Геологическая эволюция
На настоящий момент установлено, что жизнь на Земле возникла около 3-3,5 млрд. лет назад. За это время на планете произошли существенные изменения: менялся климат, двигались материки, активно шли горообразовательные процессы. Вода то затапливала гигантские пространства на миллионы лет, то отступала под натиском испепеляющего солнца и жары.
Об этих процессах мы можем только догадываться, изучая осадочные породы, которые за это время пластами накладывались друг на друга. Химический анализ позволяет определить их возраст, а также сделать вывод о климате того периода. В определение возраста окаменелостей помогает радиоуглеродный анализ.
Архейская эра (от греч. archē – начало)
Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы были найдены в этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно теплых морей. Кислород отсутствовал, был возможен только анаэробный тип дыхания.
В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность, происходили значительные колебание температуры. На поверхности Земли жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей. Именно поэтому жизнь “спряталась” на дне океана, где не так выражены перепады температур и рассеивается УФ излучение.
В течение архея появились первые фотосинтезирующие организмы – сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Атмосфера начала постепенно обогащаться кислородом.
Как оказалось, это вещество – кислород – предопределит путь развития жизни на Земле: в дальнейшем возникнут миллионы видов, которые им дышат, и жить без него не смогут. В числе этих видов и мы с вами.
К концу архея животные разделились на про- и эукариотические организмы.
Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)
Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно был холодный.
Дальнейшее развитие жизни продолжалось. В этой эре выделились царства растений, животных и грибов. Возникли первые многоклеточные организмы: кишечнополостные, губки, водоросли, предки трилобитов. Были распространены сине-зеленые водоросли – цианобактерии, которые выделяли кислород в ходе фотосинтеза.
В течение этой эры в атмосфере возросла концентрация кислорода и приблизилась к 1% – точки Пастера, критического для эволюции значения. Считается, что по достижении точки Пастера становится возможным кислородный тип дыхания и устойчивая жизнедеятельность аэробных организмов.
В течение протерозойской эры концентрация кислорода в атмосфере достигнет 10% – сформируется озоновый слой, служащий эффективной защитой для всего живого от губительного УФ-излучения. Благодаря озоновому слою появятся первые наземные экосистемы.
Палеозойская эра (греч. palaios – древний)
Продолжалась около 340 млн. лет. Эту эру подразделяют на 6 периодов, которые мы рассмотрим:
-
Кембрийский
Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего огромные пространства заполняются водой.
Все растения и животные обитают в море, однако, на побережье появляются первые наземные грибы, лишайники. Животный мир активно развивается: на глубине в море появились трилобиты и мечехвосты, коралловые полипы, иглокожие.
Большая часть суши подверглась сильнейшему затоплению, наземные животные почти не встречались. В толще океана обитали фораминиферы и радиолярии.
В теплых морях процветали кишечнополостные (в их числе и коралловые полипы), иглокожие, моллюски. Установлено, что в этом периоде жили первые представители типа хордовых – бесчелюстные.
Климат становится более сухим, суша поднимается – вода отступает, тем самым создаются условия для развития наземных видов. И действительно, силур отличается этими знаменательными событиями: растения и животные осваивают сушу.
В приливно-отливных зонах возникают первые наземные растения: риниофиты и псилофиты, еще имеющие очень много общего с водорослями. И, тем не менее, псилофиты – пионеры суши. У них появляются проводящие и механические ткани, которые водорослям были ни к чему.
Появились первые наземные животные: многоножки и паукообразные – скорее всего произошедшие от трилобитообразных, которые долгое время могли оставаться на отмелях после отлива. На образовавшейся суше они чувствовали себя просторно и вальяжно: хищники отсутствовали, конкуренция была небольшой. В таких условиях размножение происходило быстро.
Это период господства рыб в морях. Возникают активно плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время систематические группы рыб.
Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом (пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели способность переползать из одного водоема в другой и дышать атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и кистеперые рыбы.
К концу девона на сушу выходят первые земноводные: ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб. Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и папоротников.
В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат сменяется к концу периода холодным и сухим.
Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание папоротникообразных в этом периоде привело к образованию обширных залежей каменного угля, в честь которого период и получил свое название.
Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не связано с наличием воды, благодаря чему они расселяются вглубь материков.
В морях все также распространены фораминиферы, радиолярии, кораллы и моллюски. Возникают первые насекомые: тараканы, стрекозы, жесткокрылые. Под конец периода появляются пресмыкающиеся, размножение которых не связано с наличием воды, что позволяет им заселить сухие, ранее незаселенные территории.
В перми активируется вулканическая деятельность, происходит крупнейшее отступление моря, вследствие которого образуются большие пространства суши. Климат также меняется: он становится резко континентальным.
К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды животных и растений: полностью вымирают трилобиты, многие моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.
В природе не бывает пустого места: приспособленные особи выживают, размножаются и занимают освобожденные другими видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают первые млекопитающие.
Чтобы легко запомнить периоды палеозойской эры, рекомендую взять на вооружение мнемоническое правило: “Каждый Отличный Студент Должен Курить Папиросы”. Если вы обратите внимание на первые буквы этих слов, то поймете, что они совпадают с первыми буквами периодов палеозоя и расположены в нужном порядке.
Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. Если бы мы сейчас перенеслись в то далекое время, то внешне заметили бы сходство мезозойского мира с нынешним, однако более детальное изучение показало бы нам, что его составляют совершенно иные растения и животные.
В мезозое выделяется три периода:
-
Триас
Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних морей. Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми. Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют территории саговниковые, хвойные, гинкговые растения.
Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи, ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые, крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало млекопитающим, близким к однопроходным животным.
Климат становится более теплым и влажным, несколько увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались многочисленные озера и болота.
В царстве растений господство остается за голосеменными растениями, наибольший расцвет среди которых переживают беннеттитовые, гнетовые, саговниковые.
В морях многочисленны головоногие моллюски. Самые разнообразные формы принимают морские пресмыкающиеся – ихтиозавры, плезиозавры. Эта эра принадлежит динозаврам. Рептилии господствуют в воде, на земле и в воздухе. К концу периода возникает первоптица – археоптерикс, давшая начала обширной группе птиц.
Климат становится более холодным. Активируются горообразовательные процессы – именно в этом периоде образовались Анды, Альпы, Гималаи. Название периода связано с многочисленными отложениями мела, которые образовались за счет раковин фораминифер.
Появляются цветковые (покрытосеменные) растения, вероятно произошедшие от голосеменных растений в результате скачкообразного изменения (мутации) женских органов размножения. Появления цветка и плода – важнейшие ароморфозы этого периода. К концу периода вымерли многие голосеменные растения.
Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров заканчивается. На первый план выходят млекопитающие, ароморфозы которых, теплокровность и живорождение, позволяют занять господствующее положение. Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие.
Кайнозойская эра (греч. kainos – новый + zoe – жизнь)
Отправной точкой кайнозойской эры служит образование Альп, в это же время возникли и другие высочайшие горные системы. Я искренне рад быть вашим современником, и сообщаю, что мы с вами живем в кайнозойскую эру, которая длится уже 67 млн. лет. За это время произошло несколько материковых оледенений, возникновение человека.
В кайнозое выделяют три периода:
-
Палеоген (греч. palaios – древний и genos – рождение, возраст)
В начале палеогена устанавливается теплый тропический и субтропический климат. Широко распространяются леса и редколесья. Большая часть животных представлена лесными обитателями.
Сумчатые и плацентарные млекопитающие эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные и копытные животные, широкого разнообразия достигает мир птиц.
К концу палеогена климат становится континентальным, в Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки. Леса преобразуются в саванны и заросли кустарников.
Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в палеоген кустарники сменяются саванной и степной растительностью, образуются полупустыни и пустыни.
По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы, тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей), быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и многочисленного класса птиц нередко встречаются хищные гигантские бегающие птицы.
Для неогена характерно большое разнообразие среди приматов, и появление первых человекообразных обезьян – антропоидов.
В ходе данного периода неоднократно происходили изменения климата. Поверхность Северного полушария оледеневала. Изменился и растительный мир – в Евразии распространилась таежная и тундровая растительность. Флора приобрела сегодняшний облик.
Среди животных были распространены бизоны, мамонты, носороги, пещерные медведи. Примерно 2 млн. лет назад появился человек умелый, начался процесс антропогенеза – становления человека, в результате которого возник вид Homo sapiens.
Активная деятельность человека: распашка земель, вырубка лесов, вытаптывание полей крупным рогатым скотом – привели к сужению ареала обитания многих видов животных, часть из которых вымерла.
Рекомендую мнемоническое правило, которое поможет запомнить периоды мезозойской и кайнозойской эры по первым буквам слов: “Ты, Юра, Мал – Подожди, Немного, А?”
Пангея и удивительная Австралия
В конце палеозоя и начале мезозоя всю сушу представлял один единственный континент – Пангея (др.-греч. Πανγαῖα – всеземля). В юрском периоде Пангея разделилась на два континента: северный – Лавразия (позже разделилась на Евразию и Северную Америку), и южный – Гондвана (позже разделилась на Африку, Южную Америку, Индию, Австралию и Антарктиду.)
Особого внимания требует Австралия. Этот материк отделился раньше всех, вследствие чего флора и фауна на нем формировались изолированно от остальных континентов.
Именно по этой причине в Австралии можно обнаружить виды растений и животных, которые более нигде не встречаются: сумчатые животные (кенгуру, куница, коала), подземные орхидеи, банксии и многие другие удивительные виды.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Палеозойская эра — таблица, краткое описание периодов развития
Появление жизни на планете произошло около 3,5 миллиардов лет назад. Организмы сразу после своего возникновения стали влиять на климатические условия и рельеф Земли. Примерно 289 миллионов лет длилась палеозойская эра. Таблица событий поможет разобраться в том, как именно изменялись условия и формы жизни. Внутри столь огромного временного промежутка выделяются периоды, те, в свою очередь, подразделяются на эпохи.
Общая характеристика
Палеозойской эрой или палеозоем принято называть геологический период со временными рамками от 541−252 миллионов лет назад. Перед этим промежутком времени проходила неопротерозойская эра, после нее — мезозой.
В связи с тем что период очень продолжителен и богат событиями, эра была разделена на 6 периодов:
- кембрий;
- ордовик;
- силур;
- девон;
- карбон;
- пермь.
Эра охватывает огромное число процессов, от продолжения формирования земной коры, климата и рельефа планеты до появления животных и растительных организмов. Именно в этот временной отрезок появляются первые позвоночные, а жизнь покидает море и выбирается на сушу.
Можно выделить следующие важнейшие изменения, произошедшие на планете:
В эту эру происходит практически полное вымирание всех живых организмов. Это пятый подобный процесс в истории развития жизни. Погибло более 96% жителей океана и более 70% обитателей суши.
Описание по периодам
Очень сильные изменения произошли на планету в эру палеозой: таблица поможет представить информацию более наглядно.
| Период | Хронологические рамки, в млн. лет назад | Основные события |
| Кембрий | 541−485 | Меняется рельеф планеты, формируются горные гряды. Климатические условия делают возможным проживание на поверхности планеты только бактерий. В океане обитает огромное количество живых организмов. Животные и фосфатным или известковым скелетом. Преобладают хищники. Появляются трилобиты. |
| Ордовик | 485−443 | Это время первых панцирных бесчелюстных рыб, скорпионов, морских звезд. В конце периода появляются первые позвоночные. |
| Силур | 443−419 | Многоножки, пауки и скорпионы перебираются на сушу. Зарождаются первые панцирные челюстные рыбы. Ведется активное образование континентов, формируются горы Гренландии и Шотландии. Зарождение членистоногих, простейших беспозвоночных. Бурно развиваются наземные растительные организмы. |
| Девон | 419−358 | Это царство рыб, время появления первых акул. Наземные особи развивают легкие. Активно образуются мхи, лишайники, папоротники. Отмирая, они формируют залежи каменного угля, которые человек использует по сей день. Начинают таять ледники, образуются пустыни. |
| Карбон | 358−298 | Насекомые получили способность летать. В мире появляются первые тараканы, стрекозы, бабочки, кузнечики. Появление первых голосеменных, которые образуют леса. Первые рептилии также зарождаются в этот временной отрезок. |
| Пермь | 298−252 | Тела некоторых животных покрывает чешуя. Зарождаются предки млекопитающих, к концу периода погибают трилобиты, активно развиваются хвойные деревья, предки пальм. Животные начинают заселять засушливые широты, особенно хорошо себя там чувствуют рептилии. |
Таково краткое описание палеозойской эры. Это очень важное время для развития жизни на планете, поскольку именно сейчас появились животные, которые в дальнейшем эволюционируют до млекопитающих.
Климатические условия
Именно в эпоху палеозоя климатические условия на планете походят на современные. В первые периоды климат очень теплый, зональность выражена незначительно, однако в конце условия становятся более засушливыми, резко разделяется на зоны. Можно выделить такие особенности развития климата на Земле:
Таким образом, эпоха отличается формированием нескольких климатических полюсов: тропических, субтропических и умеренных — по два. Также сформировалась зона экватора. Климат вновь меняется с холодного на теплый.
