Лестница жизни. О том, какие животные и растения населяли Землю в различные эпохи

Исследуя ископаемые остатки животных и растений, палеонтологи установили, что историю нашей планеты можно подразделить на ряд больших этапов. Эти этапы названы эонами.

Первое время Земля, по-видимому, была необитаемой. Уныло плескались мелкие водоемы, хранили молчание безжизненные равнины, безмолвствовали голые скалы. Мертвую тишину нарушал только грохот вулканов, извергавших лаву и тучи раскаленного пепла. Это время получило название азойского (т. е. безжизненного) эона.

Но вот где-то на границе раздела теплых морских вод и суши возникли первые сложные соединения белка - коацерваты. От них произошли предвестники жизни - протобионты. Их еще нельзя считать ни растениями, ни животными. Но в этих маленьких белковых комочках уже теплилась настоящая жизнь: они питались, двигались и размножались. От протобионтов зародились другие, более сложные организмы.

Мы не знаем, как они выглядели, и можем судить о существовании этого древнейшего биоса лишь по находкам скоплении углистого вещества, имеющего явно органическое происхождение.

Вслед за ними появляются первые сине-зеленые водоросли и безъядерные бактерии - прокариоты, остатки которых найдены в более молодых слоях земной коры. Долгое время они остаются почти единственными обитателями планеты. Этот этап назван археозойским или архейским эоном.

На смену ему пришел протерозойский эон. В протерозойских слоях в обилии появились эукариоты - организмы, клетки которых имели ядра; к простейшим одноклеточным растениям здесь присоединились многоклеточные водоросли, в морях появились первые животные. Закачались на волнах водянистые медузы, на отмелях поселились гребневики, а на илистом дне закопошились различные черви, примитивные ракообразные и предки морских звезд - древние иглокожие.

В самом конце протерозоя под влиянием неизвестных пока причин развитие животного мира претерпевает революционную вспышку - и по всей Земле расселяется множество бесскелетных организмов, получивших название эдиакарской фауны (по местонахождению Эдиакара в Австралии, где они впервые были обнаружены). Кишечнополостные, членистоногие, черви и другие существовавшие ранее группы животных дополняются рядом беспозвоночных неясного систематического положения, свойственных только этой эпохе. Некоторые исследователи считают, что именно от этих беспозвоночных произошли многие ныне живущие скелетные организмы. В этих же слоях появляются и первые животные, имевшие кремневый скелет, - радиолярии.

Азойский, архейский и протерозойский зоны объединяются под общим названием криптозой - этап скрытой жизни (от греческого слова "криптос" - скрытый). В соответствии с положением в геологическом разрезе земной коры криптозойские отложения именуются также докембрийскими или докембрием.

Наши познания о развитии жизни на Земле в докембрии очень отрывочны и несовершенны. Слишком мало данных сохранила геологическая летопись об этом времени, составляющем почти 9/10 всей продолжительности существования нашей планеты. Но неполнота знаний о ранних этапах развития жизни отчасти компенсируется огромным количеством геологических и палеонтологических сведений о явлениях, происходивших на Земле в последующую эпоху.

После протерозоя наступил фанерозойский эон, или фанерозой, - этап явной жизни (от греческого "фанерос" - явный). Обилие собранного материала позволило составить для этого отрезка времени подробную геохронологическую шкалу, в которой за признаки возрастного разделения приняты различные группы и комплексы животных и растении.

Животный мир криптоэоя: 1 - медуза; 2 - морские лилии; 3- радиолярии; 4 - морские звезды

Фанерозой подразделяется на три эры: палеозойскую (эру древней жизни), мезозойскую (эру средней жизни) и кайнозойскую (эру новой жизни). Палеозой, мезозой и кайнозой - так кратко называют их геологи. Каждая эра состоит из нескольких геологических периодов.

Палеозой охватывает шесть периодов: кембрийский (кембрий), ордовикский (ордовик), силурийский (силур), девонский (девон), каменноугольный (карбон) и пермский (пермь).

