Затем группы животных стали еще более разнообразными. Например, появились головоногие моллюски с раковинами, мидии (животные с двумя раковинами) и кораллы. В это время появились и первые представители экваториальной окраины.
Палеозой. Земля между 542 и 248 млн. лет тому назад
Палеозой, Палеозой (от греч. paleos — старый и life (ζωη) — жизнь) — самая древняя геологическая эпоха, входящая в состав фанерозоя. Согласно современным представлениям, нижний предел палеозойской эры составляет 542 миллиона лет. Верхняя граница определяется периодом 251-248 миллионов лет назад — временем самого большого вымирания живых организмов в истории Земли (вымирание пермско-триасовых видов). Возраст палеозоя составляет около 290 миллионов лет. Он появляется после протерозоя.
Палеозой был определен в 1837 году английским геологом А. Седжвиком, который включил в него два геологических периода — силурийский и девонский. Вместо каменноугольного периода американские палеогеографы выделяют два периода: миссисипский и пенсильванский.
В этот период облик Земли продолжал меняться: горы поднимались и уходили под воду, менялся климат, жизнь стремительно развивалась и переживала новые катастрофы.
Начало палеозойской эры ознаменовано извержением кембрия. В этот относительно быстрый период эволюции и развития видов на Земле появилось много новых и более сложных организмов, чем когда-либо прежде. В кембрии появились многие предки современных видов, включая членистоногих и иглокожих.
В настоящее время палеозой делится на шесть геологических периодов:
- Кембрийский период, или кембрий (542 — 485 млн лет назад)
- Ордовикский период, или ордовик (485 — 444 млн лет назад)
- Силурийский период, или силур (444 — 419 млн лет назад)
- Каменноугольный период, или карбон (359 — 299 млн лет назад)
- Девонский период, или девон (419 — 359 млн лет назад)
- Пермский период, или пермь (299 — 252 млн лет назад)
Кембрийский период
Некоторые предки современных животных впервые появились во время кембрийского взрыва в раннем кембрии. Хотя этот «взрыв» длился миллионы лет, это относительно короткий период по сравнению со всей историей Земли. В то время еще существовало много континентов, которые отличались от тех, которые мы имеем сегодня. Вся суша, составлявшая континенты, находилась в южном полушарии Земли. Это позволило океанам занять огромные площади, а морской жизни — быстро развиваться и диверсифицироваться. Такая быстрая специализация привела к генетическому разнообразию видов, невиданному в истории жизни на нашей планете.
Почти вся жизнь в кембрии была сосредоточена в океанах. Если на суше и существовала жизнь, то это, скорее всего, были одноклеточные микроорганизмы. Ученые обнаружили окаменелости этого периода в Канаде, Гренландии и Китае, в том числе множество крупных плотоядных ракообразных, похожих на креветок и крабов.
В это время сформировались самые важные типы многоклеточных животных. В кембрии появились фораминиферы, радиолярии, членистоногие (включая трилобитов), различные моллюски (полипланофоры, монофалофоры, брюхоногие, двустворчатые, головоногие), брахиоподы, иглокожие, граптолиты, туберкулы и другие.
Ордовикский период
Второй период палеозоя длился около 41 миллиона лет и привел к растущей диверсификации водной жизни. Крупные, похожие на моллюсков хищники охотились на мелких животных на морском дне. В ордовике произошли многочисленные экологические изменения. Ледники начали перемещаться по континентам, и уровень моря значительно снизился. Сочетание изменения температуры и потери морской воды привело к массовому вымиранию, которое ознаменовало конец этого периода. В это время вымерло около 75 % всех живых существ.
В Ордовико значительно увеличилось количество организмов с карбонатным скелетом, способных образовывать раковины. Появились четырехгранные кораллы, строматофоры (колониальные донные организмы), лопатоногие моллюски, мшанки, иглокожие (криноидеи, морские ежи), морские звезды, офиуры, морские пузыри), крылатые жабры, бесчелюстные парнокопытные (телодонты), первые челюстноротые (примитивные хрящевые рыбы). Табуляты, трилобиты, эвриптериды, двустворчатые моллюски, брюхоногие и головоногие моллюски, головоногие моллюски и граптолиты были многочисленны.
Силурийский период
После массового вымирания в конце ордовика разнообразие жизни на Земле сделало шаг назад. Важным изменением в расположении суши планеты стало то, что континенты начали сливаться. Это создало еще больше пространства в океанах для роста и разнообразия морской жизни. Животные смогли плавать и питаться у поверхности, чего раньше никогда не случалось в истории жизни на Земле.
