Реферат

Характеристика эпохи раннего палеозоя

1. Палеозойская эра - значительный этап в

геологической истории Земли

Палеозойская эра - значительный этап в геологической истории Земли продолжительностью в 330 млн. лет. За это время произошли серьезные изменения, как в строении земной коры, так и в составе и распределении органического мира. В отличие от докембрия палеозойская эра характеризуется многочисленными и разнообразными фауной и флорой, изменения которых были положены в основу выделения самой эры и разделения ее на периоды. Палеозойская эра подразделяется на две подэры: ранний палеозой (кембрийский, ордовикский и силурийский периоды) и поздний палеозой (девонский, каменноугольный и пермский периоды). Это деление вполне обосновано: ранний палеозой по составу животных и растений и по особенностям геологического развития сильно отличается от позднего палеозоя. Поэтому дальнейшее изложение геологической истории будет проведено порознь для раннего и позднего палеозоя.

Ранний палеозой делится на кембрийский, ордовикский и силурийский периоды общей продолжительностью в 160 млн. лет. Отложения этих периодов составляют соответствующие системы, которые в совокупности образуют нижнепалеозойскую подгруппу. Все системы нижнего палеозоя были установлены в Англии на территории Уэльса. Кембрийская и ордовикская системы делятся на три отдела, силурийская - на два.

2. Органический мир

Органический мир раннего палеозоя представлен всеми типами животных и низших растений, развитие которых происходило в морских условиях. Господствовали древние группы беспозвоночных и различные водоросли, позвоночные были немногочисленны и примитивны.

Органический мир кембрийского периода. В кембрийских морях обитали почти все типы беспозвоночных животных, многие из них имели хитиновофосфатный или известковый скелет. Наиболее широко были распространены трилобиты, археоциаты и брахиоподы. Трилобиты господствовали, они составляли до 60% всех известных палеонтологических остатков кембрия. Трилобиты ползали по дну, разгребали ил в поисках пищи. Среди них было много слепых малочленистых форм, типичным представителем которых был маленький агностус. Среди разнообразных многочленистых трилобитов часто встречались крупные формы. Так, например, широко распространенный род парадоксидес достигал в длину 70 см. Кембрийские трилобиты не могли свертываться, по-видимому, морские хищники еще отсутствовали.

Археоциаты были типичными животными раннего кембрия. Несмотря на то, что эпоха их существования чрезвычайно отдалена от нашего времени (570-540 млн. лет назад), палеонтологам удалось восстановить не только строение их скелета, но и образ жизни. Кубкообразная форма археоциат свидетельствует о том, что они были прикрепленными организмами, как губки, кораллы и др. Археоциаты участвовали в построении рифов. Среди брахиопод были развиты примитивные беззамковые формы. Кроме того, известны остатки простейших, губок, кишечнополостных, червей, моллюсков, иглокожих.

В морях кембрия произрастало значительно больше водорослей, чем в протерозое.

Органический мир ордовикского периода. В ордовикских морях широко были распространены беспозвоночные и водоросли, появились первые позвоночные. Среди беспозвоночных господствовали древние группы: трилобиты, граптолиты, кишечнополостные, брахиоподы, иглокожие и головоногие моллюски.

Трилобиты сохранили свое ведущее значение, хотя их было меньше, чем в кембрии. Они стали разнообразнее по форме, преобладали многочленистые формы с прочным известковым скелетом; все трилобиты уже могли свертываться, спасаясь от врагов и защищая мягкие ткани своего брюшка. Типичным представителем трилобитов ордовика является род азафус, который обладал способностью свертываться и имел глаза на длинных стебельках. Зарывшись в ил и подняв над поверхностью дна свои глаза, как телескопы, азафус мог высматривать себе добычу и следить за приближением хищников.

Важную роль играли граптолиты. Сначала господствовали кустистые формы, а затем двурядные. Их колонии, снабженные воздушным пузырем, переносились течениями на огромные расстояния.

Брахиоподы продолжали свое развитие. В раннем ордовике были широко распространены беззамковые брахиоподы с хитиново-фосфатной раковиной малых размеров, а к концу периода появилось много замковых форм. Среди кишечнополостных развивались трубчатые кораллы - табуляты и первые четырехлучевые; все они участвовали в построении рифов. На морском дне обитало много иглокожих, среди них преобладали прикрепленные морские пузыри правильной шаровидной формы. Среди моллюсков широко распространились головоногие - первые хищники с очень крупной раковиной. Наиболее опасными были гигантские моллюски эндоцерас, раковина которых достигала в длину 3-4 и даже до 9,5 м, и ортоцерас с раковиной меньших размеров (до 1,5 м). По-видимому, они и были врагами трилобитов.

Начало ордовика ознаменовалось появлением первых позвоночных - это были примитивные бесчелюстные, похожие на рыб, Древнейшим представителем которых является телодус - самое архаичное морское позвоночное животное.

Водоросли в морях становились богаче и разнообразнее.

Органический мир силурийского периода. В силурийских морях продолжали свое развитие те же группы древних животных, что и в ордовике, но в целом органический мир моря стал значительно разнообразнее. В конце периода в морях появились первые рыбы, а на суше - первые высшие растения.

Среди беспозвоночных господствовали граптолиты, кишечнополостные, брахиоподы, иглокожие, трилобиты и головоногие моллюски.

Граптолиты в начале силура достигли расцвета. Среди них господствовали однорядные монограптусы, они очень быстро эволюционировали и почти полностью вымерли к концу периода. Среди кишечнополостных было много рифостроящих кораллов - четырехлучевых и трубчатых. Массивные силурийские известняки часто являются рифовыми постройками древних трубчатых кораллов, среди которых наиболее широко был распространен род фавозитес с кораллитами, напоминающими пчелиные соты. Продолжали свое развитие брахиоподы, иглокожие и головоногие моллюски. Трилобиты сократились в количестве, они начали постепенно вымирать.

