4 years назад
Нету коментариев

Палеонтологи изучают древний органический мир Земли по сохранившимся ископаемым остаткам животных и растений (окаменевшие раковины, фрагменты, а иногда и целые скелеты животных, хорошо сохранившиеся на поверхностях напластований горных пород отпечатки листьев, побегов и стеблей), а также по следам их жиз­недеятельности. Задача палеонтологии состоит не толь­ко в изучении строения и внешнего облика животных и растений или в систематизации древних организмов, но и в установлении времени, места и причин происхожде­ния и развития органического мира, выяснении причин вымирания одних групп и особенностей возникновения новых форм организмов.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

Как свидетельствуют многочисленные геологические и палеонтологические данные, жизнь на Земле зародилась в глубокой древности, по крайней мере 3,5, а возможно, 3,8 млрд. лет назад. Возникновение живого вещества явилось закономерным итогом эволюции органических соединений, т. е. основы жизни. Простейшие углеводоро­ды постепенно развивались вплоть до возникновения высокополимерных соединений в атмосфере под воздей­ствием солнечной радиации и электрических разрядов. Свое развитие они продолжили в гидросфере, где обра­зовались высокомолекулярные соединения. Они приоб­ретали такие признаки живого вещества, как возмож­ность обмена веществ и способность размножения. Ана­эробный характер энергетического обмена веществ в первые сотни миллионов лет существования живых организмов был вызван отсутствием кислорода в атмос­фере и гидросфере.

Первые организмы Земли не сохранились в ископае­мом состоянии, но предполагается, что они напоминали современные ультрамикробы, лишенные оболочки. Эти организмы размножались делением, и у них отсутство­вало клеточное ядро.

В глубокой древности существовали микроскопиче­ские сине-зеленые водоросли и бактерии. Все они явля­лись прокариотными формами, а это означало, что клет­ки организмов были лишены оформленной внутренней структуры. В частности, у них отсутствовало клеточное ядро. Позднее возникли уже иные сине-зеленые водорос­ли, обладающие эвкариотными клетками со сложной внутренней структурой и с главнейшим элементом — клеточным ядром. Эвкариотные формы имелись и среди бактерий. С момента появления этих форм начался но­вый этап развития органического мира.

В дальнейшем ведущее положение заняли две груп­пы организмов. Одни обладали способностью выделять органическое вещество из углекислоты и воды под воз­действием солнечных лучей, т. е. возникли формы, жиз­недеятельность которых протекала в результате фото­синтеза. Другие потребляли возникшие органические соединения. Таким образом, еще в далеком прошлом произошло первое разделение органического мира на растительные и животные организмы.

В горных породах, образовавшихся около 3 млрд. лет назад, обнаружены мелкие палочки, видимые в электронном микроскопе при многократном увеличении нитеподобные, шаровидные, дисковидные и изометриче­ские оболочки водорослей. В более молодых породах встречаются продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей и бактерий, которые довольно часто слагают огромные формы, напоминающие современные рифы.

Появление первых многоклеточных организмов было связано с постепенным увеличением в атмосфере и гидросфере кислорода. По сравнению с архейским вре­менем в протерозое толщина биосферы стала больше. В растительном царстве господствовали сине-зеленые водоросли. Животное царство характеризовалось низким уровнем развития и бедностью видов. Наиболее много­численной была группа бактерий. Эти организмы при­нимали активное участие в процессах разложения, окис­ления и аккумуляции неорганических соединений.

В конце протерозоя появились фораминиферы, ра­диолярии, кремневые губки, кишечнополостные, черви и представители древнейших членистоногих. Все они не имели твердого скелета и поэтому крайне редко встре­чаются в ископаемом состоянии.

Очень важные биологические события произошли около 600 млн. лет назад. В это время широкое рас­пространение имели животные, которые, однако, еще не обладали твердым скелетом. Эта фауна получила название эдиакарской, по названию местности в Авст­ралии, где впервые была обнаружена. Эдиакарская фа­уна состояла главным образом из кишечнополостных и ряда форм, систематическое положение которых до сих пор вызывает споры и сомнения. Остатки близкой по составу, но более богатой фауны обнаружены в Совет­ском Союзе М. А. Федонкиным на берегу Белого моря (рис. 14).