В силурийском периоде распространилось множество различных видов бесчелюстных рыб, и даже появились первые лучеперые рыбы. Хотя наземной жизни (за исключением одноклеточных бактерий) все еще не было, биоразнообразие начало восстанавливаться. Содержание кислорода в атмосфере было примерно таким же, как и сегодня, поэтому к концу силурийского периода на континентах появились первые членистоногие.
В конце силурийского периода появились первые сосудистые растения, плаценты и их родственники. Плаценты, живые посланцы палеозоя, процветают на Земле и сегодня. Первые сосудистые растения были маленькими (до 10 см), как и их предки — мхи. Сначала они также селились вблизи водоемов. Но через некоторое время лесистые равнины, хвощи и папоротники переросли в леса.
Что немецкий ученый Гумбольдт открыл в России в 19 веке
Вместе с сосудистыми растениями жизнь распространилась во все уголки Земли.
Устремленные вверх стебли больше не боялись песчаных бурь, вызванных ветром. Биохимия растений усложнялась, и появился совершенно новый тип ткани — древесина.
Его появление, в свою очередь, привело к появлению новых существ, которые уже могли специализироваться на расщеплении новых, трудно разлагаемых растительных тканей. В природе эту роль взяли на себя грибы.
С появлением массивных деревьев проблема их крепления к земле стала более острой: Корней уже не хватало для тяжелого ствола. Поэтому у сосудистых растений развилась сложная корневая система. Корни связывали пески, а остатки их разложения смешивались с минеральными частицами, образуя почвы. До палеозоя на суше не было почвы в том виде, в котором мы ее знаем, — только камни и песок.
Общие характеристики
продолжительность
Палеозойская эра длилась примерно с 541 миллиона лет назад до 252 миллионов лет назад. Он просуществовал около 290 миллионов лет.
Взрыв жизни
В это время происходило большое разнообразие многоклеточных форм жизни, как морских, так и наземных. Это был один из периодов, когда существовало большое разнообразие живых организмов, которые становились все более специализированными и даже смогли покинуть морскую среду обитания и колонизировать сушу.
Формирование Пангеи
В конце этого периода сформировался суперконтинент Пангея, который впоследствии раскололся и образовал известные нам сегодня континенты.
Несколько оледенений и массовое вымирание
На протяжении всего палеозоя температура окружающей среды колебалась. Бывало, что температура оставалась теплой и влажной, а в другое время резко падала. Настолько, что здесь было несколько ледников.
В конце эпохи экологические условия стали настолько неблагоприятными для жизни, что произошло массовое вымирание, известное как Великое вымирание, в результате которого погибло около 95% видов, обитавших на планете.
геология
С геологической точки зрения палеозойская эра претерпела значительные изменения. Первым крупным геологическим событием этой эпохи стал раскол суперледника, известного как Пангея-1.
Пангея-1 раскололась на несколько континентов и создавала впечатление островов, окруженных мелководными морями. Это были следующие острова: Лаврентия, Годвана и Южная Америка.
Несмотря на такое разделение, эти острова в течение тысячелетий сближались друг с другом, в итоге образовав новый суперконтинент — Пангею II.
В это время также произошли два геологических события, имеющих большое значение для рельефа планеты: Каледонский и Эрцинский орогены.
Каледонский орогенез
Это был процесс строительства гор, который происходил на территории, где сейчас проживают Ирландия, Шотландия, Англия, Уэльс и часть Норвегии…..
Во время этого процесса многие плиты столкнулись. В результате образовалась Евразия, суперконтинент.
Оросиния Герциниана
Именно этот процесс привел к образованию надстройки Пангеи. Во время этого процесса столкнулись две большие континентальные массы — Лавазия и Гондвана. Другие плиты, такие как Южно-Американская и Северо-Американская, также сдвинулись.
В результате этих столкновений образовались горные системы с большими вершинами, которые впоследствии были потеряны для Земли в результате естественного процесса эрозии.
Географические модификации
В течение 300 миллионов лет, которые длилась палеозойская эра, произошло множество географических изменений на больших пространствах суши, существовавших в то время.
В начале палеозойской эры многие из этих массивов суши располагались вокруг экватора. Лаврентия, Балтия и Сибирь сходились в тропиках. Затем Лаврентия начала двигаться на север.
Примерно в силурийском периоде к Лаврентии присоединился континент, известный как Балтия. Континент, образовавшийся здесь, был известен как Евразия.
