какое глобальное биотическое событие произошло в конце палеозойской эры

Общая характеристика

Палеозойской эрой или палеозоем принято называть геологический период со временными рамками от 541−252 миллионов лет назад. Перед этим промежутком времени проходила неопротерозойская эра, после нее — мезозой.

В связи с тем что период очень продолжителен и богат событиями, эра была разделена на 6 периодов:

Эра охватывает огромное число процессов, от продолжения формирования земной коры, климата и рельефа планеты до появления животных и растительных организмов. Именно в этот временной отрезок появляются первые позвоночные, а жизнь покидает море и выбирается на сушу.

Можно выделить следующие важнейшие изменения, произошедшие на планете:

В эту эру происходит практически полное вымирание всех живых организмов. Это пятый подобный процесс в истории развития жизни. Погибло более 96% жителей океана и более 70% обитателей суши.

Описание по периодам

Очень сильные изменения произошли на планету в эру палеозой: таблица поможет представить информацию более наглядно.

Таково краткое описание палеозойской эры. Это очень важное время для развития жизни на планете, поскольку именно сейчас появились животные, которые в дальнейшем эволюционируют до млекопитающих.

Климатические условия

Именно в эпоху палеозоя климатические условия на планете походят на современные. В первые периоды климат очень теплый, зональность выражена незначительно, однако в конце условия становятся более засушливыми, резко разделяется на зоны. Можно выделить такие особенности развития климата на Земле:

Таким образом, эпоха отличается формированием нескольких климатических полюсов: тропических, субтропических и умеренных — по два. Также сформировалась зона экватора. Климат вновь меняется с холодного на теплый.

Многообразие животного мира

Самые знаменитые представители мира фауны палеозойской эры — трилобиты, членистоногие беспозвоночные создания, внешне напоминающие раков. Их тела покрыты крепким панцирем, неоднородным по своей структуре. Его слагают хитиновые пластины — примерно 40 штук. Особенности трилобитов:

Археоциаты — многоклеточные представители фауны ордовика, внешне напоминают коралловые рифы. Для силура характерно изобилие морских звезд и морских лилий, моллюсков (брюхоногих и головоногих), морских ежей. В конце периода началось формирование первых позвоночных — простейших по строению рыб. Длина некоторых моллюсков превышала 30 см. Их раковины стали основой известняковых залежей, которые применяются человечеством по сей день.

В девон подводная фауна становится все более многообразна: появляются рыбы с длиной более 4 метров, они ведут хищный образ жизни. Нередко снаружи тела покрыты прочным панцирем. Самое известное создание той поры — дунклеостеус. Появляются два вида рыб — хрящевые и костные. Первые стали предками нынешних скатов и акул. У них были очень острые зубы, тело покрывала прочная чешуя. Костные не отличались внушительными размерами, имели подвижные плавники.

К концу эпохи начинается пора пресмыкающихся, которые очень быстро осваивают все уголки планеты, даже самые неприветливые. Примером фауны тех лет является мосхопс, рептилия длиной более 4 метров, с длинным хвостом и бочковидным телом.

Представители флоры и полезные ископаемые

Первые растительные организмы — псилофиты. Они стали предками хвощей, плаунов, папоротников, а также других современных видов. Продолжает развиваться подводная флора, в частности, морские лилии, которые крепились ко дну своими крепкими стеблями. Часто они образовывали густые заросли.

Все растения палеозоя делятся на две группы: клинолистные и каламиты. В первом случае речь идет о представителях водной флоры, у них длинный стебель с листьями и почками, в которых развивались споры. Каламиты — это растения в высоту более 30 метров, которые образовали леса.

Именно палеозой стал временем развития полезных ископаемых. Погибшие растения и животные, разлагаясь, постепенно образовали залежи каменного угля. Кроме того, сформировались месторождения нефти и газа, железа, фосфорита, минеральных солей. Практически все ресурсы, которые использует современная промышленность, зародились именно в этот далекий период.

Таковы особенности и периодизация палеозойской эры, очень важного периода в развитии планеты.

Источник

Палеозойская эра (Палеозой) от 541 до 252,17 млн. лет назад

Палеозойская эра, следующая во времени за докембрием (Архей + протерозой) длилась с 540 до 252 миллиона лет назад. Палеозой разделяют на шесть периодов (в скобках — начало и конец каждого из них в миллионах лет назад).