В начале палеозойской эры, после оледенения, которым завершился протерозой, на всей Земле установился мягкий, теплый климат. Большая часть планеты была покрыта морем. Такие современные территории, как Алтай, Урал, Северная Африка, в те времена представляли собой обширные впадины. Над которыми катились волны океана.

Наступление кембрийского периода ознаменовалось новым, небывалым в истории Земли "биологическим взрывом". Почти внезапно (в геологических масштабах) во всех морях появилось огромное количество беспозвоночных животных, большинство из которых, в отличие от более древних организмов, имели прочные скелеты. Кембрийская фауна представлена тысячами видов разнообразных существ, нередко достигавших высокой степени биологического развития. Главное место среди них занимают животные, получившие название археоциат и трилобитов.

Археоциаты жили на дне и, прирастая к нему, строили известковые рифы. Эти животные, достигавшие иногда полутора метров в высоту, имели форму бокала, благодаря чему они и заслужили свое название (от греческого "киатос" - кубок, чаша). Известковые скелеты археоциат имели вид чаши, конуса или цилиндра с двойными стенками, между которыми располагались поперечные перегородки.

Трилобиты - отдаленные родственники ракообразных, появившиеся одновременно с археоциатами. Трилобиты были водными животными, которые ползали по дну моря. Туловище и хвост трилобитов, подобно хвосту современного рака, состояли из ряда члеников. Иногда эти членики оканчивались острыми шипами. Тело трилобита было покрыто прочными щитками, которые предохраняли животное от нападения врагов. Трилобиты любили селиться на песчаном и илистом грунте, где скапливалось много мелких животных и растений, служивших им пищей. Поскольку кембрийские трилобиты обитали в мутной придонной воде, глаза у многих из них были развиты очень слабо, а у некоторых вообще отсутствовали.

Кроме трилобитов и археоциат в кембрийском море жили медузы, древние кораллы, примитивные морские звезды, губки, брюхоногие моллюски - гастроподы. Здесь же появляются первые представители брахиопод и панцирных рыб.

На протяжении кембрийского периода жизнь концентрировалась главным образом в воде, но есть основания считать, что в это же время и на суше появились первые примитивные наземные растения.

На смену кембрийскому периоду пришел ордовикский, за которым последовал силурийский. В начале ордовика материки испытали погружение. Но вскоре они снова начали подниматься. Это поднятие сопровождалось образованием гор, землетрясениями и вулканическими извержениями. Поэтому на протяжении значительной части ордовикского и силурийского периодов моря были мелкими, а в конце силура многие области и вовсе освободились от них.

В ордовикском периоде вымерли археоциаты, зато трилобиты расселились по всему земному шару и стали одной из наиболее распространенных групп животных. Зрение у новых трилобитов было развито превосходно. Если у первых представителей этого класса единственной защитой от хищников служили щитки, покрывавшие тело, да шипы на боках, то их силурийские потомки научились плавать и приобрели к тому же способность свертываться в клубок при опасности.

Вместе с трилобитами в морских водах жили крупные головоногие моллюски наутилусы, у которых были крепкие массивные закрученные раковины, достигавшие иногда полутора-двух метров. Эти большие моллюски были хищниками и, наверное, охотились на трилобитов.

Значительного расцвета достигли в ордовике кораллы и мшанки, появились первые позвоночные животные - бесчелюстные.

В силуре в морях обновился состав кораллов и поселились новые обитатели: морские ежи, морские лилии и многочисленные панцирные рыбы, тело которых было покрыто снаружи прочной защитной броней. Панцирные рыбы не имели ни костей, ни парных плавников. Неискушенному наблюдателю трудно признать в них рыбу. Но тем не менее эти странные существа, напоминавшие бронированных червей, уже возвещают о зарождении класса рыб.

