Развитие жизни на земле

      Скелетные беспозвоночные определяют облик кембрийской морской фауны.

Наиболее широкого распространения достигли древнейшие членистоногие – трилобиты   (вымершие  предки   пауков),    внешне   сходные    с    современными

ракообразными мокрицами. Тело трилобитов было заключено в хитиновый панцирь, расчленённый на 40-50 сегментов. Число сегментов у современных ракообразных значительно меньше. Некоторые трилобиты были размером с горошину, другие – больше полуметра в длину. Они плавали и ползали в шелководных заливах, питаясь растениями и остатками животных. В области мелководья обитали древнейшие рифостроящие организмы – археоциаты. Этот своеобразный тип многоклеточных животных вымер к концу периода. В это же время жили также разнообразные губки, кораллы, моллюски, плеченогие, сидячие иглокожие (морские линии). Позднее появились морские ежи.               

   Ордовик длился 60 млн. лет. В ордовике значительные участники, кембрийской суши тектонические движения погрузились. На грани кембрия и ордовика происходили интенсивные тектонические движения (так называемая палеозойская складчатость), продолжавшаяся до грани ордовика и силура.

   В морях ордовика были разнообразно представлены зелёные, бурые и красные водоросли, по–прежнему процветали трилобиты. В ордовике появились первые головоногие моллюски родственники современных осьминогов и кальмаров, распространились плеченогие, брюхоногие моллюски, обитавшие в глубинах моря. Шёл интенсивный процесс образования рифов четырёх лучевыми кораллами и табулятами. Широкое развитие получают граптолиты – полухордовые, сочетающие в себе признаки беспозвоночных и позвоночных животных и напоминающие современных ланцетников.

   В ордовине  появились споровые растения – псилофиты, произрастающие по берегам пресных водоёмов.

   Силур – появление первых позвоночных (30 млн. лет). На смену тёплым мелководным морям ордовика в результате интенсивных тектонических движений пришли значительные площади суши, что привело к иссушению климата.

  В силурийских морях доживали свой век граптолиты, пришли в упадок трилобиты, исключительного расцвета достигли головоногие трилобиты.

   Весьма многочисленные представители беспозвоночных – кораллы – постепенно вытесняют археоциат. В силуре развились своеобразные членистоногие – гигантские ракоскорпионы, достигавшие до 2 метров в длину, они то и вытесняли трилобитов. К концу палеозоя почти вся группа ракоскорпионов вымерла. Из современных ракообразных их отдалённо напоминает своей многочисленной структурой мечехвост.

   Особенно примечательным событием этого периода было появление и распространение первых представителей позвоночных животных – так называемых панцирных «рыб». Внутренний скелет этих «рыб» был хрящевым, а снаружи тело покрывал костный панцирь, состоящий из щитков. Панцирные «рыбы» лишь по форме напоминали настоящих рыб, но принадлежали к другому классу позвоночных – бесчелюстным или круглоротым. У них отсутствовали парные плавники, поэтому они не могли долго плавать в толще воды и большей частью лежали на дне заливов и лагун.

Из  за мало подвижного образа жизни панцирные «рыбы» оказались не способными к дальнейшему развитию. Из современных представителей круглоротых известны миноги и Максины.

   Характерная черта  силурийского периода – интенсивное развитие наземных растений.

Одним из первых наземных, вернее земноводных, растений были псилофиты, произошедшие от зелёных водорослей. Они занимали промежуточное положение между водорослями и назёмными сосудистыми растениями. Псилофиты уже имели проводящую (сосудистую) систему, первые слабодифференционные ткани, могли укреплять в почве, хотя настоящие корни (как и настоящие побеги) у них ещё отсутствовали. Они были лишены настоящих листьев и достигали в высоту 25 см. Такие растения могли существовать только во влажном климате, при установлении засушливых условий псилофиты исчезли. Однако они дали начало более приспособленным наземным растениям.

   Выход растений  на сушу – один из величайших  моментов эволюции. Он был 

предыдущей эволюцией органической и неорганической природы. В результате взаимодействия бактерий и сине – зелёных водорослей с минеральными веществами на суше образовался биогенный слой – почва, из которой псилофиты могли черпать пищевые ресурсы.