Вскоре после этого, в среднем палеозое, суперконтинент Гондвана раскололся на несколько частей суши, которые сместились в сторону экваториальных регионов. Позже они объединились и образовали трансконтинентальную Евроамерику.
В конце концов, суперконтиненты, которые позже образовались на Африканском континенте и в Южной Америке, столкнулись с Евразией и образовали единый материк, который стал известен как Пангея.
Палеозойская эра (Палеозой) от 541 до 252,17 млн. лет назад
Палеозойская эра, которая по времени следует за докембрием (архей + протерозой), длилась с 540 до 252 миллионов лет назад. Палеозой делится на шесть периодов (в скобках указаны начало и конец каждого периода в миллионах лет).
- Кембрий (начался 541 млн. лет назад) — бурный расцвет многоклеточных животных. Почти все типы животного царства имели уже своих представителей в этом весьма еще далеком от наших дней периоде. Но позвоночных не было. Начало эры трилобитов — вымерших членистоногих, предков пауков, скорпионов, клещей и фаланг. Появляются примитивные предки наутилусов, улиток, раков, кишечнополостных, иглокожих и многих других многоклеточных животных.
- Ордовик (начался 485,4 млн. лет назад). Первые бесчелюстные панцирные рыбообразные, морские лилии, голотурии, морские звезды, головоногие моллюски, гигантские морские скорпионы (иные ростом с человека!). Бурный расцвет и затем массовое вымирание многих видов и родов трилобитов (полностью вымерли они в пермском периоде).
- Силур (начался 443 млн. лет назад). Первые челюстные панцирные рыбы. Древние многоножки, скорпионы, пауки. Таким образом, силур — первый период в истории Земли, в котором было совершено завоевание суши нашей планеты. Многоножки, пауки и скорпионы претендуют на первенство в этом весьма знаменательном событии.
- Девон (начался 419,2 млн. лет назад). Первые хрящевые рыбы (первобытные акулы), а также легочные и кистепёрые. Первые примитивные бескрылые, позднее — первые насекомые и клыци, а в конце девона — амфибии. Суша девона уже зазеленела. Правда, первые поселившиеся на ней растения появились в конце силура. Но гораздо больше их было в девоне: псилофиты, плауновые, папоротники. В девоне из остатков отмерших растений накопились уже слои каменного угля, правда, не очень большие.
- Каменноугольный период, или карбон (начался 358,9 млн. лет назад). Основные толщи каменного угля пришли к нам из этого периода. Тогда росли леса из древовидных плаунов, папоротников, лепидодендронов, кордаитов, сигиллярий и прочих ныне вымерших деревьев. В самом конце этого периода возвышенные места суши покрывали боры уже настоящих деревьев — хвойных. Появились первые рептилии. И первые белемниты — предки кальмаров. Расцвет низших насекомых. Появляются и высшие — тараканы, гигантские стрекозы.
- Пермский период (начался 298, 9 млн. лет назад). Вымирают трилобиты и гигантские скорпионы. Обитают уже современного типа десятиногие раки, жуки, клопы, мухи и первые зверообразные пресмыкающиеся (терапсида) — предки млекопитающих животных. Некоторые специалисты полагают, что корни происхождения этих зверозубых ящеров простираются даже в карбон.
В кембрийском периоде большая часть жизни была сосредоточена в океанах. Организмы населяли весь спектр доступных сред обитания, вплоть до мелководных прибрежных вод и, возможно, пресной воды. Водная флора была представлена большим разнообразием водорослей, основные группы которых появились еще в протерозое. Начиная с позднего кембрия, распространение строматолитов постепенно уменьшалось. Это связано с возможным появлением травоядных животных (возможно, некоторых форм червей), питающихся водорослями, которые образуют строматолиты.
Донная фауна мелких теплых морей, прибрежных отмелей, заливов и лагун была представлена разнообразными сидячими животными: Губки, археоцеты, кишечнополостные (различные группы полипов), бластоподы (криноидеи), головоногие (языки) и другие. Большинство из них питаются различными микроорганизмами (простейшими, одноклеточными водорослями и т.д.), отфильтрованными из воды.
Некоторые колониальные организмы (строматофоры, тамбуларии, мшанки, археи) с известковым скелетом образовывали рифы на морском дне, подобно современным коралловым полипам. Различные черви, включая гемихордовых, приспособились жить стаями в слоях осадочных пород. На морском дне среди водорослей и кораллов ползали иглокожие (морские звезды, офиориты, голотурии и другие) и двустворчатые моллюски.