Можно упомянуть еще одну интересную форму животных, встречающихся в ордовикских и силурийских отложениях. Названы эти организмы граптолитами. Граптолиты жили колониями. Каждый организм находился в камере, построенной из рогового вещества - хитина. Хитиновая оболочка камеры была пронизана тонкими известковыми нитями. А вся колония имела вид нескольких веточек, собранных в пучок и прикрепленных к известковой пластинке. Одни граптолиты, очевидно, были донными животными и выглядели, как маленькие кустики, приросшие к морскому грунту. Другие обладали небольшим воздушным пузырем, который удерживал колонию близ поверхности воды. Подобно медузам, они носились по воле морских течении.

Размеры граптолитов невелики - всего несколько сантиметров, но в силурийских морях их было такое множество, что скапливавшиеся на дне трупы животных со временем образовали мощные залежи темной породы, которая называется "письменным камнем". Если взглянуть на плиту такого камня, то покажется, будто он весь испещрен надписями на каком-то восточном языке. Эти "письмена" и представляют собой окаменелые остатки граптолитовых колоний.

Одновременно с развитием жизни в море на влажных участках земной поверхности впервые появились крупные растения-псилофиты, которые после своей гибели образовали первые в истории Земли ископаемые почвы и небольшие залежи каменного угля.

Но животный мир на континентах был по-прежнему очень беден. Только скорпионы да многоножки смогли прижиться на суше.

На границе силурийского и последовавшего за ним девонского периода произошло интенсивное горообразование. Море покинуло большинство занимаемых им областей, и громадные пространства превратились в сушу. На протяжении девона воды океана еще раз пытались затопить материки, но в конце этого периода море снова отступило.

В начале девона вымирает большинство граптолитов и приходят в упадок многие группы трилобитов. Зато настоящего расцвета достигают рыбы. По-прежнему копошатся в песке бронированные панцирные рыбы. Теперь они стали крупнее и подвижнее. Наряду с ними в открытых водах поселяются первые акулы. А в пересыхающих водоемах возникает большая группа двоякодышащих рыб. Пребывая в родной - водной - стихии, эти рыбы дышали жабрами, но если водоем высыхал, они не страдали из-за отсутствия воды, ибо кроме жабр у двоякодышащих рыб имелись легкие, позволявшие им свободно дышать воздухом.

Отступание моря вызвало у некоторых рыб формирование еще одного приспособления: их плавники стали служить для ползания и со временем превратились в отдаленное подобие ног. Такие рыбы названы кистеперыми.

На суше в это время широко распространяются многоножки и появляются первые насекомые. Древние растения - псилофиты - постепенно вымирают, их место захватывают папоротники, хвощи и плауны. Нынешние папоротники редко достигают двухметровой высоты, а плауны и хвощи обычно представляют собой сейчас низкорослую травку. Правда, в лесах Южной Америки встречаются некоторые виды хвощей, достигающие десятиметровой длины, но стебель этих растений не толще полутора сантиметров. Палеозойские предки современных растений по размерам намного превосходили своих потомков. Это были стройные деревья высотой 30 м и более, стволы которых имели около 2 м в поперечнике. Могучие леса этих растений после своей гибели образовали много залежей каменного угля. Отсюда и произошло название очередного периода - каменноугольный.

На протяжении каменноугольного периода наметилось распределение растительности по климатическим зонам: в тропиках произрастали теплолюбивые папоротниковые леса, а ближе к полюсам появились растения, приспособившиеся к более холодным условиям.

Органический мир палеозоя: 1 - сигиллярия 2 - протолепидодендрон - предшественник современных плаунов; 3 - гигантская хищная стрекоза (Meganeura); 4 - диметродон. один из первых зверозубых яшеоов; 5 - змеевидная актиния (Dolichosoma); 6 - пресноводная костеперая рыба (Osteolepis)

В морских водоемах в это время продолжают вымирать граптолиты и древние гастроподы, но появляются новые группы брахиопод, кораллов и рыб. Среди головоногих моллюсков начинают преобладать более высокоорганизованные животные - аммоноидеи.

