Учебник по биологии
Конец Протерозоя ознаменовался и очень важным геологическим событием, которое сильно повлияло на дальнейшую биологическую эволюцию. Около 620 млн лет тому назад часть накопленного в атмосфере кислорода преобразуется из двухатомного состояния О2 в трехатомное О3. Это озон, хорошо поглощающий ультрафиолетовые лучи солнечного света. Таким образом, сформировался озоновый экран, уровень солнечной радиации резко упал, снизилась и мутагенность солнечного излучения. Этот фактор обусловил иной характер эволюции на следующие эры. Дальнейшие новообразования будут многочисленны и разнообразны, но они будут носить все менее радикальный характер - в пределах уже сформированных биологических царств (бактерии, растения, грибы, животные) и типов.
Итак, в течение Протерозойской эры господство прокариот сменилось господством эукариот, произошел радикальный переход от одноклеточности к многоклеточности, сформировались все основные типы животного царства. Но эти сложные формы жизни существовали исключительно в морях. Земная суша медленно покрывалась почвой, в ее сырых низинах селились бактерии, низшие водоросли, простейшие одноклеточные животные, которые по-прежнему прекрасно существовали в своих экологических нишах. Суша еще ждала своих завоевателей. А на нашем историческом календаре уже было начало ноября. До «Нового года» - до наших с вами дней - оставалось меньше двух месяцев, всего 570 млн лет.
Палеозойская эра (эра древней жизни) - от 570 до 230 млн лет - общая протяженность 340 млн лет. Очередной период интенсивного горообразования, по которому и проводят разделение Протерозоя и Палеозоя, привел к изменению рельефа земной поверхности. Посреди бывшего океана встали материки, бывшие участки суши оказались под водой. В этих условиях судьба большинства групп организмов решалась радикально - быть или не быть. Некоторые группы вымерли, но другие приспосабливались и осваивали новые среды обитания вслед за изменениями земной поверхности и климата.
Палеозойская эра делится на 6 периодов. Об этом времени имеются богатые палеонтологические данные, так как многие животные в процессе эволюции приобрели наружный или внутренний скелет, а растения - плотные клеточные оболочки, что и позволило им сохраниться в виде ископаемых остатков. Мы сможем дать лишь самую общую характеристику событий этого времени, отметив наиболее значимые новообретения жизни. Общий ход эволюции, начиная с этого времени, отражен на рис. 30. Обратите внимание на то, что большинство групп организмов, зародившихся в прежние эпохи, продолжают сосуществовать с вновь появляющимися молодыми группами, хотя многие сокращают свой объем. Природа расстается с теми, кто не соответствует меняющимся условиям, но максимально сохраняет удачные варианты, отбирает и развивает из них наиболее приспособленные и, кроме того, создает новые формы.
Рис. 30 Эволюционное развитие живого мира
Кембрий - 570 - 500 млн лет. Жизнь по-прежнему связана в основном с морским дном. Процветают различные водоросли - зеленые, бурые, красные. Но появляются высшие растения - завоеватели суши. Их тело разделено на корень и стебель, что позволяет хорошо закрепляться на почве и доставать из нее влагу и минеральные вещества. Внутри стебля возникают сосуды для транспорта веществ. Это первые сосудистые растения - хвощи и плауны. Среди морских животных идут процессы видообразования в пределах ранее возникших групп. Заметным событием становится образование коралловых рифов - нагромождения сидячих форм мелких кишечнополостных животных, родственников обыкновенных гидр и медуз, имеющих твердый известковый скелет. Но существуют и подвижные формы - двустворчатые, брюхоногие (улитковые) и головоногие моллюски, черви, примитивные ракообразные.
Ордовик - 500 - 440 млн лет. Сохраняется умеренный теплый климат, но значительно увеличивается площадь морей. Морская фауна и флора бурно эволюционирует в сторону увеличения разнообразия видов внутри сформированных типов и классов. Заметное место начинают занимать иглокожие (морские лилии, голотурии) и хордовые (круглоротые) животные.
Силур - 440 - 410 млн лет - новый период поднятия суши и горообразования. Теплые мелководные моря отступают, климат в целом становится более сухим. В растительном царстве прежнее обилие водорослей, на земле доминируют псилофиты - растения без листьев, внешне похожие на своих морских предшественников. В морях богатая фауна трилобитов (примитивных ракообразных), головоногих моллюсков, кораллов. Появляются панцирные «рыбы» - бесчелюстные хрящевые позвоночные, впрочем, вымершие уже в следующие периоды. На сушу выходят первые членистоногие животные - многоножки, пауки, ракоскорпионы, бескрылые насекомые. В конце силура происходит очередной процесс горообразования.
Девон - 410 - 350 млн лет. Идет новое поднятие суши и сокращение морей. Климат становится более контрастным. На земле появляются мхи, папоротники, грибы. Формируются первые леса, состоящие из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. В морях наблюдается расцвет рыб, особенно хрящевых (акулообразные). Появляются двоякодышащие (с жабрами и легкими), кистеперые и лучеперые рыбы - непосредственные предшественники наземных позвоночных. На суше в леса продвигаются членистоногие с воздушным дыханием - многоножки, насекомые. Наконец, появляются первые земноводные позвоночные, или амфибии, среди их ископаемых форм наиболее известны стегоцефалы. Заметим, что первые покорители суши - как растительные, так и животные - занимали прибрежные области, так как вода оставалась средой их размножения.
Карбон - 350 - 280 млн лет. Наступает потепление и увлажнение климата. Кругом распространены болотистые леса из громадных (до 40 м) древовидных папоротников, хвощей и плаунов. К ним добавляются семенные папоротники - первые голосеменные растения. Именно эти леса оставили нам огромные залежи каменного угля («каменноугольные леса»). Среди наземных животных кроме разнообразных стегоцефалов появляются крылатые насекомые - тараканы, стрекозы. В конце карбона идет поднятие суши и похолодание, исчезают псилофиты и появляются первые пресмыкающиеся животные, окончательно освободившиеся от водной зависимости.
Пермь - 280 - 230 млн лет. Очередное поднятие суши сопровождалось уменьшением влажности воздуха и похолоданием. Сужается к экватору зона пышных лесов. Вслед за псилофитами вымирают древовидные хвощи, плауны, папоротники. Наступает расцвет семенных и травянистых папоротников, появляются древние голосеменные растения - предшественники наших хвойных. Из-за сухости климата вымирают и крупные земноводные - стегоцефалы. Зато быстро прогрессируют пресмыкающиеся и насекомые - их яйца защищены от высыхания плотными оболочками, кожа покрыта чешуей или хитином, усложняются легкие или трахеи. В двух совершенно не родственных группах происходит параллельная эволюция на сходные признаки.
Общий итог Палеозоя - заселение суши растениями, грибами и животными. При этом и те, и другие, и третьи в процессе своей эволюции усложняются анатомически, приобретают новые структурные и функциональные приспособления для размножения, дыхания, питания, способствующие освоению новой среды обитания. Эволюция идет по пути морфофизиологического прогресса. Завершается Палеозой, когда на нашем календаре 7 декабря. Природа торопится, темп эволюции в группах высок, сжимаются сроки преобразований, но на сцену только выходят первые пресмыкающиеся, а время птиц и млекопитающих еще далеко впереди.