Лекция. Развитие жизни на Земле

План

1 Развитие жизни в Архее и Протерозое

2 Развитие жизни в раннем Палеозое и позднем Палеозое

3 Развитие жизни в Мезозое и Кайнозое.

1. История нашей планеты условно разделена на различные про­межутки времени. Из них наиболее продолжительны эры, затем следуют периоды, эпохи. Границы между эрами установлены не случайно, так как именно в эти промежутки времени на Земле происходили глобальные геологические процессы, сопровож­дающиеся изменениями лика планеты, ее органического мира (табл. 3.1).

Архей {древнейшая эра). По современным сведениям, жизнь на Земле возникла на заре архея (эра древнейшей жизни) 3,5 — 3,8 млрд лет назад. Архею предшествовал катархей, в породах которо­го никаких следов жизни не было обнаружено. В горных породах раннего архея Австралии найдены остатки микроорганизмов — первых прокариот (бактерий, синезеленых), а также следы дея­тельности бактериально-водорослевых сообществ, так называемых строматолитов (древнейшие осадочные породы). Окаменелые мик­роорганизмы обнаружены также в Южной Африке (в слоях возра­стом 3,4 — 2,7 млрд лет) и др.

Протерозой {эра первичной жизни). В результате процессов горо­образования произошло значительное перераспределение суши и моря. Бактерии и водоросли пережили период исключительного расцвета. На смену прокариотам приходят эукариоты, в частности зеленые и золотистые водоросли. Развиваются высокоспециализи­рованные многоклеточные организмы (крупнейший из известных ароморфозов): зеленые, бурые и красные водоросли, грибы. С учас­тием живых организмов тогда интенсивно формировались осадоч­ные породы. Деятельность железобактерий привела к образованию крупнейших месторождений железной руды (например, в районе Курска, Кривого Рога). 650 — 700 млн. лет назад (конец докембрия, названный вендом) в древнейших морях уже жили представители типов кишечнополостных, круглых и кольчатых червей, моллюс­ков, иглокожих и членистоногих. Формируется биосфера. В резуль­тате жизнедеятельности живых организмов образуются полезные ископаемые. Жизнь становится геологическим фактором.

На границе протерозоя и палеозоя происходят интенсивные горообразовательные процессы, уничтожившие множество иско­паемых остатков предыдущих эпох. Все последующее время (палеозой, мезозой, кайнозой) носит название фанерозоя, т. е. време­ни «явной жизни», о котором свидетельствуют сравнительно мно­гочисленные палеонтологические материалы (ископаемые остат­ки растений и животных).

3. Палеозой {эра древней жизни). В первую эру фанерозоя идет ак­тивное горообразование: каледонская и герцинская складчатость. Интенсивно развивается высшая растительность. Появляются тип хордовых животных, первые позвоночные: рыбы, затем амфибии и рептилии. Растения и животные (беспозвоночные и позвоноч­ные) осваивают сушу. Биологический прогресс наземных расте­ний и животных бьш обеспечен принципиальными изменениями их морфофизиологической организации — ароморфозами. Палео­зойская эра подразделяется на следующие 6 периодов.

1. Кембрий. В самом начале кембрия происходит значительное наступление моря на сушу, а в конце периода оно отступает. В Се­верном полушарии преобладают моря, а в Южном существует ог­ромный общий континент Гондвана. Продолжают существовать бак­терии и синезеленые. В морях, покрывающих всю территорию со­временной Европы, распространены бурые и зеленые, диатомо­вые и золотистые водоросли. В них господствуют древнейшие чле­нистоногие — трилобиты (они составляли до 60 % всех видов мор­ской фауны), встречаются губки, кишечнополостные, плечено-гие, хиолиты (близки к моллюскам), моллюски, иглокожие, а в конце периода появляются полухордовые. В этот период вымирают некоторые классы моллюсков и иглокожих.

2. Ордовик. В ордовике море захватывает большие площади суши. К концу периода в связи с каледонским горообразованием море отступает, что приводит к осушению больших территорий. Появ­ляются мшанки и лопатоногие моллюски. В морях господствуют плеченогие, трилобиты, иглокожие (было известно 17 классов этого типа: морские ежи, морские звезды, голотурии и др.), головоно­гие моллюски, полухордовые (граптолиты). Первые позвоночные представлены бесчелюстными щитковыми — остракодермиями. Здесь намеренно не используется термин «панцирные рыбы», по­скольку это сборная группа, состоящая как из собственно пан­цирных рыб (плакодермий), так и бесчелюстных, не являющихся рыбами. Появляются водные хелицеровые. Вымирают гигантские моллюски с размером раковины до 9 м. На сушу выходят первые сосудистые растения — представители споровых — псилофиты, или риниофиты (рис. 3.26). Росли псилофиты по берегам пресных водоемов. К этому времени на суше уже образовался биогенный слой — почва.

