Изучение геохимических факторов макроэволюции и адаптивных преобразований популяций

Важный шаг к преодолению разрыва между изучением геохимических факторов макроэволюции и адаптивных преобразований популяций был сделан самим Виноградовым в работе о биогеохимических провинциях (1938).

Он выделял те районы биосферы, в которых концентрации каких-либо элементов предопределяют специфику видового состава. В этих провинциях наблюдается сильная фенотипическая изменчивость организмов, возникают различного рода эндемические реакции, носящие чаще всего характер морфозов, дисфункций, эндемичных заболеваний. Специфичность флоры и фауны выражается, однако, не только в возрастании вредных модификаций, но и в формировании эндемичных, наследственно закрепленных форм.

В условиях сильного давления отбора формируются адаптации к специфической геохимической среде. Виноградов полагал, что «через существующие и вновь возникающие биогеохимические провинции распространяются разнообразные флоры и связанные с ними фауны. Биогеохимическая провинция является этапом на их пути, поэтому рассмотрение и изучение влияния этих провинций на эволюцию организмов вследствие влияния их на отбор представляет глубоко интересную задачу» (1938, с. 286). Впоследствии он не раз возвращался к вопросу о роли биогеохимических провинций в эволюции, но вынужден был признать, что современный уровень знаний позволяет только в самых общих чертах решить вопрос о влиянии геохимических факторов на видообразование и возникновение эволюционных новшеств (1963).

Сформулированные Виноградовым представления получили дальнейшее развитие в многочисленных исследованиях В. В. Ковальского, Д. П. Малюги, Ю. И. Раецкой, И. А. Самарина, А. М. Симорина, В. С. Чебаевской. Были изучены различные биогеохимические провинции нашей страны, биогеохимические особенности их трофических цепей и биогенных циклов элементов, биохимическое, физиологическое и морфологическое разнообразие населяющих их организмов. Проведенные исследования сыграли важную роль в разработке биогеохимической концепции биосферы. Было выяснено, что «химический состав элементов биосферы — почв, природных вод, организмов — обнаруживает географическую неоднородность, носит мозаичный характер» (Ковальский, 1963б, с. 830).

По мнению Сукачева (1964), подобная «мозаичность биосферы есть следствие того, что химизм природных явлений, связанных с нею, отражает ее сложение из различных биогеоценозов» (с. 30). Их различие является результатом эволюции, происходящей на биоценотическом уровне. Биогеохимические изменения биосферы в пространстве в какой-то степени отражают ее изменения во времени, а ее отдельные провинции являются этапами этих изменений.