Отпечатки медузообразных и червей

Отпечатки медузообразных и червей

ВОЗНИКНОВЕНИЕ СКЕЛЕТНОЙ ФАУНЫ

В начале фанерозоя (около 570 млн. лет назад) орга­нический мир хотя и был архаичным, но по сравнению с докембрием характеризовался большим разнообрази­ем и обилием, а главное,— появлением организмов с твердым скелетом. Новые организмы обладали фосфатно-хитиновой и известковой раковиной. В это время до­вольно быстро возникла и расселилась огромная масса почти всех известных ныне беспозвоночных. В кембрий­ском периоде были известны трилобиты, брахиоподы, гастроподы, губки, археоциаты, радиолярии и др. Археоциа­ты — это организмы, прожившие сравнительно недолго, обитавшие на дне мелковидных теплых морей. Очень своеобразной группой были трилобиты (рис. 15). Эти древнейшие членистоногие жили на илистом дне, а некоторые из них даже свободно плавали. Плоское тело животного покрывалось твердым хитиновым пан­цирем, который состоял из трех частей: головной, туло­вищной и хвостовой. Примерно 520—500 млн. лет на­зад появились первые примитивные бесчелюстные панцирные позвоночные животные, очень похожие на рыб.

Дно кембрийского моря

Дно кембрийского моря

Активная жизнь в кембрийском периоде кипела в водной среде, а суша представляла собой биологическую пустыню. Только вблизи берега моря, в зоне, подвер­женной действию приливо-отливных волн, жили первые примитивные растения, похожие на водоросли. Но в отличие от последнихони некоторое непродолжительное время могли находиться на воздухе, сильно насыщенном парами воды.

Органический мир в течение ордовикского и силу­рийского периодов (т. е. на протяжении почти 90 млн. лет) продолжал сильно эволюционировать. Абсолютное господство принадлежало морским беспозвоночным (рис. 16). Сушу уверенно осваивали представители при­брежной рениофитовойфлоры, появились мхи и плауновые, которые медленно заселяли сильно увлажненные низменные побережья.

Дно ордовикского моря

Дно ордовикского моря

В морях ведущая роль принадлежала трилобитам, граптолитам, кишечнополостным и брахиоподам. В ор­довике появились и быстро эволюционировали граптолиты. Эти животные обладали хитиновым скелетом, имевшим вид прямых и прогнутых ветвей и напоминаю­щим низкие кусты. Впервые возникли гидроидные по­липы и четырехлучевые кораллы. Кишечнополостные жили крупными колониями и создавали протяженные барьерные, береговые и атолловые рифы. Брахиоподы обладали известковой раковиной и длинной ножкой, благодаря которой они прикреплялись к неподвижным предметам или неровностям дна. Появились первые го­ловоногие моллюски. Они были, пожалуй, одними из самых крупных для того времени животных. Наутиллоидеи имели огромную многокамерную раковину, разме­ром достигавшую 2—4 м. Головоногие моллюски вели активный придонный образ жизни и являлись хищни­ками.

Крупными хищниками были ракоскорпионы. Их плоское тело заканчивалось длинным шипом с ядовитой железой. В море жили также свободноплавающие (план­ктонные) и прикрепленные (бентосные) фораминиферы, радиолярии, губки, черви, двустворчатые моллюски и мшанки.

В конце силурийского периода произошло медленное угасание примитивных форм. Они уступили жизненные пространства более совершенным формам, которые и определили дальнейшее развитие органического мира. Одной из характерных особенностей последующего раз­вития органического мира явилось то, что животные и растения стали заселять не только узкую мелководную часть морских бассейнов — эпиконтинентальных морей и океанов, но и удаленные от морского побережья райо­ны — преимущественно они распространялись в глубь континентов по долинам рек.

В начале девонского периода, примерно 400—380 млн. лет назад, среди флоры господствовали рениофиты, произраставшие на заболоченных побережьях. Позже они вымерли, уступив место плауновым, хвощевым, па­поротникам и голосеменным растениям. На суше в это время уже обитали крупные скорпионы, многоножки и насекомые, и только в конце девонского периода появились позвоночные. Это были земноводные — стегоце­фалы.

Ландшафты девонского периода отличались своеоб­разием только на приморских низменностях и берегах крупных озер и рек. Удаленные от воды участки были лишены какой-либо растительности.