3. Силур. Продолжается наступление суши, идут горообразова­тельные процессы, иссушается климат. Сосудистые растения (пси­лофиты) интенсивно заселяют сушу. Высота псилофитов была не более четверти метра, у них еще нет настоящих листьев, корней, но развивается примитивная прово­дящая система. Появляются первые животные, дышащие атмосферным кислородом, — скорпионы. Прихо­дят в упадок граптолиты и трилоби­ты, снижается видовое разнообразие кораллов. Переживают расцвет голо­воногие моллюски, гигантские (до 2 м) ракоскорпионы. В морях возни­кают древнейшие рыбы — панцир­ные (плакодермий) и акантодии.

4. Девон. Продолжается отступле­ние моря. Климат становится еще бо­лее континентальным. Вымерло мно­го групп примитивных беспозвоноч­ных и большинство бесчелюстных. Девон — «век рыб». Многочисленны панцирные и акантодии, появляют­ся хрящевые рыбы (современные группы — акулы, скаты, химеры), кистеперые (до настоящего времени дожил только один вид — латимерия, открытая в 1938 г.), двоякоды­шащие и лучеперые (к ним относится подавляющее большинство современных видов рыб). Из головоногих моллюсков обособляется подкласс аммонитов. У некоторых из них наружная раковина до­стигала 2 м в диаметре. К концу периода вымирают псилофиты, расцветают плауны, хвощи и папоротникообразные. Развиваются настоящие голосеменные растения. На Земле появляются первые леса. Животные продолжают завоевывать сушу. Из беспозвоноч­ных — это пауки, клещи, многоножки, насекомые. Из позвоноч­ных в конце девона пресноводные кистеперые рыбы дают первых земноводных — ихтеостег.

5. Карбон, или каменноугольный, период. В раннем карбоне кли­мат планеты становится более теплым и влажным. На Земле рас­пространяются тропические леса из гигантских древовидных па­поротников (высотой до 40 м), хвощей и плаунов. Голосеменные растения представлены семенными папоротниками и настоящими хвойными. На прибрежных мелководьях и в болотах в массе на­капливаются растительные остатки, давшие впоследствии огром­ные залежи каменного угля (отсюда название периода). Жизнь в морях мало чем отличается от девонского периода. На суше гос­подствуют древние амфибии — стегоцефалы, или панцирноголовые (сборное название древних земноводных). Первыми крылаты­ми насекомыми стали тараканы и стрекозы (у стрекозы мегеневры размах крыльев был до 0,8 м). В конце карбона идет мощное горо- образование: поднимаются Тянь-Шань, Урал, горы Казахстана, Северной Америки — Аппалачи и др. Климат Земли становится более холодным и сухим. Начинают вымирать стегоцефалы, им на смену приходят первые рептилии (рис. 3.27).

6. Пермь. В последний период палеозоя завершаются горообра­зовательные процессы, начавшиеся в карбоне. Резко выраженной становится зональность климата: от влажного тропического до су­хого жаркого и холодного. В Южном полушарии продолжаются ма­териковые оледенения. Влажные тропические леса произрастают только в экваториальной зоне. Вымирают папоротникообразные. Начинается расцвет голосеменных растений. К концу перми суще­ственно сокращается систематическое разнообразие морских бес- позвоночных. В морях вымирают трилобиты, некоторые аммони­ты, четырехлучевые кораллы, многие отряды мшанок, плеченогих и т.д. На суше исчезают стегоцефалы, увеличивается разнооб­разие пресмыкающихся. Появляется новая группа рептилий — зверозубые пресмыкающиеся, имеющие черты строения, сближаю­щие их с млекопитающими.

3. Мезозой {эра средней жизни). Мезозой по праву называют эрой господства пресмыкающихся, которые успешно освоили все сре­ды жизни: водную, наземно-воздушную, воздушную (рис. 3.28). В мезозое большинство их закончило свое существование. В начале мезозоя появляются первые птицы и млекопитающие. Мезозой — также эра господства и начала вымирания голосеменных и появле­ния покрытосеменных растений. Эра включает три периода: триас, юру и мел.

1. Триас. В триасе начинается распад единого материка Гондваны. Периоды отступления морей сменяются периодами погруже­ния суши. Климат в триасе становится более засушливым. Растения суши представлены плауновидными, папоротниками, хвощами. Особенно много голосеменных: хвойных, гингковых. Появляются первые саговниковые. Фауна претерпевает существенные измене­ния. Окончательно вымирают стегоцефалы. Формируются новые группы животных: шестилучевые кораллы, настоящие (правиль­ные) морские ежи, костистые рыбы, черепахи, крокодилы, ихти­озавры. Начинается время динозавров. Самые крупные из них едва достигают 5 — 6 м в длину. Увеличивается разнообразие двуствор­чатых и брюхоногих моллюсков, вымирают древние группы рыб. Первые млекопитающие представлены мелкими примитивными формами: трикодонтами и симметродонтами. В триасе появился протоавис, которого считают возможным предком птиц. Прото-вис жил на 75 млн лет раньше более известного всем археопте­рикса.