Климат

В начале кембрия на Земле господствовал в основном тёплый климат: средняя температура поверхности была сравнительно высокой, при небольшой разнице температур между экватором и полюсами. Климатическая зональность была выражена относительно слабо. Но были и зоны аридного климата, которые были распространены в северной части Североамериканского континента, в пределах Сибирского и Китайского континентов. В Гондване он господствовал лишь центральных районах Южной Америки, Африки и Австралии.

Основную массу атмосферы в начале кембрия составлял азот, количество углекислого газа достигало 0,3 %, а содержание кислорода постоянно увеличивалось. В результате к концу кембрия атмосфера приобретала кислородно-углекисло-азотный характер. В это время на материках стали господствовать влажные жаркие условия, температура воды в океане была не ниже 20 °C.

В течение ордовика и силура климатические условия становятся довольно разнообразными. В позднем ордовике выделяются пояса экваториального, тропического, субтропического, умеренного и нивального типов климата. Экваториальные равномерно-влажные условия существовали в Европейской части России, на Урале, в Западной Сибири, Центральном Казахстане, Забайкалье, в центральных областях Северной Америки, на юге Канады, в Гренландии. В начале позднего ордовика сильно похолодало.

В субтропических областях среднегодовые температуры снизились на 10—15°, а в тропических — на 3—5°. Южный полюс в это время находился на возвышенной суше Гондваны, в пределах которой возникли обширные материковые ледники. Во второй половине силурийского периода в высоких широтах климат вновь стал умеренно теплым, близким к субтропическому. К раннему карбону на планете стал господствовать тропический и экваториальный климат.

На Урале среднегодовые температуры составляли 22—24 °C, в Закавказье — 25—27 °C, в Северной Америке — 25—30 °C. Аридный тропический климат преобладал в центральных частях Евро-Аазиатского и Северо-Американского континентов, а также в пределах Южной Америки, Северной Африки и Северо-Западной Австралии. Преимущественно в Евразии, Северной Америке и в пределах Гондваны господствовали влажные тропические условия. Более умеренный климат существовал на Сибирском континенте и на юге Гондваны[8].

Увеличение объёма растительной биомассы на континентах привело к усиленному фотосинтезу с интенсивным потреблением углекислого газа (с двукратным уменьшением его содержания в атмосфере) и выделением кислорода в атмосферу. В результате образования большого суперконтинента Пангеи на больших пространствах временно прекратилось осадкообразование и ограничилась связь экваториальных морских бассейнов с полярными.

Эти процессы привели к наступлению похолодания, с более низкой средней температурой, резко выраженной климатической зональностью и значительной разницей температуры между экватором и полюсами. В результате в позднем карбоне и ранней перми мощный ледниковый щит покрывал Антарктиду, Австралию, Индию, южные части Африки и Южной Америки.

Суша на Южном полюсе начала играть роль глобального холодильника. В северном полярном бассейне температура воды понизилась и вероятно, как и существующий ныне Северный Ледовитый океан, на какое-то время покрывался льдом. Ледниковый покров существовал сравнительно недолго, периодически отступая. В межледниковые эпохи климат становился умеренным. Таким образом, в позднем карбоне и ранней перми происходило становление многих ландшафтно-климатических зон и климатических поясов, известных в настоящее время, и стала ярко выражена климатическая зональность.

На земной поверхности выделились экваториальный, два тропических, два субтропических, два умеренных пояса с различными режимами увлажнения. К концу перми влажный прохладный климат сменился более теплым, в районах с умеренными условиями, стали преобладать субтропические, сильно расширились пояса тропического и экваториального климата. Средние температуры тропических морей составляли 20—26 °C.

Жизнь в морях и пресных водоёмах

В кембрийском периоде основная жизнь была сосредоточена в морях. Организмы заселили всё разнообразие доступных мест обитания, вплоть до прибрежного мелководья и, возможно, пресных водоёмов. Водная флора была представлена большим разнообразием водорослей, основные группы которых возникли ещё в протерозойскую эру. Начиная с позднего кембрия постепенно сокращается распространение строматолитов. Это связано с возможным появлением растительноядных животных (возможно, какие-то формы червей) поедающих строматолитообразующие водоросли.

Донная фауна неглубоких тёплых морей, прибрежных отмелей, заливов и лагун была представлена разнообразными прикреплёнными животными: губками, археоциатами, кишечнополостными (различными группами полипов), стебельчатыми иглокожими (морские лилии), плеченогими (лингула) и другими. Большинство из них питалось различными микроорганизмами (простейшие, одноклеточные водоросли и так далее), которых они отцеживали из воды.