Среди морской фауны господствовали рыбы, и неда­ром девон иногда называют периодом рыб. Некоторые гигантские рыбы достигали 10-метровой длины. Голова и передняя часть туловища были покрыты мощным пан­цирем из крупных костных пластин. Кроме панцирных рыб, в морях водились хрящевые (акулы, скаты), кистеперые и двоякодышащие. Кистеперые рыбы обладали мощными плавниками, которыми пользовались не толь­ко во время плавания, но и при передвижении по дну высохших водоемов. Скелет плавников этих рыб очень похож на скелет конечностей примитивных наземных позвоночных — земноводных. Поэтому многие ученые считают, что кистеперые рыбы были предками многих наземных позвоночных, а появление и расселение двоя­кодышащих рыб было результатом периодического, но кратковременного обмеления и даже пересыхания водо­емов.

Девонский период характеризуется большим разви­тием брахиоподов. Общее количество их родов превы­шало 320, и они распространялись в различных бионо­мических зонах морей. В начале девона появились и ши­роко расселились представители и другой группы голо­воногих моллюсков — гониатиты. Они обладали спи­рально-плоской слабоскульптированной раковиной. Большое развитие получила коралловая фауна, особенно четырехлучевые кораллы. Последние совместно с мшан­ками и коралловыми полипами создавали крупнейшие рифовые массивы.

ЗАВОЕВАНИЕ СУШИ

На протяжении последующего каменноугольного или карбонового периода (350—285 млн. лет назад) орга­низмы продолжали осваивать просторы суши. В начале этого периода резко увеличилось число древесных форм среди плауновых, членистостебельных и папоротников, но одновременно с ними продолжала развиваться низ­шая флора — водоросли, мхи, грибы. Многие древесные формы достигали 20—30-метровой высоты. Наряду с древесными формами в ландшафтах присутствовали кустарниковые и лианоподобные. Растительность кар­бона довольно сильно различалась по экологическому составу. Растительные сообщества, произраставшие только в сравнительно прохладных условиях, это так называемая гондванская флора, состояли из глоссопте­ривых папоротников. В умеренных областях росли кор­даиты. Эти деревья нередко достигали 30-метровой вы­соты и имели линейно вытянутые длинные листья. Не­редко кордаитовые заросли называют кордаитовой тай­гой, тем самым подчеркивая ее сходство по условиям произрастания с современной тайгой. В тропических и экваториальных влажных областях росли вечнозеленые леса. Они состояли из древовидных плауновых, хвощевых и огромных древовидных папоротников.

Растительность не только эволюционировала, но и постепенно завоевывала все новые территории, все даль­ше удаляясь от насыщенных влагой приморских низмен­ностей. В карбоне низкие водораздельные участки уже покрывались лесами.

В этот период времени произошел расцвет земновод­ных — стегоцефалов. Они по внешнему виду напомина­ли современных гигантских ящериц и обитали в сильно заболоченных низменностях и мелководных водоемах. Довольно своеобразными животными этого времени были батрахозавры, обладавшие чертами амфибий и рептилий.

В морских бассейнах по-прежнему ведущая роль принадлежала рыбам, особенно акулам. Хотя среди бес­позвоночных карбонового времени и распространены все ранее известные группы, но их отличительной чертой является практически полное исчезновение примитив­ных форм. Вымерли граптолиты, доживали последние дни ракоскорпионы и трилобиты, сократилось число на­утиллоидей. Широким распространением пользовались как свободноплавающие, так и придонные организмы. В морях обитали разнообразные фораминиферы, брахиоподы, гониатиды, кораллы, мшанки, морские лилии и морские ежи.

В пермском периоде (285—230 млн. лет назад) орга­нический мир стал приобретать новые черты. Особенно сильные перемены произошли в середине этого периода. Среди морских беспозвоночных широко распространи­лись новые представители фораминифер и головоногих моллюсков — фузулиниды и аммоноидеи. Продолжала развиваться фауна брахиопод, двустворчатых и брюхо­ногих моллюсков. Только в конце перми вымирают четы-рехлучевые кораллы, фузулиниды и все древние пред­ставители брахиопод, головоногих моллюсков, морских ежей, морских лилий и рыб. Этот катастрофический про­цесс растянулся на несколько миллионов лет и был вы­зван скорее всего несколькими причинами. Среди них наиболее важными являются биологические причины, лежащие в основе эволюционного развития организмов, и причины, вызванные воздействием окружающей среды на органический мир.