2. Юра. Распадается Гондвана, формируется Атлантический океан. В ранней юре климат влажный, в поздней — аридный (пустын­ный). Век расцвета голосеменных и динозавров. Из голосеменных широко представлены саговниковые, гингковые, хвойные, бенет-титовые и др. В морях распространены золотистые водоросли и ди-нофлагеллаты. Из морских беспозвоночных наиболее известны ам­мониты, белемниты, двустворчатые и брюхоногие моллюски. Пре­смыкающиеся господствуют повсеместно: на суше (динозавры), в воздухе (птерозавры), в воде (плезиозавры, ихтиозавры). Особен­ного расцвета достигают динозавры. На русский язык слово «дино­завры» {Dinosauria) переводится как «страшные, или удивитель­ные ящеры» (от греч. «дейнос» — страшный, удивительный и «за-урос» — ящерица). К настоящему времени описано около 600 ви­дов динозавров, которых объединяют в 2 отряда: ящеротазовые (Saurischia) и птицетазовые (Ornithischia). Длина ящеротазовых динозавров доходила до фантастических размеров. Некоторые зау-роподы (ультразавр, сейсмозавр) достигали в длину до 30 —45 м и весили до нескольких десятков тонн. В 1980-х гг. в Марокко (Северо-Западная Африка) нашли следы бревипаропа длиной 48 м и мас­сой около 150 т. Это, видимо, самое крупное позвоночное, когда-либо жившее на Земле. Огромны были и хищные динозавры — карнозавры, передвигающиеся на двух ногах, особенно тиранно­завры и тарбозавры длиной 14—15 м и высотой 5 —6 м. Это были последние динозавры, жившие на Земле. Такие хорошо известные морские ящеры, как ихтиозавры и плезиозавры, летающие яще­ры — птерозавры к динозаврам не относятся. У некоторых летаю­щих ящеров (например, у кетцалькоатля) размах крыльев дости­гал более 16 м. Кетцалькоатль — не единственный гигантский пте­розавр. На о. Кантабрия (Испания) обнаружены остатки птерозав­ра орнитохейруса. Размах крыльев у него был 12 м, а масса тела почти 100 кг. Питался он рыбами и кальмарами.

Юрские млекопитающие были представлены пантотериями, многобугорчатыми и триконодонтами, птицами — археоптерик­сом (впервые описан по отпечаткам, найденным в окрестностях Золенгофена на юге Германии в 1861 г.).

3. Мел. Последний период мезозоя, назван так по колоссальным морским отложениям мела этого возраста. Мел образован остатка­ми раковин фораминифер (тип Простейшие). Начало периода оз­наменовалось поднятием суши, затем наступила самая грандиоз­ная трансгрессия (опускание суши) в истории Земли, которая, в свою очередь, сменилась сокращением обводненной площади. Кли­мат в конце мела становится заметно прохладнее. В мелу происхо­дит интенсивное горообразование (в Восточной Азии, Северной и Южной Америке). В раннем мелу появляются покрытосеменные растения, которые постепенно начинают вытеснять голосеменные. В морях продолжают господствовать аммониты и белемниты, дву­створчатые и брюхоногие моллюски. Продолжается расцвет костис­тых рыб, еще широко представлены пресмыкающиеся. Появляют­ся змеи, зубастые (ихтиорнисы, гесперорнисы) и настоящие вее-рохвостые птицы, сумчатые и плацентарные млекопитающие. К концу мела вымирают до 70 % форм двустворчатых моллюсков, 60 % плеченогих, 50 % морских ежей. Вымирают аммониты и поч­ти все белемниты. Не дожили до кайнозоя динозавры, плезиозав­ры, ихтиозавры и птерозавры. «Внезапное» вымирание господству­ющих групп рептилий, по современным оценкам, длилось по край­ней мере от 5 до 15 млн лет. Из растений вымерли многие группы водорослей, беннетитовые, кейтонивые и др. Сократилось разно­образие гингковых.

Кайнозой {эра новой жизни, продолжается и в настоящее время). В кайнозое завершается Альпийское горообразование. Неодно­кратно чередуются морские трансгрессии (наступление моря на сушу) и регрессии (отступление моря). К концу кайнозоя огром­ные территории охватывает оледенение. Формируется современ­ный растительный и животный мир планеты. Кайнозой — эра цвет­ковых растений, птиц и млекопитающих. Богат видовой состав рыб (более 20 тыс. видов). Из беспозвоночных главенствуют членисто­ногие (особенно насекомые) и моллюски. Из птиц особенного рас­цвета достигают воробьинообразные, из млекопитающих — гры­зуны. Появляются и достигают своего расцвета приматы, которые на рубеже неогена и антропогена дают архантропов (древнейших людей). Выделяют 3 периода кайнозоя: палеоген, неоген и антро-поген. Раньше кайнозойскую эру разделяли на 2 периода: третич­ный и четвертичный (рис. 3.29).

