10 місяців тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Этапы эволюционного развития и жизнь прошлых времен можно установить на основании ископаемых остатков, сбором и изучением которых занимается нау­ка палеонтология. К ископаемым относятся кости, ра­ковины, зубы и другие сохранившиеся твердые части животных или растений, а также любые отпечатки и следы, оставленные некогда существовавшими организ­мами. Ископаемые остатки в большинстве своем пре­вращаются в окаменелости вследствие замещения твердых частей или, что случается реже, мягких тка­ней минеральными веществами. Окаменелости сохра­няются в земных слоях бесконечно долго. Например, окаменелая мышца акулы давностью более 300 мил­лионов лет настолько хорошо сохранилась, что в шли­фах под микроскопом можно видеть отдельные мы­шечные волокна и даже их поперечную исчерченность.

Иногда палеонтологи находят на Крайнем Севере организмы, вмерзшие в почву или в лед. Например, русским путешественником П. С. Палласом, одним из первых палеонтологов в XVIII веке, были найдены ос­татки мамонтов давностью больше 25 000 лет, сохра­нившиеся настолько хорошо, что собаки ели их мясо. Другие формы (растения, насекомые и пауки) сохра­няются в янтаре — ископаемой смоле сосновых де­ревьев. Первоначально смола была достаточно жидкой, чтобы поглотить хрупкое насекомое и проникнуть в каждую его частичку, затем она постепенно затверде­вала, сохраняя животное в целости.

Объект может стать ископаемым при условии, что он окажется погребенным на дне водоема, в болоте или на земле в процессе накопления принесенного ветром песка, почвы или вулканического пепла. Так, в вулка­ническом пепле почти без повреждений сохранилось много людей и животных — обитателей Помпеи, по­гибших во время извержения Везувия.

На основании ископаемых остатков геологи выде­лили пять основных земных слоев, каждый из которых расчленяется на меньшие таксономические единицы, и по этим данным построили геохронологическую таб­лицу эр и эпох. Слои пород образовались в результате накопления осадков на дне озер, морей и океанов. Продолжительность каждого периода, или эпохи мо­жет быть определена путем сравнения сложности осадочных отложений.

В настоящее время возраст горных пород ученые определяют главным образом по превращениям некоторых радиоактивных элементов. Зная, например, что половина данного количества урана превращается в свинец за 4,5 миллиарда лет, путем определения со­держания урана и свинца в изучаемой породе можно достаточно точно установить абсолютный возраст. Этим методом был определен возраст древнейших по­род и различных геологических эр, а также и возраст Земли. События более близких времен могут быть да­тированы на основании распада радиоактивного угле­рода (С14), период полураспада которого составляет 5568 лет. Изотопный метод позволил вычислять не только абсолютный возраст геологических эпох, но обогатил науку другими весьма ценными данными. Например, было установлено, что соотношение различ­ных изотопов кислорода в углекислом кальции, выде­ляемом живыми организмами, зависит от температу­ры. Анализируя углекислый кальций ископаемых ра­ковин, можно определить температуру морской воды, в которой обитали эти животные сотни миллионов лет назад.

На границах между основными эрами происходи­ли грандиозные геологические нарушения, которые называются горообразовательными движениями. При этом поднимались или опускались огромные участки земной поверхности, уничтожались одни моря и появ­лялись другие. Горообразовательные движения изме­няли распространение морских и наземных организмов и уничтожали многие ранее существовавшие формы.

Древнейшая эра существования нашей планеты на­зывается архейской. Именно в это время произошло формирование твердой земной коры, а также образо­вание гор и горных пород. Активная вулканическая деятельность, горообразовательные процессы, высокая температура и давление, характерные для архейской эры, видимо, уничтожили большую часть ископаемых, но некоторые данные о жизни тех времен все же со­хранились. В археозойских породах встречается в рас­сеянном виде графит, или чистый углерод, который, как полагают ученые, является измененными остат­камиживых существ.