В кембрии появились первые свободно плавающие головоногие — наутилоиды; в девоне — более высокоразвитые группы головоногих (аммониты); а в нижнем антропоцене — первые представители высших головоногих (белемниты), раковины которых постепенно становились все меньше и покрывались мягкими тканями тела. В толще воды и на поверхности моря жили животные, которые дрейфовали с течением и удерживались на поверхности с помощью наполненных газом плавательных пузырей или «поплавков» (сифонофоры кишечнополостные, полухордовые граптолиты).
В кембрийских морях также обитали высокоорганизованные членистоногие: жаброногие, хелидобранхи и трилобиты. Трилобиты достигли своего пика в раннем кембрии, где они составляли около 60% фауны того времени, и исчезли в перми. Первые крупные хищные членистоногие (длиной до 2 м) появились в то же время и процветали в силуре и первой половине девона; они исчезли в ранней перми, когда их заменили хищные рыбы.
Начиная с нижнего ордовика, в морях появились первые позвоночные. Первыми известными позвоночными были бесчелюстные, похожие на рыб животные, чье тело было защищено панцирем (бронированные бесчелюстные или панцирные животные). Первые из этих животных появились еще в верхнем кембрии. Первые рыбы развивались в морях и пресных водоемах раннего и среднего девона и имели более или менее сильно развитый костный панцирь (бронированные рыбы). К концу девонского периода панцирные позвоночные исчезли, а на смену им пришли более высокоразвитые группы челюстных рыб.
В первой половине девона уже существовали различные группы всех классов рыб (включая костистых рыб, двустворчатых и ципринид) с хорошо развитыми челюстями, парными конечностями и развитым жаберным аппаратом. Палеозойская подгруппа радиальных рыб была немногочисленной.
К концу каменноугольного периода оледенение усилилось в южном полушарии в связи с появлением южного полюса Гондваны. На суперконтиненте без ледников был прохладный, умеренный климат с ярко выраженной сезонностью. Годовые кольца развивались на древесных растениях флоры Годваны, так называемых глоссиферных растениях.
Такая флора была характерна для обширных ландшафтов современных Индии, Афганистана, Южной Африки, Южной Америки, Австралии, Новой Зеландии и Антарктиды. Кроме различных птероподов, присутствовали и другие голосеменные: Кордаты, гинкгоиды и хвойные.
На северных континентах, принадлежавших Евразии и находившихся в ранней перми в основном в экваториальной зоне, сохранилась растительность, похожая на тропическую флору карбона, но бедная видами лепидодендронов и парусных лилий.
В середине пермского периода климат в этих регионах (Европа и Северная Америка) стал более сухим, что привело к исчезновению папоротников, тростников, лиственных деревьев и других влаголюбивых растений тропических лесов. Только в восточных районах Евразии (Китай и Корея) климат и флора остались похожими на каменноугольный период.
В пермском периоде царство животных претерпело значительные изменения, которые были особенно драматичными во второй половине перми. Численность многочисленных групп морских животных (плектрогены, мшанки, морские ежи, офиуры, аммоноидеи, наутилоидеи, ракообразные, губки, фораминиферы) сокращалась, как и их разнообразие и разнообразие, вплоть до вымирания целых порядков (трилобиты, эвриптиды, Blastidae, палеозойские группы криноидей, тетракораллы).
Из позвоночных животных в палеозое исчезли акантоподы и многие группы хрящевых рыб. В пресных внутренних водоемах количество видов чавычи значительно уменьшается. В конце палеозоя исчезает клюворылая рыба лепосфера. Пермское исчезновение является одним из так называемых «великих событий вымирания».
За этот период исчезло 96% всех морских видов и 70% позвоночных животных на суше. Это было единственное известное массовое вымирание насекомых, в результате которого исчезло около 57 % родов и 83 % видов всего порядка насекомых. Изменения в наземной фауне были не столь масштабными. Насекомоядные котиледоны разделились на несколько крупных эволюционных кладов, появились травоядные рептилии (парейдарии, длиной до 3 м) и крупные хищники (синапсидные рептилии).
В конце карбона появились первые звероподобные рептилии — пеликозавры, которые исчезли в середине перми. Они не могли конкурировать с терапсидами, более развитой группой рептилий, напоминавших крупных животных, и стали доминирующей группой рептилий в поздней перми.
Терапсиды были очень разнообразны: среди них были хищники разных размеров (пришельцы) и травоядные (декаподы). Позднепермские бицинодонтиды были широко распространены, потеряли все зубы, кроме крупных верхних зубов самцов, и имели беззубые челюсти, прикрытые рогатым клювом.
Девонский период, или девон (419 – 359 млн лет назад)
В девонском периоде дифференциация была быстрой и обширной. Наземная флора распространилась и стала включать папоротники, мхи и даже семенные растения. Корневые системы этих первых наземных растений помогли очистить почву от камней, оставив больше места для укоренения и роста растений на земле. Многие насекомые также появились в девоне. Ближе к концу девонского периода амфибии перебрались на сушу. По мере сближения континентов новые сухопутные животные легко распространялись в различные экологические зоны.
Тем временем бесчелюстные рыбы в океанах приспособились к новым условиям и развили челюсти и чешую, как у современных рыб. К сожалению, девонский период закончился, когда в Землю врезались крупные астероиды. Считается, что удар этих метеоритов вызвал массовое вымирание, которое уничтожило почти 75% водной жизни.
Каменноугольный период, или карбон (359 – 299 млн лет назад)
Опять же, каменноугольный период был периодом, когда биоразнообразие должно было восстановиться после предыдущего массового вымирания. Поскольку массовое девонское вымирание в основном ограничилось океанами, растения и животные на суше продолжали процветать и быстро эволюционировать. Амфибии продолжали адаптироваться и отделяться от первых предков рептилий. Континенты продолжали сливаться, и самые южные регионы снова покрылись ледниками. Однако преобладали и тропические климатические условия, способствовавшие развитию богатой растительности, из которой развилось множество уникальных видов. Эти болотные заводы дали начало углю, который сегодня используется в качестве топлива и для других целей.
Что касается жизни в океанах, то темпы эволюции, по-видимому, намного медленнее, чем в прошлом. Виды, пережившие последнее массовое вымирание, продолжают эволюционировать и образовывать новые, похожие виды.
Многообразие животного мира
Самые известные представители палеозойской фауны — трилобиты, беспозвоночные членистоногие, напоминающие раков. Их тело покрыто твердым панцирем с неоднородной структурой. Карапакс состоит примерно из 40 хитиновых пластин. Характеристика трилобитов:
- Средняя длина тела — ½ метра.
- Режим питания — травоядные или падальщики.
- Головной щит полукруглый. Глаза сложные фасеточные.
Археоцеты — многоклеточные представители ордовикской фауны, по внешнему виду напоминающие коралловые рифы. Силурийский период характеризовался обилием морских звезд и криноидей, моллюсков (брюхоногих и головоногих) и морских ежей. В конце этого периода начали формироваться первые позвоночные — простейшие рыбы. Некоторые из моллюсков были более 30 см в длину. Их раковины послужили основой для известняковых отложений, которые используются человечеством и сегодня.
В девоне подводная фауна становится более разнообразной, появляются хищные рыбы длиной более 4 метров. Их тело часто покрыто снаружи твердым панцирем. Самым известным существом этого периода является Дунклеостеус. Существовало два вида рыб — хрящевые и костные. Это были предки современных скатов и акул. У них были очень острые зубы, а их тела были покрыты твердой чешуей. Костлявые рыбы были не очень большими и имели подвижные плавники.
Ближе к концу эпохи началась эпоха рептилий, которые очень быстро развивались во всех уголках планеты, даже в самых негостеприимных местах. Примером фауны тех лет является ондатра — рептилия длиной более 4 метров с длинным хвостом и бочкообразным телом.
Представители флоры и полезные ископаемые
Первыми растительными организмами были маленькие растения. Они были предками хвощей, подорожников, папоротников и других современных видов. Подводная флора продолжала развиваться, особенно криноидеи, которые крепились к морскому дну своими прочными стеблями. Они часто образуют плотные группы.
Все палеозойские растения можно разделить на две группы: клиновидные и каламиты. Первые представляют собой водные растения с длинными стеблями, листьями и почками, в которых растут споры. Тростник — это растение высотой более 30 метров, которое раньше образовывало леса.
Минералы появились в палеозойскую эру. Мертвые растения и животные постепенно разлагались и образовывали залежи угля. Также образовались залежи нефти и газа, железа, фосфоритов и минеральных солей. Почти все ресурсы, которые сегодня использует промышленность, пришли из этого раннего периода.
Таковы характеристики и хронология палеозоя, очень важного периода в эволюции планеты.