Некоторые колониальные организмы (строматопоры, табуляты, мшанки, археоциаты), обладающие известковым скелетом, возводили на дне моря рифы, подобно современным коралловым полипам. К роющей жизни в толще донных осадков приспособились различные черви, в том числе полухордовые. По морскому дну среди водорослей и кораллов ползали малоподвижные иглокожие (морские звёзды, офиуры, голотурии и другие) и моллюски с раковинками.

В кембрии появляются первые свободно плавающие головоногие моллюски — наутилоидеи. В девоне появились более совершенные группы головоногих (аммониты), а в нижнем карбоне возникли первые представители высших головоногих (белемниты), у которых раковина постепенно редуцировалась и оказалась заключённой мягких тканей тела. В толще и на поверхности воды в морях обитали животные, дрейфующие по течению и удерживающиеся на поверхности с помощью специальных плавательных пузырей или «поплавков», заполненных газом (кишечнополостные сифонофоры, полухордовые граптолиты).

В кембрийских морях обитали и высокоорганизованные животные — членистоногие: жабродышащие, хелицеровые и трилобиты. Трилобиты достигли расцвета в раннем кембрии, составляя в это время до 60 % всей фауны, и окончательно вымерли в пермском периоде. В это же время появляются первые крупные (до 2-х метров в длину) хищные членистоногие эвриптериды, достигшие наибольшего расцвета в силуре и первой половине девона и исчезнувшие в ранней перми, когда их вытеснили хищные рыбы.

Начиная с нижнего ордовика в морях появляются первые позвоночные. Древнейшие известные позвоночные были рыбообразными животными, лишенными челюстей, с телом, защищённым панцирем (панцирные бесчелюстные, или остракодермы). Первые из них относятся к верхнему кембрию. Древнейшие представители рыб появились в морях и пресных водоёмах раннего и среднего девона и были одеты в более-менее сильно развитый костный панцирь (панцирные рыбы). К концу девона панцирные позвоночные вымирают, вытесненные более прогрессивными группами челюстноротых.

В первой половине девона уже существовали разнообразные группы всех классов рыб (среди костных — лучепёрые, двоякодышащие и кистепёрые), имеющие развитую челюсть, настоящие парные конечности и усовершенствованный жаберный аппарат. Подгруппа лучепёрых рыб в палеозое были малочисленна.

«Золотой век» двух других подгрупп пришёлся на девон и первую половину карбона. Они сформировались во внутриконтинентальных пресных водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, обильно заросших водной растительностью и отчасти заболоченных. В таких условиях недостатка кислорода в воде возник дополнительный орган дыхания (лёгкие), позволяющий использовать кислород из воздуха.

Освоение суши

Освоение суши, как среды обитания, могло начаться во второй половине ордовикского периода, когда содержание кислорода в земной атмосфере достигло 0,1 от современного. Заселение безжизненных прежде материков было длительным процессом, развивавшимся на протяжении ордовика, силура и девона.

Первыми обитателями суши были растения, сначала заселившие мелководья у морских побережий и пресные водоёмы, а затем постепенно освоившие влажные местообитания на берегах. Древнейшими представителями этой земноводной флоры были псилофиты, ещё не имевшие настоящих корней. Заселение суши растениями положило начало почвообразованию с обогащением минерального субстрата органическими веществами.

В раннем девоне от псилофитов возникли другие группы наземных сосудистых растений: плауновидные, хвощевидные и папоротниковидные. Представители этих групп в позднем девоне повсеместно вытеснили псилофитов и сформировали первую настоящую наземную флору, включающую и древовидные растения. К этому времени относится и появление первых голосеменных.

Во влажном и тёплом климате, характерном для первой половины каменноугольного периода, широкое распространение получила обильная наземная флора, имевшая характер густых влажных тропических лесов. Среди древовидных растений выделялись плаунообразные лепидодендроны (высотой до 40 м) и сигиллярии (высотой до 30 м), хвощеобразные каламиты, различные ползучие и древовидные папоротники, голосеменные птеридоспермы и кордаиты. У древесины всех этих деревьев не имелось годичных колец, что говорит об отсутствии чётко выраженной сезонности климат.