В каменноугольном периоде уже существовали все известные ныне группы животных, за исключением птиц и млекопитающих. Сильно размножились насекомые. Среди зарослей громадных папоротников сновали гигантские стрекозы, достигавшие 70 см. Другие насекомые по размерам тоже не уступали стрекозам.

В прибрежных болотистых плавнях тем временем появились первые четвероногие - земноводные. Древнейшие земноводные, происшедшие от кистеперых рыб, получили название стегоцефалов, т. е. панцирноголовых. Первые стегоцефалы были похожи на нынешних тритонов. Они двигались по суше еще неумело, загребая землю лапами, и движение их напоминало скорее плавание, чем ходьбу.

Но очень скоро земноводные освоились с новыми условиями жизни. Стегоцефалы научились проворно передвигаться и превратились в крупных хищников с огромной, прекрасно развитой пастью. Многие из них окончательно переселились на сушу и только весной возвращались в воду метать икру. За короткий срок земноводные заняли господствующее положение среди животных Земли.

И одновременно с расцветом земноводных в середине каменноугольного периода появляются первые представители нового класса животных - пресмыкающиеся.

За каменноугольным периодом наступил последний - пермский - период палеозойской эры. Название этому периоду было дано в 1841 г. по уральскому городу Пермь, в окрестностях которого впервые обнаружены отложения этого возраста.

В начале пермского периода на Земле сохранялись густые леса папоротников, хвощей и плаунов. Но во второй половине периода климат становится холоднее и суше. Гибнут папоротниковые леса. Вымирают гигантские насекомые. В связи с общим похолоданием начинают развиваться хвойные растения. На месте бывших влажных территорий, недавно покрытых лесами, появляются пустыни - впервые в Северном полушарии возникает обширная засушливая зона.

В начале пермского периода море было распространено на сравнительно небольших площадях. К концу перми пространство, занимаемое морями, сокращается еще больше и многие морские бассейны превращаются либо в солоноватоводные лагуны, в которых отлагались природные соли, либо в пресноводные озера, где накапливались толщи горючих органических осадков. Иногда море наступало, но его наступления были кратковременными и не очень значительными.

В пермских морях вымирают трилобиты, исчезают панцирные рыбы, зато широко распространяются многочисленные акулы.

Размножились и достигли крупных размеров земноводные, но и этот класс уже имеет некоторые признаки упадка. Интенсивно развиваются пресмыкающиеся, которым суждено вскоре окончательно вытеснить земноводных. От стегоцефалов произошли древние травоядные пресмыкающиеся - котилозавры, сохранившие много черт своих предков. Рядом с ними обитали хищные териодонты - зверозубые ящеры, по строению черепа и зубов напоминавшие примитивных млекопитающих.

Пресмыкающиеся имели существенные преимущества перед земноводными. Они не метали икру в воде, а откладывали яйца в хорошо прогреваемый солнцем песок. Тело их было защищено от чрезмерного испарения роговыми покровами или чешуей. Некоторые из пресмыкающихся вели полуводный образ жизни, другие в случае необходимости могли, подобно кроту, зарываться в землю. Такие животные гораздо легче приспосабливались к изменениям климата и имели значительно больше шансов на победу в борьбе за существование, чем прихотливые древние земноводные.

С расцветом пресмыкающихся открывается новая страница истории Земли, известная под названием мезозойской эры. Мезозойская эра состоит из трех периодов: триасового (триаса), юрского (юры) и мелового (мела).

Триасовый период характеризовался относительно устойчивым климатом. Материки занимали большие площади; образования новых гор почти не происходило. Лета и зимы в привычном нам понимании тогда, по-видимому, не было, и времена года представляли собой только чередование влажных, обильных осадками и более сухих сезонов. В лесах преобладали голосеменные растения: саговниковые, гинкговые и хвойные. Из древних групп растительности в достаточном количестве в триасе сохранились только хвощи и папоротники, но теперь они выглядели куда менее величественно, чем в каменноугольном или пермском периоде.

Произошли изменения и в составе животного мира. В начале мезозойской эры земноводные окончательно уступили место пресмыкающимся. В конце триасового периода вымирают стегоцефалы. Появляются новые семейства и роды пресмыкающихся - первые ящеры, крокодилы и черепахи. От котилозавров произошла большая группа крупных пресмыкающихся, которые за свой устрашающий внешний вид получили название динозавров, т. е. "ужасных ящеров".

Пресмыкающиеся начинают быстро осваивать новые и новые области материков. Но условия жизни на континентах оказались неблагоприятными для некоторых представителей этого класса. В связи с этим часть пресмыкающихся, с таким трудом завоевавших сушу, снова возвращается в ту стихию, откуда вышли ее далекие предки, - в море. Конечности этих животных укорачиваются, между пальцами появляется плавательная перепонка, и ноги вновь превращаются в плавники. Одними из первых вернулись к водному образу жизни живородящие рыбоящеры - ихтиозавры.

Параллельно с прогрессом пресмыкающихся возникает новый класс животных - млекопитающие. Первые млекопитающие были слабыми зверьками, которые питались насекомыми. Ничтожными и хилыми выглядели они по сравнению с гигантами динозаврами.

Триасовый период сменился юрским. В начале юрского периода море активно наступало на материки. Климат этого времени на громадных территориях был близок к тропическому или субтропическому. Теплые и влажные климатические условия способствовали расцвету флоры. На континентах произрастала буйная растительность, оставившая в память о себе немало месторождений каменного угля.

В юрском периоде на суше господствуют гигантские динозавры. Триасовые формы пресмыкающихся вымирают, и их место занимают новые роды ящеров. Некоторые семейства пресмыкающихся продолжают переходить к водному образу жизни. Животный мир моря обогащается новыми видами плавающих ящеров. Наряду с ними в водах океана обитают крупные черепахи и не дожившие до наших дней морские крокодилы.

Но пресмыкающиеся не ограничиваются покорением морей, они устремляются в воздух. Появляются крылатые летающие ящеры - птеродактили и рамфоринхусы. И наконец, пожалуй, самое крупное биологическое событие юрского периода: в воздух поднимаются первые птицы - археоптерикс и археорнис.

В конце юрского периода происходит сильное горообразование. Начинает формироваться кольцо хребтов, опоясывающих чашу Тихого океана. Горы эти продолжают расти и в начале следующего - мелового - периода. В меловом периоде по крайней мере дважды усиливалось формирование гор и изменялись границы материков.

Органический мир мезозоя: 1 - археоптерикс, древнейшая из известных птиц; 2 - саговая пальма; 3 - стегозавр, наземный динозавр юрского периода; 4 - плезиозавр, обитатель юрских морей; 5 - гигантская черепаха (Archelon)

Наземная растительность в мелу поначалу оставалась почти такой же, как в юрском периоде. Но во второй половине мелового периода, который геологи называют поздним мелом, широко распространились цветковые растения, которые начали быстро вытеснять представителей древней флоры. В позднемеловых отложениях уже встречаются отпечатки растений, существующих и в наши дни, таких как дуб, береза, бук, ива, платан, лавр, магнолия.

В меловом периоде процветают летающие ящеры. В слоях этого возраста найдены кости гигантских хищных птеранодонов, размах крыльев которых достигал 8 м.

Заселившие сушу динозавры представлены множеством самых разнообразных форм. Среди них есть хищники и травоядные, передвигающиеся на четырех ногах и приспособившиеся к двуногому хождению.

Обновляется животный мир моря. По-прежнему плавают здесь гигантские черепахи и гоняются за добычей морские крокодилы. Но рядом с ними на арену борьбы выходят новые водные змееподобные ящеры - мозазавры и долихозавры. А в болотистых местностях выползают погреться на солнце первые настоящие змеи.