1. Палеоген (первый период кайнозоя) включает эпохи: палео­цен, эоцен, олигоцен. Характерны многочисленные регрессии и трансгрессии моря. Идут горообразовательные процессы в Африке (Атласские горы), Евразии (Пиренеи, Альпы, Карпаты, Кавказ, Памир, Гималаи, Копетдаг), Америке (Кордильеры, Анды). В па­леогеновой флоре господствуют покрытосеменные. В морях палео­гена обычны двустворчатые и брюхоногие моллюски, кораллы, мшанки, фораминиферы. Костистые рыбы широко распространены в морях и пресных водоемах. На суше разнообразны насекомые; их родовой состав близок к современному. Известны хвостатые (три­тоны, саламандры) и бесхвостые (лягушки, жабы) амфибии. Пре­смыкающиеся представлены крокодилами, черепахами, ящерица­ми и змеями (известны с мела). В палеогене вымирают многобугор­чатые млекопитающие. Возникают и вымирают различные группы плацентарных млекопитающих. Образуется значительное число со­временных семейств птиц. В палеоцене и эоцене от насекомоядных млекопитающих произошли хищные. В олигоцене они были пред­ставлены медведями, кошачьими, куньими и псовыми. Видимо потомками некоторых групп хищников являются ластоногие и китообразные. От палеоценовых неспециализированных хищников произошли копытные, хоботные и др. Идет интенсивное видооб­разование у низших приматов (лемуры и др.). В конце палеогена (в олигоцене) возникают древнейшие человекообразные обезьяны: парапитеки и проплиопитеки.

2. Неоген. Включает эпохи — миоцен и плиоцен. Завершается формирование горных систем Альп, Карпат, Кавказа, Балкан, Ат­ласа, Гималаев, Кордильер и др. Общее осушение климата. Фор­мируется ледяной панцирь Антарктиды. Растительный мир плане­ты близок к современному. Развивается травянистая растительность, особенно злаковые. К концу неогена на севере выделяются зоны тундры и тайги. Мир морских беспозвоночных близок к современ­ному. На суше безраздельно господствуют плацентарные млекопи­тающие: грызуны, копытные, хищные и пр. Хоботные достигают своего наивысшего развития: различные виды слонов, мастодон­ты, динотерии и др. Расцвет кошачьих: тигры, львы, саблезубые тигры (махайроды, смилодоны) и др.

Из группы человекообразных обезьян в плиоцене выделяются австралопитеки. В миоцене происходит обмен фаунами между Ев­разией и Северной Америкой. В Австралии, Южной Америке дли­тельное время фауна развивается обособленно — формируются своеобразные группы млекопитающих (в Австралии — сумчатые, в Южной Америке — неполнозубые, широконосые обезьяны и др.). 3. Антропоген (четвертичный период) включает эпохи — плей­стоцен (ледниковая эпоха) и голоцен (послеледниковая эпоха). Про­исходит неоднократная смена потеплений и похолоданий. При по­холоданиях в средних широтах Северного полушария неоднократ­но происходят большие континентальные оледенения. Поблизости от ледников возникает специфическая холодолюбивая фауна: ма­монты, шерстистые, или волосатые, носороги, овцебык, пещер­ный медведь, северный олень, песцы, лемминги, полярная сова и пр. Здесь же развивается тундровая флора. Северные леса пред­ставлены хвойными деревьями (сосна, ель, лиственница, пих­та), а также мелколиственными породами (береза, осина и пр.). К югу — леса из дуба, бука, клена, граба и др., а в степях — злаковое разнотравье. Здесь обитают многочисленные копытные (лошади, бизоны, антилопы) и грызуны. На юге сохраняются тропические леса со своеобразной тропической фауной. На про­тяжении плейстоцена происходит процесс антропогенеза — фор­мирования человека. В течение антропогена вымирают диноте­рии, мастодонты, мамонты и другие хоботные, носороги-элас­мотерии, индрикотерии (безрогие носороги), шерстистые носо­роги, большерогие олени, гигантские ленивцы (мегатерии), пе­щерные львы, махайроды и многие другие. Большую роль в вы­мирании крупных животных сыграл человек. Эпоха, в которую мы живем, — голоцен. Деятельность человека становится важ­нейшим фактором, определяющим саму возможность существо­вания растительного и животного мира Земли.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: