Известная и неизвестная планета

В морях кембрия также обитали губки, черви, начали развиваться головоногие, пластинчатожаберные и брюхоногие моллюски, морские пузыри.

Главные особенности. В кембрийский период появилась первые наземные растения – псилофиты; в морях наиболее широко были распространены трилобиты, брахиоподы и археоциаты.

Во время кембрийского периода жизнь процветала. Жизнь оставалась практически неизменной на протяжении миллионов лет, но в кембрийский период вдруг начали появляться новые формы. Экзотические ракообразные и трилобиты стали доминирующей формой жизни в огромном количестве и разнообразии. Моллюски и гигантские водные членистоногие, похожие на насекомых, наполнили море. Эти существа имели жёсткий экзоскелет. Бурному развитию жизни способствовало накопление кислорода в атмосфере и воде в начале кембрия. Жизнь процветала до тех пор, пока более 40% всех видов внезапно не исчезли 488 млн лет назад. Те, что остались, подверглись трансформации из-за изменений в суровой окружающей среде. Что это были за изменения – мы не знаем. Одна теория говорит, что произошёл ледниковый период. Крайние перепады температуры могут легко привести к исчезновению огромного количества видов. Это событие ознаменовало исчезновение границ между кембрийским и ордовикским периодами.

Ордовикский период начался 486 млн лет назад и окончился 443 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 43 млн лет. В распределении платформ и геосинклинальных областей существенных изменений не произошло. Продолжалось расширение моря, морская трансгрессия в палеозое достигла первого максимума, и климат поэтому стал более ровным, тёплым, влажным. В отложениях ордовика встречается необычайно богатая морская фауна. В отложениях других периодов органические остатки в таком изобилии не обнаружены. Это указывает на наличие благоприятных условий для развития органической жизни. Атмосфера Земли насытилась кислородом, что дало толчок развитию кислорододышащих организмов, более прогрессивных по сравнению с анаэробными. В ордовикский период появляются новые группы морских животных. К ним относятся кораллы (трубчатые и четырёхлучевые), головоногие моллюски (наутилиды), граптолиты. Особенно широкое распространение в морях ордовика получили трилобиты, брахиоподы, граптолиты, кораллы. В ордовикский период достигли вершины своего развития морские пузыри, морские лилии, которые были украшением ордовикских морей, образуя красивые подводные заросли. Те и другие вели прикреплённый образ жизни. В водной среде выделялись прозрачные шляповидные и колоколообразные медузы с лентообразными щупальцами. Разбойничали в ордовикских морях хищные наутилиды, нередко достигавшие крупных размеров.

Трилобиты, защищаясь от них, приобрели способность свёртываться, чем они существенно стали отличаться от кембрийских трилобитов. Граптолиты в основном вели планктонный образ жизни, образуя кустообразные и лентовидные колонии или прикрепляясь к водорослям. Среди четырёхлучевых кораллов встречаются одиночные и колониальные формы. Трубчатые кораллы исключительно колониальные животные. Они образовали на дне морей живописные рифы. В конце ордовика появились первые рыбоподобные бесчелюстные водные позвоночные.

Из растений развиваются бактерии, водоросли, примитивные псилофиты.

Главные особенности. В ордовикский период морская трансгрессия достигла первого в палеозое максимума, произошло потепление климата. Необычайно пышно развилась органическая жизнь в морях; на это время приходится расцвет беспозвоночных. Доминируют ракоскорпионы, гигантостраки, группа вымерших водных членистоногих. Жили с ордовикского периода по пермский включительно. Тело более или менее веретеновидное, длиной 10—20 см (у некоторых до 1—1,8 м и более). Вероятно, обитали в пресных или солоноватоводных бассейнах. Хищники. Изучение ракоскорпионов важно для понимания эволюции членистоногих, так как, очевидно, от них в силуре произошли скорпионы, перешедшие из морской среды к обитанию на суше и положившие начало завоеванию суши членистоногими.

Жизнь стала процветать в очередной раз в течение ордовикского периода. Наутилоидеи (примитивные осьминоги), трилобиты, кораллы, морские звёзды, угри и челюстные рыбы заполнили море.

Уже в ордовикский период появился отряд эндоцерид, которые имели удлиненную прямую форму. Эти животные выглядели как огромные телеграфные столбы, и некоторые представители достигали действительно невероятных размеров. Так, камероцерас достигал 10 м в длину.

Однако охотиться и плавать при таком прямолинейном строении было весьма непросто, и вскоре им на смену пришли более мелкие, но маневренные родственники, умевшие нападать сверху. В том же ордовике появляются спиральные формы – первые предвестники аммонитов и наутилоидов.

Растения пытаются взять власть на земле. Жизнь постепенно становится всё более сложной.443 млн лет назад более 60% видов умерло. Это считается вторым по величине вымиранием в истории. Оно было обусловлено быстрым снижением уровня углекислого газа. Большая часть воды, которая была домом для жизни, замерзла, что в свою очередь вызвало снижение уровня кислорода. Считается, что всплеск гамма-излучения из космоса разрушил слабый озоновый слой, и нефильтрованное ультрафиолетовое излучение Солнца уничтожило большую часть растений. Хотя некоторые виды выжили, и жизнь продолжалась. Потребовалось более 300 млн лет, чтобы Земля оправилась от этого события.

Ордовикские моря были населены существами, резко отличавшимися от обитателей древних кембрийских морей. Примитивные рыбы, впервые появившиеся в позднем кембрии, бурно размножались и эволюционировали. У них ещё не было челюстей, поэтому они просто высасывали детрит из донного ила. Возможно, некоторые из них, подобно современным бесчелюстным миногам и миксинам, питались падалью (мертвечиной) или жили на других рыбах в качестве паразитов. Впоследствии большие костные пластины этих ранних бесчелюстных рыб развились в настоящие зубы и челюсти.

У древних позвоночных не было внутреннего костного скелета, подобно большинству современных позвоночных. Однако многих из них полностью или частично покрывала массивная «броня» из костных пластин, в особенности их головную часть. Кто-то удачно описал их как «крабов спереди и сирен сзади». Этих животных назвали остракодермами, что означает «костный щит». Их хвосты, покрытые более мелкими пластинками, обладали куда большей гибкостью, чем туловища. Мощные взмахи хвостов придавали остракодермам необходимое для плавания ускорение. Костные пластины образовывали что-то вроде внешнего скелета.

У современных костных рыб – так же как и у человека – скелет поначалу формируется из хрящей, которые позже заменяются костями. Хрящ более мягкий и гибкий материал, чем кость. В ископаемом виде он плохо сохраняется, и мы точно не знаем, был ли у этих ранних рыб хрящевой скелет.

К началу силурийского периода рыбы стали больше похожи на современных. Теперь у большинства из них имелись плавники, а на смену костному панцирю пришли маленькие чешуйки.

Силурийский период. Начался 443 млн лет назад, окончился 419,2 ± 3,2 млн лет назад, характеризуется в основном сохранением физико-географических условий предыдущего, ордовикского, периода: по-прежнему было широко распространено море. Отличается силур тем, что в конце его произошло сильное горообразование – раннепалеозойская (каледонская) складчатость. Поднялись горы на территории Грампианской (Скандинавия, Великобритания и Ирландия – за исключением южной части), Северо-Гренландской, Восточно-Гренландской (Шпицберген, северное и северо-восточное побережья Гренландии), Аппалачской (северное окончание), на севере Монголо-Охотской (Салаир, Саяны), Урало-Тяньшанской (Северная Земля, Таймыр, северные дуги Тянь-Шаня, Восточный Казахстан, Алтай) геосинклинальных областей. В результате Русская и Североамериканская платформы соединились и образовали единый Североатлантический материк. К Сибирской платформе присоединились Саяны, Восточный Казахстан, Алтай, северные дуги Тянь-Шаня, Северная Земля, Таймыр. Образовался обширный материк – Ангарида.

Закончилось существование Грампианской, Северо-Гренландской и Восточно-Гренландской геосинклинальных областей. Теряет геосинклинальные свойства северная часть Монголо-Охотской геосинклинальной области, возникает Салаиро-Саянская горная система. В Урало-Тяньшанской геосинклинальной области произошли поднятия Казахстана, Алтая и северных хребтов Тянь-Шаня. В южном полушарии по-прежнему сохранялся материк Гондвана. В начале силурийского периода большая часть территории России была покрыта водой. В конце периода некоторые территории подверглись складчатости. В силуре дальнейшее развитие получают псилофиты и водоросли. Растения, выбравшиеся из моря на сушу, нуждались в новых источниках воды и минеральных веществ. Нити, удерживавшие их в осадочном слое, постепенно превратились в настоящие корневые системы, способные поглощать воду и минеральные вещества из ила. Из корней вода по сети крохотных трубочек (ксилеме) поступала в стебель, а другая система сосудов (флоэма) доставляла продукты фотосинтеза обратно к корням, чтобы они могли расти. Поскольку внутри этих растений имелись системы сосудов, их назвали сосудистыми. Слишком высокими они не вырастали: у них не было надёжной опоры.

Чтобы размножаться, эти растения всё ещё нуждались в водной среде. Однако вскоре некоторые из них стали обзаводиться зародышами в виде крохотных спор с твёрдым покровом. Ветер переносил их на большие расстояния, и растения начали распространяться вглубь материков, в новые болотистые местности. Зачастую такие споры – единственные ископаемые свидетельства существования этих ранних растений, дошедшие до наших дней.

Из моря на сушу выходит первое живое существо – скорпион, а за ним – многоножки.

Вновь начал формироваться озоновый слой – защита от космической радиации. Продолжается эволюция беспозвоночных.

Особенно многочисленные граптолиты, трубчатые и четырёхлучевые кораллы, наутилиды, брахиоподы, трилобиты. Широкое развитие в силуре получили бесчелюстные позвоночные, которые в следующий девонский период вымерли. Бесчелюстные рыбы делятся на два класса: круглоротые и щитковые (Ostracodermi). Последние внешне были похожи на рыб и обитали в донном иле. Переднюю часть их тела защищал панцирь из костных щитков.

В конце силура резко уменьшилось число трилобитов, наутилид. «Живым ископаемым» – единственным представителем наутилид – является доживший до нашего времени наутилус.

Главные особенности. В силурийский период произошла раннепалеозойская (каледонская) складчатость, образовались в северном полушарии крупные материки – Североатлантический и Ангарида; появились впервые наземные животные; в конце периода вымерли или количественно сильно сократились многие раннепалеозойские формы беспозвоночных.

Жизнь оправилась от последнего массового вымирания, и этот период был отмечен развитием рыб. В раннем силуре возникла группа небольших рыб, так называемых акантод, которые стали первыми на Земле хищными рыбами. Название «акантоды» означает «колючие»: плавники этих рыб крепились на жёстких шипах, возможно, для того, чтобы хищникам было труднее их проглотить.

Акантоды – первые челюстные рыбы, появившиеся на страницах каменной летописи. Пасть акантода представляла собой настоящий «кошмар дантиста»! Челюсти могли широко раскрываться, но горло и жёсткие дуги, служившие опорой жабрам, были сплошь утыканы шипами, предназначенными, по всей вероятности, для удержания проглоченной добычи либо, возможно, для фильтрации пищи из воды. Большинство акантод имели зубы, очевидно, для захватывания добычи. Беззубые виды, вероятно, были фильтраторами. Тонкие мелкие чешуйки, покрывавшие акантод, переплетались между собой наподобие чешуи многих современных рыб.

Большинство из которых, выглядели вполне современными рыбами.

Некоторые членистоногие превратились в пауков и многоножек, которые были приспособлены к сухому воздуху и жили вместе с наземными растениями. Огромных скорпионов, длина которых с хвостом и клешнями достигала 3,5 м, стало много, а трилобиты продолжали доминировать.

420 млн лет назад произошло внезапное изменение климата, которое вызвало вымирание, возможно, 30% всех видов. Атмосферные газы изменились в пропорции. Причина этих изменений неизвестна.

Девонский период. Начался 419,2 ± 3,2 млн лет назад, закончился 358,9 ± 0,4 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 60 млн лет; в северном полушарии существовал Североатлантический материк и Ангарида, в южном – Гондвана. Геосинклинальными областями оставались все протерозойские геосинклинальные области, за исключением Грампианской, Северо-Гренландской, Восточно-Гренландской, северной части Монголо-Охотской, Аппалачской и некоторых участков Урало-Тянь-Шанский. Если бы можно было окинуть взглядом территорию России в начале девонского периода, представилась бы следующая картина: Европейская часть полностью была сушей, море сохранилось в районах Крыма, Кавказа, Урала, Тянь-Шаня. Восточнее, в пределах Западной Сибири и Казахстана, возвышались горы, Восточная Сибирь была несколько приподнята выше уровня моря. Дальний Восток покрыт водой. Горные цепи, образовавшиеся в конце силурийского периода, поднятия и осушение отдельных участков земной поверхности, вызванные горообразованием, сокращение в связи с этим моря не могли не привести к изменению и климатических особенностей отдельных районов.

Действительно, климат девона резко отличался от силурийского, климатические зоны были резко выражены. Об этом свидетельствует наличие, с одной стороны, ледниковых отложений на юге Африки, а с другой – соленосных отложений в Европейской части. Особенно резко климатические зоны были выражены в начале периода. Резкие изменения физико-географических условий привели к изменению органического мира. В начале девона ещё не было крупных наземных животных. Земная поверхность представляла в основном каменистую пустыню. В этот период на суше была развита кустарниковая растительность, деревьев не было. В середине девона наземная псилофитовая растительность достигла расцвета. В конце девонского периода появились обширные леса. В позднедевонскую эпоху древние псилофиты вымерли, постепенно вытиснились влаголюбивыми растениями: папоротниковыми, хвощевыми, плауновыми, начало которым дали псилофиты. С этого времени началось углеобразование (Кузбасс, остров Медвежий, Тиманский кряж). Животный мир суши был представлен многоножками и скорпионами. В девонских отложениях найдены первые бескрылые насекомые. Ногохвостки – самые древние из насекомых. Появились они приблизительно 400 млн лет назад. Это и самые маленькие из насекомых – 0,2—6 мм в длину.

Важная особенность девонского периода – первый выход на сушу позвоночных. Это были кистепёрые рыбы, плавники которых напоминают примитивные конечности. По какой причине позвоночные вышли на сушу? В девоне озёра время от времени пересыхали, и в поисках новых водоёмов кистепёрые рыбы вышли на сушу. Плавники рыб постепенно превратились в органы передвижения, жаберное дыхание заменилось лёгочным. Появился родоначальник земноводных – амфибия.

Расцвет кистепёрых рыб приходился на девон, карбон и пермь. Укреплялся озоновый слой. Девонские земноводные, найденные в Восточной Гренландии, соединяют признаки кистепёрых рыб и земноводных: рыбий череп, зубы, покрытый чешуей хвост и короткие пятипалые конечности.

Кистепёрые рыбы – родоначальники всех наземных позвоночных.

До нашего времени сохранился один вид кистепёрой рыбы (целакантус), которой живёт у берегов Юго-Восточной Африки. До недавнего времени считалось, что кистеперые рыбы вымерли в палеозойскую эру.

Какие же физико-географические изменения произошли в девонский период на территории нашей страны? В связи с разрушением каледонских горных сооружений и некоторым выравниванием земной поверхности с середины девонского периода начались погружения отдельных участков земной коры, которые продолжались до конца периода. В связи с этим происходило постепенное расширение морских границ.

Девонское море покрывало почти всю нашу страну, за исключением Восточной Сибири. В морях широкое распространение получили рыбы, благодаря чему девонский период нередко называют веком рыб. Самыми древними из девонских рыб являются панцирные, которые появились ещё в конце силура. В девоне они достигли расцвета. Некоторые плакодермы жили на морском дне, где питались моллюсками и другими раковинными животными, но к концу девона часть из них стала охотиться в открытом море. Здесь они были самыми крупными хищными рыбами. Один из видов – дунклеостеус – достигал почти 4 м в длину и мог своими ротовыми пластинами перекусить пополам любую другую рыбу.

Последние представители их вымерли в следующий, каменноугольный, период. Это можно объяснить тем, что у рыб ещё не было костного позвоночника, они были покрыты наружным костным панцирем. Этот панцирь делал рыб неуклюжими, малоподвижными, что мешало им в борьбе за существование. В отличие от бесчелюстных, панцирные рыбы обладали двумя подвижными относительно друг друга челюстями. Панцирные рыбы жили в морях, озёрах, болотах и реках.

От них произошли все остальные группы рыб. В раннем девоне, а может и ещё раньше, в морях появилось уже несколько различных групп костных рыб.

В девоне появились первые лучепёрые, двоякодышащие и кистепёрые рыбы, акулы.

