Часть III фанерозойская история земли палеозойская эра

Палеозойская эра (эра древней жизни) начинает последний крупный эон в истории Земли — фанерозой (время явной жизни), объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Название «палеозойская серия» впервые было предложено в 1838 г. английским геологом А. Седжвиком для обозначения пород, перекрывающих группу первичных слоистых образований. В 1840 г. его соотечественник Дж. Филлипс применил термин «палеозой» к «переходным» породам более высокого положения и ввел термины «мезозой» и «кайнозой».

Длительное время все три эры объединялись под общим названием «постдокембрийское время», пока в 1930 г. С. Чедвик не предложил для них название «фанерозой», а для протерозоя и архея — «криптозой».

Палеозойская эра — наиболее продолжительная эра фанерозоя. "Она началась 540 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. В ее состав входят шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский. На геологических картах нашей страны принято трехчленное деление палеозойской эратемы. К нижнему палеозою отнесены кембрий и ордовик; к среднему — силур, девон и нижний карбон, а к верхнему — средний и верхний карбон и пермь. В зарубежной литературе преобладает двучленное деление палеозоя. При этом граница между ними проводится в основании девонской системы.

Проблема происхождения скелетной фауны палеозоя.Наиболее четким отличием палеозойской эры, как и всего фанерозоя, от более раннего криптозойского этапа развития Земли было стремительное развитие сложно организованных животных с твердым скелетом. Уже в отложениях конца кембрийского периода обнаруживаются представители всех основных типов беспозвоночных животных, и даже, возможно, в это время уже существовали и первые примитивные хордовые.

И в то же время по отношению к растительному царству палеозойская эра является условным подразделением и ее границы лишь отчасти отвечают рубежам эволюционного развития растений. На рубеже докембрия и палеозоя каких-либо существенных изменений в составе растительного царства не происходит. В кембрии, как и на протяжении почти всего криптозоя, растительность

145

была в основном представлена простейшими, в частности синезелеными водорослями, следы жизнедеятельности которых — строматолиты и онколиты — столь же обильны в карбонатных породах раннего палеозоя, как и в древних докембрийских толщах. Наряду с синезелеными водорослями с конца докембрия существовали бурые, багряные и другие высшие водоросли.

Как объяснить почти внезапное появление в морских отложениях кембрия представителей '.почти всех типов животного царства? Являлись ли они в кембрийских морях иммигрантами из какой-то другой среды или возникли и развились в докембрийских морях?

Высокий уровень организации кембрийской фауны и наличие в ее составе всех типов беспозвоночных показывают, что к началу кембрия царство животных долж.но было пройти значительный путь эволюционного развития. Вместе с тем имеющегося геологического времени для такой эволюции явно недостаточно. Значит, должна была быть очень высокая скорость эволюции, которой способствовали бы определенные резкие изменения среды обитания. Тем более, что кембрийская фауна не имела прежде предков. Долгое время внезапность появления скелетной фауны объяснялась общим и достаточно сильным метаморфизмом докембрийских пород, якобы полностью уничтожившим следы докембрийской жизни, а также большим перерывом между образованиями докембрия и палеозоя. Но обнаружение на всех континентах мощных и к тому же неметаморфизованных толщ, лишенных органических остатков в одних случаях, и сохранение нежных, лишенных скелетов мягких тел эдиакарско-беломорской фауны — в других, показали всю несостоятельность 'подобного объяснения.

Эволюционные изменения, приведшие |k появлению скелетной фауны, могут представляться двояким образом: как возникновение у палеозойских групп организмов способности строить минеральный скелет или как быстрое обособление и становление новых групп организмов, сопровождающееся одновременным развитием у них скелетных образований. Необходимо объяснить в первом случае причину одновременного внезапного появления у различных групп морских организмов способности строить скелетные образования, а во втором — причину необычайно быстрого темпа эволюционного развития тех же групп организмов.

Как одно, так и другое, т. е. внезапное появление способности строить скелетные образования и неожиданное ускорение темпа эволюции, трудно объяснить без допущения стимулирующего влияния того или иного глобального фактора земного или космического происхождения. Именно на поиски этих факторов обращено внимание исследователей.

Возможность объяснения внезапного появления скелетной фауны из-за резкого увеличения солености Мирового океана довольно заманчива. Но она наталкивается на ряд трудностей. Известно, что интенсивность соленакопления в различные эпохи фанерозоя сильно менялась, но эти колебания не были связаны с

146

изменениями общей солености Мирового океана, которая все время оставалась более или менее постоянной. Разница в масштабах соленакопления вызывалась другими причинами: климатическими и тектоническими. Поэтому вряд ли в эпохи, предшествующие фанерозою, не могли существовать лагунные условия, так как совершенно неясной, загадочной и невероятно труднообъяснимой остается причина предполагаемого резкого увеличения солености морских вод на рубеже венда и кембрия. Поэтому представление об обусловленности появления скелетной фауны вследствие резкого увеличения солености Мирового океана должно быть оставлено как малообоснованное.

