Розвиток життя протягом палеозойської ери

У канадських Скелястих горах є гора Бьєрджес. На її схилі на початку XX сторіччя відкрили осадову породу - сланець віком приблизно 540 млн років (мал. 42.3). За сто років досліджень у ній знайшли залишки понад 60 тисяч решток тогочасних переважно м’якотілих тварин, які відсутні або погано збереглись в інших кембрійських породах. Це пояснюють уні­кальними умовами виникнення сланців Бьєрджес, які встановила спеці­альна наукова експедиція в 1966 р. Тоді частина пологого мулистого схи­лу, утвореного скелетами археоціат вапнякового рифу, розташованого на місці сучасної гори Бьєрджес, зсунулась на глибину, що викликало рапто­ву загибель населення мулу. Тут за умов відсутності течії та низького вміс­ту кисню у воді мул поступово перетворився на сланець, навіки зберігши, як на фотоплівці, рештки всіх живих істот. Лише для частини з них мож­на встановити належність до відомих типів чи класів; більшість не має жодної подібності до інших викопних чи сучасних тварин.

Чим характеризується ордовицький період палеозойської ери?

Ордовицький період тривав понад 50 млн років і закінчився приблизно 443 млн років тому. У його відкладах залягають поліметалічні та залізні руди, фосфорити, горючі сланці, будівельні матеріали, нафта. Клімат був загалом теплішим і м’якшим, ніж у кембрії. Значно збільшилася площа моря, яке затопило великі площі кембрійських материків; залишились Гондвана та кілька невеликих континентів в екваторіальній частині Землі (мал. 42.4). Життя опанувало прісні водойми, у яких мешкали зелені водо­рості, були поширені різноманітні ракоподібні та найбільші за всю історію Землі хижі членистоногі-ракоскорпіони (евриптериди) (мал. 42.5). Ці хи­жаки досягали майже 2 м завдовжки. Найхарактернішим для ордо- вицьких водойм був розквіт і широка адаптивна радіація безщелепних хребетних - щиткових. Вони мали обтічну (рибоподібну) форму тіла, хря­щовий скелет, непарні, а інколи ще й парні плавці. Довжина тіла була від кількох сантиметрів до метра. Більшість видів була вкрита ззовні захисни­ми щитками з кісткової тканини, які часто зросталися у суцільний панцир. Щиткові не мали зябрових дуг і щелеп, дихали за допомогою сполучених з довкіллям зябрових мішків, що знаходились в товщі черепа. Мешкали щиткові переважно в прісних та напівсолоних водоймах, живились, імовірно, дрібними планктонними і бентосними організмами та їхніми рештками.

Основними фотосинтетиками були ціанобактерії, зелені та червоні во­дорості. У морях було багато губок, кишковопорожнинних, багатоще- тинкових кільчастих червів, трилобітів, ракоподібних, молюсків тощо. Знайдені залишки мешканців приливно-відпливної зони - мечохвостів, які практично не відрізняються від сучасних. З’являється багато видів ко­ралових поліпів, які стали основними рифоутворювачами. Були поширені різноманітні молюски (двостулкові, черевоногі та ін.), серед яких хижі велетенські головоногі, укриті конусоподібними черепашками до 9 м за­вдовжки (мал. 42.5), різноманітні голкошкірі, зокрема морські лілії до 20 м завдовжки.

Які події відбувалися протягом силурійського періоду?

Силурійський період розпочався 443 млн років і закінчився близько 417 млн років тому. Продовжувала існувати Гондвана; поблизу екватора знову розташувався материк Лаврентія (мал. 42.6). Для силуру характер­на наявність мілководних (до 10 м глибини) континентальних теплих мо­рів з незначною солоністю та багатою флорою та фауною (мал. 42.7). У них поряд із щитковими з’являються перші щелепні хребетні, представлені особливими викопними класами риб. Ці риби мали особливі скелетні утвори - зяброві дуги, передні з яких перетворились в органи захоплення їжі - щелепи, та добре розвинені грудні та черевні парні плавці для збіль­шення маневрування при плаванні. Первинні хребетні (безщелепні) риби не мали зябрових дуг та обох пар парних плавців. Обидва силурійські кла­си риб не дожили до наших днів. Вони мали хрящовий внутрішній скелет, у них не було зябрових кришок та плавального міхура. Деякі з них замість луски були ззовні захищені кістковим панциром (так звані панцирні риби) та досягали 6 м завдовжки. Серед первісних риб були придонні та плаваю­чі форми. Вважають, що всі вони були хижаками.

У прибережних частинах прісноводних водойм унаслідок мінливості рівня води утворився шар мулу. Він став основою первісних ґрунтів, на яких сформувались перші наземні біогеоценози (мал. 42.7). їх основу складали риніофіти до метра заввишки та повзучі плауноподібні росли­ни. З тварин у таких екосистемах мешкали різні ґрунтові види (малоще­тинкові черви, павукоподібні -- павуки та скорпіони, рослиноїдні багато­ніжки, або ківсяки, тощо). Усі ці тварини мало відрізнялися від сучасних.

Чим характеризувався девонський період?

Девонський період (почався 417 млн, а закінчився близько 354 млн ро­ків тому) має виняткове значення в історії біосфери. Саме тоді наземні еко­системи заселили значні площі суходолу, який опанували також хребетні тварини. Цей період характеризується великим різноманіттям клімату, частими коливаннями рівня Світового океану, процесами гороутворення тощо. Це, у свою чергу, спричиняло місцеві (локальні) біоценогичн) кризи, тому темпи еволюції загалом були досить високі. За девонського часу спо­чатку було кілька північних материків -Єврамерика, Сибір, Південний та Північний Китай тощо (мал. 42.8), які згодом з’єдналися та утворили єди­ний великий материк Атлантію. Продовжує існувати Гондвана.