Многообразие животного мира
Самые знаменитые представители мира фауны палеозойской эры — трилобиты, членистоногие беспозвоночные создания, внешне напоминающие раков. Их тела покрыты крепким панцирем, неоднородным по своей структуре. Его слагают хитиновые пластины — примерно 40 штук. Особенности трилобитов:
Археоциаты — многоклеточные представители фауны ордовика, внешне напоминают коралловые рифы. Для силура характерно изобилие морских звезд и морских лилий, моллюсков (брюхоногих и головоногих), морских ежей. В конце периода началось формирование первых позвоночных — простейших по строению рыб. Длина некоторых моллюсков превышала 30 см. Их раковины стали основой известняковых залежей, которые применяются человечеством по сей день.
В девон подводная фауна становится все более многообразна: появляются рыбы с длиной более 4 метров, они ведут хищный образ жизни. Нередко снаружи тела покрыты прочным панцирем. Самое известное создание той поры — дунклеостеус. Появляются два вида рыб — хрящевые и костные. Первые стали предками нынешних скатов и акул. У них были очень острые зубы, тело покрывала прочная чешуя. Костные не отличались внушительными размерами, имели подвижные плавники.
К концу эпохи начинается пора пресмыкающихся, которые очень быстро осваивают все уголки планеты, даже самые неприветливые. Примером фауны тех лет является мосхопс, рептилия длиной более 4 метров, с длинным хвостом и бочковидным телом.
Представители флоры и полезные ископаемые
Первые растительные организмы — псилофиты. Они стали предками хвощей, плаунов, папоротников, а также других современных видов. Продолжает развиваться подводная флора, в частности, морские лилии, которые крепились ко дну своими крепкими стеблями. Часто они образовывали густые заросли.
Все растения палеозоя делятся на две группы: клинолистные и каламиты. В первом случае речь идет о представителях водной флоры, у них длинный стебель с листьями и почками, в которых развивались споры. Каламиты — это растения в высоту более 30 метров, которые образовали леса.
Именно палеозой стал временем развития полезных ископаемых. Погибшие растения и животные, разлагаясь, постепенно образовали залежи каменного угля. Кроме того, сформировались месторождения нефти и газа, железа, фосфорита, минеральных солей. Практически все ресурсы, которые использует современная промышленность, зародились именно в этот далекий период.
Таковы особенности и периодизация палеозойской эры, очень важного периода в развитии планеты.
Развитие жизни в палеозойскую эру
Палеозойская эра состоит из шести периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон (каменноугольный), пермь.
Кембрий. Название происходит от местности, где впервые обнаружили геологические пласты с остатками организмов. Климат кембрия был теплый, на суше не было почвы, поэтому жизнь развивалась в водной среде. На суше встречались только бактерии и синезеленые водоросли. В морях свободно плавали зеленые диатомовые, золотистые водоросли, а красные, бурые водоросли были прикреплены ко дну. В начальный период кембрия смывающиеся с суши соли повышали соленость морей, особенно концентрацию кальция, магния. Морские животные свободно поглощали поверхностью тела минеральные соли. Появились трилобиты — древние представители членистоногих, по форме тела похожие на современных мокриц. Минеральные соли, которые впитывались в их тело, образовывали снаружи хитиновый панцирь. У самого дна моря свободно плавали трилобиты с хитиново- панцирным телом, разделенным на 40-50 отделов (рис. 39).
Рис. 39. Фауна раннего палеозоя (кембрий, ордовик, силур): 1 — колония археоцит; 2 —- скелет силурийского коралла; 3 — медузы; 4 — раковины силурийских головоногих моллюсков; 5 — плеченогие; 6 — трилобиты — примитивнейшие ракообразные (кембрий)
В кембрийский период появились различные виды губок, кораллов, моллюски, морская лилия, позднее морской еж. Этот период также называют периодом развития беспозвоночных.
Ордовик (название дано по имени племени, жившего когда-то на месте обнаружения ископаемых останков). В море продолжали развиваться бурые, красные водоросли, трилобиты. Появились предки современных осьминогов, кальмаров — головоногие улитки (моллюски), а также плеченогие, брюхоногие моллюски. В геологических пластах найдены предки современных миног, миксин — скелет бесчелюстных позвоночных. Тело и хвостовая часть их были покрыты плотной чешуей.
Силур (по названию племени). В связи с началом активных горообразовательных процессов изменилось распределение моря и суши, размеры суши увеличились, появились первые позвоночные. В морях жили огромные ракоскорпионы—хищные членистоногие, достигавшие 2 м в длину, имевшие 6 пар конечностей. Передняя пара из расположенных вокруг ротовой полости конечностей была превращена в клешни для измельчения пищи. В силурийском периоде появились первые позвоночные животные — панцирные рыбы (рис. 40).
Рис. 40. Бесчелюстные панцирные “рыбы”
Внутренний скелет у них был хрящевым, а снаружи тело было заключено в костный панцирь, состоящий из щитков. Из-за отсутствия парных плавников они больше ползали по дну, чем плавали. Они напоминали рыб по форме тела, но на самом деле относились к классу бесчелюстных (круглоротые). Неповоротливые панцирники не развивались и вымерли. Современные круглоротые миноги и миксины — близкие родственники панцирных рыб.
В конце силура начинается интенсивное развитие наземных растений, подготовленное более ранним выходом из воды бактерий и синезеленых водорослей, образованием почвы. Первыми начали заселять сушу растения — пеилофиты (рис. 41).
Рис. 41. Первые растения, вышедшие на сушу, — псилофиты риниофиты
Их строение было похоже на строение многоклеточных зеленых водорослей, настоящие листья отсутствовали. С помощью тонких нитевидных отростков они укреплялись в грунте, впитывали воду и минеральные соли. Вместе с псилофитами на сушу вышлипаукообразные, напоминающие современных скорпионов. В конце силура жили также акулообразные хищные рыбы с хрящевым скелетом. Возникновение челюстей сыграло большую роль в развитии позвоночных животных. Началось заселение суши растениями и животными.
Девон (назван по имени графства Девоншир в Южной Англии) называют периодом рыб. Размеры морей уменьшались, пустыни увеличивались, климат стал сухим. В морях появились хрящевые (потомки — современные акулы, скаты, химера) и костные рыбы. В зависимости от строения плавников костные рыбы разделились на луче- перые (плавники похожи на опахало) и кистеперые (плавники похожи на кисть). У кистеперых рыб плавники были мясистые и короткие. С помощью двух грудных и двух брюшных плавников они перебирались в те озера, где еще оставалось достаточно воды. С наступлением засухи они приспособились к дыханию. Дышали эти рыбы при помощи плавательного пузыря, снабженного кровеносными сосудами. Со временем парные плавники превратились в пятипалые конечности, а плавательный пузырь — в легкие. До последнего времени считалось, что кистеперые рыбы вымерли в конце палеозоя. Однако в 1938 г. в музей Южной Африки была сдана рыба длиной 1,5 м, весом 50 кг. Рыба названа латимерией в честь сотрудника музея, госпожи К. Латимер. Ученые считают, что латимерия появилась 300 млн. лет назад. В строении латимерии сохранены признаки земноводных, других позвоночных животных, в том числе человека (пятипалые конечности). В конце девона из кистеперых рыб появились первые земноводные — стегоцефалы (рис. 42).