В это время существенные изменения претерпело растительное царство. Высшие споровые и примитивные голосеменные утратили свое ведущее положение, им на смену пришли более высокоорганизованные голосемен­ные — цикадовые, гинкговые и хвойные.

Под натиском рептилий земноводные постепенно ут­ратили свои позиции. Площадь их развития стала мед­ленно сокращаться. Длительное время они сохранялись только в тропических сильно увлажненных областях. Обладая более интенсивным характером испарения вла­ги с кожного покрова и тем самым имея возможность регулировать температуру тела, рептилии смогли какое-то время существовать в жарком и засушливом климате перми. Появившиеся еще в карбоне рептилии (котило­завры и пеликозавры) быстро достигли расцвета и ос­воили основные ландшафты. Их преимущество перед остальными наземными позвоночными заключалось в наличии совершенного легочного дыхания, интенсивного кровообращения и плотного рогового покрова, который хорошо предохранял их от избыточного испарения.

В триасовом периоде (230—195 млн. лет назад) в растительном царстве появились новые виды и роды хвойных и продолжалось дальнейшее развитие цикадо­фитовых и гинкговых. Главенствующее положение в наземной фауне по-прежнему принадлежало рептилиям, однако в их составе произошли заметные изменения. На смену котилозаврам и звероподобным рептилиям при­шли линозавры. Среди морских беспозвоночных боль­шого расцвета достигли головоногие моллюски — аммоноидеи и белемноидеи.

ВРЕМЯ ДИНОЗАВРОВ И МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Органический мир юрского периода (195—137 млн. лет назад) очень своеобразен. Это было время господства голосеменных. Огрбмные пространства занимали хвой­ные, беннеттитовые, гинкговые и цикадофитовые леса. Подлесок, а иногда и крупные самостоятельные заросли были представлены папоротниками и плауновыми. В поздней юре в связи с наступившей засушливостью кли­мата леса на обширных пространствах исчезли. Возник­ли ландшафты, похожие на саванны и полупустыни. В юрском периоде произошла определенная диффе­ренциация растительности в экологическом и климати­ческом отношениях. В ряде мест удалось не только ус­тановить географическую зональность, но и наметить вертикальную поясность в распределении растительно­сти, главным фактором которого являлось различие температурного режима.

Фауна позвоночных юрского периода характеризова­лась расцветом рептилий, среди которых были назем­ные, водные и летающие формы, растительноядные и хищные представители, и появлением мелких млекопи­тающих. Предками динозавров являлись мелкие яще­ры—текодонты, распространенные в начале триаса. Постепенно преимущество перед остальными стали по­лучать формы, обладающие более высоким ростом. Дли­на некоторых динозавров, в юрском периоде достигала 20—25 м, а масса — 30—50 т. Среди них известны как четырехногие, так и двуногие представители. Многие гиганты вели полуводный образ жизни, поскольку в воде им было легче носить свое громоздкое тело. Кроме того, водоемы часто служили местом спасения от напа­дения наземных хищников. Динозавры, которые вели полуводный образ жизни, обладали далеко отодвинуты­ми назад глазами и длинными носовыми ходами. Это позволяло им надолго погружаться в воду.

Некоторые динозавры имели перепончатые конечно­сти, что создавало дополнительную устойчивость при передвижении по илистому топкому грунту. Наиболее характерными представителями растительноядных ди­нозавров были игуанодонты. Эти двуногие ящеры пере­двигались на двух ногах и достигали в длину 10 м, имели трехпалые конечности с перепонками и свое­образный клюв.

Самыми страшными хищниками юрского периода были карнозавры. Но в истории Земли существовали и более страшные хищники, жившие в меловом периоде.

Растительноядные динозавры вели стадный образ жизни и размножались с помощью яиц, т.е. так же, как в настоящее время размножаются крокодилы или чере­пахи.

Многочисленные группы ящеров обитали на полуот­крытых пространствах, сильно напоминающих современ­ные саванны (рис. 17). Заболоченные или покрытые гус­тым тропическим лесом территории с обилием полно­водных и широких рек были неблагоприятны для жизне­деятельности наземных позвоночных.

