90. Основные этапы эволюции Биосферы в палеозойскую эру.

В кембрийском периоде появляются многочисленные группы животных со сформированным скелетом (Кембрийский взрыв) – членистоногие, моллюски, иглокожие, а также первые хордовые животные, похожие на рыб. Около 530 млн. лет назад появляются первые ископаемые отпечатки следов на суше, которые указывают на то, что ранние животные исследовали сушу ещё до того, как на ней появились растения. На рубеже ордовикского и силурийского периодов (ок. 444 млн. лет назад) произошло Ордовикско-силурийское вымирание, в результате которого исчезло более 60% таксономических групп видов морских беспозвоночных. Причинами вымирания могли быть вулканизм или резкое увеличение интенсивности космической радиации в результате вспышки сверхновой звезды. Несомненно, однако, что это вымирание значительно отодвинуло сроки выхода жизни на сушу. В кембрийском периоде (510 млн. лет назад) появились высшие растения Их предками были, вероятнее всего, многоклеточные зеленые водоросли, росшие по берегам водоемов. Приблизительно 470 млн. лет назад в ордовикском высшие растения начали вторую попытку освоения суши. Однако таксономическое положение первых наземных растений еще не выяснено.

В начале девонского периода на суше уже появились первые «леса», образованные видами вымершего ныне отдела риннофитов. Их высота уже достигала 30 – 40 см. От них в девонском периоде произошли хвощи, плауны, древовидные папоротники, первые голосемянные растения. На суше растений сопровождали грибы-симбионты, которые могли помогать им завоёвывать сушу. Вскоре за растениями (428 млн. лет назад) на сушу выходят и первые животные – членистоногие, близкие к современным паукообразным. В девонском периоде (ок. 375 млн. лет назад) возникли непосредственные предки земноводных – лопастоперые рыбы, жившие в мелких реках, озерах и болотах. Они уже обладали примитивными легкими и преобразованными из передних плавников конечностями, которые позволяли им ненадолго выходить из водоема на сушу, как современные илистые прыгуны (рыбы из семейства бычковых), обитающие в приливно-отливной зоне тропических морей. К конце девонского периода произошло еще одно крупное Девонское вымирание, причины которого во многом остаются неизвестными. В результате его вымерло около 50% таксонов, в том числе почти все бесчелюстные рыбы. Тем не менее, это вымирание, в отличие от Ордовикско-

силурийского, уже не оказало серьезного влияния на ход эволюции.

К началу каменноугольного периода (359 млн. лет назад) Биосфера Земли начинает походить на современную землю. Насекомые уже ползают по суше и скоро устремятся в небо. Древесные семенные растения, многие из которых достигали высоты до 20 – 30 м, уже покрыли земную сушу, образуя первые леса как новую среду обитания.

В озникшие первые земноводные – стегоцефалы размером до 3 м. начинают вести сухопутный образ жизни. Они постепенно утрачивают признаки, свойственные своим предкам, такие как жабры и чешуя и, приспосабливаясь к жизни на суше, начинают дышать только лёгкими. кистеперые рыбы, один вид которых сохранился до настоящего времени. Однако, как и современные земноводные (лягушки, тритоны), они были тесно связаны с водоемами и не отдалялись от них на большие расстояния. Благодаря массовому развитию наземных растений содержание кислорода в атмосфере достигло современного уровня, а возможно, даже превысило его. Это создало предпосылки появления крупных летающих насекомых, похожие на стрекоз, размером до 1 м. Такие большие размеры насекомых (животные с трахейным типом дыхания) можно объяснить только очень высоким содержанием кислорода в атмосфере. Поскольку наземных животных в каменноугольном периоде было еще мало, создаваемое растениями органическое вещество потреблялось ими лишь в очень малой степени. Поэтому отмирающие растения образовали мощные слои органических остатков, которые в течение многих миллионов лет превратились в месторождения органического топлива - каменных и бурых углей, горючих сланцев. Эти полезные ископаемые являются остатками земной Биосферы предыдущих геологических эпох. В конце каменноугольного периода появляются первые полностью наземные позвоночные – пресмыкающиеся, из группы, стали последствии предками млекопитающих.