Рис. 42. Фауна второй половины палеозоя (девон, карбон, пермь): 1 — кистеперая рыба (девон); 2 — древнейшее земноводное — стегоцефал (карбон); 3 — стрекоза (карбон); 4 — древнейшее пресмыкающееся — хищный ящер — иностранцевий (пермь); 5 — всеядный ящер — диметродон (пермь); 6 — растительноядный ящер — парейазавр (пермь); 7 — рыбоядный ящер (пермь)
В девонском периоде из растений образовались споровые хвощи, плауны, папоротники. Широко распространялись семенные папоротники. Наземные растения обогатили воздух кислородом, обеспечили животных пищей.
Карбон (каменноугольный период) (назван в связи с мощными отложениями в этот период каменного угля). Климат в этот период стал влажным, теплым, снова болота наступали на сушу. Гигантские древовидные плауны — лепидодендрон и сигиллярия,каламниты — высотой 30—40 м, шириной 1—2 м образовывали густые леса. Особенно бурно стала развиваться растительность в середине каменноугольного периода (рис. 43).
Рис. 43. Древовидные растения каменноугольного периода
Семенные папоротники дали начало голосеменным, в эволюции растений появился семенной способ размножения. Большого развития достигли стегоцефалы, появившиеся в верхнем девоне. Форма тела стегоцефал напоминала тритона и саламандру, размножа лись они метанием икры. Благодаря развитию личинок в воде и дыханию с помощью жабр развитие земноводных до сих пор связано с водой. Между земноводными и пресмыкающимися лежит период в 50 млн. лет. Среда обитания всегда влияла на эволюцию организмов.
Пермь (по названию города). Происходило поднятие гор, уменьшение размеров суши и изменение климата. На экваторе климат стал влажным, тропическим, севернее — теплым и сухим. Вымирали папоротники, хвощи, плауны, приспособленные к влажному климату. На смену споровым растениям пришли голосеменные растения.
Произошли существенные изменения и в животном мире. Сухость климата способствовала исчезновению трилобитов, палеозойских кораллов, земноводных — стегоцефалов. Зато значительного разнообразия достигли древнейшие пресмыкающиеся. Они откладывали яйца, которые имеют специальную прослойку из жидкости, защищающую зародыш от высыхания. Кроме того, усложнение легких создало предпосылки для защиты покровов тела пресмыкающихся чешуей, которая предохраняла тело от высыхания и не допускала кожного дыхания. Благодаря таким признакам пресмыкающиеся широко распространились на Земле.
Среди пресмыкающихся стали развиваться промежуточные между земноводными формы — котилозавры длиной 25 см. Тело у них было похоже на ящериц, а голова — на лягушку, питались они рыбой. Найдены ископаемые останки зверозубых ящеров, от которых произошли млекопитающие).
Пермский ароморфоз.
1. Размножение путем откладывания яиц (жидкость внутри яйца предохраняет зародыш от высыхания), появилось внутреннее (организм самки) оплодотворение яйца.
2.Ороговение тела (защищает от высыхания).
1. Подвижность шейной части позвонка, свободное поворачивание головы и быстрая реакция на действия окружающей среды.
2. Развитие мышц, органов дыхания, кровообращения, появление зачатков мозга.
3. Свободное поддерживание тела на конечностях (необходимо для быстрого передвижения).
Палеозой. Кембрий. Ордовик. Силур. Девон. Карбон (каменноугольный период). Пермь. Псилофиты. Стегоцефалы. Голосеменные растения.
1.Периоды палеозойской эры.
1.Дайте характеристику каждого периода палеозоя.
2.Приведите примеры видов растений и животных, появившихся в силуре и девоне.
1.Докажите преимущество палеозоя по сравнению с археем и протерозоем.
2.Назовите первые виды растений и животных, вышедших на сушу. К какому периоду они принадлежат?
1.Составьте сравнительную схему развития органического мира в каменноугольном и девонском периодах.
Палеозой
В рамках геологического времени мы можем различать разные эпохи, эпохи и периоды, в которых время делится как в зависимости от геологического, так и климатического характера и эволюции биоразнообразия. Одним из трех этапов, на которые делится фанерозойский сценарий, является Палеозой. Это время перехода, знаменующее эволюцию от примитивных организмов к наиболее развитым организмам, способным покорять земные среды обитания.
В этой статье мы расскажем вам все особенности, геологию, климат, флору и фауну палеозоя.
Características principales
Многоклеточные организмы претерпели ряд преобразований, которые позволяют им адаптироваться к земной среде, наиболее важной из которых является развитие амниотических яиц. С точки зрения геологии, биологии и климата палеозой, несомненно, является периодом больших изменений на Земле. В течение всего этого периода изменения происходили одно за другим, некоторые из которых были хорошо задокументированы, а другие – нет.
Палеозой длился примерно с 541 миллион лет назад до примерно 252 миллионов лет назад. Это длилось около 290 миллионов лет. В эту эпоху многоклеточные формы жизни океана и суши продемонстрировали большое разнообразие. Это был один из тех случаев, когда организмы стали более разнообразными, более специализированными и даже способны покидать морскую среду обитания и покорять сушу.
В конце этой эры образовался суперконтинент. под названием Пангея, а затем раскололся на континент, известный сегодня. На протяжении палеозоя температура окружающей среды сильно колебалась. Некоторое время остается жарко и влажно, а другие значительно снижается. Настолько, что было несколько ледников. Точно так же в конце этой эры условия окружающей среды стали настолько плохими, что произошло крупномасштабное вымирание, называемое массовым вымиранием, в результате которого исчезло около 95% видов, населявших Землю.
Палеозойская геология
С геологической точки зрения палеозой сильно изменился. Первым крупным геологическим событием этого периода было разделение суперконтинента, известного как Пангея 1. Пангея 1 разделена на несколько континентов, что придает ей вид острова, окруженного мелководными морями. Это следующие острова: Лаврентия, Гондвана и Южная Америка.
Несмотря на это разделение, в течение тысяч лет эти острова становились все ближе друг к другу и в конечном итоге образовали новый суперконтинент: Пангея II. Аналогичным образом, в это время для рельефа Земли произошли два очень важных геологических события: каледонское горообразование и герцинское горообразование.