В наше время немногочисленные представители двоякодышащих рыб живут в речных водоёмах Австралии, которые периодически пересыхают. Для органического мира девонских морей характерен бурный расцвет головоногих моллюсков – палеозойских аммонитов. На дне морей жили тогда разноцветные ветвистые кораллы, красные «цветы» – морские лилии, зелёные и сине-зелёные водоросли, морские ежи. Очень мало осталось трилобитов и брахиопод. В конце девона в районе Донбасса образовался глубокий прогиб. На восточном склоне Урала, на Алтае, в Салаире продолжаются вулканические извержения.

Главные особенности. В девонский период псилофиты вытесняются папоротниковыми, хвощевыми и плауновыми растениями, появляются голосеменные, а в животном мире насекомые, первые наземные позвоночные – земноводные, развиваются основные группы рыб.

Во время девонского периода некоторые рыбы эволюционировали, у них появились крепкие плавники, которые позволяли им выползать на сушу и стать животными, такими как рептилии и амфибии. В морях появились обширные коралловые рифы, рыбы и акулы, некоторые из которых ели трилобитов. Трилобиты потеряли своё господство как доминирующие морские существа. Некоторые современные акулы выглядят почти так же, как и их предшественники. На Земле появились растения. Более сложные наземные растения появились впервые в истории. Одни из этих растений напоминали кустарники, другие – крупные деревья.

В этих первобытных лесах уже жили насекомые и древние предки пауков.

Появление рыб – большое событие в истории жизни Земли. Ведь именно от них в дальнейшем, путём последовательного и длительного развития, произошли земноводные, пресмыкающиеся, птицы, звери и, наконец, человек.

В водоёмах девонского периода вода была тёплая, и их обитателям жилось привольно, если, конечно, не считать опасностей, подстерегавших повсюду. Моря девонского периода – это подлинный рай для рыб. Их было очень много, и некоторые рыбы достигали громадных размеров. Вот, например, гигант до 10 м в длину – динихтис. Даже не имея зубов, этот могучий хищник своими режущими челюстями без труда мог бы расправиться с крупным животным.

В это же время произошло знаменательное событие в истории развития животного мира: девонские кистепёрые рыбы стали превращаться в первых четвероногих, дышащих лёгкими животных – стегоцефалов.

Они относятся к земноводным, или амфибиям, – самым примитивным наземным позвоночным. Колыбелью кистепёрых рыб были пересыхающие реки и озёра. В них могли развиться рыбы, которые стали передвигаться на упругих плавниках и «заглатывать» воздух. У кистепёрых были не только настоящие «рыбьи» жабры, но и некое подобие лёгких. Добавочный способ получать кислород прямо из воздуха очень помогал им, когда вода из бассейнов испарялась. Такие рыбы дышали то жабрами, то выростами передней части кишечника (похожими на плавательный пузырь), стенки которых обильно пронизаны кровеносными сосудами.

374 млн лет назад 75% всех этих удивительных форм жизни вымерло. Это было связано с изменениями в атмосферных газах, возможно, из-за массивной вулканической активности. Разрушение земной поверхности в течение девонского периода привело к тому, что к началу каменноугольного периода большая часть земной поверхности превратилась в равнину. Море легко проникало вглубь континентов и заливало обширные площади.

Широкое распространение водных бассейнов привело к изменению климата.

Каменноугольный период, сокращенно карбо?н (С) – предпоследний (пятый) геологический период палеозойской эры. Начался 358,9 ± 0,4 млн лет назад, кончился 298,9 ± 0,15 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 60 млн лет. Отличался тёплым и влажным климатом. В современных полярных районах под ледяным покровом встречается уголь, образовавшийся в каменноугольный период. Это говорит о том, что и здесь в то время был тёплый климат. С карбо?на начинается расцвет жизни на суше, его можно назвать периодом завоевания суши растениями и животными. Эта эпоха была золотым веком папоротников, плаунов (лепидодендроны, сигиллярии), хвощей (каламиты), кордаитов, примитивных насекомых и земноводных. В то же время появились первые пресмыкающиеся. Древние папоротниковые леса – наследие каменноугольного периода – сохранились на острове Новая Зеландия. В каменноугольный период впервые появились громадные лесные массивы с гигантскими, мощными деревьями (30—40 м в высоту и до 2 метров в поперечнике). Каменноугольные леса – это древние джунгли, разросшиеся на низменных морских берегах и в лесных болотах. Деревья каменноугольного периода были очень своеобразными: на верхушках некоторых из них торчали пучки узких мечевидных длинных листьев. Это сигиллярии. У лепидодендронов стволы были покрыты чешуйчатыми рубчиками.