Растительноядный динозавр

Растительноядный динозавр

В водных просторах главенствующая роль принадле­жала ихтиозаврам и плезиозаврам. Первые напоминали собой дельфинов. Они имели сигарообразное тело дли­ной 5—6 м и конечности, редуцированные в плавники. Их современники плезиозавры и плиозавры обладали мощными ластами, длинной «лебединой» шеей, на ко­торой располагалась небольшая голова. Это были страшные морские хищники, с множеством острых конических зубов в пасти.

В воздухе безраздельно господствовали летающие ящеры. У многих размеры перепончатых крыльев в раз­махе достигали 5—8 м. Тело было покрыто густой шер­стью, а челюсти густо усеяны острыми и длинными зу­бами. В это же время появились и первые птицы. Они не превышали размером голубя.

В пресных водоемах и полноводных широких реках с медленным течением обитали разнообразные двуствор­чатые и брюхоногие моллюски. Большим разнообразием характеризовалась фауна беспозвоночных нормально-соленых морей и прибрежных частей океанов. Широко представлены головоногие и двустворчатые моллюски, Среди последних различались ползающие по дну, при­сасывающиеся и зарывающиеся формы, кораллы, мор­ские ежи, морские лилии, фораминиферы, мшанки, губ­ки и другие представители органического мира.

В течение мелового периода (137—65 млн. лет на­зад) развитие организмов и их расселение сильнее за­висели от природных условий. Осуществлялась их диф­ференциация в зависимости от ландшафтно-климатиче­ских условий. В конце мелового периода наступила одна из крупнейших биологических катастроф в истории Зем­ли. В это время вымерли гигантские динозавры и круп­ные птеродактили, головоногие моллюски и некоторые представители морских беспозвоночных.

В середине мелового периода (около 100 млн. лет назад) произошло весьма знаменательное событие, оп­ределившее дальнейшее развитие растительного цар­ства. Появились представители высшей фауны — цвет­ковые растения, которые двумя десятками миллионов лет позже заняли главенствующее положение в самых разнообразных ландшафтах. Леса из покрытосеменных форм по экологическому составу довольно близки к со­временным пальмам и произрастали в тропических и экваториальных влажных областях. В умеренном кли­мате в условиях повышенной влажности и сильной об­лачности располагались хвойные, гинкговые, хвойно-широколиственные и хвойно-листопадные леса.

Что вызвало смену растительного покрова? По-види­мому, происшедшие изменения природной среды приве­ли к тому, что покрытосеменная растительность очень быстро распространилась по всему земному шару, а голосеменные и споровые растения пришли в упадок. В это время значительно увеличились концентрации угле­кислого газа и кислорода в атмосфере. Климат похоло­дал, возникли сезонные колебания температур, умень­шилась влажность и сильно сократилась облачность.

В позднемеловую эпоху, как никогда ранее, произо­шла дифференциация растительного покрова. В высоких широтах произрастали хвойно-широколиственные леса, представленные елями, сосновыми, тсуговыми, платано­выми, троходендроновыми, ореховыми, буковыми де­ревьями. В низких широтах располагались вечнозеленые тропические влаголюбивые леса, а в областях засушли­вого климата существовали саванны.

В лесных и саванных ландшафтах по-прежнему гос­подствовали рептилии — птиценогие и утконосые дино­завры. Внешний вид их был довольно устрашающий. Даже растительные ящеры имели снаряжение, служив­шее не только средством защиты от зубов хищников, но и грозным оружием — это тяжелые панцири в виде ши­пов, наростов, роговых воротников, колючих гребней или толстая шкура, покрытая мелкими и плотными пластин­ками.

Многие динозавры постепенно теряли связь с водо­емами и переместились на водораздельные простран­ства, в тропические редколесья и саванны, расположен­ные в засушливом климате. Среди хищников наиболее крупными и страшными были тарбозавры и меганозавры (рис. 18). Они достигали в высоту 8—10 м, а пасть с длинными и острыми зубами была настолько большой, что в ней свободно бы уместился человек.

Один из мезозойских хищных динозавров - меганозавр

Один из мезозойских хищных динозавров – меганозавр

В морских бассейнах кипела жизнь. В прибрежных мелководьях обитали многочисленные динозавры и представители беспозвоночных. К последним относились разнообразные и многочисленные моллюски, брахиоподы, кораллы, морские ежи, морские лилии, мшанки и губки.