Среди позвоночных продолжали развиваться разнообразные морские бесчелюстные, а в конце периода появились настоящие рыбы, соединившие в себе признаки хрящевых и костных рыб.

Силур был первым периодом заселения суши - в опресненных лагунах жили «гигантские раки» - ракоскорпионы, которые достигали в длину 1,5 м, даже 3 м и были опасными хищниками. В конце периода на суше появились первые высшие растения. Это были невысокие примитивные риниофиты, у которых еще отсутствовало отчетливое деление на стебель, листья и корень. Они росли вдоль побережий, преимущественно в водной среде.

3. Структура земной коры и палеогеография в начале эры

В начале палеозойской эры структура земной коры и особенно палеогеография сильно отличались от современной. Существовали древние платформы и большие геосинклинальные пояса, а малые пояса закончили свое геосинклинальное развитие, превратившись в складчатые структуры - байкалиды. В краевых частях больших геосинклинальных поясов располагались горные складчатые области байкалид, которые причленились к древним платформам. Однако площади, где продолжался геосинклинальный режим, были еще очень обширными во всех поясах.

В северном полушарии существовали крупные морские бассейны, очертания которых были особенно причудливыми на территории Евразии. В южном полушарии располагался огромный платформенный массив - Гондвана, в состав которого входили Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая древние платформы. Гондвана возникла после проявления байкальской складчатости в малых геосинклинальных поясах; образовавшиеся байкалиды спаяли платформы южного полушария в единый огромный массив, на большей части которого существовали континентальные условия. Из океанических впадин существовала только Тихоокеанская.

4. История геологического развития геосинклинальных поясов

В течение раннего палеозоя на обширных площадях всех геосинклинальных поясов господствовал геосинклинальный режим. Исключение составляют те участки поясов, которые превратились в байкалиды; они развивались как молодые платформы.

Раннепалеозойская геологическая история геосинклинальных поясов сложна и изучена неравномерно в разных поясах. Более полно она восстановлена в Атлантическом и Урало-Монгольском поясах.

4.1 Атлантический геосинклинальный пояс

Этот пояс охватывает прибрежные участки Европы и Северной Америки. В Европе в состав пояса входят ее северо-западная часть и небольшой участок северо-востока Гренландии, в Северной Америке - узкая полоса восточного побережья Канады, США и Мексики. Центральная часть пояса в настоящее время занята северной впадиной Атлантического океана, которой в палеозое еще не существовало. В качестве примера рассмотрим раннепалеозойскую историю Северо-Западной Европы, где располагалась Грампианская геосинклинальная система.

Грампианская геосинклинальная система охватывает Ирландию, Англию и Норвегию. В ее состав входят породы нижнего палеозоя, смятые в сложные складки, вытянутые в северо-восточном направлении. В западной части Англии - Уэльсе - находятся полные и хорошо изученные разрезы кембрия, ордовика и силура; здесь еще в 30-х годах прошлого столетия были выделены соответствующие системы.

Разрез Уэльса начинается кембрийскими отложениями, состоящими преимущественно из песчаников и глинистых сланцев большой мощности (до 4,5 км). Эти морские отложения накапливались в глубоких геосинклинальных прогибах, разделенных геоантиклинальными поднятиями - основными источниками сноса. Геосинклинальные прогибы продолжали интенсивно опускаться в ордовике, в течение этого периода сформировалась мощная толща (5 км) глинистых и вулканических пород основного состава. Присутствие мощных эффузивных пород свидетельствует о том, что в ордовикский период сильные погружения в геосинклинальных прогибах и воздымания в геоантиклиналях привели к возникновению глубинных разломов, по которым изливался магматический материал на поверхность морского дна. Близкие условия существовали в начале силурийского периода, но вулканическая деятельность прекратилась, поэтому накапливались глинистые и песчаные осадки. Вверх по разрезу силурийских отложений увеличивается роль обломочного материала, он становится все более грубым. Глинистые породы встречаются все реже и реже, а песчаники и конгломераты резко преобладают. Такое изменение пород в разрезе свидетельствует о процессе общего воздымания в силуре, который привел к увеличению сноса с суши и поступлению в прогибы массы обломочного материала. К концу периода все геосинклинальные прогибы Уэльса были заполнены грубообломочными осадками, достигающими в некоторых участках очень большой мощности (до 7 км). Нижнепалеозойские отложения в конце силурийского периода оказались интенсивно перемятыми и поднятыми выше уровня моря. Геосинклинальные прогибы прекратили свое существование.

Вряд ли можно мысленно охватить отрезок времени длиной в 370 млн. лет.

Именно столько продолжался следующий этап истории Земли — палеозойская эра. Геологи подразделяют ее на шесть периодов: кембрийский — самый древний из них, — ордовикский, силурийский, девонский, карбоновый и пермский.

Палеозой начался колоссальным разливом морей, последовавшим за появлением обширных кусков суши в конце протерозоя. Многие геологи полагают, что в те времена существовал единый огромный континентальный блок, называемый Пангея (в переводе с греческого — “вся земля”), который был со всех сторон окружен мировым океаном. Со временем этот единый континент распался на части, ставшие ядрами современных континентов. В ходе дальнейшей истории Земли эти ядра могли увеличиваться за счет процессов горообразования или же вновь распадаться на части, которые продолжали удаляться друг от друга, пока не заняли положение современных континентов.

Впервые гипотезу о разрыве и взаимном расхождении континентов (“континентальный дрейф”) высказал в 1912 г. немецкий геолог Альфред Вегенер. По его представлениям Пангея первоначально разделилась на два сверхконтинента:

Лауразию в северном полушарии и Гондвану на юге. Впадина между ними была затоплена морем, носящим название Тетис. Позднее, в силурийском периоде вследствие каледонского и герцинского горообразовательных процессов на севере поднялся обширный континент. Его сильно пересеченный рельеф в ходе девонского периода был занесен продуктами выветривания мощных горных массивов; в.сухом и горячем климате их частицы обволакивались окисью железа, что придавало им красноватую окраску. Подобное явление можно наблюдать и в некоторых современных пустынях. Вот почему этот девонский континент часто называется Древним красным континентом. На нем в девоне пышно развивались многочисленные новые группы наземных растений, а в некоторых его частях были обнаружены остатки первых наземных позвоночных — рыбообразных амфибий.