Это заставляет многих исследователей искать причину возникновения скелетной фауны в ускоренном темпе эволюционного развития. Отсутствие остатков представителей раннекембрийских скелетных групп морских животных в отложениях, заключающих поздневендскую эдиакарскую фауну, показывает, что развитие скелетных групп должно было произойти чрезвычайно быстро, чуть ли не на протяжении всего нескольких миллионов, а возможно, и сотен тысяч лет.

Однако столь быстрый темп эволюционного развития немыслим без стимулирующего воздействия какого-то мощного внешнего фактора. Таким фактором могло быть, по представлениям ряда "исследователей, воздействие на органический ,мир Земли жесткого космического излучения. Установлено, что ультрафиолетовое солнечное, ионизирующее космическое излучение сильно воздействуют на генную и хромосомную структуры живых организмов, резко усиливая их мутационную изменчивость. Одни наследуемые признаки понижают жизнеспособность организмов и в конечном итоге приводят к их вымиранию, другие — оказываются прогрессивными и способствуют выживанию в изменившейся окружающей среде.

Русский геолог Л. И. Салоп (1977) развил идею, высказанную астрономами В. И. Красовским и И. С. Шкловским (1957), о связи эпох усиления космического облучения и эволюционных взрывов с вспышками сверхновых звезд в окрестностях Солнечной системы.

На другой возможный путь решения рассматриваемой проблемы обратил внимание Г. П. Леонов (1985). Он попытался объяснить «внезапное» появление и развитие скелетной фауны миграцией организмов — скелетоносителей из пресно- или солоноватоводных внутриконтинентальных водоемов в морские бассейны. Но для этого надо признать, что скелетные организмы уже существовали в пресных водоемах. По мнению Г. П. Леонова, разнообразные по температуре воды, степени и типу ее минерализации, рельефу дна и берегов и другим особенностям внутриконтинентальные бассейны являлись более благоприятными местами для возникновения жизни, чем значительно более однообразные и постоянные обстановки океанских бассейнов. В дальнейшем разнообразие условий внутриконтинентальных водоемов могло явить-

Ю* 147

с?е фактором, стимулирующим дифференциацию первичных форм жизни и обособление различных ее ветвей. Слабая минерализация вод внутриконгтаентальных бассейнов не стимулировала paiвцтие скелетных образований у их обитателей, которые оставались мягкотелыми. Раньше других барьер солености преодолели наиболее примитивные и наименее приспособленные прокариотные организмы — бактерии, а вслед за ними и синезеленые водоросли.

Как гипотезы о космическом факторе, способствовавшем возникновению скелетной фауны, так и идея Г. П. Леонова о перес&лении фауны из континентальных водоемов в океанские бассейну обладают рядом недостатков, но все-таки гипотеза о космической радиации предпочтительнее, тем более, что она хорошо согласуется с временем появления и развития озонового экрана, спасающего жизнь представителям животного и растительного царств.

По мнению американского ученого М. Макменамина, широкое распространение некоторых элементов эдиакарско-беломорской и ранней раковинной фауны обусловлено расположением континентов в конце протерозоя — начале фанерозоя. В это время ббльщая часть суши находилась в приэкваториальной части, так как современные материки входили в состав гигантского суперматерика. На границе венда и кембрия произошел раскол суперматерика. Образовавшиеся континенты на ранней стадии своего развития находились еще недалеко друг от друга. Именно это привело к тому, что животные в благоприятных физико-географических условиях могли беспрепятственно расселяться. Лишь только тогда, когда возникли археоциаты, и особенно трилобиты, начала складываться зональность, т. е. возникли различия в видовом и родовом составе между фауной разных регионов. Эти различия особенно усилились при возникновении значительных водных пространств между континентами.

Эдиакарско-беломорская фауна возникла в мире, для которого характерны единый массив суши, увеличение температурного режима и сравнительно небольшие запасы питательных веществ. Кембрийские организмы появились в другое время — во время распада суперконтинента, когда возникли протяженные береговые линии, причем основная масса прибрежных зон располагалась в благоприятном тропическом климате. Протяженные и широкие шельфы, отделенные от открытого моря поясами мелководного карбонатонакопления, являлись идеальными местами для Жизни животных, так как именно эти районы отличались изобилием пищи.

Что же послужило дальнейшей причиной быстрого расцвета Животного мира? Повинны ли в этом только физико-географичесвде условия среды обитания или ряд удачных перемен в генетических программах животных? Или причина заключается в какой-то особой комбинации этих явлений? Или, может быть, имели значение какие-то другие, еще неизвестные факторы? Будущие исследования позволят ответить на эти вопросы.

148