Архейская эра началась 3,5 миллиарда лет тому назад и продолжалась около 2 миллиардов лет.

За последнее время во многих пунктах Земли (в та­ких платформах, как Русская, Сибирская) в больших толщах пород, относящихся к концу архейской эры, удалось обнаружить разнообразные одноклеточные и ветвящиеся водоросли, а также споры каких-то других примитивных растений.

Следующая — протерозойская эра продолжалась около миллиарда лет. Именно в этот период появились хотя и примитивные, но уже многоклеточные формы растительных и животных организмов. Соответствую­щий протерозойской эре слой породы сохранил до на­ших дней остатки водорослей, грибов, а также пред­ставителей животного мира: губок, медуз, плеченогих, членистоногих и т. п.

Многоклеточность обусловила возможность диф­ференциации живого тела на части и обособление этих частей в органы с различными физиологически­ми функциями. Эволюционное развитие пошло гораз­до скорее, что доказывают ископаемые остатки после­дующих эр и периодов.

На основании тщательных и всесторонних исследо­ваний ныне живущих организмов, обладающих раз­личным уровнем организации, русский ученый И. И. Мечников в конце прошлого столетия установил, что многоклеточные животные и растительные орга­низмы произошли, вероятнее всего, от колониальных форм одноклеточных.

Такие колониальные формы одноклеточных сре­ди растений существуют и в настоящее время. Напри­мер, широко распространенная зеленая водоросль вольвокс. Эта колония имеет форму полого шара. По­лость ее заполнена слизью. На поверхности располо­жены в один слой несколько тысяч двужгутиковых клеток, все эти клетки соединены между собой прото­плазмой (плазмодесмами), что обеспечивает физиоло­гическую связь между ними и согласованную работу жгутиков, благодаря которой вольвокс движется в оп­ределенном направлении и реагирует как целостный организм (например, направляется в сторону слабого света и удаляется от сильного). Двужгутиковые клетки вольвокса имеют весьма сходное строение с одиночны­ми клетками хламидомонад, принадлежащих к той же группе зеленых жгутиковых, и таких колониальных форм, как пандорина (состоит из 16 клеток) и эудорина (состоит из 32 клеток). У названных колониальных форм все клетки равноценны и одинаково способны к размножению, тогда как у вольвокса уже наметилась характерная для многоклеточных дифференциация клеток. Функцию размножения у вольвокса несут осо­бые, лишенные жгутиков крупные клетки, которые путем повторных делений дают начало дочерним па­рам либо бесполым путем, либо образуя макро- и мик­рогаметы. Прочие клетки тела вольвокса, как и клет­ки тела многоклеточных животных, не могут дать на­чало новой особи и по окончании индивидуального жизненного цикла отмирают.

Вольвокс, конечно, не может рассматриваться как предок многоклеточных животных, но его строение и способ размножения имеют некоторые черты, которые должны были быть свойственны древнейшим много­клеточным на стадии перехода от колонии простей­ших, все клетки которой равноценны.

Остатки переходных форм от одноклеточных жи­вотных организмов к многоклеточным учеными пока еще не найдены, хотя, безусловно, они существовали в конце архейской и начале протерозойской эр. По­следующие эры и периоды оставили по себе достовер­ные палеонтологические данные, доказывающие по­ступательный процесс развития органического мира и разнообразие его форм.

Палеозойскую эру, пришедшую на смену протеро­зойской, принято делить на несколько периодов: кем­брийский, ордовик, силурийский, девонский, камен­ноугольный и пермский. За 360 миллионов лет суще­ствования палеозойской эры появились представители всех типов и классов животных, за исключением птиц и млекопитающих.

В первые три периода палеозоя вес растения и жи­вотные обитали в море, а материки, по-видимому, бы­ли безжизненными. В морях жили моллюски, иглоко­жие — морские лилии, длинные стебли которых на своем конце несли красивые чашечки с венцом под­вижных щупалец. Большого разнообразия достигли предки современных кораллов, трилобитов, червей, медуз, губок, ракоскорпионов, насекомых и других беспозвоночных животных. Из растений господствую­щее положение занимали водоросли.