В это время Гондвана, включавшая в себя всю современную Южную Америку, почти всю Африку, Мадагаскар, Индию и Антарктиду, оставалась еще единым сверхконтинентом.

К концу палеозоя море отступило, и герцинское горообразование стало понемногу слабеть, сменившись варисцийской складчатостью Центральной Европы.

В конце палеозоя вымирают многие наиболее примитивные растения и животные.

Растения завоевывают сушу.

В течение палеозоя одни группы растений постепенно сменялись другими.

В начале эры, от кембрия до силура, доминировали морские водоросли, но уже в силуре появляются высшие сосудистые растения, произрастающие на суше. До конца каменноугольного периода преобладали споровые растения, но в пермском периоде, особенно, в его второй половине, значительную часть наземной растительности составляют семянные растения из группы голосеменных (Gymnospermae). До начала палеозоя, за исключением нескольких сомнительных находок спор, признаков развития наземных растений нет. Однако, вполне вероятно, что некоторые растения (лишайники, грибы) начали проникать во внутренние районы суши еще в протерозое, так как нередко отложения этого времени содержат значительные количества необходимых растениям питательных веществ.

Для того, чтобы приспособиться к новым условиям жизни на суше, многим растениям пришлось коренным образом изменить свое анатомическое строение.

Так, например, растениям нужно было приобрести наружный эпидермальный покров для защиты от быстрой потери влаги и высыхания; их нижние части должны были одеревянеть и превратиться в подобие опорного каркаса, чтобы противостоять силе тяжести, столь чувствительной после выхода из воды. Корня ми они уходили в почву, откуда черпали воду и питательные вещества. Поэтому растениям нужно было выработать сеть каналов для доставки этих веществ к верхним частям своего тела. Кроме того, они нуждались в плодородной почве, а условием этого была жизнедеятельность множества почвенных микроорганизмов, бактерий, синезеленых водорослей, грибов, лишайников и почвенных животных. Продукты жизнедеятельности и мертвые тела этих организмов постепенно превращали кристаллические горные породы в плодородную почву, способную прокормить прогрессирующие растения. Попытки освоения суши становились все более удачными. Уже в отложениях силурийских морей Центральной Чехии встречаются хорошо сохранившиеся остатки древнейших сосудистых растений — псилофитов (в переводе с греческого — “лишенных листьев”). Эти первичные высшие растения, стебель которых нес пучок сосудов, проводящих жидкости, имели наиболее сложную и комплексную организацию из всех автотрофныхрастенийтоговремени,исключая,возможно,существовавшие

уже в то время мхи, наличие которых в силуре, однако, еще не доказано. Псилофитовые флоры, появившиеся к концу силурийского периода, процветали вплоть до конца девона. Таким образом, силурийский период положил конец многовековому господству водорослей в растительном мире планеты.

Хвощи, плауны и папоротники.

В нижних слоях девона, в отложениях Древнего красного континента, в изобилии встречаются остатки новых групп растений с развитой сосудо-проводящей системой, размножающихся спорами, как и псилофиты. Среди них преобладают плауны, хвощи и — с середины девонского периода — папоротники. Множество находок остатков этих растений в девонских породах, позволяет заключить, что после протерозоя растения прочно обосновались на суше.

Уже в среднем девоне папоротники начинают вытеснять псилофитовую флору, а в верхнедевонских слоях появляются уже древовидные папоротники. Параллельно идет развитие различных хвощей и плаунов. Иногда эти растения достигали крупных размеров, и в результате накопления их остатков в некоторых местах в конце девона образовались первые значительные залежи торфа, который постепенно превращался в каменный уголь. Таким образом, в девоне Древний красный континент мог предоставить растениям все необходимые условия для миграции из прибрежных вод на сушу, для чего потребовались миллионы лет.

Следующий, каменноугольный период палеозойской эры принес с собой мощные горообразовательные процессы, в результате которых на поверхность вышли части морского дна. В бесчисленных лагунах, дельтах рек, топях в зоне литорали воцарилась буйная тепло- и влаголюбивая флора. В местах ее массового развития скоплялись колоссальные количества торфообразного растительного вещества, и, со временем, под действием химических процессов, они преобразовывались в обширные залежи каменного угля В пластах угля часто встречаются прекрасно сохранившиеся остатки растений, свидетельствующие о том, что в ходе каменноугольного периода на Земле появилось много новых групп флоры. Большое распространение получили в это время птеридоспермиды, или семенные папоротники, которые, в отличие от папоротников обыкновенных, размножаются не спорами, а Семенами. Они представляют собой промежуточный этап эволюции между папоротниками и цикадовыми — растениями, похожими на современные пальмы, — с которыми птеридоспермиды находятся в тесном родстве. Новые группы растений появлялись в течение всего каменноугольного периода, в том числе такие прогрессивные формы, как кордаитовые и хвойные. Вымершие кордаитовые были, как правило, крупными деревьями с листьями длиной до 1 м. Представители этой группы активно участвовали в образовании местонахождений каменного угля. Хвойные в то время только лишь начинали развиваться, и поэтому были еще не столь разнообразны.

Одними из наиболее распространенных растений карбона были гигантские древовидные плауны и хвощи. Из числа первых наиболее известны лепидодендроны — гиганты высотой в 30 м, и сигиллярии, имевшие немногим более 25 м. Стволы этих плаунов разделялись у вершины на ветви, каждая из которых заканчивалась кроной из узких и длинных листьев. Среди гигантских плауновидных были также каламитовые — высокие древовидные растения, листья которых были разделены на нитевидные сегменты; они произрастали на болотах и в других влажных местах, будучи, как и другие плауны, привязанными к воде.

