Paradigms of vicariance and dispersalism in the development of global historical phytogeography
Keywords:
biogeography, historical phytogeography, phylogeography, dispersalism, vicariance.Abstract
An overview of the role of vicariance-based and dispersal-based concepts in the development of global historical geography of plants is provided. Formation of evolutionary historical biogeography as a science and development of the dynamic evolutionary paradigm of biogeography became possible only after evolutionary works of CH. R. DARWIN and A. R. WALLACE. The names of DARWIN, WALLACE and J. D. HOOKER are closely tied to the formation of dispersal-based and vicariance-based approaches and paradigms. Basic directions, concepts and contemporary trends of development of global historical phytogeography are considered in a historical aspect. It is shown that basic concepts and principles underlying the modern historical phytogeographical analysis are (1) the evolutionary approach and incorporation of phylogeny into the taxonomic systems and phytogeographical schemes; (2) principle of actualism (uniformitarianism), with the use of paleobotanical data; (3) contemporary paleogeographic and paleogeological reconstructions and concept (global tectonics, glacial theory and others); (4) theory and the methods of vicariance biogeography; (5) theory and methods of dispersal biogeography; (6) testing hypotheses with the aid of molecular methods, etc.
References
ВЕГЕНЕР А. Происхождение континентов и океанов / Пер. с нем. – Л.: Наука, 1984. – 285 с. ВУЛЬФ Е. В. Историческая география растений. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1936. – 323 с.
ВУЛЬФ Е. В. Историческая география растений. История флор Земного шара. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1944. – 548 с.
ЕСЬКОВ К. Ю. Дрейф континентов и проблемы исторической биогеографии // Фауногенез и филоценогенез. – М.: Наука, 1984. – С. 24-92.
ЕСЬКОВ К. Ю. О макробиогеографических закономерностях филогенеза // Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. – М.: Недра, 1994. – С. 199-205.
ЕСЬКОВ К. Ю. История Земли и жизни на ней. – М.: МИРОС-МАИК "Наука/Интерпериодика", 2000. – 352 с.
ЖЕРИХИН В. В. История биома дождевых тропических лесов // Журн. общ. биол. – 1993. – T. 54, № 6. – С. 659-667.
ЖЕРИХИН В. В. Избранные труды по палеоэкологии и филоценогенетике. – М., Т-во научных изданий КМК, 2003. – vi + 542 с.
ЗАВЕРУХА Б. В. Флора Волыно-Подолии и ее генезис. – К.: Наукова думка, 1985. – 192 с.
КАМЕЛИН Р. В. Флорогенетический анализ естественной флоры горной Средней Азии. – М.; Л.: Наука, 1973. – 354 с.
КЛЕОПОВ Ю. Д. Анализ флоры широколиственных лесов Европейской части СССР. – К.: Наукова думка, 1990. – 352 с.
КЛОКОВ М. В. Основные этапы развития равнинной флоры Европейской части СССР // Материалы по истории флоры и растительности СССР. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1963. – Вып. 4. – С. 376-406.
КЛОКОВ М. В. Род рогоглавник (Ceratocephala Moench) в аспекте общей биологической дифференциации // Новости сист. высш. и низш. раст. 1977. – К.: Наукова думка, 1978. – С. 7-73.
КРИШТОФОВИЧ А. Н. Эволюция растительного покрова в геологическом прошлом и ее основные факторы // Материалы по истории флоры и растительности СССР. – М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1946. – Вып. 2. – С. 21–86.
МАКРИДИН В. П., МЕЙЕН С. В. Палеобиогеографические исследования // Современная палеонтология. Методы, направления, проблемы, практическое приложение / Ред. В. В. Меннер, В. П. Макридин. – М.: Недра, 1988. – Т. 2. – С. 5–31.
МЕЙЕН С. В. География макроэволюции у высших растений // Журн. общ. биол. – 1987. – Т. 48, №3. – С. 291-309.
МЕЙЕН С. В. Методы палеофлористических исследований и проблемы флорогенеза // Современная палеонтология. Методы, направления, проблемы, практическое приложение / Ред. В. В. Меннер, В. П. Макридин. – М.: Недра, 1988. – Т. 2. – С. 31-44.