У водоймах на початку періоду вимерло багато груп тварин, серед яких більшість трилобітів, а наприкінці - панцирні риби та щиткові. Значну площу зволожених частин суходолу займали ліси з дерев’янистих вищих спорових — плаунеподібних, хвощів, папоротей (риніофіти вимерли на­прикінці періоду) (мал. 42.9). З’являються перші голонасінні, що належа­ли до класу насінних папоротей. З безхребетних тварин суходіл заселнлн павуки та кліщі.

Девонський період часто називають "віком риб". Дійсно, у цей період в морях з’являються хрящові (первісні акули та деякі інші), а в прісних во­доймах — кісткові риби. Вважають, що плавальний міхур у них слугував для додаткового дихання атмосферним повітрям, оскільки у воді багатші на гниючі рештки рослин прісних водойм розчиненого кисню було замало.

З девону відомо багато видів кистеперих (мал. 42.9) та дводишних риб, а також деякі променепері. М’язисті парні плавці кистеперих слугували їм, імовірно, для повзання по дну захаращених стовбурами впалих дерев во­дойм; план будови цих плавців виявився пригідним і для їх перетворення на кінцівки для пересування на суходолі. Нащадки деяких кистеперих у девоні пристосувались до життя на суходолі, де знайшли багату кормову базу у вигляді наземних безхребетних - багатоніжок, павукоподібних тощо. Однак для розмноження і розвитку вони потребували водного середовища. Так виникли перші земноводні. У зв’язку з диханням ат­мосферним киснем уміст гемоглобіну в крові різко зростає, тому основним органом кровотворення наземних хребетних слугує червоний кістковий мозок (у риб - лише селезінка).

Сучасні земноводні (ряди Хвостаті, Безхвості та Безногі) у викопному стані відомі починаючи із середини мезозойської ери та мають досить мало спільних рис будови з палеозойськими видами.

Які події відбувалися протягом кам’яновугільного періоду?

мосферу великої кількості С0₂, а вулканічний попіл підвищив родючість ґрунтів. Теплий і вологий клімат панував на материках тривалий час. Це створило сприятливі умови для розвитку наземної флори. Зокрема, існувало багато болотистих низовин, де буяли ліси з вищих спорових та різноманіт­них голонасінних (мал. 42.11). Потрапляючи в заболочений ґрунт, стовбури відмерлих дерев за умов відсутності кисню не перегнивали, а замалювались і за багато мільйонів років перетворилась на кам’яне вугілля (що склада­ється з Карбону), від якого і дістав назву сам період. У цей час виникли хвойні рослини, розмноження яких не зв’язане з наявністю води в довкіллі, та мешканці перезволожених місцевостей - мохоподібні. Хвойні стали осно­вою біогеоценозів середньозволожених і посушливих місцевостей, а мохопо­дібні створили наземний ярус у рослинних угрупованнях. На кінець періоду життя опанувало весь суходіл, тобто біосфера досягла сучасних меж.

Тварини швидкими темпами заселили суходіл. На початку періоду від гіпотетичних прісноводних ракоподібних виникли спочатку безкрилі, а по­тім - крилаті комахи. Деякі з них мали значні розміри, досягаючи метра в розмаху крил. З’явились черевоногі молюски, що дихали легенями. Були поширені багатоніжки, земноводні (мал. 42.11). Серед них відомі як неве­ликі тварини, так і хижаки до кількох метрів завдовжки. У середині періо­ду частина амфібій набула здатності до розмноження на суходолі завдяки виникненню в них внутрішнього запліднення, відкладання багатих на жовток яєць з товстими оболонками та прямого розвитку. В одних з них зникли шкірні залози, а сама шкіра стала дуже товстою (пристосування до збереження води в тілі), і вони дали початок першим плазунам. В інших збереглись шкірні залози внаслідок пристосування до терморегуляції за рахунок випаровування води через шкіру; вони були предками послідовно­го ряду форм, які врешті-решт набули рис ссавців.

Наприкінці кам’яновугільного періоду рівень Світового океану зни­зився, унаслідок чого утворились велетенський материк Пангея та кілька менших континентів. Частина Пангеї вкрилася льодом. Усе це зумовило біосферну кризу, яка дала початок наступному, пермському, періоду.

Що відбувалося протягом пермського періоду?

Останній період палеозойської ери - пермський (почався 290, а закінчив­ся 248 млн років тому) - характеризувався переважанням суходолу над

морем: існував єдиний величезний материк Пангея з різкою природною зональністю, у тому числі значними площами із сухим кліматом (мал. 42.12). Протягом цього періоду відбулося кілька зледенінь. Унаслідок різких змін умов довкілля на початку та в кінці періоду відбулися глобальні біосферні кризи і пов’язані з ними масові вимирання та виникнення нових груп. Основу наземних біогеоценозів із сухим кліматом становили хвойні та де­які інші голонасінні. Відбувалась подальша адаптивна ря ді я пі я комах; на кінець періоду їх відомо вже ЗО рядів, серед яких прямокрилі, твердо­крилі, лускокрилі та перетинчастокрилі. Значно зростає різноманіття плазунів, зокрема з’являються черепахи, лускаті, представлені ящірка­ми, та деякі інші, які в мезозойську еру дали початок наземним динозав­рам, вторинноводним і літаючим плазунам.