Но самыми замечательными и причудливыми растениями карбоновых лесов были, вне всякого сомнения, папоротники. Остатки их листьев и стволов можно найти в любой крупной палеонтологической коллекции. Особенно поразительный облик имели древовидные папоротники, достигавшие от 10 до 15м в высоту, их тонкий стебель венчала крона из сложно расчлененных листьев ярко-зеленого цвета.

В начале пермского периода еще доминировали спороносные растения, но уже к концу этого последнего этапа палеозойской эры их сильно потеснили голосеменные. Среди этих последних мы находим типы, достигшие своего расцвета лишь в мезозое. Разница между растительностью начала и конца пермского времени огромна. В середине перми совершается переход от начальных фаз эволюции наземных растений к его среднему этапу — мезофиту, для которого характерно господство голосеменных.

В нижнепермских отложениях постепенно исчезают гигантские плауны, как и большинство спороносных папоротников и некоторых хвощей. Зато появляются новые виды папоротникообразных растений (Callipteris conferma, Taeniepteris и др.), которые быстро расселяются по территории тогдашней Европы. Среди пермских находок особенно часты окремнелые стволы папоротников, известные под названием Psaronius. Все реже попадаются в нижней перми кордаитовые, зато расширяется состав гинктовых (GinKgoales) и цикадовых. В сухом климате того времени прекрасно чувствовали себя хвойные. В ранней перми широко распространены были роды Lebachia и Ernestiodendron, а в поздней — Ullmannia и Voltzia. В Южном полушарии процветала так называемая гондванская, или глоссоптерисовая флора. Характерный представитель этой флоры — Glossopteris — принадлежит уже к семенным папоротникам. Леса каменноугольного, а во многих районах Земли также и раннепермского времени приобрели теперь огромное экономическое значение, поскольку за их счет образовались основные промышленные местонахождения каменного угля.

Животный мир палеозоя.

В протерозое тела животных были построены весьма примитивно и обычно не имели скелета. Однако типичные ископаемые палеозойских отложений уже обладали прочным наружным скелетом, или раковиной, защищавшим уязвимые части тела. Под этим покровом животные меньше опасались естественных врагов, что создало предпосылки для быстрого увеличения размеров тела и усложнения организации животных. Появление скелетных животных произошло в самом начале палеозоя — в раннем кембрии, после чего началось их стремительное развитие. Хорошо сохранившиеся окаменелые остатки скелетных животных встречаются повсеместно во множестве, что резко контрастирует с крайней редкостью протерозойских находок.

Некоторые ученые рассматривают эту взрывообразную эволюцию как доказательство того, что концентрация атмосферного кислорода достигла к началу кембрия уровня, необходимого для развития высших организмов. В верхней части земной атмосферы образовался озоновый экран, поглощающий губительное ультрафиолетовое излучение, что стимулировало развитие жизни в океане.

Повышение содержания кислорода в атмосфере неизбежно вело к росту интенсивности жизненных процессов. Доктор Э. О. Кангеров полагает, что раковины и внутренний скелет у животных могли появиться только тогда, когда организмы получили в свое распоряжение источник энергии, перекрывающий минимум, необходимый для поддержания внутреннего метаболизма. Таким источником энергии оказалась повышенная концентрация кислорода в атмосфере. Животные, быстро приспосабливаясь к измененной среде, приобретали различные типы раковин, панцирей и внутреннего скелета. При всем своем разнообразии все эти животные пока еще жили в морях, и лишь позднее в ходе эволюции некоторые из них приобрели способность дышать атмосферным кислородом.

Фауна раннего палеозоя была уже столь разнообразной, что в ней были представлены практически все основные разделы беспозвоночных. Такому высокому уровню дифференциации животных, начиная с кембрийского периода, неизбежно должна была предшествовать длительная эволюция, хотя скудные материалы докембрия и не позволяют нам восстановить в деталях картину такого развития.

Трилобиты и другие членистоногие.

Самыми типичными представителями палеозойской фауны являются, вне всякого сомнения, относящиеся к членистоногим животные, известные под названием трилобиты, что в переводе значит “трехдольные”. Их сегментированное тело было покрыто прочным панцирем, подразделенным на три отдела: голову, туловище и хвост. Известно, что 60 % всех видов животного царства раннего палеозоя принадлежало именно к этой группе. До настоящего времени только в одном-единственном случае удалось найти докембрийские остатки членистоногих — в 1964 г. в Австралии. Но уже с самого начала кембрия трилобиты начинают свое триумфальное развитие, разделяясь на сотни родов и видов, многие из которых исчезли с лица планеты столь же быстро, как и появились. Трилобиты во множестве обитали в ордовикских морях, продолжая, хотя и не так интенсивно, свою эволюцию, о чем можно судить по отложениям этого времени, богатым новыми родами трилобитообразных. Трилобиты пошли на убыль в силурийском периоде и стали еще более редкими в девоне. В карбоне и перми существовало одно-единственное семейство трилобитов (Proetidae), последние представители которого вымерли к концу перми. Трилобиты имели повсеместное распространение в палеозое, поэтому они играют важную роль при определении возраста и сравнении отложений разных континентов.

Гигантом среди палеозойских беспозвоночных был, несомненно, морской ракоскорпион Eurypterus, относящийся к группе Merostomata, до известной степени промежуточной между трилобитами и скорпионами и появившейся еще в кембрии.

Расцвета меростомовые достигли в среднем палеозое, когда произошло вселение части их из морей в пресные воды. Размеры палеозойских меростомовых в силуре и девоне достигали 3 м. До наших дней сохранились лишь представители одного семейства мечехвостов (Limulidae).

В девоне и, особенно, карбоне начинают развиваться наземные членистоногие и среди них многочисленные типы наземных форм: многоножки (с силура), скорпионы (с силура), пауки и другие. Из карбона известны примитивные стрекозы рода Meganeura, размах крыльев которых достигал 57 см, и многоножки Arthropleura (класс Diplopoda), выраставшие до полутора метров в длину.