По мере заселения суши растениями появились предпосылки для освоения наземной среды обитания животными. Скорее всего, первыми среди них были мелкие растительноядные формы, которые с раннего силурийского периода начали с использования почвы, которая по условиям обитания близка к водной среде.

К таким формам близки наиболее примитивные группы современных наземных беспозвоночных (онихофоры, многоножки, низшие насекомые — аптериготы, многие паукообразные). Но они не оставили следов в палеонтологической летописи. Из девона известны представители нескольких групп наземных членистоногих: палеозойская группа панцирных пауков, клещи и низшие первичнобескрылые насекомые. Во второй половине раннекарбоновой эпохи появились наделённые крыльями высшие насекомые, принадлежавшие к подклассу крылатых насекомых.

Диания, класс онихофоры. Диания — небольшое животное, длиной 6 см. Имела вытянутое туловище и 10 ног, покрытых панцирем. Тело покрыто небольшими шипами.

В карбоне на суше появляются растительноядные брюхоногие моллюски из группы лёгочных, дышащие воздухом. В верхнедевонских отложениях Гренландии известны наиболее древние представители земноводных — ихтиостеги. Они обитали в мелких прибрежных участках водоёмов (где свободное плавание было затруднено), заболоченных районах и областях с избыточной влажностью на суше. В карбоне начинается расцвет древних амфибий, представленных в позднем палеозое большим разнообразием форм, которых объединяют под названием стегоцефалов.

Педерпес (Pederpes finneyae, Pederpes finneyi) — примитивное четвероногое («земноводное») начала раннекаменноугольной эпохи. Единственное четвероногое этой эпохи, известное по достаточно полному скелету.

Наиболее известные представители стегоцефалов: лабиринтодонты, которые в позднем палеозое были одной из наиболее распространённых и обильных видами групп позвоночных. В пермском периоде появляются крупные крокодилообразные стегоцефалы и безногие или червяги. От примитивных лабиринтодонтов в раннем карбоне обособилась группа антракозавров, соединяющих в себе черты земноводных и ящериц (сеймурии, котлассии).

От них в раннем карбоне возникли настоящие рептилии, которые уже стали в полной мере наземными животными. Небольшие (длиной до 50 см) рептилии питались насекомыми и у них пропадает кожное дыхание. Древнейшие и наиболее примитивные пресмыкающиеся принадлежали к подклассу котилозавров. Возникновение новых изобильных мест обитания и способов питания, доступных на суше, способствовало появлению во второй половине карбона, помимо насекомоядных групп, растительноядных животных и крупных хищников, питающихся позвоночными.

Котилозавры: сверху — никтифрурет (Nyctiphruretus acudens); внизу — лимносцелис (Limnoscelis paludis)

Некоторые рептилии (мезозавры) в карбоне вернулись в водоёмы, став полуводными или полностью водными животными. При этом конечности у них преобразовались в ласты, а узкие челюсти были усажены множеством тонких и острых зубов.

Жизнь в позднем палеозое

Начиная с позднего карбона в южном полушарии усиливаются процессы оледенения, связанные с расположением Южного полюса в Гондване. На свободной от ледников территории суперконтинента установился умеренный прохладный климат с выраженной сезонностью. В древесине растений гондванской флоры, получившей название глоссоптериевой, появляются годовые кольца.

Такая флора была характерна для обширных территорий современной Индии, Афганистана, Южной Африки, Южной Америки, Австралии, Новой Зеландии и Антарктиды. В её составе, кроме различных птеридоспермов, входили представители других голосеменных растений: кордаитов, гинкговых и хвойных.

На северных континентах, входивших в состав Лавразии и располагавшихся в раннепермское время в значительной степени в экваториальном поясе, сохранилась растительность, близкая к тропической флоре карбона, но уже обедненная видами лепидодендронов и сигиллярий.

В середине пермского периода климат этих районов (Европа и Северная Америка) стал более засушливым, что привело к исчезновению папоротников, каламит, древовидных плаунообразных и других влаголюбивых растений тропического леса. Лишь в восточных районах Лавразии (Китай и Корея) климат и флора оставались близкими к таковым в каменноугольное время.

Животный мир на протяжении пермского периода претерпел значительные изменения, ставшие особенно драматичными во второй половине перми. Численность многих групп морских животных уменьшилась (плеченогие, мшанки, морские ежи, офиуры, аммоноидеи, наутилусы, остракоды, губки, фораминиферы), как и их разнообразие, вплоть до полного вымирания целых классов (трилобиты, эвриптериды, бластоидеи, палеозойские группы морских лилий, тетракораллы).