Многие годы вымирание гигантов животного мира в конце мелового периода и вызвавшие его причины привлекают пристальное внимание многочисленных ес­тествоиспытателей. Динозавры в течение почти 10 млн. лет занимали господствующее положение в жи­вотном мире. Их жизнедеятельность протекала во мно­гих ландшафтных областях земной поверхности и вдруг в геологическом смысле очень быстро, почти мгновенно, гиганты пришли в упадок и вымерли. Одна группа ис­следователей считает, что динозавров вытеснили более организованные млекопитающие, другая ищет ответ в изменении внешних условий. Однако скорее всего в гибели динозавров повинен целый ряд причин, весьма трагично наложившихся друг на друга. Наиболее важ­ными среди них являются следующие: усиление косми­ческой радиации, уменьшение количества атмосферного кислорода, общее похолодание климата и, как следствие этого, изменение ландшафтных обстановок и пищевых ресурсов.

Одни ученые предполагают, что гибель динозавров была связана с нарушением равновесия жизненно важ­ных микроэлементов в почвах, другие считают, что про­изошло массовое отравление динозавров алкалоидами, входящими в состав покрытосеменной растительности, а третьи усматривают воздействие какой-то страшной вирусной эпидемии. Как видите, предполагаемых при­чин выдвинуто более чем достаточно, но ни одна из них не может объяснить правильно и объективно причины исчезновения динозавров. Ведь многие из перечислен­ных выше причин могли действительно вызвать смерть большой группы животных, но на какой-то ограничен­ной территории. Ведь трудно себе представить, что одновременно или почти одновременно на всей земле отравились динозавры или их постигла какая-то страш­ная эпидемия. Следовательно, этот вопрос еще ждет решения.

В последнюю эру истории Земли — кайнозойскую, или эру новой жизни, — органический мир за 70 млн. лет приобрел современные черты. Главенствующее по­ложение среди растений заняли покрытосеменные, сре­ди которых возникли формы, близкие к современным.

Особенно большие изменения произошли в составе наземной фауны. Жизненные пространства, освобожден­ные динозаврами, быстро заняли млекопитающие. Пер­вые млекопитающие были мелкими и обитали в лесах и озерно-болотных ландшафтах. В палеогеновом пери­оде выделились различные экологические группы мле­копитающих. Появились хоботные, хищные, приматы, копытные, грызуны и др. В зависимости от ландшафтно-климатических условий преобладала то одна, то другая группа млекопитающих. В конце палеогена в заболо­ченных областях появилась так называемая бронтоте­риевая фауна. Она названа так по наиболее типичному представителю этой фауны непарнокопытному расти­тельноядному животному — бронтотерию. В состав этой фауны входили крупные свиноподобные существа, тапирообразные и целый ряд других животных.

Эту фауну сменила индрикотериевая фауна, пред­ставленная гигантскими безрогими носорогами, или инд­рикотериями (рис. 19), а также предками лошадей и грызунами. Основным ее местообитанием являлись са­ванны и галерейные леса.

Индрикотерий

Индрикотерий

Дальнейшее развитие фауны млекопитающих и их дифференциация в зависимости от природных обстано­вок произошли в неогеновом периоде. Возникновение таежных, лесостепных, степных и горно-луговых ланд­шафтов способствовало появлению соответствующих экологических сообществ.

Немногим более 1 млн. лет назад обширные терри­тории были покрыты ледниками. Это особенно сильно сказалось на распределении органического мира.

В четвертичном периоде впервые возникли тундровые и лесотундровые ландшафты и отсутствующие в настоя­щее время так называемые перигляциальные области, или приледниковые степи. Они располагались вдоль края ледниковых щитов и очень напоминали современную приарктическую тундру.

Суровые природные условия воздействовали на на­земных позвоночных. Вымерли менее приспособленные животные, возникли новые, которые благодаря сущест­вованию «мостов» между материками осуществляли да­лекие миграции.

В субарктическом поясе, в тундре и лесотундре в течение четвертичного периода обитали мамонты, шер­стистые носороги, гигантские олени и быки, мускусные быки, песцы, лемминги и др. В умеренном поясе жили слоны, носороги, бизоны, гиппопотамы, медведи, сабле­зубые кошки, тигры и мастодонты. Большим разнообра­зием характеризовались млекопитающие тропического и экваториального пояса, весьма близкие к современным формам.

ЖИЗНЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Выше было рассказано о формировании и истории раз­вития многоклеточных организмов, условия жизни ко­торых выяснены на основании находок и детального изучения остатков раковин морских и пресноводных ор­ганизмов, скелетов позвоночных животных и отпечат­ков растений. Однако органический мир ими не исчер­пывается. В глубокой древности и в настоящее время живут и развиваются весьма многочисленные микроско­пические животные и растения. Их остатки хорошо сохранились в осадочных горных породах, в песчаниках и глинах, известняках и доломитах.

С открытием микроскопа и особенно с внедрением в практику исследований сканирующего электронного микроскопа в горных породах удалось обнаружить скопления останков мельчайших организмов. Были от­крыты и описаны разнообразные бактерии в архейских и протерозойских породах, конодонты в отложениях палеозоя, микроскопические фораминиферы в мезозое — палеозое, нанопланктон, а также остатки спор и пыльцы разнообразных растений.

В эволюционном ряду с древнейших времен выдер­живается принцип от простого к сложному — от одно­клеточных организмов с оформленным ядром (экварио­тов) к мягкотелым многоклеточным и позже от репти­лий к млекопитающим. В протерозойских породах (при сильном увеличении) обнаружены загадочные «хитино­вые» шарики. Предполагается, что это покрытые обо­лочкой яйца каких-то еще неизвестных форм беспозво­ночных. В более ранних отложениях, имеющих возраст 1,3 млрд. лет, найдены микроскопические водоросли. Но и они не самые древние. В Западной Австралии в иско­паемом состоянии описаны круглые клетки диаметром 12 мкм, собранные в пары и тетрады, покрытые общей оболочкой. Они имеют возраст почти 3,5 млрд. лет и напоминают современные водорослевые клетки хло­реллы.

Изучение микроскопических древнейших прокариот­ных и эвкариотных организмов показало, что именно их деятельность сформировала исходную базу для возник­новения и эволюции органического мира многоклеточ­ных. Эвкариотные формы в процессе своей жизнедея­тельности создали кислородную атмосферу планеты.

Каким же образом удается обнаруживать следы микро­скопических организмов? Из породы вырезается тон­чайшая прозрачная пластинка — шлиф, которая затем внимательно изучается под микроскопом. Но этот спо­соб не всегда дает гарантии, что в шлифе окажутся ка­кие-то окаменелости. Существует и другой метод, назы­ваемый мацерацией. Измельченный образец горной породы растворяется в кислотах — от слабого раствора уксусной кислоты до плавиковой. Предполагается, что частицы горной породы в кислотах растворяются, а окаменелости выпадают в осадок. Но где гарантии, что некоторые окаменелости не растворились или оказались сильно поврежденными кислотой? Такой гарантии, ес­тественно, нет. Для того чтобы избежать частичного или полного растворения, применяют различные способы последовательной мацерации от слабой кислоты к бо­лее сильной и их разные дозы.

Благодаря этому методу, советский гидробиолог В. В. Кошевой обнаружил множество останков протеро­зойских планктонных микроорганизмов. При увеличе­нии в 1500 раз они похожи на пыльцу современных рас­тений. Полученные данные свидетельствуют о том, что органический мир архейского и протерозойского эонов был насыщен одноклеточными формами.

Изучая шлифы осадочных горных пород палеозоя под микроскопом, геологи наблюдали в них весьма не­обычные по форме включения. Одни напоминали рог ан­тилопы, другие — зубы, третьи — гребешки. Размер непонятных остатков составлял от долей миллиметра до 3 мм. Они были названы конодонтами. Эти остатки имеют состав фосфорнокислой извести и поэтому могут быть довольно легко выделены мацерацией. По внешне­му виду конодонты разделяются на три основные груп­пы (рис. 20): 1) простые — конусовидные; 2) сложные в виде изогнутых стержней; 3) плоские с широким осно­ванием.

Конодонты

Конодонты

Это проблематичные органические остатки, их функ­ции в теле животных до сих пор еще не определены. Предполагается родство конодонтов с различными груп­пами организмов. Возможно, конодонты это остатки ка­ких-то частей скелета позвоночных или древнейших рыб. Некоторые ученые рассматривают их как элемен­ты челюстей моллюсков или считают родственниками червей и т. д.