   Благодаря значительным запасам биомассы растений возникла возможность выхода на сушу и животных. Первыми посланцами были паукообразные, близкие по строению к современным скорпионам. Они распространились на суше почти одновременно с псилофитами.

   Девон – период рыб (60 млн. лет). В результате поднятия суши и сокращения морей климат девона был более резко континентальный, нежили в силуре, происходили обледенения в горных районах Южной Африки. В более тёплых районах климат изменялся в сторону большего иссушения, появились пустынные и полупустынные области. В морях девона большего расцвета достигли рыбы. Потомки панцирных «рыб» дали разнообразнейших представителей настоящих рыб. Среди них были хрящевые рыбы (современные – акулы, скаты, химеры), появились рыбы с костным скелетом. Костистые рыбы в данное время характеризуются огромным разнообразием и являются главными представителями позвоночных в океане.

   По строению  плавников костистые рыбы делятся на лучепёрых, имеющие все разнообразные плавники, и кистепёрых – с плавниками, похожими на кисть. Группа лучепёрых рыб насчитывает в настоящее время больше видов, чем все остальные позвоночные вместе взятые. Не смотря на это, честь определить новое направление эволюции выпала не лучеперым, а древним кистепёрым рыбам. Девон стал временем их расцвета. У кистепёрых рыб были короткие мясистые плавники – два брюшных, при помощи которых они не только плавали, но и могли передвигаться по высохшим озёрам в поисках воды. Самое удивительное, что в условиях обмелевших водоёмов они приобрели способность дышать воздухом. Для дыхания им служил плавательный пузырь с сильно разветвлёнными кровеносными сосудами. Постепенно парные плавники становились всё более удобными для ползанья и превращались в пятипалую конечность, а плавательный пузырь усложнялся, разрастался и видоизменялся в лёгкие.

Это помогло кистепёрым рыбам ползать по дну. Чтобы не погибнуть они отправлялись в сухопутные странствия в поисках воды. При этом они путешествовали довольно на большие расстояния. Правда, слабых лёгких для дыхания было недостаточно. Как ещё дышать, если жабры на суше не годятся? Только через кожу. Поэтому рыбья чешуя уступала место гладкой влажной коже.            

   Так в девоне  кистепёрые рыбы постепенно покинули  родную стихию и дали начало  первым земноводным – стегоцефалам (панцирноголовым).

   Карбон, или каменноугольный период (65 млн. лет). Наиболее существенный этап развития жизни в нём было завоевание суши растениями и животными. Этому способствовало сокращение морских бассейнов в связи с горообразованием, поднятием суши, площадь которой была значительно больше, чем в наше время.

   Море каменноугольного  и пермского периодов изобиловали фораминиферами и другими простейшими, имеющими раковины.

   Ещё в конце  девонского периода растительность  стала значительно разнообразнее, а её облик иным. От псилофитов выделились типичные споровые растения: плауны, хвощи, папоротникообразные. На земной поверхности возникали первые леса.

   К началу карбона  произошло заметное потепление  и увлажнение. На огромных пространствах заболоченных долин и тропических лесов в условиях оранжерейного климата непрерывного лета всё стремительно росло вверх. На смену одним растениям приходят другие. Так на месте древних каменноугольных лесов накапливались мощные слои отмерших растений, которые позже образуют самые крупные бассейны на Земле угольные бассейны. Самый ценный уголь (антрацит) получился из скопления множества спор, которые роняли в воду деревья того времени.

   Сжигая в печке  каменный уголь, мы чувствуем  тепло солнечных лучей, падавших на землю без малого треть миллиарда лет назад. Под ними грелись наши далёкие предки –земноводные, царствовавшие в карбоне.

   На протяжении  каменноугольного периода стегоцефалы  жили, питались и размножались  в воде. Они выползали на сушу, но не совершали сколько – ни – будь значительных миграций. Стегоцефалы разделились (дивергировали) на большое число форм – от крупных рыбоядных хищников до мелких, питавшимися беспозвоночными. На суше у стегоцефалов не было врагов и имелся обильный корм – черви, членистоногие, достигавшие крупных размеров. Многие группы земноводных переходили к жизни на суше и возвращались в воду только для размножения.

   Впервые жизнь, освоившая воду и сушу, сделала шаг и в третью стихию – воздух. Первыми и единственными кто поднялся в воздух, были насекомые. Порой они вырастали до невероятных размеров. Крылья некоторых стрекоз достигал 70 сантиметров. А в зарослях помимо пауков и скорпионов стали встречаться, например, мараканы (размером с морскую свинку).