Из позвоночных вымирают акантодии, многие палеозойские группы хрящевых рыб. В пресных внутриконтинентальных водоёмах значительно снижается численность хоановых рыб. К концу палеозоя вымирают лепоспондильные стегоцефалы. Пермское вымирание по масштабам принадлежит к категории так называемых «великих вымираний».

В это период вымерло 96 % всех морских видов и 70 % наземных видов позвоночных. Катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых, в результате которого вымерло около 57 % родов и 83 % видов всего класса насекомых. Изменения в наземной фауне было не столь массовыми. Насекомоядные котилозавры разделились на несколько основных эволюционных стволов, возникли растительноядные рептилии (парейазавры, доходившие в длину до 3 м) и крупные хищники (синапсидные рептилии).

В позднем карбоне появляются самые древние звероподобные рептилии — пеликозавры, которые вымерли уже в средине пермского периода. Они не выдержали конкуренции с представителями более прогрессивной группы звероподобных рептилий — терапсид, которые в позднепермский период стали доминирующей группой пресмыкающихся.

Терапсиды были очень разнообразны: среди них были хищники разнообразных размеров (иностранцевия) и растительноядные животные (дейноцефалы). В позднепермское время были широко распространены дицинодонты, утратившие все зубы, кроме огромных верхних зубов у самцов и беззубыми челюстями, покрытыми роговым «клювом».

Источник

Палеозойская эра (540–252 млн лет назад)

После протерозоя наступает новый геологический этап земного развития, который называют палеозойской эрой (от греческих слов «палеос» — древний и «зоя» — жизнь). Он продолжался примерно 289 млн лет: начался около 541 и закончился 252 млн лет назад.

Облик Земли в этот период, как и раньше, продолжал меняться: поднимались и опускались под воду горы, перестраивался климат, жизнь то стремительно развивалась, то переживала новые катастрофы.

Движение земной коры (540–250 млн лет назад)

Границы океана и суши продолжали трансформироваться. Ранее полагали, что это происходило за счет вертикального движения участков земной коры. Сегодня же наиболее распространена теория немецкого геолога Альфреда Вегенера о горизонтальном дрейфе («плавании») континентов.

В современном звучании доработанное предположение Вегенера называется теорией тектоники (движения) литосферных плит. В земной мантии есть хрупкий верхний слой (60–250 км), который называется астеносфера (в переводе с греческого — «бессильный шар»). На ее поверхности «плавают» плиты земной коры — основания континентов.

Сама же астеносфера не находится в покое: за счет глубинных ядерных реакций и разницы в плотности неоднородных частей мантии вещество этого слоя перемещается. Вместе с ним приходят в движение плиты земной коры. Столкновение этих огромных образований приводит к деформации их краев и появлению складок — гор. Мы уже упоминали о том, что континентальная плита при соударении подминает под себя океанический пласт, который распределяется ниже в астеносфере.

Движения земной коры вызывали в палеозое такие геологические изменения, как поднятия суши и отступления океана. К началу этого периода на планете уже существовали крупные блоки коры континентов: Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Северо-Американская, Бразильская, Африканская, Индостанская и Австралийская платформы. Значит, горообразовательные процессы обходили стороной эти «оазисы геологического покоя».

Как и раньше, вулканические лавы, пепел и газы поднимались из недр планеты по глубоким трещинам. Обломки древних плит и застывшая магма накапливались в районе подвижных геосинклиналей. Так в палеозойскую эру формировались новые континенты, а к небу вздымались только что появившиеся горы.

С точки зрения запасов полезных ископаемых палеозойские горообразования (как и предыдущие) оказались чрезвычайно необходимы будущему человечеству. Горы Урала, Алтая, территория нынешнего Казахстана, запад Европы и Северная Америка получили в наследство от палеозойской эры обширные залежи руд, а останки болот и лесов превратились благодаря деятельности бактерий в угольные, нефтяные и газовые месторождения Подмосковья, бассейнов рек Волги и Печоры, Караганды, Донецка, а также Ирана и Северной Америки.

После раскола древнейшей Родинии сухопутная жизнь продолжалась на двух гигантских материках: Гондване на юге и Лавразии на севере.