В течение последних 300 миллионов лет палеозоя произошла серия географических изменений из-за больших участков земли, существовавших в то время. В раннем палеозое значительная часть этих земель располагалась недалеко от экватора. Лаврентия, Балтийское море и Сибирь сходятся в тропиках. Впоследствии Лаурентия начала двигаться на север.
Примерно в силурийский период к Лаврентии присоединился континент, известный как Балтийское море. Образовавшийся здесь континент называется Лавразия.. В конце концов, суперконтинент, который позже возник в Африке и Южной Америке, столкнулся с Лавразией, образовав землю под названием Пангея.
Климат
Существует не так много достоверных сведений о том, каким должен быть ранний палеозойский климат. Однако специалисты считают, что из-за огромного океана климат должен быть умеренным и океаническим. Эра нижнего палеозоя закончилась ледниковым периодом, температура упала, и большое количество видов погибло. Позже это был период стабильной погоды, погода была жаркой и влажной, и в атмосфере было много углекислого газа.
По мере того, как растения поселяются в наземных средах обитания, содержание кислорода в атмосфере увеличивается, а содержание углекислого газа уменьшается. По мере того, как эпоха прогрессировала, погодные условия менялись. В конце перми климатические условия сделали жизнь почти неустойчивой. Хотя причины этих изменений еще не известны (существует несколько гипотез), известно то, что условия окружающей среды изменились, а температура повысилась на несколько градусов, что привело к нагреванию атмосферы.
Палеозойское биоразнообразие
Флора
В палеозое первыми растениями или растительными организмами были водоросли и грибы, которые развились в водных средах обитания. Позже, на следующем этапе деления периода, обнаруживается, что начали появляться первые зеленые растения из-за содержания в них хлорофилла, который запустил процесс фотосинтеза, который в основном отвечает за содержание кислорода в атмосфере Земли. Эти растения очень примитивны и не имеют токопроводящих емкостей, поэтому располагать их необходимо в местах с повышенной влажностью.
Позже появились первые сосудистые растения. Эти растения содержат проводящие кровеносные сосуды (ксилему и флоэму), которые поглощают питательные вещества и циркулируют воду через корни. Впоследствии флора все больше и больше расширялась и разнообразилась. Появились папоротники, семена растений и первые большие деревья, а деревья, принадлежащие к роду археоптерикс, пользовались большой репутацией, потому что они были первыми настоящими деревьями. Первые мхи также появились в палеозойскую эру.
Это огромное разнообразие растений сохранялось до конца перми, когда произошла так называемая «великая смерть», когда почти все виды растений, населявшие землю, вымерли.
Фауна
Для фауны палеозойская эра также является изменчивым периодом, потому что в шести подразделениях, составляющих эту эру, фауна диверсифицируется и трансформируется, от мелких существ до крупных рептилий, начиная доминировать в наземной экосистеме.
В раннем палеозое первыми наблюдаемыми животными были так называемые трилобиты, некоторые позвоночные, моллюски и хордовые. Есть также губки и брахиоподы. Потом, группы животных стали более разнообразными. Например, появились головоногие моллюски, двустворчатые моллюски (животные с двумя раковинами) и кораллы. Также в это время появились первые представители филума иглокожих.
В силурийский период появилась первая рыба. Представители этой группы – челюстные и бесчелюстные рыбы. Так же появились экземпляры, относящиеся к группе многоножек.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать о палеозое и его характеристиках.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.
Палеозой
Палеозо́йская э́ра, палеозо́й, PZ (от греч. πᾰλαιός — древний, греч. ζωή — жизнь) — геологическая эра в истории планеты Земля, известная как эра древней жизни. Первая эра фанерозойского эона. Следует за неопротерозойской эрой и предшествует мезозойской. Началась 541,0 ± 1,0 миллиона лет назад и закончилась 252,2 ± 0,5 млн лет назад [1] . Таким образом, она продолжалась около 289 млн лет. Делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь [2] [3] .
В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к её концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием. Породы, образовавшиеся в течение палеозойской эры, называются палеозойской группой. Эту группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик.
Содержание
История исследования палеозоя
Палеозойскую серию впервые выделил английский геолог Адам Седжвик в 1838 году (он включил в неё два периода — силурийский и девонский), но тогда она понималась как древнейшие фаунистически охарактеризованные слои, залегающие выше «первичных» пород. Современный смысл понятие палеозоя, как обособленного слоя отложений первого крупного этапа органической эволюции, обрело в работах профессора геологии Оксфордского университета Джона Филлипса, опубликованных в 1840—1841 годах. Он отнес к этому этапу периоды от кембрийского до пермского. В дальнейшем авторы, ставящие построение стратиграфической шкалы в зависимость от органической эволюции или хода геологической истории и основываясь на субъективном, качественном анализе тех или иных неполных материалов, неоднократно пытались подразделить историю и построить шкалу по другому. Последующее геологическое картирование остальных регионов мира, а также привлечение к этому материалов по пелагическим и наземным группам ископаемых, подтвердили правильность построеных Филлипсом подразделений геологического времени [4] .
Первая глобальная палеомагнитная реконструкция фанерозойского движения континентов была опубликована в 1973 году А. Смитом, Дж. Брайденом и Г. Дрюри. Они опубликовали карты палеомагнитных реконструкций положений материков для всего фанерозойского времени, используя при создании только палеомагнитные данные по континентам [5] . В 1977 году советскими исследователями Л. П. Зоненштайном и А. М. Городницким была представлена своя модель, которая основывалась на единых мировых магнитных данных с некоторыми дополнениями и изменениями к каждой модели. А в 1978 году была опубликована кинематическая модель канадских учёных под руководством Е. Р. Канасевича, а также модель реконструкции взаимного расположения материков в палеозое английских геологов Пьера Мореля, Эдварда Ирвинга и других [6] .
Физико-географические условия
Тектоническая обстановка
Согласно теории тектоники литосферных плит положение и очертания материков и океанов в палеозое отличались от современного. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы (Южно-Американская, Африканская, Аравийская, Австралийская, Антарктическая, Индостанская), повернутые на 180°, были объединены в единый суперконтинент, называемый Гондваной. Этот суперконтинент располагался главным образом в южном полушарии, от южного полюса до экватора, и занимал общую площадь более 100 миллионов км². В Гондване находились разнообразные возвышенные и низменные равнины и горные массивы. Море периодически вторгалось лишь в окраинные части суперконтинента. Остальные меньшие по размерам материки находились в основном в экваториальной зоне: Северо-Американский, Восточно-Европейский и Сибирский. Там же находились микроконтиненты: Среднеевропейский, Казахстанский и другие. В окраинных морях располагались многочисленные острова, окаймлённые низменными побережьями с большим числом лагун и дельт рек. Между Гондваной и другими материками был океан, в центральной части которого находились срединно-океанические хребты [7] [8] . В кембрии существовали две наиболее крупные плиты: целиком океаническая Прото-Кула и преимущественно материковая Гондванская плита [6] .