   Жизнь сумела окончательно оторваться от породившей её стихии. Почти одновременно это удалось рептилиям  и семенным папоротникам, предкам хвойных. У растений появились семена вместо спор, у яиц рептилий – скорлупа. Зародыши в семени и яйце защищены оболочками, обеспечены пищей. Из яиц рептилий вылуплялся уже не беспомощный головастик, а уменьшенная копия родителя.

   Рептилиям уже  не нужна была голая кожа  для дыхания – вполне хватало  лёгких. Они «заковались обратно в панцирь» из чешуи или роговых щитков.

   Пермь, или пермский период (55 млн. лет) – последний период эры древней жизни. Климат стал холоднее и суше, происходило поднятие суши. Влажные леса из папоротников и плаунов исчезли. Вместо них появились и широко разрослись хвойные.

Амфибии вымерли как из–за ухудшения климатических условий, так и вследствие истребления подвижными хищными рептилиями, в жизненном цикле которых нет стадий, связанных с водой. В связи с сухопутным жизни у рептилий (пресмыкающихся) возникло несколько крупных ароморфозов, обеспечивающих преимущество этих животных перед земноводными:

   - Размножение  на основе откладывания яиц.  Яйцеклетка оплодотворяется в  нутрии яйца женского организма,  что обеспечивает большую надёжность  размножения. 

   - Роговой покров  тела, предохраняющий его от высыхания.                              

   - Более развитые мускулатура, дыхание, кровообращение, появление зачаточных мозговых полушарий.

   - Особенно шейного  отдела позвоночника, позволяющего  свободно двигать головой и,  следовательно, быстро реагировать на внешние события. 

   - Более современные  конечности, поднимающие  тело над землёй и обеспечивающие быстрое передвижение.

   Благодаря этим ароморфозам пресмыкающиеся могли удалятся от водных бассейнов и широко распространяться по пермской суше, оставаясь её могучими властелинами почти 200 млн. лет, а также возвращаться в воздушную среду (ихтиозавры).

   Мезозойская эра наступила около 240 млн. лет назад и длилась 163 млн. лет её справедливо называют эрой пресмыкающихся и голосеменных. В течение этой эры пресмыкающиеся достигли огромного разнообразия, Они заселили всю сушу, моря, некоторые приспособились к полёту. Появились разные виды речных крокодилов, ящериц, черепах, динозавров. К концу мезозоя постепенно, в течение нескольких миллионов лет происходит массовое вымирание динозавров. Господство динозавров в течение целой геологической эры и почти одновременное вымирание их в её конце составляют большую задачу в палеонтологии.

   Мезозойская эра делится на 3 периода: триас, юра и мел.

   Триас (35 млн. лет). В триасе сильно сократились площади континентальных водоёмов, развились идеальные ландшафты. В условиях засушливого климата произошло вымирание сухопутных организмов у которых отдельные этапы жизни связаны с водой. Вымерли большинство земноводных, почти полностью исчезли папоротники, хвощи, плауны. Вместо них стали преобладать формы, в жизненном цикле которых не было стадий, связанных с водой. Среди растений в триасе значительного развития достигают голосеменные: хвойные, гинкговые, биннеттитовые и саговниковые, среди животных – пресмыкающиеся.

   В морях ещё в пермский период окончательно вымерли трилобиты. Но это не было закатом морских беспозвоночных. Напротив: на смену каждой вымершей форме приходило несколько новых. В течение мезозойской эры океаны Земли изобиловали моллюсками: белемнитами , похожими на кальмаров (их ископаемые раковины  зовут «чёртовыми пальцами»), и аммонитами. Раковины некоторых аммонитов достигали 3 метра в диаметре. Ни у кого больше на нашей планете, ни до того, ни позднее, не было таких колоссальных раковин!

   Уже в конце триаса возникают два главных ствола динозавров, основное различие между которыми заключается в строении тазового пояса. У одной таз состоит из четырёх костей (ящеротазовые), у другой из трёх (птицетазовые динозавры). Динозавры триаса были значительно не велики: длина тела крупных динозавров достигала 5 – 6 метров, мелкие были размером с курицу.