К концу палеозойской эры Гондвана и Лавразия соединились в новый суперконтинент — Пангею. Дрейф материков продолжается до сих пор. Существует научное предположение, что они еще раз соединятся когда-нибудь в новый суперконтинент, который заранее получил имя Пангея Ультима (окончательная). Хотя, учитывая вечные движения земной коры, вряд ли и это грядущее образование окажется «окончательным»…

Экзоскелет — шаг древних существ вперед (570 млн лет назад)

Уже в самом начале палеозоя эволюция живых организмов привела к появлению нового полезного приспособления: в течение короткого периода времени многие существа обзавелись внешним минеральным скелетом. Экзоскелет (от греческого «экзо» — внешний) защищал от опасностей внешней среды и помогал поддерживать форму тела постоянной, преодолевая земное притяжение, что стало особенно важным при выходе первых обитателей моря на сушу в недалеком будущем. Наличие у животных раннего палеозоя экзоскелетов облегчало жизнь в будущем палеонтологам, изучающим древнюю фауну, — в отложениях тех времен они стали обнаруживать не только косвенные признаки жизнедеятельности, но и прямые указания на существование древних организмов.

Появление в атмосфере и гидросфере достаточного количества свободного кислорода обеспечило жителей палеозоя источником доступной энергии. Ею воспользовались губки, моллюски, кораллы, трилобиты и плеченогие, сшивая из растворенных в морской воде солей прочные панцири или синтезируя специальную полисахаридную броню — хитин. Это новое приспособление оказалось столь удачным, что разные формы жизни одновременно воспользовались внешним скелетом независимо друг от друга.

Трилобиты — древнейшие членистоногие, обитавшие в мелководных морях палеозойской эры. Некогда эти организмы были очень многочисленны, но потом их становилось все меньше, и в итоге они вымерли.

Экзоскелетом пользовались не только многоклеточные, но и одноклеточные существа, такие как фораминиферы, обладавшие красивыми и сложно устроенными (только уж очень мелкими) раковинами. Если вы хоть раз держали в руках мел, значит прикасались к останкам древних фораминифер — их панцири в основном состоят из этой породы.

Кроме трилобитов, времена расцвета переживали и другие членистоногие. Из палеозойских ракообразных можно выделить аномалокарисов — гигантских креветок, у которых по бокам были гибкие лопасти для плавания.

Пионерами суши оказались, по всей видимости, защищенные экзоскелетом членистоногие: многоножки, скорпионы, насекомые, пауки.

Период расцвета рыб также приходится на средний палеозой.

В отличие от обладателей экзоскелета, рыбы обзавелись более совершенным внутренним скелетом, который позволил сочетать конструктивную жесткость тела с гибкостью. Самые древние рыбьи скелеты были из хрящей (как у современных акул и скатов), позже появились и костные скелеты.

Одновременно с развитием новых форм жизни отмирали существующие, хуже приспособленные к меняющимся условиям.

Освоение суши древней жизнью (480–450 млн лет назад)

В начале палеозойской эры на Земле преобладал сухой и теплый климат, напоминавший современный пустынный, хотя некоторые области сохраняли тропическую влажность. К концу палеозоя он стал холоднее.

В течение этого периода море и суша часто менялись местами.

В результате этих перемен в появляющихся мелких морях кипела жизнь, а на суше, которая еще недавно была дном водоемов, оставались обитатели, поставленные перед жестким выбором: приспособиться к новым условиям или погибнуть. Первыми на землю вышли растения — только они, будучи автотрофными (питающимися самостоятельно, фотосинтезирующими) организмами, могли поселиться на безжизненных камнях. У животных не было возможности заселить пустынную сушу первыми из-за отсутствия пропитания.

Растения псилофиты первыми шагнули на берега мелководных морей из воды. Они напоминали современные мхи: небольших размеров, без разделения на основные органы, характерные для высших растений. У псилофитов не было корней — их заменяли присоски-ризоиды, которые подходили для беспочвенной планеты. У некоторых экземпляров не было даже стебля. По сути это были водоросли, которые впервые показались на неведомой им суше.

Древнейшие растения суши без органов и сосудов, которые у современных растений отвечают за проведение воды и питательных веществ к каждой клетке, были вынуждены целиком полагаться на диффузию воды. Поскольку ее скорость в твердых телах очень низкая, они либо оставались низкорослыми, как современные мхи, либо вынуждены были находиться у полосы морских приливов.

Однако процесс развития не остановить. Постепенно первые обитатели суши превращались в высшие растения и покидали водную среду обитания.