Птицы, появившиеся в юрском периоде, в мелу начинают усиленно развиваться. Борьба этого класса животных за существование увенчалась успехом, и в конце мела появляется много разнообразных птиц. Среди них сухопутные и водные, умеющие летать и бескрылые, зубастые и беззубые.

Только млекопитающие продолжали оставаться небольшими слабыми животными. Они по-прежнему скромно ютились на Земле, населенной могучими ящерами и хищными птицами. Но в самом конце мела наземные и водные динозавры, летающие ящеры, морские крокодилы и зубастые птицы начинают вымирать и вскоре полностью исчезают с нашей планеты. Одновременно с ними вымирают и древние морские беспозвоночные - аммоноидеи.

Меловой период завершает мезозойскую эру. Жизнь на Земле вступает в очередную фазу развития - начинается кайнозойская эра. Она состоит из трех периодов: палеогенового, неогенового и четвертичного. Иногда геологи рассматривают палеоген и неоген совместно, объединяя их под названием третичного периода.

В кайнозое произошел целый ряд горообразовательных движений. Море наступало на сушу и вновь отступало, материки неоднократно меняли свои очертания, пока не приобрели те формы, которые мы видим на современной географической карте.

Климат в палеогене был несколько холоднее, чем в предшествовавшем меловом периоде, но несравненно жарче, чем сейчас. В европейской части нашей страны росли магнолии и пальмы, на севере Америки - инжир и бананы, на островах Северного Ледовитого океана - виноград и кипарисы. Но среди зарослей теплолюбивых растений были не редкостью и те деревья, которые в наши дни предпочитают произрастать в лесах умеренного пояса, например, дуб, вяз, береза.

К неогеновому времени в умеренной зоне вечнозеленые растения уступили место листопадным деревьям. Появились разнообразные травы. И к концу периода обособились степи, лесостепи, тайга и тундра. Лишь в южных районах флора не претерпела столь резких изменений.

Обилие растительности, расцвет новых высокоорганизованных растительных сообществ, теплый климат и частые вулканические извержения, во время которых в атмосферу поступало большое количество углекислого газа, необходимого растениям, привели к тому, что начало кайнозойской эры ознаменовалось небывалым в истории Земли накоплением угля, торфа, горючих сланцев и других полезных ископаемых органического происхождения.

Одновременно идет быстрое развитие теплокровных животных. На первое место теперь выдвигаются млекопитающие и птицы. В начале палеогена среди млекопитающих преобладали "низшие" формы - яйцекладущие (родственники современных обитателей Австралии - утконоса и ехидны) и сумчатые (предки нынешних кенгуру). В конце палеогена появляются первые высшие млекопитающие - предки слонов и лошадей, примитивные обезьяны и древние хищники - креодонты.

В неогеновом периоде многие примитивные группы млекопитающих гибнут, и главную роль начинают играть новые семейства и роды: быки, олени, носороги, различные хоботные, грызуны, медведи, собаки, гиены, гигантские тигры, высокоразвитые (в том числе - человекообразные) обезьяны. Некоторые млекопитающие избирают водный образ жизни, появляются сирены, ластоногие и киты.

В конце неогена на Земле вымирает большинство сумчатых и яйцекладущих, исчезают и древние птицы. Животный и растительный мир планеты приобретает облик, близкий к современному.

Органический мир кайнозоя: 1 - берёэа, представитель листопадной флоры; 2 - мамонт; 3 - саблезубовый тигр; 4 - мезогиппус, род род лошадей, появившихся в олигоцене; 5 - становление человека, слева - направо: дриопитек, неандерталец, кроманьонец, Homo sapiens (современный человек)

Наконец, наступает последний период - четвертичный. Продолжающееся общее похолодание климата и неоднократные оледенения приводят к тому, что количество видов млекопитающих несколько сокращается. Меняется видовой состав различных групп животных, и появляется новое высокоорганизованное существо - человек. В честь этого события многие исследователи называют четвертичный период антропогеновым (от греческого слова "антропос" - человек).