В ордовике Гондвана двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса (сейчас это северо-западная часть Африки). Происходило поддвигание океанической литосферной плиты Прото-Фараллон (и вероятно Прото-Тихоокеанской плиты) под северную окраину Гондванской плиты. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины, расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом — с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В течение всего ордовика происходит сокращение океанических пространств и закрытие краевых морей между материковыми фрагментами: Сибирским, Прото-Казахстанским и Китайским. В палеозое (вплоть до силура—начала девона) продолжалась Каледонская складчатость. Типичные каледониды сохранились на Британских островах, Скандинавии, Северной и Восточной Гренландии, в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Юго-Восточном Китае, в Восточной Австралии, в Кордильерах, Южной Америке, Северных Аппалачах, Срединном Тянь-Шане и других областях. В результате рельеф земной поверхности в конце силурийского периода стал возвышенным и контрастным, особенно на континентах, расположенных в северном полушарии. В раннем девоне происходит закрытие Прото-Атлантической впадины и образования Еврамериканского материка, в результате столкновения Про-Европейского материка с Про-Северо-Американским в районе нынешней Скандинавии и Западной Гренландии. В девоне смещение Гондваны продолжается, в результате Южный полюс оказывается в южной области современной Африки, а возможно и нынешней Южной Америки. В этот период сформировалась впадина океана Тетис между Гондваной и материками вдоль экваториальной зоны, образовались три целиком океанические плиты: Кула, Фараллон и Тихоокеанская (которая погружалась под Австрало-Антарктическую окраину Гондваны) [6] [9] .
В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евроамерики. Западный край нынешнего Северо-Американского материка столкнулся с северо-восточной окраиной Южно-Американского, а северо-западный край Африки — с южным краем нынешней Центральной и Восточной Европы. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В позднем карбоне — ранней перми произошло столкновение Евроамериканского материака с Сибирским, а Сибирского материка с Казахстанским континентом. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости с наиболее интенсивным проявлением при формировании горных систем Альп в Европе, сопровождавшихся интенсивной магматической деятельностью. В местах столкновения платформ возникли горные системы (с высотой до 2000—3000 м), некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру Урал или Аппалачи. Вне Пангеи находилась только Китайская глыба. К концу палеозоя, в пермском периоде, Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся её северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10—15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане. В это же время образовался единый океанический бассейн с главной Прото-Тихоокеанской впадиной и единая с ней впадина океана Тетис [6] .
Климат
В начале кембрия на Земле господствовал в основном тёплый климат: средняя температура поверхности была сравнително высокой, при небольшой разнице температур между экватором и полюсами. Климатическая зональность была выражена относительно слабо. Но были и зоны аридного климата, которые были распространены в северной части Североамериканского континента, в пределах Сибирского и Китайского континентов. В Гондване он господствовал лишь центральных районах Южной Америки, Африки и Австралии. Основную массу атмосферы в начале кембрия составлял азот, количество углекислого газа достигало 0,3 %, а содержание кислорода постоянно увеличивалось. В результате к концу кембрия атмосфера приобретала кислородно-углекисло-азотный характер. В это время на материках стали господствовать влажные жаркие условия, температура воды в океане была не ниже 20 °C. В течение ордовика и силура климатические условия становятся довольно разнообразными. В позднем ордовике выделяются пояса экваториального, тропического, субтропического, умеренного и нивального типов климата. Экваториальные равномерно-влажные условия существовали европейской части России, на Урале, в Западной Сибири, Центральном Казахстане, Забайкалье, в центральных областях Северной Америки, на юге Канады, в Гренландии. В начале позднего ордовика сильно похолодало. В субтропических областях среднегодовые температуры снизились на 10—15°, а в тропических — на 3—5°. Южный полюс в это время находился на возвышенной суше Гондваны, в пределах которой возникли обширные материковые ледники. Во второй половине силурийского периода в высоких широтах климат вновь стал умеренно теплым, близким к субтропическому. К раннему карбону на планете стал господствовать тропический и экваториальный климат. На Урале среднегодовые температуры составляли 22—24°С, в Закавказье 25—27°С, в Северной Америке 25—30°С. Аридный тропический климат преобладал в центральных частях Евразиатского и Северо-Американского континентов, а также в пределах Южной Америки, Северной Африки и Северо-Западной Австралии. Преимущественно в Евразии, Северной Америке и в пределах Гондваны господствовали влажные тропические условия. Более умеренный климат существовал на Сибирском континенте и на юге Гондваны [8] .
Увеличение объёма растительной биомассы на континентах привело к усиленному фотосинтезу с интенсивным потреблением углекислого газа (с двукратным уменьшением его содержания в атмосфере) и выделением кислорода в атмосферу. В результате образования большого суперконтинента Пангеи на больших пространствах временно прекратилось осадкообразование и ограничилась связь экваториальных морских бассейнов с полярными. Эти процессы привели к наступлению похолодания, с более низкой средней температурой, резко выраженной климатической зональностью и значительной разницей температуры между экватором и полюсами. В результате в позднем карбоне и ранней перми мощный ледниковый щит покрывал Антарктиду, Австралию, Индию, южные части Африки и Южной Америки. Суша на Южном полюсе начала играть роль глобального холодильника. В северном полярном бассейне температура воды понизилась и вероятно, как и существующий ныне Северный Ледовитый океан, на какое-то время покрывался льдом. Ледниковый покров существовал сравнительно недолго, периодически отступая. В межледниковые эпохи климат становился умеренным. Таким образом, в позднем карбоне и ранней перми происходило становление многих ландшафтно-климатических зон и климатических поясов, известных в настоящее время, и стала ярко выражена климатическия зональность. На земной поверхности выделились экваториальный, два тропических, два субтропических, два умеренных пояса с различными режимами увлажнения. К концу перми влажный прохладный климат сменился более теплым, в районах с умеренными условими, стали преобладать субтропические, сильно расширились пояса тропического и экваториального климата. Средние температуры тропических морей составляли 20—26 °C [8] .