Бурное развитие жизни в палеозойскую эру подразделяют на несколько периодов.

К концу девона суша уже утопала в зелени. В следующий период с говорящим названием «каменноугольный» было положено начало современным месторождениям нефти, газа и угля — остаткам древних лесов.

Выход на сушу стимулировал живые организмы к еще большему видовому разнообразию, требуя новых и новых механизмов приспособления. В мелких девонских морях появились кистеперые рыбы, способные пережить кратковременную засуху, зарывшись в ил, и даже переползти в новый водоем. При этом они опирались на крепкие и сильные грудные плавники, от которых и произошло их название. Это были достаточно крупные (1,5–2 м) существа. Одна из таких рыб (латимерия) дожила до наших дней и была сравнительно недавно обнаружена в Индийском океане в районе Сейшельских и Коморских островов.

Увидеть латимерию можно в Зоологическом музее в Москве. Однако грудные плавники — не самое главное приспособление кистеперых рыб. Другое название этих существ — двоякодышащие. Кроме обычной для всех рыб системы жаберного дыхания, у латимерии было обнаружено подобие легких, которое позволяло дышать воздухом.

Дело в том, что плавательный пузырь (который есть у кистеперых, как у большинства их сородичей) взял на себя функции газообмена, обычно происходящего в легких: он покрыт у двоякодышащих рыб густой сетью тонких кровеносных сосудов, через стенки которых в одну сторону поступает кислород, а в другую — выдается углекислый газ. Выйдя на сушу, кистеперые рыбы вполне могли стать ее первыми позвоночными обитателями и дать начало будущим земноводным. Вероятно, это произошло в конце силурийского периода.

Вскоре среди земноводных появились первые крупные хищники. Одним из них был мастодонзавр (длина достигала 6 м, вес — 1000 кг), который жил в пресноводных озерах и болотах, питаясь рыбой.

Его сходство с лягушками заключалось в том, что он не мог обходиться без воды и на сушу выползал лишь от случая к случаю. Позже, в пермском периоде, когда климат стал не таким влажным и водоемы пересохли, мастодонзавры вымерли.

Земноводные, даже выползая на сушу, сохраняли жизненную связь с водой, что отражено уже в самом названии этого класса. Они могут существовать лишь вблизи водоемов или во влажной среде. В особенности от нее зависит размножение земноводных: икра лишена защиты от пересыхания (скорлупа появится у пресмыкающихся только позднее), а ее оплодотворение тоже происходит в воде, как у рыб.

По-настоящему сухопутными позвоночными первыми стали не земноводные, а пресмыкающиеся (или рептилии), которые появились позднее, в конце палеозоя. Изначально все они заселили сушу, но потом многие вернулись обратно в воду, а некоторые, например птерозавры, освоили даже воздух. Яйца пресмыкающихся уже надежно были защищены от пересыхания скорлупой. Это давало возможность откладывать их на суше. Так, кстати, поступают даже морские черепахи, которые находятся в воде большую часть своей жизни. Развивающийся в яйце эмбрион имеет достаточный запас питательных веществ, сконцентрированных в желтке. На свет уже стал появляться вполне сформированный живой организм, а не личинка вроде головастиков.

Одним из самых ранних известных пресмыкающихся является небольшая (30–40 см) ящерица никтифрурет, останки которой были найдены в 1938 г. известным советским ученым-палеонтологом и замечательным писателем-фантастом Иваном Антоновичем Ефремовым. Он счел свою находку останками ночного животного, отсюда и название (в буквальном переводе с греческого — «несущий ночную стражу»). Как и всех рептилий, никтифрурета от внешних опасностей защищала плотная чешуя.

Как и среди других классов живых существ, у пресмыкающихся встречаются и хищники, и растительноядные. Самыми первыми примитивными рептилиями каменноугольного периода были, очевидно, звероподобные пеликозавры.

Именно от более поздних звероподобных ящеров произошли, по всей видимости, первые млекопитающие. Только случилось это гораздо позже — в последовавшую мезозойскую эру.