Археоциаты

В кембрийских морях в изобилии водились животные с кубковидным скелетом, известные под именем археоциаты (Archaeocyathi), которые в начале палеозойской эры играли ту же роль, что и кораллы в позднейшие времена. Они вели прикрепленный образ жизни в теплых и мелких водах. Со временем их известковые скелеты образовывали в определенных местах значительные скопления извести, говорящие о том, что ранее эти участки были дном мелкого и теплого моря.

Брахиоподы

В начале палеозоя появились также брахиоподы (Brachiopoda) — морские животные с двустворчатой раковиной, похожие на моллюсков. Они составляли 30 % видов известной кембрийской фауны. Прочные раковины большинства кембрийских видов брахиопод состояли из хитинового вещества, пропитанного фосфатом кальция, тогда как раковины более поздних форм состояли преимущественно из карбоната кальция. Скапливаясь в благоприятных местах в неисчислимых количествах, брахиоподы давали значительную часть материала при образовании подводных рифов и барьеров. В морской фауне палеозоя брахиоподы своей численностью превышают все другие типы животных. Они присутствуют практически во всех морских отложениях этого времени.

Иглокожие

Важным элементом палеозойской фауны были иглокожие (Echinodermata), к которым относятся и общественные морские звезды и морские ежи. Их кембрийские представители принадлежат в большинстве своем к даво вымершим группам, отличающимся, в частности, простым асимметричным строением.

Только позже в палеозое приобрели иглокожие радиальную симметрию. В слоях нижнего кембрия встречаются остатки представителей класса Eocrinoidea, настоящие морские лилии (Crinoidea) появляются только в начале ордовика. Некоторые примитивные формы иглокожих, такие, как цистоидеи (Cystoidea), имели шаровидное тело, по которому были бессистемно разбросаны кроющие пластинки (“таблички”), У прикрепленных форм развивался стебель, служащий для прикрепления к субстрату. Впоследствии стебельчатость стала общей для большинства форм. Морские лилии, вершина расцвета которых приходится на карбон, пережили все геологические эпохи с кембрия; известны и морские ежи, тогда как морские звезды и офидры известны с ордовика.

Моллюски

В начале палеозойской эры моллюсков (Mollusco) было крайне мало. (Кстати говоря, некоторые специалисты относят к мягкотелым, или моллюскам, вышеупомянутых брахиоподов.) Те, что были, относились к брюхоногим, хотя уже с кембрия известны их основные классы — и брюхоногие (Gastropoda), панцирные, или хитоны (Amphineura), раковина которых состояла из нескольких щитков, и двустворчатые (Bivalvia), и головоногие (Cephalopoda). К середине палеозоя моллюски заметно размножились. Остатки брюхоногих содержатся почти во всех изученных сериях.Быстрымитемпамишло иразвитиеголовоногих.Пресноводные двустворчатые появляются в большом числе в девоне, известны они также из карбона и перми. Большое распространение получили в палеозое и брюхоногие, первые пресноводные формы которых появились в конце каменноугольного периода.

Из головоногих были наиболее широко представлены наутилоидеи (Nautiloidea), достигшие расцвета в силуре; один род — Nautilus, или “кораблик” — дожил до наших дней. К концу палеозоя наутилоидеи были вытеснены аммонитами (Ammonoidea) — головоногими со спирально закрученной раковиной, нередко с богато скульптированной поверхностью. Своим видом раковина сильно напоминает бараний рог. Свое имя аммониты ведут от “рога Аммона”; Аммон, божество древних египтян, изображался с головой барана. Среди аммонитов особое место принадлежит гониатитам (Goniatites), появившимся в девоне и занимавшим господствующее положение в морях карбона. Их остатки являются хорошим указателем геологического возраста морских пород.

Граптолиты и кишечнополостные Особого внимания заслуживают и две другие группы — граптолиты (Graptolithina) и кишечнополостные (Coelenterata). Окаменелые граптолиты часто выглядят как грифельный след на палеозойских породах; это были морские колониальные организмы, имевшие широкое распространение, что позволяет использовать их для дробного расчленения морских отложений. Граптолиты имеют отдаленное родство с хордовыми предками позвоночных.

Из числа кишечнополостных наиболее замечательны кораллы (Anthogoo).

В раннем палеозое широко были распространены две группы кораллов: четырехлучевые, или ругозы (Rugosa) и табуляты (Tabulata). В теле первых выделялись четыре главные вертикальные перегородки, вторые представлены группами поперечных образований. Силурийские кораллы нередко образовывали массивные напластования известняков органического происхождения. Другой группой кишечнополостных, имевших чрезвычайно широкое распространение в середине палеозоя, были строматопоры (Stromatoporoidea). Эти организмы, происхождение которых по сей день является предметом дискуссий, наращивали прочный известковый скелет, часто уплощенной формы. Некоторые из них достигали 2 и более метров в поперечнике. Строматопоры активно участвовали в образовании силурийских и девонских известковых рифов. Обычно их причисляют к гидроидным полипам (Hydrozoa). Многочисленными были в палеозое и конулярии (Conulata), которых также обычно относят к кишечнополостным.

Они появляются в ордовике, достигают высшей точки развития в девоне и вымирают в самом начале мезозойской эры. Конулярии представлены конусовидными “раковинами” из органического вещества, не исключено их родство с медузами.

Фораминиферы

Конец палеозоя был отмечен массовым развитием фораминифер (Foraminifera). Эти одноклеточные организмы, чье имя в буквальном переводе означает “несущие отверстия”, были заключены в раковины, снабженные особыми отверстиями. В карбоне и особенно в перми члены этой группы порой достигали внушительных размеров. Размножаясь в большом числе, они поставляли значительную часть материала, из которого строились рифы морского дна.

Беспозвоночные в конце палеозоя

К концу палеозоя (пермь) фораминиферы продолжают эволюционировать, но целый ряд других групп животных приходит в упадок: сокращается число трилобитов, вымирают ругозы, падает значение брахиоподов. Относительно распространенными остались двустворчатые, среди которых появляются формы близкие мезозойским типам. Головоногие, среди которых появились в это время первые настоящие аммониты, претерпевают к концу перми определенный кризис.