В этот же период появляются первые позвоночные животные (древнейшие рыбы) и начинается завоева­ние суши растениями. Климат на планете был теплым.

В водах девонского периода бурно развиваются рыбы. Настоящими великанами среди них были ди­нихтисы и кладоселахии. Динихтисы и некоторые другие рыбы, являясь хищниками, питались предка­ми нынешних акул, веретенообразное тело которых достигало 70 сантиметров.

Наступление растительного мира на сушу повто­рялось многократно и, наконец, растениям удалось овладеть новой ареной жизни. Первыми сухопутными растениями были самые примитивные типы споровых, относящихся к давно вымершей группе псилофитов.

Первые земноводные - обитатели лесов каменноугольного периода

Первые земноводные – обитатели лесов каменноугольного периода

В девонском же периоде появились на суше и пер­вые позвоночные — земноводные, называемые стегоце­фалами (что означает «покрытоголовые», или «панцир­ноголовые»). Они произошли от кистеперых рыб. Эти земноводные изобиловали в древних лесах. Взрослые панцирноголовыеобитали главным образом по сырым берегам болот и озер, где в зарослях древних растений ловили червей, тысяченожек, личинок и других мел­ких животных. Однако эти земноводные чаще охоти­лись за рыбами. Панцирноголовые откладывали яй­ца в воду, из которых вылуплялись личинки, обладав­шие наружными жабрами.

Большая часть суши была покрыта болотами, воз­дух обладал значительной влажностью. С болотистой почвы поднимались рощи гигантских каламитов, ле­пидодендронов, сигиллярий. По стволам этих деревь­ев-великанов тянулись вверх различные лианоподобные папоротники с громадными веерообразными листьями. В густых лесах жили многочисленные древ­ние скорпионы, пауки, тараканы, кузнечики, поденки. Некоторые наиболее высокоорганизованные насеко­мые достигали больших размеров, например, стрекозы имели размах крыльев до 75 сантиметров.

Вымершие остатки девонских лесов дали начало угольным залежам в недрах планеты, поэтому следую­щий период палеозоя получил название каменноуголь­ного.

Последний период палеозоя — пермский характе­ризовался резкими изменениями климата и рельефа. Материки поднялись на всем земном шаре, мелкие мо­ря высохли, оставив после себя засоленную пустыню. В этот период происходил активный горообразователь­ный процесс, а огромные ледниковые покровы, рас­пространявшиеся со стороны Антарктики, закрыли большую часть южного полушария, простираясь поч­ти до экватора. Оледенение изменило климат, который стал более холодным и сухим.

Многие палеозойские организмы не могли приспо­собиться к изменениям климата и вымерли. Из-за ох­лаждения воды и уменьшения пригодного для жизни пространства в результате усыхания мелких морей вымерли и многие морские формы.

Из примитивных цельночерепных в течение поздне­каменноугольного и раннепермского периодов раз­вилась та группа пресмыкающихся, от которых, как полагают, по прямой линии произошли млекопитаю­щие. Это были пеликозавры — хищные рептилии. Не­которые из них имели огромные гребни, другие же бы­ли похожи на ящериц.

Мезозойская эра (время пресмыкающихся) нача­лась примерно 225 миллионов лет назад и продолжа­лась около 150 миллионов лет. Она делится на три пе­риода: триасовый, юрский и меловой. В триасе кли­мат был сухой, но более теплый, чем в перми, а в юре — более теплый и более влажный, чем в триасе. Меловой период сопровождался большим поднятием, называемым альпийским горообразованием, во время которого возникли Скалистые горы, Альпы, Гималаи и Анды.

В мезозойскую эру происходит бурная эволюция пресмыкающихся. Они возникают, дифференцируют­ся, приспосабливаются к условиям жизни.

