a craniului au suferit modificri eseniale, adaptndu-se pentru a folosi o hran tot mai variat. Dintre reptilele cele mai primitive, Rincocefalii aprui n Triasic, Sphenodon (Hatteria) punctatum s-a pstrat, n Noua Zeeland, pn n zilele noastre. Crocodilienii au aprut la sfritul Triasicului: majoritatea speciilor erau de ap dulce i mai puine specii marine. Pterozaurienii erau reptile zburtoare de civa centimetri pn la un metru i mai bine; maximul lor de dezvoltare a fost n Jurasic. Dinozaurienii au fost grupa cea mai numeroas i mai divers de reptile, dimensiunile lor variind ntre 1 i 30 m lungime; ei au aprut n Triasic i au ajuns la apogeu n Cretacic, spre sfritul perioadei disprnd. Lacertilienii au avut o dezvoltare mai mare n Cretacic, iar Ofidienii au aprut mai trziu dect celelalte reptile (n Cretacic) din Lacertilieni. Chelonienii sunt un grup foarte vechi care a aprut n Permian, n Mezozoic erau probabil animale sptoare de uscat, care ulterior s-au adaptat la viaa acvatic. Din Triasic pn n zilele noastre i-au pstrat toate trsturile eseniale ale organizrii lor.

Reptile mezozoiceTriceratopsBrachiosaurus- Jurasic superiorTiranosaurus Rex regele carnivorelorcretacice

Macrofosile de Camarasaurus-Utah S.U.A

La sfritul Mezozoicului marea majoritate a grupelor sistematice mari (subclase) dispruser, probabil datorit specializrii lor unilaterale la condiii de via specifice i strict determinate. Modificrile nsemnate de clim i de peisaje geografice, datorit deplasrilor litosferei i formrii munilor din epoca alpin de formare a munilor au schimbat covorului vegetal prin nlocuirea florei mezozoice de cicadale i conifere cu plante de tip nou, angiospermele; toate aceste modificri au avut repercusiuni asupra tuturor grupelor de animale, i n primul rnd asupra celor strict specializate. Reptilele actuale reprezint doar rmie deplorabile ale faunei din MezozoicPsrile i au originea n reptilele vechi (grupa Pseudosuchiilor), foarte specializate, adaptate la crat, ulterior dezvoltndu-i capacitatea de a sri de la un arbore la altul. Scheletele relativ complete a dou tipuri: Archaeopterix i Archaeornix, descoperite n strate jurasice, relev un amestec de trsturi evidente de psri i de reptile, modul lor de via fiind arboricol, puteau s planeze, dar nu s zboare. Cu timpul, zborul planat a dus la apariia zborului propriu-zis i, de asemenea, la desvrirea altor trsturi:apariia penajului a dus la realizarea homeotermiei; separarea sngelui arterial de cel venos i complicarea aparatului respirator au dus la intensificarea metabolismului; dezvoltarea sistemului nervos a dus la perfecionarea comportamentelor de procurarea hranei, de aprarea de dumani, de creterea puilor. Zborul le-a permis ca n scurt timp s populeze ntregul Glob pmntesc, ocupnd cele mai variate condiii de mediu.

Mamiferele s-au desprins n Paleozoic din reptile primitive care nu aveau o specializare strict, astfel nct sub aciunea factorilor externi s-au produs adaptri hotrtoare, respectiv: evoluia progresiv a mamiferelor, care const n: temperatura ridicat a corpului i capacitatea de termoreglare (att n condiii de temperaturi sczute, ct i n condiii de temperaturi ridicate), viviparitatea (naterea de pui vii i hrnirea lor cu lapte) i, n special, activitatea nervoas foarte dezvoltat, care asigur dezvoltarea unui comportament complex, n sensul unei mai bune adaptri la mediu.

Mamiferele au aprut probabil n Jurasic sau chiar n Triasic, materialul privitor la primele mamifere mezozoice limitndu-se la dini izolai, la maxilare sau la fragmente de craniu. Marsupialele apar n perioada cretacic, la nceputul Teriarului fiind rspndite pe tot Globul. Ulterior placentarele mai perfecionate au nlturat sau au distrus direct marsupialele. Separarea Australiei de celelalte continente nainte de ptrunderea placentarelor a dus la supravieuirea acestora pn n zilele noastre, pe de o parte, i la diversificare maxim a formelor de marsupiale care au ocupat toate mediile. n celelalte continente, marsupialele au fost eliminate aproape n ntregime de placentarele n expansiune. Grupa cea mai veche de placentare o constituie insectivorele (identificate n Mongolia n strate din Creatacicul superior), din care au luat natere chiropterele, edentatele i roztoarele. Cu insectivorele se nrudesc carnivorele (care apar pe la nceputul Teriarului - creodontele) ce au dat ulterior carnivorele actuale terestre, pinipedele i cetaceele. Tot din insectivore au luat probabil natere i ungulatele sau copitatele.

Arborele filogenetic al ordinului ARTIODACTYLES

Maimuele fosile se cunosc din Oligocen: cele de tipul Propliopithecus au dat natere hilobatidelor (gibonilor) i speciei Ramapithecus din Miocenul Indiei, apropiat de antropoide. Un mare interes prezint Australopithecus i mai ales maimuele antropoide gsite n depozitele cuaternare din Africa de Sud.Specia cea mai primitiv de oameni strvechi - Pithecanthropus - s-a gsit n depozitele pleistocene pe insula Iava, n anul 1891; resturi ale unui alt reprezentant al oamenilor strvechi, Sinanthropus, au fost gsite n anul 1927 n apropiere de Pekin; resturi fosile ale omului de Neanderthal (Homo primigenius), s-au descoperit n mai multe locuri din Eurasia. Aceast specie a existat n perioada cuaternar, pe la nceputul ultimei epoci glaciare. La sfritul ultimei glaciaiuni, exista specia actual de Homo sapiens.

Arborele filogenetic al ordinului Primates

Arborele genealogic al primatelor i raselor umane actuale

Omul i antropoidele: tablou comparativ al caracteristicilor lor

Mulumesc !