Розвиток органічного світу палеозойської ери

Розвиток органічного світу палеозойської ери.

У середині палеозойської ери життя поступово опанувало добре зволожені частини суходолу.

Як розвивалося життя протягом силурійського періоду? Для силурійського періоду (440-400 млн років тому) характерна наявність мілких (до 10 м глибини) теплих морів зі зниженою солоністю. В них з'являються перші щелепні хребетні, представлені особливими викопними класами риб. Предки риб невідомі, бо у безщелепних немає зябрових дуг і вони є особливою еволюційною гілкою.

Силурійські риби мали хрящовий внутрішній скелет, у них не було зябрових кришок та плавального міхура. Колючозубі досягали не більше ЗО см у довжину. Для них характерна велика кількість парних плавців (до 8 пар). їхнє тіло було вкрите кістковою лускою. Панцирні риби мали кісткові пластинки, часто злиті в суцільний захисний панцир. Деякі з них досягали 6 м завдовжки. Серед силурійських риб траплялись придонні та плаваючі форми. Вважають, що всі вони були хижаками (мал. 195).

У прибережних частинах континентальних водойм утворився шар мулу внаслідок мінливості рівня води. Він став основою первісних ґрунтів, на яких утворилися наземні біогеоценози. їхню основу складали вищі спорові рослини з відділів Риніофіти та Плауноподібні (мал. 196).

З тварин там мешкали ґрунтові види (малощетинкові черви та ін.) та рослиноїдні багатоніжки. Це особливий клас членистоногих, представники якого і нині широко розповсюджені на Землі. їхнє тіло поділене на голову та багатосегментний тулуб, кожний сегмент якого несе 2 пари кінцівок. Відомі також перші наземні хижаки - скорпіони.

Як розвивалося життя у девонський період? Протягом девонського періоду (закінчився близько 350 млн років тому) процеси гороутворення чергувались із опусканнями суходолу, що спричинювало часті біоценотичні кризи. Тому темпи еволюції загалом були досить високими.

На початку періоду вимерли більшість трилобітів, а наприкінці - панцирні риби та щиткові. На понижених зволожених частинах суходолу утворилися ліси із дерев янистих вищих спорових - плаунів, хвощів, папоротей. З'являються перші голонасінні з класу насінних папоротей. Ці рослини зовні нагадували деревоподібні папороті, але розмножувались насінням. З безхребетних тварин суходіл опанували павуки та кліщі.

У морях з'являються хрящові риби (акули та деякі інші); в прісних водоймах - кісткові риби. Це переважно кистепері та дводишні, які досягли значного видового різноманіття, а також променепері. Вважають, що плавальний міхур кісткових риб слугував для додаткового дихання атмосферним повітрям, оскільки у воді прісних водойм, де перегнивали рештки деревних рослин, було замало розчиненого кисню.

Як з'явилися земноводні? М'язисті парні плавці кистеперих риб слугували їм, імовірно, для повзання по дну водойм, захаращених стовбурами впалих дерев. План будови цих плавців виявився вдалим для перетворення їх на кінцівки для пересування на суходолі. Нащадки деяких кистеперих пристосувались до життя на суходолі, де знайшли багату кормову   
базу у вигляді наземних безхребетних. Однак їхні розмноження та розвиток відбувались у воді. Так з'явилися перші земноводні. У зв'язку з диханням атмосферним киснем у них різко зросла кількість гемоглобіну в крові, тому основним органом кровотворення наземних хребетних стає червоний кістковий мозок (у риб - лише селезінка).

Девонські земноводні мали найрізноманітніші розміри (від кількох сантиметрів до 3-4 м завдовжки) та форму тіла (мал. 197).

ПРИГАДАЙТЕ: Як і з чого утворилося кам'яне вугілля?

Наприкінці палеозойської ери життя опанувало всю поверхню суходолу і біосфера досягла сучасних меж. Чим кам'яновугільний період знаменний в історії розвитку біосфери? Кам'яновугільний період закінчився 280 млн років тому. Він був одним із найтепліших в історії Землі. На суходолі було багато зволожених низовин, де буяли ліси з різноманітних вищих спорових та голонасінних (мал. 198).

Потрапляючи в заболочений ґрунт, стовбури відмерлих дерев через відсутність кисню не перегнивали, а замулювались, вкривались шарами піску та глини і врешті-решт виявились на значних глибинах під землею, де в умовах високого тиску перетворились на кам'яне вугілля (звідси походить назва періоду). В цей час з'явилися хвойні рослини, розмноження яких не було пов'язане з водою. Вони утворили основу біогеоценозів середньозволожених та посушливих місцевостей, і на кінець періоду весь суходіл був опанований життям, тобто біосфера досягла сучасних меж. У цей час з'являються також мохоподібні.

Тварини швидко опановували суходіл слідом за рослинами. На початку періоду від якихось прісноводних ракоподібних утворилися спочатку безкрилі, а потім - крилаті комахи, яких на кінець періоду налічують вже 15 рядів. Деякі види кам'яновугільних бабок досягали 1 метра в розмаху крил. На суходолі з'явились черевоногі молюски, що дихали легенями. 
У середині періоду деякі земноводні пристосувались до розмноження на суходолі завдяки появі внутрішнього запліднення, багатих на запасні речовини яєць, вкритих товстими водонепроникними оболонками, та прямого розвитку. В одних із них зникли шкірні залози, а сама шкіра стала дуже товстою (пристосування до збереження води в тілі). Вони дали початок першим плазунам, (мал. 198). В інших земноводних збереглись шкірні залози як пристосування до терморегуляції за рахунок випаровування води через шкіру. Вони стали предками послідовного ряду форм, аж до ссавців.

Як розвивалося життя у пермський період? Пермський період (280-240 млн років тому) характеризувався пониженням рівня Світового океану. Протягом цього періоду відбулося кілька зледенінь значної частини суходолу і, відповідно, біосферних криз, а також пов'язані з ними вимирання одних та поява інших груп організмів.

Основу наземних біогеоценозів становили хвойні та деякі інші голонасінні, а деревоподібні вищі спорові майже повністю вимерли. Відбувалася подальша адаптивна радіація комах; на кінець періоду їх відомо вже 30 рядів, серед них - прямокрилі, жорсткокрилі, лускокрилі та перетинчастокрилі. Значно зросло різноманіття плазунів; з'явились черепахи, ящірки та деякі інші форми.

Лінія розвитку наземних хребетних, яка зрештою привела до появи ссавців, у цей період була представлена пеликозаврами - хижаками завдовжки до 4 м з добре розвиненими іклами. їх змінили звірозубі, серед яких були дрібні комахоїдні форми, та великі хижаки завдовжки до 6-7 м (мал. 199).

Крім різців та іклів у них були розвинені також і кутні зуби - пристосування до жування їжі.

На кінець періоду в морях повністю вимирають трилобіти, колючозубі риби та багато інших груп тварин, а в прісних водоймах - значна частина дводишних та кистеперих риб і первісних земноводних. Отже, в пермський період відбулися зміни, які підготували панування голонасінних і плазунів протягом наступної мезозойської ери.

ПРИГАДАЙТЕ: Які особливості будови і життєдіяльності мають покритонасінні рослини і теплокровні тварини (птахи і ссавці)?

Мезозойська ера розпочалася 240 і закінчилась 65 млн. років тому. У ній виділяють тріасовий, юрський та крейдяний періоди. Як розвивалося життя в тріасовому періоді?

Тріасовий період закінчився близько 185 млн. років тому. Його кліматичні умови загалом нагадували пермський. У морях тривало зростання різноманітності хрящових і кісткових риб; останні поширились і в солоних водоймах. З цього періоду відомі представники всіх сучасних та деяких викопних рядів комах. З'являються два ряди наземних плазунів, відомих під загальною назвою динозаври (мал. 200).

Це були тварини середніх і великих (від одного до 30 м завдовжки) розмірів, що пересувались на чотирьох або на двох задніх кінцівках, які були спрямовані вниз, на відміну від сучасних плазунів. Існувало кілька груп морських плазунів. Від невеликих за розмірами комахоїдних звірозубих у другій половині періоду походять перші ссавці. Вони були невеликі (5-15 см завдовжки), вкриті шерстю, і зовні нагадували сучасних землерийок (мал. 201). Невідомо, чи вони народжували живих малят, чи були яйцекладними, як сучасні першозвірі.

Із середини тріасового періоду відомі крокодили, які, на відміну від сучасних, були дуже рухливими назем¬ними хижаками з видовженими, пристосованими до бігу, кінцівками (мал. 202).

  

Тріасовий період закінчився біосферною кризою, спричиненою підйомом рівня Світового океану та пов'язаним із цим загальним потеплінням клімату, що супроводжувалось вимиранням багатьох груп - первісних земноводних, звірозубих та інших тварин. 
Що відбувалося в. біосфері юрського періоду? Юрський період (185-130 млн років тому) характеризувався переважно помірним кліматом; у цей час існувало багато мілководних морів. У них дуже поширились головоногі молюски, що загалом нагадували кальмарів, однак мали зовнішню пряму черепашку - белемніти (мал. 204). Рештки цих черепашок, які часто знаходять у піщаних породах, відомі в народі під назвою «чортові пальці». У водоймах з'являються діатомові водорості.

Крокодили стають водними тваринами; крім прісних водойм вони заселили солоні, причому деякі морські види досягали 15 м завдовжки. Поширились водяні хижі плазуни, плезіозаври та іхтіозаври (мал. 203). Плезіозаври мали від 2 до 20 м завдовжки.

  

Голова розміщувалась на довгій гнучкій шиї (кількість шийних хребців досягала 80); рот був озброєний гострими зубами. Тулуб був діжкоподібний, обидві пари кінцівок перетворилися на ласти. Ці тварини займали адаптивну зону сучасних ластоногих і розмножувались на суходолі.

Іхтіозаври (завдовжки від одного до 15 м) мали рибоподібну форму. У них була коротка шия, передні та задні кінцівки перетворились на ласти, а хвіст - на вертикальний хвостовий плавець. Подібно сучасним зубастим китам, вони ніколи не виходили на суходіл і були живородними (знайдено скелет самки із сформованим дитинчам усередині черевної порожнини). 
Птерозаври, або літаючі ящери, з'явились наприкінці тріасового періоду, однак найбільшого різноманіття досягли в юрський та крейдяний (мал. 206).

Подібно сучасним птахам, вони мали порожнисті кістки, кіль грудини, полегшений череп з тонкими кістками; на щелепах були дрібні зуби або рогові чохли, що нагадували дзьоб. Як і у сучасних рукокрилих, крила птерозаврів становили шкірясту перетинку, що тяглася від передніх до задніх кінцівок. Вона прикріплювалась до дуже видовженого п'ятого пальця (мізинця) передніх кінцівок. У юрському періоді були поширені ражфоринхи, що мали довгий хвіст і розмах крил до метра. Це були комахоїдні та рибоїдні тварини.

Динозаври були дуже різноманітними. На чотирьох кінцівках пересувались переважно рослиноїдні види, з яких найвідоміший диплодок завдовжки ЗО м і схожий на нього, але кремезніший, бронтозавр масою близько 80 т. Це були найбільші наземні тварини за всю історію Землі. На території сучасної Північної Америки мешкав стегозавр з двома паралельними рядами вертикальних кісткових пластин на спині. Вважають, що через них з організму розсіювався надлишок тепла (мал. 200).

Деякі динозаври юрського періоду пересувались на задніх кінцівках, а передні були вкорочені. Серед них були і дрібні тварини масою не більше 2,5 кг, і хижаки до 6 м завдовжки. Багато таких динозаврів мешкало в помірних широтах і, ймовірно, були теплокровними, про що свідчить пір'яний покрив. В одного з них, наприклад авіміжа, розміром з курку, передні кінцівки перетворились на короткі крила, а хвостовий відділ хребта - на куприк (мал. 205).

Він бігав по рівнинах, а крила, як у сучасних страусів, слугували для гальмування чи зміни напрямку руху. В лісах мешкав археоптерикс, крилоподібні передні кінцівки якого мали пальці для лазання по деревах (мал. 207).

Він був здатний ширяти з дерева на дерево. Вважають, що від подібних динозаврів походять птахи. Тривала еволюція ссавців, яких відомо чотири ряди. Всі вони були дрібними тваринами. У другій половині періоду різко підвищився рівень Світового океану, що спричинило потепління клімату і чергову біосферну кризу, внаслідок якої сформувались біогеоценози початку наступного, крейдяного періоду.

Яку роль у розвитку біосфери зіграв крейдяний період? Крейдяний період (130-65 млн років тому) названо так тому, що в морях, крім бентосних, розповсюдились і досягли великої чисельності планктонні форамініфери. Залишки їхніх черепашок утворили поклади крейди та вапняку.

Екосистеми першої половини періоду істотно не відрізнялись від юрських. У цей час досягли найбільшої видової різноманітності безхвості літаючі ящери, їхні розміри варіювали від 10 см до 13 м (птеранодон) у розмаху крил. Цікаво, що багато з них були вкриті шерстю і, можливо, теплокровними. Решток птахів цього часу не знайдено, а ссавці представлені тими ж рядами, що і в юрський період.

У середині періоду відбулась біосферна криза, зумовлена не змінами клімату, а біотичним фактором-появою покритонасінних квіткових рослин. Вважають, що вони походять від якихось голонасінних, залишки яких не збереглись. Завдяки подвійному заплідненню та запиленню комахами, вони зруйнували екосистеми, основою яких були голонасінні, й утворили нові біогеоценози. Подвійне запліднення привело до появи триплоїдного ендосперму (у голонасінних він гаплоїдний), що значно прискорює дозрівання насіння. Спрямоване запилення комахами дає змогу поодиноким рослинам дати насіння на відміну від голонасінних, яким для успішного неспрямованого запилення вітром потрібно зростати великими групами.

Протягом геологічної історії Землі окремі біогеоценози завжди гинули від випадкових причин (наприклад, пожежа від удару блискавки). Вони відновлювались завдяки сукцесіям. Насіння квіткових, потрапивши в такі зруйновані екосистеми, швидко проростало, ці рослини запилювалися комахами (тоді це були переважно жорсткокрилі) і знову давали насіння. Так квіткові пригнічували проростання насіння голонасінних, змінюючи хід сукцесій.

Разом із голонасінними вимерло багато груп тварин. Зокрема, зникло близько двох третин видів комах, 5 родин динозаврів. Це збіглося з вимиранням значної частини морських планктонних форамініфер, що значно змінило твердість води. Останнє, у свою чергу, призвело до вимирання багатьох головоногих молюсків із зовнішньою черепашкою, іхтіозаврів та інших тварин.

У другій половині періоду сформувалися нові біогеоценози, основу яких становили комахозапильні дводольні та однодольні покритонасінні рослини, а також частина хвойних (переважно соснові). Відбувається бурхлива спряжена еволюція квіткових рослин та комах-запилювачів: відомі бджоли, денні метелики, сучасні групи мух (мал. 208).

У цей час з'являються сумчасті та плацентарні ссавці. Останні були представлені комахоїдними, рукокрилими, приматами (напівмавпи) та кількома нині вимерлими рядами. Ссавці того часу досягли значного видового різноманіття, мали розміри від 5-10 см до 5-6 м завдовжки; серед них були рослиноїдні, трупоїдні, комахоїдні та хижі форми.