Первые позвоночные животные

Первые позвоночные появляются в ордовикских отложениях. Остатки костного панциря примитивных позвоночных из группы бесчелюстных рыбообразных — остракодерм (Ostracodermi) были обнаружены в нижнеордовикских породах Эстонии и в среднеордовикских отложениях США. В современной фауне бесчелюстные рыбообразные представлены немногочисленными формами, полностью лишенными костного скелета и чешуйчатого покрова, к числу их относятся миноги. Очень большой вклад в наши знания об ископаемых бесчелюстных внес шведский палеонтолог профессор Э. Стеньше.

Более высоко организованные позвоночные, относимые к настоящим рыбам, обладающим хорошо развитыми челюстями и парными плавниками) появляются в силуре. Наиболее характерную группу древнейших рыб образуют панцирные пластинокожие (Placodermi), процветавшие в девоне. К их числу относятся своеобразные антиархи. В начале девона плакодермы оставались относительно некрупными формами, близкими по размерам к бесчелюстным. Но быстро увеличиваясь в размерах, они уже вскоре стали настоящими гигантами, как например,

Dinichthys, длина которого достигала 11 м. Это хищное чудовище, должно быть, наводило ужас на обитателей девонских морей. Наряду с пластинокожими в середине палеозоя появляются предки настоящих акул; в верхнем палеозое некоторых из них можно встретить даже в отложениях пресноводных бассейнов.

Параллельно идет эволюция различных групп высших, или костных рыб (Osteichthyes), появившихся к началу девона, к концу девона давших начало первым земноводным — ихтиостегидам (Ichthyostegalia). Что же касается других групп рыб и рыбообразных, то почти все группы начала девона начинают исчезать к концу этого периода. Исключение составляли акантоды (Acanthodii), своеобразные рыбы с зубчатыми шипами в основании парных плавников.

Быстро распространяясь, костные рыбы уже к концу девона оказались доминирующей группой позвоночных пресноводных бассейнов. Практически с самого начала своей эволюции они распались на три основные ветви. Виды первой из них процветают и ныне, охватывая 90 % всех существующих рыб. Плавники этих рыб поддерживались длинными костными лучами, откуда и пошло название всего подкласса — лучеперые (Actinopterygii). Вторая группа костных рыб в настоящее время представлена лишь тремя родами двоякодышащих рыб (Dipnoi), распространенных на южных материках. Свое название они получили за то, что помимо жабер, эти рыбы обладают и легкими, использующимися для дыхания воздухом. Третью группу костных рыб образуют кистеперые (Crossopterygii"), получившие свое название за кистеобразное ветвление внутреннего скелета парных плавников. Кистеперые рыбы имеют огромное эволюционное значение: именно они дали начало всем наземным позвоночным, включая сюда и человека. Вместе с двоякодышащими кистеперых иногда объединяют в одну группу.

Кистеперые, замечательные своими плавниками с широким мясистым основанием, обитали не только в морях, но и в пресноводных бассейнах, и достигли апогея развития в конце девона. В последующие геологические эпохи кистеперых становилось все меньше, и в наше время они представлены единственным реликтовым родом — латимерией (Latimeria), которая встречается в глубоких водах вблизи Мадагаскара. Ближайшая к латимерии форма вымерла еще в меловом периоде.

Первые наземные позвоночные

Древнейшие наземные позвоночные, остатки которых обнаружила в 30-х годах датская экспедиция на острове Имер, к востоку от Гренландии, возникли в конце девона от кистеперых рыб.

Выход животных из воды на сушу стал переломным моментом в эволюции жизни на Земле. Естественно, потребовалось продолжительное время для коренной перестройки функций организма, связанной с наземным образом жизни.

Предковые для наземных позвоночных кистеперые рыбы сначала оставляли воду лишь на непродолжительные сроки. Передвигались на суше они плохо, используя для этой цели змеевидные изгибы тела. Такой способ передвижения практически представляет собой своего рода плавание на суше. Лишь постепенно в передвижении на суше все большую роль начинали играть парные конечности, превращавшиеся по мере этого из рыбьих плавников в конечности наземных животных. Лишь когда предки наземных позвоночных приспособились к поискам пищи на суше, можно стало говорить о появлении настоящих наземных позвоночных. Первые амфибии — ихтиостеги — имели в своем строении еще много рыбьих признаков, о чем говорит и их название.

В каменноугольном и, отчасти, пермском периодах продолжалась прогрессивная эволюция амфибий. Многообразие их форм возрастало, но все древние амфибии обитали либо в заболоченных местах, либо даже в пресных водоемах.

Основную группу древних амфибий составляют так называемые лабиринтодонты, получившие свое название за строение зубов, на поперечных срезах которых дентин и эмаль образуют глубоко вдающиеся внутрь разветвленные складки, разделенные узкими промежутками. Аналогичное строение зубов имели икистеперые рыбы. Длина тела у лабиринтодонтов колебалась от нескольких сантиметров до четырех — пяти метров; часто по размерам и форме тела они напоминали некрупных аллигаторов. В своем развитии амфибии зависят еще от водной среды, так как они размножаются, откладывая икру в воду. В воде же живут и растут их личинки.

Первые пресмыкающиеся

В конце карбона происходят общие изменения климата. Если раньше климат в Северном полушарии был теплым и влажным, то теперь он становится все более засушливым и континентальным; засухи становятся все более продолжительными. Это стимулировало эволюцию новой группы животных — пресмыкающихся, или рептилий (Reptilia), ведущих свое происхождение от лабиринтодонтов. В отличие от амфибий, пресмыкающиеся потеряли связь с водной средой; они приобрели способность к внутреннему оплодотворению, их яйца содержат большое количество питательного вещества — желтка, они покрыты твердой пористой скорлупой и откладываются на суше. Личинок рептили и не имеют, и из яиц у них вылупляется вполне сформированное молодое животное. Хотя появление пресмыкающихся отмечено уже в середине карбона, их бурное развитие начинается только в перми. С этого времени прослеживается несколько основных линий эволюции, теряющихся в мезозойской эре.

Рептилии конца каменноугольного периода отличались еще крайней примитивностью. В это время наибольшее распространение среди них получили пеликозавры (Pelycosauria), выраставшие до значительных размеров. Они относятся к звероподобным пресмыкающимися, от которых в мезозое произошли млекопитающие.

Пермь — последний период палеозойской эры, продолжавшийся приблизительно 345 млн. лет. За это время жизнь на Земле изменилась до неузнаваемости: животные вышли из воды и постепенно продвинулись вглубь континентов, так что к концу эры встречались формы, приспособленные к существованию даже в самых засушливых местах. Некоторые из этих форм начали линию развития, ведущую непосредственно к млекопитающим и в конечном счете к человеку.

Палеозойская эра переводится с греческого языка как «древняя жизнь». На данный момент этот период является самым крупным в истории существования Земли. Учитывая глобальное потепление, которое царит сегодня, вероятно он таковым и останется. Предшествовала палеозою архейская эра, а по окончании его началась мезозойская эра. Начался рассматриваемый нами период 542 млн. лет назад. Его длительность составила 290 миллионов лет. Палеозойская эра включает следующие периоды: ранний палеозой и поздний палеозой. Каждый из них в свою очередь распределяется на 3 системы. Ранний состоит из кембрийского, ордовикского и силурийского периода. Поздний: девонский, каменноугольный и пермский.
Развитие жизни в палеозойскую эру обрело неимоверных масштабов. Именно в это время начали появляется на свет организмы, состоящие из раковин, панцирей и скелетов. Панцирь играл роль защитного приспособления, он появился сразу у нескольких видов.
Палеозойская эра – кембрийский период. В это время животные обитали исключительно под водной поверхностью. Большая часть из них предпочитала жить на дне. В тот период еще не было рыб, которые сегодня плавают в толщах воды. Палеозойская эра – силурийский период. Характеризуется появлением первых хищных организмов, причем имели они крупные размеры. Они представляли из себя головоногие моллюски, у которых раковины были снаружи. Современные кальмары ни чем не уступают в размерах тем существам. Также палеозойская эра характеризуется зарождением мелководных лагун, которые окаймляли материки широким поясом. Как выяснилось, лагуны появились не зря. Ведь в них поселились первые в истории существования Земли позвоночные животные. На то время они были малоподвижными, зато хорошо защищенными костным панцирем. Они не обладали челюстью и плавниками. Продуктом их питания был ил. В данной части лагуны обитали другие организмы, ими позвоночные и питались. Палеозойская эра презентация представлена ниже.

В процессе эволюции эти существа превратились в рыб. В отличие от своих предшественников, те обладали плавниками и челюстями. 416 миллионов лет назад палеозойская эра прошла первый этап. Перед самым концом увеличилось количество кислорода в атмосфере. На то время его концентрация стала приближенной к сегодняшнему времени. Теперь озоновый слой получил возможность поглощать ультрафиолетовые лучи, посылаемые Солнцем. Животные палеозойской эры впервые выбрались на сушу, поскольку теперь могли сами себя защитить. То же самое касается и растений. Только поначалу они не «отходили» на далекие расстояния от воды, проживая неподалеку от берегов морей. Затем переместились на лагуны в речные долины, постепенно перебираясь таким образом на сушу.
В конце девона начали появляться первые леса. Каменноугольный период палеозойской эры начался с того, что сгустки растительности образовали дремучие дебри, а к сегодняшнему дню об этом свидетельствуют каменноугольные останки. Конец девонского периода характеризуется появлением земноводных животных, вслед за ними зародились четвероногие позвоночные. Формально они были наземными, но по сути их таковыми очень сложно назвать. Ведь они еле-еле ходили по суше, предпочитая проживать в воде. Там они и проводили большую часть своей жизни. А вот что касается беспозвоночных, то их смело можно отнести к категории наземных. Среди таких были насекомые и паукообразные. Некоторые животные были очень крупными, бывали случаи, когда стрекоза имела размах крыльев 70 см. Еще каменноугольный период известен появлением пресмыкающихся. Это такие животные, которые откладывают яйца на суше, совершенно не нуждаясь в воде. В данном случае им нужно благодарить скорлупу, поскольку она была очень прочной. В конце палеозойской эры периоды характеризуются массовым распространением пресмыкающихся. Данную категорию пополнили зверообразные рептилии. Земноводные могут похвастаться наличием стегоцефалов и панцирноголовых. Эти виды обладали очень мощным скелетом. Их образ жизни можно сравнить с современным крокодилом, поскольку сегодня последний так само много времени проводит в воде.
Палеозойская эра потерпела изменений в отложениях. Совокупность слоев изредка достигала 30 км, а это в 10 раз больше, нежели в мезозое. То есть мы лишний раз убеждаемся, что палеозойская эра действительно длилась очень долго. В 30-х годах прошлого века слои разбили на несколько категорий. Одни имели нижнюю формацию, а другие верхнюю, которая была каменноугольной. Информация о первой так и осталась в секрете. Мурчисон и Сэджвик определили, что нижняя формация насчитывает в себе три системы. Это кембрийская, силурийская, а также девонская. Ну и затем уже пошла пермская, предшественницей которой была каменноугольная. Отметим, что такое деления является общепринятым, его утвердили на конгрессе ученых.