Развитие растений. Возникновение почвы (450–400 млн лет назад)

После того как сушу стали заселять мохоподобные псилофиты, растения сделали следующий важнейший шаг вперед — их тело стало делиться на органы, которые выполняли различные функции. В отличие от древних псилофитов и современных мхов, которые используют диффузию для доставки нужных веществ к каждой клетке, эти растения были более сложно организованы — в их органах появились сосуды, поэтому более сложные растения называют сосудистыми. Ученые полагают, что они возникли 450 млн лет назад на севере древней Гондваны, а оттуда уже расселились по всему миру. Первыми сосудистыми растениями времен силура были плауны и их родственники. Плауны, живые посланцы палеозойской эры, процветают на Земле до сих пор.

Первые сосудистые растения были небольших (до 10 см) размеров, как и их мохоподобные предки. Вначале они также селились недалеко от водоемов. Однако прошло не так много времени — и из древовидных плаунов, хвощей и папоротников сформировались целые леса. Плауны лепидодендроны и хвощи сигиллярии покачивали пучками своих узких и длинных листьев на высоте уже 25–30 м от земли. У каламитовых гигантских плаунов листья делились на тонкие нити, которые создавали полутень над древними болотами.

Сосудистые растения стали осваивать даже самые засушливые области планеты. Их средообразующая роль была огромна — ведь именно растительность задает темп развития во всяком биологическом сообществе и определяет набор видов животных. Вместе с сосудистыми растениями жизнь стала проникать во все уголки Земли.

Направленным вверх стволам отныне не были страшны песчаные заносы, которые вызывал ветер. Биохимия растений становилась сложнее, и на свет появился абсолютно новый тип ткани — древесина.

Ее возникновение в свою очередь привело к появлению новых живых существ, которые уже могли специализироваться на расщеплении новой трудноразложимой ткани растений. В природе эта роль закрепилась за грибами.

С появлением массивных деревьев обострилась проблема их прикрепления к земле: ризоидов для тяжеловесного ствола уже было явно недостаточно. Так у сосудистых растений появилась развитая корневая система. Корни скрепляли пески, а их отмиравшие останки смешивались с неорганическими частицами, образуя почвы. До палеозойской эры на суше не было ничего, похожего на привычную нам почву, — только камни и пески.

Значение появления первых сосудистых растений для палеозойской биосферы невозможно переоценить. Благодаря ему началось отложение почв, которое снабдило будущие поколения организмов ресурсом органических веществ, суровый климат смягчился, разнообразие биологических сообществ резко возросло. Выйдя из воды, жизнь преобразила облик планеты. Впервые стало возможным появление роющих и лазящих животных с приспособленными для этого конечностями.

Гибель 9/10 форм жизни (252–250 млн лет назад)

Как мы уже знаем, осадочные породы — это своеобразные пошаговые снимки времени. Слой за слоем они хранят останки живых организмов в той последовательности, в которой они жили на Земле. Каково же было изумление ученых, обнаруживших, что в течение 4–5 млн лет после пермского периода палеозойской эры эти породы практически не содержали останков живых организмов. Попытки ученых найти хотя бы микроскопические раковины фораминифер и радиолярий, обломки коралловых рифов или залежи угля, относящиеся к тем временам, так и не увенчались успехом. Ни на одном континенте — от Евразии до Антарктиды — следов жизни, которые бы принадлежали тому периоду, попросту нет. Приходится признать, что в конце палеозоя произошла какая-то таинственная катастрофа, отбросившая Землю назад в безжизненное состояние. Эта катастрофу называют массовым пермским вымиранием.

Это было не первое и не единственное вымирание жизни на нашей планете, но, пожалуй, самое катастрофическое из всех.

После такого события планета не досчиталась около 90% своих жителей. Эта катастрофа даже более значима, чем известное вымирание динозавров, произошедшее позднее. Среди множества погибших видов были известные нам трилобиты и некоторые моллюски, хвощи и плауны, которые царствовали на Земле, заметно сократили свое разнообразие.

Ученые выдвигали много различных версий возможных причин катастрофы, но ясной картины произошедшего у науки нет до сих пор. Скорее всего, этому послужило сразу несколько причин.

В настоящее время наиболее популярна гипотеза об усилении деятельности вулканов, погубившем все живое. Особенно парадоксально, что именно эти огненные горы, как мы помним, во время протерозойского оледенения помогли Земле оттаять и восстановить жизнь.

Эта версия кажется весьма правдоподобной: вполне можно представить, что потоки огненной лавы, частые выбросы вулканического пепла, закрывающие вместе с облаками ядовитых газов солнечный свет, в пермском периоде действительно могли вызвать изменение облика Земли и, как следствие, массовую гибель всего живого.

Источник