Конодонты встречаются в большом количестве в отложениях ордовика, девона, карбона, перми и триаса и имеют важное стратиграфическое значение, т. е. с их помощью можно расчленять и сопоставлять осадочные толщи. Они известны в отложениях как морского, так и лагунного происхождения, а также в отложениях прес­новодных бассейнов. Для каждого стратиграфического уровня характерны определенные формы конодонтов. Все это позволяет не только расчленять отдельные раз­резы, но и проводить широкие межрегиональные сопо­ставления.

С внедрением в практику исследований поляризаци­онного (и особенно сканирующего электронного) микро­скопа в горных породах и в современных осадках обна­ружены организмы, имеющие карбонатный панцирь раз­мером не более 50 мкм. Эти ультрамикроскопические планктонные организмы были названы известковым нанопланктоном. Среди них ведущую роль играют одно­клеточные золотистые водоросли — кокколитофориды. Они имеют округлую или овальную форму, размер ко­леблется от 4 до 40 мкм. Поверхность клетки, содержа­щей ядро, вакуоли и два хроматофора, окружена мемб­раной и толстым слоем слизистого вещества с карбонат­ными дисковидными образованиями — кокколитами. Именно последние и сохраняются в ископаемом состоя­нии.

В Мировом океане в настоящее время обитает около 200 видов кокколитофорид. Способность к фотосинтезу определяет их максимальную глубину обитания в 200 м. После смерти организма мертвые клетки, медленно опускающиеся на дно, растворяются в воде, недосыщен­ной карбонатом кальция, а такие воды располагаются на больших глубинах. И, как следствие, на глубинах, превышающих 3500—4000 м, осадки лишены любого карбонатного материала.

Кокколитофориды распространены в центральных об­ластях океана, прибрежных водах и во внутренних мо­рях. Например, в 1 м3 воды Тихого океана их число достигает 50 тыс. Максимальное их содержание зареги­стрировано у берегов Сенегала, где в 1 л морской воды обнаружено около 30 млн.

Известковый нанопланктон имеет большое породо­образующее значение, т.е. его остатки составляют ос­новную часть карбонатной породы. В этой роли он вы­ступает с юрского периода, но особенно большим рас­пространением пользуется среди верхнемеловых отло­жений. Во всем хорошо известном кусочке белого писчего мела содержится огромное количество кокколитофорид и мельчайших фораминифер. Последние встречаются в различных осадочных породах фанерозоя. Развитие этих одноклеточных животных находится в зависимости от распределения температур, солености, питательных ве­ществ, водных масс и гидродинамики. Фораминиферы имеют размеры от долей миллиметра до нескольких сан­тиметров. Гигантами среди них можно считать нумму­литы со спиральной раковинкой. Нуммулитовыми из­вестняками, в частности, сложены плиты египетских пи­рамид.

У одних фораминифер оболочка сложена из рогопо­добного вещества, похожего на хитин, у других — хити­ноподобное вещество служило как бы цементом, скреп­ляющим песчинки, у третьих — это раковинка извест­кового состава. В ископаемом состоянии сохраняются фораминиферы, обладающие прочным скелетом, извест­ковым или «песчаным». Различаются одно- и многока­мерные формы. Первые напоминают колбочки, а у вто­рых многочисленные камеры располагаются либо по прямой линии, либо спирально.

При стратиграфическом расчленении разрезов и сопоставлении осадочных толщ широко используются радиолярии. Многие из них обладают твердыми скелет­ными элементами и имеют красивые и нежные ракови­ны из аморфного кремнезема. Известны радиолярии, раковинки которых состоят из сернокислого стронция.

Важное значение имеют и одноклеточные микроско­пические формы — жгутиковые, сине-зеленые и диатомо­вые водоросли, которые нередко хорошо сохраняются в ископаемом состоянии и даже являются породообра­зующими организмами.

В ископаемом состоянии нередко встречаются и мельчайшие остатки спор и пыльцы, продуцированные древней растительностью. Они прекрасно сохраняются в различных осадочных горных породах как континен­тального, так и прибрежно-морского происхождения. Разработаны совершенные методы извлечения спор и пыльцы из этих пород. Вероятность находки хотя бы одного отпечатка растения намного меньше по сравне­нию с. тем количеством, в каком споры и пыльца встре­чаются в одном образце. Их изучение не только дает возможность устанавливать таксономическую принад­лежность и на основании этого определять возраст вмещающих отложений, но и позволяет представить осо­бенности растительного покрова прошлого и определить климатические и ландшафтные условия.