Флора и фауна
Жизнь в морях и пресных водоёмах
В кембрийском периоде основная жизнь была сосредоточена в морях. Организмы заселили все разнообразие доступных мест обитания, вплоть до прибрежного мелководья и, возможно, пресных водоёмов. Водная флора была представлена большим разнообразием водорослей, основные группы которых возникли ещё в протерозойскую эру. Начиная с позднего кембрия постепенно сокращается распространение строматолитов. Это связано с возможным появлением растительноядных животных (возможно, какие-то формы червей) поедающих строматолитообразующие водоросли. Донная фауна неглубоких тёплых морей, прибрежных отмелей, заливов и лагун была представлена разнообразными прикреплёнными животными: губками, археоциатами, кишечнополостными (различными группами полипов), стебельчатыми иглокожими (морские лилии), плеченогими (лингула) и другими. Большинство из них питалось различными микроорганизмами (простейшие, одноклеточные водоросли и так далее), которых они отцеживали из воды. Некоторые колониальные организмы (строматопоры, табуляты, мшанки, археоциаты), обладающие известковым скелетом, возводили на дне моря рифы, подобно современным коралловым полипам. К роющей жизни в толще донных осадков приспособились различные черви, в том числе полухордовые. По морскому дну среди водорослей и кораллов ползали малоподвижные иглокожие (морские звёзды, офиуры, голотурии и другие) и моллюски с раковинками. В кембрии появляются первые свободно плавающие головоногие моллюски — наутилоидеи. В девоне появились более совершенные группы головоногих (аммониты), а в нижнем карбоне возникли первые представители высших головоногих (белемниты), у которых раковина постепенно редуцировалась и оказалась заключённой мягких тканей тела. В толще и на поверхности воды в морях обитали животные, дрейфующие по течению и удерживающиеся на поверхности с помощью специальных плавательных пузырей или «поплавков», заполненных газом (кишечнополостные сифонофоры, полухордовые граптолиты). В кембрийских морях обитали и высокоорганизованные животные — членистоногие: жабродышащие, хелицеровые и трилобиты. Трилобиты достигли расцвета в раннем кембрии, составляя в это время до 60 % всей фауны, и окончательно вымерли в пермском периоде. В это же время появляются первые крупные (до 2-х метров в длину) хищные членистоногие эвриптериды, достигшие наибольшего расцвета в силуре и первой половине девона и исчезнувшие в ранней перми, когда их вытеснили хищные рыбы [7] .
Начиная с нижнего ордовика в морях появляются первые позвоночные. Древнейшие известные позвоночные были рыбообразными животными, лишенными челюстей, с телом, защищённым панцирем (панцирные бесчелюстные, или остракодермы). Первые из них относятся к верхнему кембрию. Древнейшие представители рыб появились в морях и пресных водоёмах раннего и среднего девона и были одеты в более-менее сильно развитый костный панцирь (панцирные рыбы). К концу девона панцирные позвоночные вымирают, вытесненные более прогрессивными группами челюстноротых. В первой половине девона уже существовали разнообразные группы всех классов рыб (среди костных — лучепёрые, двоякодышащие и кистепёрые), имеющие развитую челюсть, настоящие парные конечности и усовершенствованный жаберный аппарат. Подгруппа лучепёрых рыб в палеозое были малочисленна. «Золотой век» двух других подгрупп пришёлся на девон и первую половину карбона. Они сформировались во внутриконтинентальных пресных водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, обильно заросших водной растительностью и отчасти заболоченных. В таких условиях недостатка кислорода в воде возник дополнительный орган дыхания (лёгкие), позволяющий использовать кислород из воздуха [7] .
Палеозой – эра многоклеточных
Продолжительность палеозоя – 325 млн. лет – 6 периодов по 30-70 млн лет. Удивительная и загадочная эра. В первом периоде был биологический взрыв. Между вторым и третьим наступает ледниковый период и 60% видов вымирает. Затем, с небольшими “передышками” (в 4-м и 6-м периодах), идут друг за другом еще 2 катастрофы. Последняя, разразившаяся в конце эры биологическая катастрофа, уничтожила от 70 до 90 % видов! Что это – проверка жизни на выживаемость или череда неудачных попыток “кары небесной”?
В палеозое [или только в каменноугольном периоде ?] концентрация кислорода была намного выше обычной – 35% вместо современного 21% ! Этим, видимо, и объясняется наличие гигантских форм [папоротников, насекомых].
Страницы о развитии жизни в палеозойской эре:
Краткий обзор палеозоя
Развитие жизни в палеозое
Для палеозоя характерно появление и становление всех типов и подавляющего большинства основных групп организмов. Особенно бурно этот процесс идет в кембрии и ордовике, когда возникает за сравнительно короткий промежуток времени несколько десятков классов беспозвоночных и появляются первые позвоночные. Однако жизнь в это время, видимо, сосредоточена только в морях и в значительной степени в реках. В силуре начинаются попытки выхода живых существ на сушу. В девоне этот процесс уже шел весьма активно, а в карбоне животный и растительный мир овладел большей частью поверхности планеты. На девон и карбон приходятся и очень сильные изменения в таксономическом составе органического мира – появляются наземные позвоночные (амфибии и пресмыкающиеся) и высшие растения. В перми начинается крупная перестройка органического мира – значительное вымирание одних групп, смена доминирующих форм в других группах и т. д. Однако коренных изменений не происходит – все идет на внутриклассном уровне.
Геодинамика в палеозойской эре
Все эти события проходили на фоне сильного изменения облика земной поверхности.
Как считают, в южном полушарии с начала палеозоя существовал единый суперконтинент – Гондвана. Он включал значительные части современных Южной Америки, Африки, Австралии, полуострова Индостана и Антарктиды.
В северном полушарии картина была значительно сложнее. В кембрии уже существовали Северо-Американская, Восточно-Европейская и Азиатская платформы. Несколько позже, а именно в начале девона, в результате одной из фаз горообразования (как будет сказано ниже, их в палеозое было много) происходит слияние Североамериканской и Восточно-Европейской платформ. В карбоне и перми, во-первых, эта единая масса слилась с Азиатской платформой [с орбразованием Уральских гор?], образовав так называемую Лавразию, а во-вторых, западная часть этого колоссального материка соединилась с Гондваной. Возникла так называемая Пангея [300-200 Ma].
Фазы горообразования в палеозое
Указанные процессы были связаны с рядом фаз горообразования, приводивших, как правило, к возникновению мощных горных систем по краям названных платформ [как Тихоокеанский пояс?], что и приводило [не вижу логики] к их слиянию. О количестве этих фаз единого мнения нет [наука строится не на мнениях, а на фактах, а расчленяемость процессов – на принципах их расчленения – пора бы уже геологам выработать эти принципы]. По мнению одних исследователей, их в палеозое было 14 (Монин, 1977), по мнению других – 10 (Балуховский, 1974). Назовем основные [10] (Друщиц и др., 1984):
- салаирская в позднем кембрии,
- таконская в конце ордовика-начале силура,
- арденская на рубеже силура и девона,
- акадская в среднем-верхнем девоне,
- бретонская в начале карбона,
- судетская в середине карбона,
- астурийская в среднем-позднем карбоне,
- уральская на рубеже карбона и перми,
- заальская в перми,
- пфальцская на рубеже перми и триаса.