Самые древние пресмыкающиеся - пеликозавры, жившие в конце палеозойской эры

Самые древние пресмыкающиеся – пеликозавры, жившие в конце палеозойской эры

Пресмыкающиеся мезозойской эры — динозавры и терозавры, мозазавры, ихтиозавры и т. п. приспособи­лись к водному и даже воздушному образу жизни. Большинство из них имели огромные размеры (до 10 и даже 20 метров), вес их достигал нескольких тонн. Например, бронтозавр — растительноядный ящер имел длину тела около 18 метров, а весил не менее 20 000 килограммов. Еще больших размеров достигал похо­жий на бронтозавра диплодок. Длина его тела была около 27 метров. Многие пресмыкающиеся были хищни­ками и потому обладали огромным количеством зубов (до 300—400).

Пресмыкающиеся мезозойской эры - летающие и плавающие ящеры

Пресмыкающиеся мезозойской эры – летающие и плавающие ящеры

Растительный мир тоже претерпел значительные изменения в мезозойскую эру. Господство голосемян­ных в триасовом периоде уже начинает клониться к упадку. Вымирают семянные папоротники. Хвойные широко распространены. В юрском периоде появляют­ся покрытосемянные, главным образом двудольные. В меловом периоде появляются первые однодольные, первые дубовые и кленовые леса, а также много форм растений, напоминающих современные виды,— смоков­ницы, магнолии, пальмы и др.

Наряду с господством пресмыкающихся в мезозое появились более высокоорганизованные животные — млекопитающие, птицы и костистые рыбы. От юрско­го периода сохранились великолепные отпечатки са­мого древнего вида птиц. Это существо назвали архео­птериксом. Оно было величиной приблизительно с ворону и имело довольно слабые крылья, вооруженные зубами челюсти и длинный рептилийный хвост, по­крытый перьями.

Первоптицы юрского периода - компсогнат и археоптерикс

Первоптицы юрского периода – компсогнат и археоптерикс

Кайнозойская эра, наступившая после мезозоя, стала временем расцвета млекопитающих, птиц, насе­комых и цветковых растений. Эта эра охватывает про­межуток около 75 миллионов лет и делится на два пе­риода: третичный, продолжавшийся около 74 миллио­нов лет, и четвертичный (1—1,5 миллиона лет).

В начале третичного периода климат был теплый, на материках не происходило существенных измене­ний. Затем наступает похолодание, а также усиливает­ся вулканическая активность и горообразовательные процессы. А в четвертичный период огромная террито­рия материков Европы, Северной Америки и Азии не­однократно покрывалась мощным слоем льда. В по­следние 25 000 лет четвертичного периода климат сно­ва становится теплым.

Растения и особенно животные в кайнозойскую эру претерпели наибольшее эволюционное развитие.

В начале третичного периода было максимальное распространение лесов и усиленное развитие однодоль­ных цветковых растений. В конце этого периода лесные массивы резко сокращаются, а господствующее поло­жение занимает травянистая растительность. В чет­вертичный период происходит дальнейшая гибель дре­весных растений и широкое распространение травя­нистых форм.

Животный мир в начале третичного периода был представлен главным образом древними млекопитаю­щими. Все они были величиной с крысу или малень­кую собаку. Древнейшие млекопитающие (однопроход­ные) были яйцекладущими животными (их единствен­ными представителями, дожившими до наших дней, являются обитающие в Австралии утконос и покры­тая иглами ехидна). Во вторую эпоху третичного пе­риода возникают разнообразные и высокоорганизован­ные млекопитающие, среди которых копытные и хищ­ники достигли особенного расцвета. В дальнейшем архаические млекопитающие вымирают, их место за­нимают более прогрессивные формы, которые являют­ся предшественниками большинства ныне живущих млекопитающих. В конце третичного периода наступа­ет максимальный расцвет эволюции млекопитающих и появляются человекообразные обезьяны.

В четвертичном периоде крупные млекопитающие вымирают. Четвертичный период особенно знаменате­лен для нас появлением человека.