В конце пермского периода эры все континенты на Земле слились в единый континентальный массив – Пангею, располагавшийся в экваториальном поясе. Это привело к сокращению площади окраинных морей, а на суше – к установлению жаркого и засушливого климата и пересыханию многих континентальных водоемов. Считается, что температура атмосферы в тот период была самой высокой со времен Архейской эры. Это вызвало новое массовое Пермское вымирание многих групп морской и пресноводной фауны, в том числе – в том числе крупных земноводных. Преимущество в этих засушливых условиях получила другая ветвь пресмыкающихся – диапсиды. Они стали предками многих групп пресмыкающихся, в том числе динозавров. Многие виды синапсид, которые перешли на питание растительной пищей, достигли очень крупных размеров и высокой численности. Это привело к исчезновению большинства видов более мелких синапсид, занимавших сходные экологические ниши. Нарушенное равновесие между образованием и потреблением органического вещества в экосистемах суши было восстановлено.

91 Основные этапы эволюции Биосферы в мезозойскую эру.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ЭВОЛЮЦИИ БИОСФЕРЫ

Все живые организмы на Земле существуют в определенной природной среде,

факторы которой оказывают на них огромное воздействие.

Поэтому изменения условий среды в период геологической истории Земли

оказывали на живые организмы огромное воздействие.

Мезозойская эра. В юрском периоде резко активизировались

геологические процессы на поверхности Земли. Суперконтинент Пангея начал

раскалываться сначала на два меньших суперконтинента – северную Лавразию

и южную Гондвану. Затем в течение второй половины мозозойской эры и

первой половины Кайнозойской эры Лавразия затем постепенно раскололась

на Евразию и Северную Америку, а Гондвана – на Южную Америку, Африку,

Австралию и Антарктиду.

Мезозойская эра - время господства пресмыкающихся, которые освоили

всю сушу. Некоторые их виды (птеродактили) научились летать и по

внешнему виду напоминали птиц. Другие виды (плезиозавры) возвратились в

моря и по виду напоминали дельфинов. Некоторые динозавры были

гомойотермными и живородящими животными.

Вопреки распространенным представлениям, далеко не пресмыкающиеся

были гигантами. Размеры тела самых мелких древесных видов не превышали

20 – 30 см, тогда как некоторые виды, например, сейсмозавр достигали

размера 36 м, а их масса доходила по разным оценкам от 30 до 50 т. Сейсмозавр

являлся самым крупным наземным животным, когда-либо обитавших на Земле.

Предполагается, однако, что самые крупные пресмыкающиеся не были чисто

сухопутными животными, поскольку их скелет не выдержал бы такой массы

тела. Скорее всего, они обитали в мелких заболоченных водоемах, погружая

значительную часть тела в воду, питаясь мягкой водной растительностью, на

что указывают маленькая голова (масса головного мозга всего 400 г) и слабые

зубы.

В триасовом периоде одна из немногих выживших групп синапсид –

цинодонты дали начало первым млекопитающим, настоящим гомойотермным

животным (рис. 2). В отличие от своих предков – пресмыкающихся,

температура их тела достаточно постоянна и мало зависит от температуры

окружающей среды. Поэтому млекопитающие лучше приспособлены к

изменениям окружающей среды. Однако первые млекопитающие представляли

собой невзрачных существ размером с крысу. Как и современные

однопроходные, они размножались яйцами. Всю мезозойскую эру

млекопитающие находились под сильным прессом конкуренции с

пресмыкающимися, но, тем не менее, эволюционировали достаточно быстро.

В конце мезозойской эры появились живородящие сумчатые, а затем и 12

плацентарные млекопитающие, в том числе и непосредственные предки

приматов. Некоторые млекопитающие уже достигли достаточно крупных

размеров (до 50 см), так что сами могли охотиться на мелких пресмыкающихся.

Рисунок 3. Цинодонт (слева) и его прямой потомок – мезозойское

млекопитающее рода Morganucodon (справа). Современная реконструкция.

Обратите внимание на развитый шерстистый покров цинодонта.

В юрском периоде одна из групп мелких пресмыкающихся, лазающих

по деревьям, дала начало первым птицам – второй группе гомойотермных

организмов. Тогда же появились первые цветковые растения, которые

быстро заняли доминирующее положение в растительном мире суши,

значительно потеснив хвойных и папоротникообразных.

К концу мелового периода (70 – 65 миллионов лет назад) все почти все

крупные пресмыкающиеся, за исключением крокодилов и змей, в т.ч. и

динозавры, по невыясненным до конца причинам вымерли. Возможно, одной

из причин их гибели было падение на Землю гигантского метеорита,

остатки кратера которого находятся в Мексике.