МОРОЗ С. А. Історія біосфери Землі. – К.: Заповіт, 1996. – Кн. 1. Теоретико-методологічні засади пізнання. – 440 с. – Кн. 2. Геолого-палеонтологічний життєпис. – 422 с.
МОСЯКІН С. Л. Систематика, фітогеографія та генезис родини Chenopodiaceae Vent.: Дис. … д- ра біол. наук. – К., 2003. – 525 с.
МОСЯКІН С.Л., БЕЗУСЬКО Л.Г., МОСЯКІН А.С. Огляд філогеографічних свідчень з історії флори і рослинності Європи у плейстоцені-голоцені // Укр. ботан. журн. (у друці).
НАУМОВ Г. В. Краткая история биогеографии. – М.: Наука, 1969. – 201 с.
НЕЙ М., КУМАР С. Молекулярная эволюция и филогенетика / Пер. с англ. – К.: КВІЦ, 2004. – 418 с.
НЕЛЬСОН Г. Викарианс и кладистика: историческая ретроспектива и выводы на будущее // Биосфера: эволюция, пространство, время / Ред. Ю. И. Чернов. – М.: Прогресс, 1988. – С. 400–422.
ПАТТЕРСОН К. Задачи и методы биогеографии // Биосфера: эволюция, пространство, время / Ред. Ю. И. Чернов. – М.: Прогресс, 1988. – С. 12-35.
ПОПОВ М. Г. Основы флорогенетики. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. – 135 с. [Переиздание в книге: М. Г. Попов. Филогения, флорогенетика, флорография, систематика. Избранные труды. – К.: Наукова думка, 1983. – Часть 1. – С. 132-237.]
ПОПОВ М. Г. Опыт восстановления филогенетической истории семейства бурачниковых (Boraginaceae s.s.) на основе теоретических построений // М. Г. Попов. Филогения, флорогенетика, флорография, систематика. Избранные труды. – К.: Наукова думка, 1983. – Часть 2. – С. 361-447.
РАСНИЦЫН А. П. Фитоспрединг с точки зрения селекциониста // Журн. общ. биол. – 1989. – T. 50, №5. – С. 581-583.
ТАХТАДЖЯН А. Л. Происхождение и расселение цветковых растений. – Л.: Наука, 1970. – 146 с.
ТАХТАДЖЯН А. Л. Флористические области Земли. – Л.: Наука, 1978. – 247 с.
ТОЛМАЧЕВ А. И. Введение в географию растений. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. – 244 с.
ТОЛМАЧЕВ А. И. Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. – Новосибирск: Наука, 1986. – 196 с.
УДРА И. Ф. Расселение растений и вопросы палео- и биогеографии. – К.: Наукова думка, 1988. – 200 с.
УЕДА С. Новый взгляд на Землю / Пер. с англ. – М.: Мир, 1980. – 216 с.
ХАМФРИЗ К. ДЖ. Биогеографические объяснения и южные буки // Биосфера: эволюция, пространство, время / Ред. Ю. И. Чернов. – М.: Прогресс, 1988. – С. 292-318.
ARBOGAST B. S., KENAGY G. J. Comparative phylogeography as an integrative approach to historical biogeography // Journal of Biogeography. – 2001. – Vol. 28. – P. 819-825.
AVISE J. C. The history and purview of phylogeography: a personal reflection // Molecular Ecology. – 1998. – Vol. 7. – P. 371-379.
AVISE J. C. What is the field of biogeography, and where it is going? // Taxon. – 2004. – Vol. 53. – P. 893-898.
AXELROD D. I. Fossil floras suggest stable, not drifting, continents // Journ. Geophys. Res. – 1963. – Vol. 68. – P. 3257-3263.
BALDAUF S. L. Phylogeny for the faint of heart: a tutorial // Trends in Genetics. – 2003. – Vol. 19. – P. 345-351.
BARLOW B. A. The Australian flora: its origin and evolution // Flora of Australia. – Vol. 1. Introduction. – Canberra: Australian Government Publishing Service, 1981. – P. 25-75.
BERMINGHAM E., MORITZ C. Comparative phylogeography: concepts and applications // Molecular Ecology. – 1998. – Vol. 7. – P. 367-369.
BROCHMANN C., GABRIELSEN T. M., NORDAL I. et al. Glacial survival or tabula rasa? The history of North Atlantic biota revisited // Taxon. – 2003. – Vol. 52. – P. 417-450.
BUFFETAUT E. Continental drift under the Third Reich // Endeavour. – 2003. – Vol. 27. – P. 171-174. CAIN M. L., MILLIGAN B. G., STRAND A. E. Long-distance dispersal in plant populations // Amer. J. Bot. – 2000. – Vol. 87. – P. 1217-1227.
CARLQUIST SH. The biota of long-distance dispersal. I. Principles of dispersal and evolution // Quart. Review Biol. – 1966. – Vol. 41. – P. 247-270.
CARLQUIST SH. The biota of long-distance dispersal. V. Plant dispersal to Pacific Islands // Bull. Torrey Bot. Club. – 1967. – Vol. 94. – P. 129-162.
CHALONER W. G., CREBER G. T. The phenomenon of forest growth in Antarctica: a review // J. A. Crame (ed.). Origins and evolution of the Antarctic biota. Geol. Soc. Special Publ. No. 47. – London: Geol. Soc., 1989. – P. 85-88.
CHOWN S. L., GASTON K. J. Areas, cradles and museums: the latitudinal gradient in species richness // Trends in Ecology and Evolution. – 2000. – Vol. 15. – P. 311-315.
COMES H. P., KADEREIT J. W. The effect of Quaternary climatic changes on plant distribution and evolution // Trends in Plant Science. – 1998. – Vol. 3. – P. 432-438.
COMES H. P., KADEREIT J. W. Spatial and temporal patterns in the evolution of the flora of the European Alpine System // Taxon. – 2003. – Vol. 52. – P. 451-462.
COX C. B. From generalized tracks to ocean basins — how useful is Panbiogeography? // Journal of Biogeography. – 1998. – Vol. 25. – P. 813-828.
CRISCI J. V. The voice of historical biogeography // Journal of Biogeography. – 2001. –Vol. 28. – P. 157-168.
CRISP M. D., COOK L. G., STEANE D. A. Radiation of the Australian flora: what can comparisons of molecular phylogenies across multiple taxa tell us about the evolution of diversity in present- day communities? // Philos. Trans. Royal Soc. London Ser. B, Biol. Sci. – 2004. – Vol. 359. – P. 1551-1571.
CRISP M. D., LAFFAN C., LINDER H. P., MONRO A. Endemism in the Australian flora // Journal of Biogeography. – 2001. – Vol. 28. – P. 183-198.
CRISP M. D., WEST J. G., LINDER H. P. Biogeography of the terrestrial flora // Flora of Australia. – Ed.
– Melbourne: ABRS/CSIRO Australia, 1999. – Vol. 1. Introduction. – P. 321-367. CROIZAT L. La "panbiogeografia" in breve // Webbia. – 1973. – Vol. 28. – P. 189-226.
CROIZAT L., NELSON G., ROSEN D. E. Centres of origin and related concepts // Syst. Zool. – 1974. – Vol. 23. – P. 265-287.
DANA J. D. Manual of geology. – Philadelphia, Pa., 1863. – 812 p.
DARWIN CH. The origin of species by means of natural selection or the preservation of favoured races in the struggle for life. – London: Murray, 1859. – ix + 490 p. [Repr. 1964 by Harvard Univ. Press, Cambridge, Mass.]
DETTMANN M. E. Antarctica: Cretaceous cradle of austral temperate rainforests? // J. A. Crame (ed.). Origins and evolution of the Antarctic biota. Geol. Soc. Special Publ. No. 47. – London: Geol. Soc., 1989. – P. 89-105.
DU RIETZ G. E. Problems of bipolar plant distribution // Acta Phytogeogr. Suecica. – 1940. – Vol. 13. – P. 215-282.
EMERSON B. C. Evolution on oceanic islands: molecular phylogenetic approaches to understanding pattern and process // Molecular Ecology. – 2002. – Vol. 11. – P. 951-966.
HEWITT G. M. The structure of biodiversity – insights from molecular phylogeography // Frontiers in Zoology. – 2004. – 1: 4 (16 pp.) http://www.frontiersinzoology.com/content/1/1/4
HOOKER J. D. Flora Novae Zealandiae. Introductory essay // The Botany of the Antarctic voyage of H.M. Discovery Ships "Erebus" and "Terror" in the years 1853–1855. – London: Lovell Reeve, 1853. – P. i–xxxix.