Колебания мирового океана в палеозое
Фазы горообразования вели не только к общему изменению конфигурации материков, но и влияли на ход трансгрессий и регрессий. Как правило, каждая фаза складчатости сопровождалась более или менее длительной регрессией моря. Иногда трансгрессии и регрессии сменялись довольно часто и охватывали очень большие территории, иногда они были более длительными. Из 5 периодов палеозоя наибольшие трансгрессии (на площади современных материков) наблюдались в ордовике. Считается, что это был наиболее талассократический период вообще за весь фанерозой. А наиболее геократическим периодом палеозоя был пермский, когда почти вся территория, известная нам ныне, была сушей [максимальная сборка мономатерика Пангеи]. Эти изменения облика земного шара не могли не сказаться на климате.
Итоговая характеристика палеозоя
Таким образом, развитие органического мира палеозоя происходило на фоне очень сильных изменений лика Земли – изменения размеров и контуров континентов, возникновения новых горных систем, непрерывной смены трансгрессий и регрессий, т. е. появления и исчезновения значительной площади шельфовых морей, почти всегда благоприятных для жизни, изменения климатической зональности.
Интересно проследить более внимательно, как это сказывалось на развитии органического мира по отдельным периодам.
Развитие жизни в палеозойскую эру, выход растений и животных на сушу, первые земноводные
Палеозойская эра в кембрийский период была представлена организмами, обитающие преимущественно в водной среде. Большое распространение получили крупных размеров многоклеточные бурые и зеленые водоросли.
Переход растений к жизни на сушу
В силурийский, а возможно, еще в ордовикский или кембрийский период в каких-то популяциях зеленых водорослей, обитавших во временно пересыхавших водоемах, в результате ароморфоза сформировались ткани, возникшие впервые у наземных растений — псилофитов.
Псилофиты — сборное название. Они имели небольшие размеры, не выше полуметра, со стеблевидной наземной частью и корневищем, от которого отходили ризоиды. Иные из них еще очень напоминали водоросли, другие уже несли признаки, сближающие их с мохообразными и папоротникообразными растениями.
Произрастание растений на суше было возможным, так как небольшой слой почвы был уже сформирован деятельностью бактерий, синезеленых водорослей и простейших. К этому времени появились и грибы, также своей жизнедеятельностью способствовавшие почвообразованию.
Морская фауна
В морях кембрийского, ордовикского, силурийского периодов обитали простейшие, губки, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие, низшие хордовые. В силурийский период появляются наиболее примитивные позвоночные — круглоротые. У них еще нет челюстей, но благодаря ароморфозу появляется череп и позвонки. В девонский период имел место расцвет щитковых из класса круглоротых.
В эволюции позвоночных — снова существенное повышение организации. В черепе появился челюстной аппарат, давший им возможность активно охотиться, схватывать добычу. Это способствовало в процессе естественного отбора повышению организации нервной системы, органов чувств, совершенствованию инстинктов. Из современной фауны наиболее близки к этим древнейшим рыбам — акулы и скаты.
Кистеперая рыба и ее переходная форма
Появились и кистеперые рыбы. Немногочисленные их представители в настоящее время обнаружены в Индийском океане, у берегов Африки. Кистеперые рыбы, обитавшие в пересыхающих водоемах, в девонский период осуществили важный шаг в эволюции животных — выход на сушу.
Первыми наземными позвоночными были древнейшие земноводные стегоцефалы — потомки кистеперых рыб. Скелет плавников кистеперых гомологичен скелету пятипалой конечности. У стегоцефалов, как и у современных земноводных, яйца и личинки могли развиваться лишь в воде, поэтому они вынуждены были обитать лишь вблизи водоемов.
Повышение организации наземных растений
В девонский период у растений произошел важный ароморфоз: развивается специальный аппарат для всасывания минеральных растворов (корень); как основной орган ассимиляции углекислого газа формируется лист. Таким образом, появилась дифференцировка на стебель, листья и корень. Первыми листостебельными растениями были мхи. Родство их с водорослями и псилофитами обнаруживается в том, что их протонема сходна с зелеными водорослями, вместо корней — ризоиды, оплодотворение происходит в водной среде. В девонский период от псилофитов произошли высшие споровые: плауны, хвощи, папоротники. У них появились хорошо сформированные корни, но для размножения им необходима вода, в которой передвигаются половые клетки.
Расцвет папоротникообразных
В растительном мире произошел еще один ароморфоз — появление семенных папоротников. Семя снабжено наружной кожурой, предохраняющей от неблагоприятных условий, а внутри накапливается питательный материал. Семенным растениям для оплодотворения вода не нужна, что обеспечило им завоевание суши.
Климат наступившего каменноугольного периода был теплым, влажным. Атмосфера содержала большой процент углекислого газа. Это способствовало пышному развитию папоротникообразных и, как следствие, периоду их расцвета. Некоторые хвощи достигали высоты 30 метров.
Роль растений в выходе животных на сушу
Развитие наземной растительности благоприятствовало формированию почв. Из остатков растительности того периода образовался каменный уголь. В нем оказалась как бы законсервированной значительная часть углерода атмосферы. В результате интенсивного фотосинтеза, осуществляемого зелеными растениями, атмосфера обогатилась кислородом. Изменением химического состава атмосферы была подготовлена возможность заселения суши животными.
Первые наземные животные
Климат каменноугольного периода способствовал также расцвету земноводных (стегоцефалов). На суше врагов у них еще не было, а многочисленные черви и членистоногие, особенно паукообразные и насекомые, заселившие сушу, служили обильной пищей. В результате дивергенции и идиоадаптаций существовали многочисленные виды стегоцефалов. Некоторые из них достигали гигантских размеров (до 47м в длину).
Смена климата
В конце каменноугольного, и особенно во время пермского периода, климат изменился, стал сухим. Это повлекло вымирание папоротникообразных и земноводных. Лишь из немногочисленных популяций тех и других сформировались выжившие виды. В большинстве своем сохранившиеся папоротникообразные растения и земноводные представлены видами небольшой величины, обитающих во влажных местах. От стегоцефалов произошли не только земноводные, но и пресмыкающиеся.
Адаптация к новым условиям
Происхождение пресмыкающихся связано с ароморфозами, обеспечивающими размножение на суше: внутреннее оплодотворение, запас питательных веществ в яйце, покрытом плотной оболочкой, защищающей его от иссушающего действия воздуха. Внутри оболочек развивающегося яйца накапливается жидкость, в которой, как в аквариуме, происходит развитие зародыша. Это позволило пресмыкающимся завоевать все среды обитания: сушу, воздух и вторично переселиться в воду.
Прогрессу пресмыкающихся способствовало развитие рогового покрова, предохраняющего от высыхания, более совершенное развитие легких, кровеносной системы, конечностей, головного мозга. Все это дает основание признавать пресмыкающихся первыми настоящими наземными позвоночными.