LINDQVIST CH., ALBERT V. A. Origin of the Hawaiian endemic mints within North American Stachys (Lamiaceae) // Amer. J. Bot. – 2002. – Vol. 89. – P. 1709-1724.
MANOS P. S. Systematics of Nothofagus (Nothofagaceae) based on rDNA spacer sequences (ITS): taxonomic congruence with morphology and plastid sequences // Am. J. Bot. – 1997. – Vol. 84. – P. 1137-1155.
MEYEN S. V. Fundamentals of palaeobotany. – London & New York: Chapman and Hall Ltd., 1987. – xxi + 432 p.
MORLEY R. J. Interplate dispersal paths for megathermal angiosperms // Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. – 2003. – Vol. 6(1,2). – P. 5-20.
MORRONE J. J., CRISCI J. V. Historical biogeography: Introduction to methods // Annual Review of Ecology and Systematics. – 1995. – Vol. 26. – P. 373-401.
RAVEN P. H., AXELROD D. I. Plate tectonics and Australasian paleobiogeography // Science. – 1972. – Vol. 176. – P. 1379-1386.
RAVEN P. H., AXELROD D. I. Angiosperm biogeography and past continental movements // Ann. Missouri Bot. Gard. – 1974. – Vol. 61. – P. 539-673.
ROSS C. A. (ed.). Palaeobiogeography (Benchmark Papres in Geology series, vol. 31). – Stroudsburg, Pennsylvania: Dowden, Hutchinson & Ross, Inc., 1976. – xv + 430 p.
SOLTIS D. E., GITZENDANNER M. A., STRENGE D. D., SOLTIS P. S. Chloroplast DNA intraspecific phylogeography of plants from the Pacific Northwest of North America // Pl. Syst. Evol. – 1997. – Vol. 206. – P. 353-373.
SPELLENBERG I. F., SAWYER J. W. D. An introduction to applied biogeography. – Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999. – xiv + 241 p.
STEHLIK I. Resistance or immigration? Response of alpine plants to ice ages // Taxon. – 2003. – Vol. 52. – P. 499-510.
STEWART J. R., LISTER A. M. Cryptic northern refugia and the origins of the modern biota // Trends in Ecology and Evolution. – 2001. – Vol. 16. – P. 608-613.
TABERLET P., FUMAGALLI L., WUST-SAUCY A.-G., COSSON J.-F. Comparative phylogeography and postglacial colonization routes in Europe // Molecular Ecology. – 1998. – Vol. 7. – P. 453- 464.
TRUSWELL E. M. Cretaceous and Tertiary vegetation of Antarctica: a palynological perspective // T. N. Taylor & E. L. Taylor (eds.). Antarctic paleobiology: its role in the reconstruction of Gondwana. – New York: Springer-Verlag, 1990. – P. 71-88.
WAGNER W. L., FUNK V. A. Hawaiian biogeography. Evolution in a hot spot archipelago. – Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press, 1995. – 467 p.
WHELAN S., LIÒ P., GOLDMAN N. Molecular phylogenetics: state-of-the-art methods for looking into the past // Trends in Genetics. – 2001. – Vol. 17. – P. 262-272.
WILEY E. O. Vicariance biogeography // Ann. Review Ecol. Syst. – 1988. – Vol. 19. – P. 513-542.
WINKWORTH R. C., WAGSTAFF S. J., GLENNY D., LOCKHART P. J. Plant dispersal N.E.W.S. from New Zealand // Trends in Ecology and Evolution. – 2002. – Vol. 17. – P. 514-520.
WRIGHT S. D., YONG C. G., DAWSON J. W. et al. Riding the ice age El Niño? Pacific biogeography and evolution of Metrosideros subg. Metrosideros (Myrtaceae) inferred from nuclear ribosomal DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2000. – Vol. 97. – P. 4118-4123.
WULFF E. V. An introduction to historical plant geography / Transl. from Russian. – Waltham, Mass., 1943. – 273 p.
XIANG QIU-YUN, SOLTIS D. E. Dispersal-vicariance analyses of intercontinental disjuncts: historical biogeographical implications for angiosperms in the Northern Hemisphere // Int. J. Plant Sci. – 2001. – Vol. 162 (6 Suppl.). – P. S29-S39.