Площадь отложений, которые оставила за собой палеозойская эра, составила 17,5 миллионов кв.км. Когда данная эра только начала свое «правление», Земля представляла собой безбрежный океан, а суша проявлялась лишь изредка в виде островов. Причем они были в виде гранитовых скоплений. Когда палеозойская эра достигала своего логического конца, суши на нашей планете образовалось значительно больше, также из-под поверхности воды начали выходить материки.
Палеозойская эра характеризуется такими горообразовательными процессами: каледонский и герцинский. Первый берет свое начало в кембрийском периоде, а второй в карбонском. В палеозое действовали многочисленные вулканы, но они были не такими энергичными, как в архейской эре. Впоследствии деятельности вулканов на земной поверхности образовались гранитные покровы, а также многие другие вещества. Пласты как правило не были горизонтальными, зачастую они изогнуты или сломаны. Также изредка они собирались в специальные складки, где пересекались с жилами. Последние кстати образовывали пластовые трещины.
Горные породы палеозоя сильно изменились в сравнении с сегодняшним днем. Осадки, имеющие в своем составе песок, глину и сланец образовали твердые песчаники и кварциты. На то время в порядке вещей встречались известковые породы, только тогда они были плотными доломитами. Палеозойская эра сыграла неотъемлемую роль в судьбе Алтае. Ведь в этом крае зародились залежи меди и серебра. То же самое кстати касается и Урала.
Растительный мир палеозойской эры пополнился хвойными и споровыми видами, а позвоночные животные перебрались на сушу. Когда палеозой только начали изучать, то сразу возникло предположение, что именно в этот период зародилась жизнь. Однако позже во время раскопок участники экспедиции обнаружили останки водорослей и червей, которые обитали еще в архейскую эру. Ниже расположена палеозойская эра презентация.

Флора и фауна в палеозое была довольно разнообразная, особенно это касается первых трех периодов. В это время она значительно эволюционировала. Но затем по неизвестной причине массовое распространение заканчивается, впоследствии чего массово вымерли. Нельзя не отметить плеченогих, которые имели особенный внешний вид, причем каждая особь отличалась от другой. В палеозое начали проживать панцирные рыбы и трилобиты, здесь же они и погибли. Палеозойская эра имеет интересный финиш, поскольку в данный период свое существование начали некоторые пресмыкающиеся и амфибии. Растительность представляют древовидные папоротники и хвощи, относящиеся к тайнобрачным. Также сюда отнесем саговые деревья, которых на то время было очень мало.
240 миллионов лет назад палеозойская эра переходит в новую стадию, впоследствии чего начинается мезозойская. Для животных такой переход был не очень удачным, многие из представителей фауны повымирали, особенно это касается морских обитателей. Но взамен им на свет появляются новые. Органический мир поверхности Земли вошел в новый этап своего развития. Если уже говорить о дальнейшей судьбе зародившихся в палеозое животных, то отметим, что пресмыкающиеся и земноводные продолжали свое существование. В конце триасового периода возникли динозавры, которые конечно же уничтожили всех своих конкурентов. Как видим, палеозойская эра подарила Земле множество прекрасных животных и растений. Жаль, что пришедшие гигантские ящуры всех их истребили.

С. Клумов

Рождение Земли и жизни на Земле

Возраст нашей старушки Земли, которая является родным домом всему человечеству, очень велик. Его даже трудно себе представить. Земля возникла в звездном пространстве около 5 миллиардов лет назад! Попробуйте вообразить, почувствовать это время. 5 миллиардов – это значит 5 тысяч раз взять по миллиону лет! Вот как далек от нашего времени день ее рождения!
Для удобства изучения этапов образования нашей планеты ученые разделили историю ее развития и эволюцию жизни на отдельные эры, используя для этого некоторые естественные, характерные особенности. В свою очередь эры делятся на периоды. Продолжительность существования каждой эры и каждого периода – их возраст – определена в миллионах лет.
Эра звездного существования Земли – тогда раскаленной и безжизненной – удалена от нашего времени на миллиарды лет. Атмосфера была насыщена горячими газами и водяными парами. Тучи вулканического пепла сплошной пеленой окутывали планету и не пропускали солнечных лучей. Водяные пары по мере охлаждения Земли постепенно сгущались, и наконец хлынули горячие проливные дожди, которые продолжали идти тысячелетиями... Вода – основа возникновения и существования живой материи – появилась на планете в первой половине архейской эры. Это было время образования первых древних морей и океанов. А как известно, океан – это колыбель жизни! Ведь первые живые клетки возникли именно в океане! Так на Земле появилась ЖИЗНЬ! Произошло это великое событие около 2 миллиардов 700 миллионов лет назад! Причем названная цифра научно обоснована. Она определена учеными, исходя из возраста окаменелых останков первых беспозвоночных животных, первых водорослей и первых бактерий, появившихся на Земле.
Следующая за архейской была протерозойская, или древнейшая, эра развития Земли. Ее продолжительность определена от 1,5 миллиарда до 520 миллионов лет. Для этой эры характерно дальнейшее образование морских водоемов, развитие в них массы водорослей и разнообразных беспозвоночных животных.
После протерозойской наступила палеозойская эра (от 520 до 185 миллионов лет), которую ученые делят на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, или каменноугольный период, и пермский. Причем каждый период имеет свои характерные черты развития и для каждого определена продолжительность его существования (см. таблицу) и типичный для периода растительный и животный мир. В течение существования палеозойской эры очень активно развивались беспозвоночные животные, заселявшие водные просторы: одни группы вымирали, их сменяли другие, возникали новые формы растений и животных. В палеозое впервые появились ПОЗВОНОЧНЫЕ животные – первые рыбы: панцирные, акуловые и кистеперые, первые земноводные и к концу эры – первые пресмыкающиеся. Все эти животные быстро расселялись, захватывая все новые и новые водные пространства, а выйдя из воды на сушу, они стали распространяться на берегах, постепенно продвигаясь в глубь континентов, приспосабливаясь к самым различным условиям обитания.
Вот об этом времени развития нашей планеты – ПАЛЕОЗОЕ, о некоторых характерных для этой эры животных мы и хотим рассказать!
Представь себе, что мы с тобой решили прогуляться по берегу Кембрийского моря... Море было теплое-теплое. Мы разулись и пошли побродить среди зарослей морских водорослей. И вдруг, как только мы вошли в море, из-под ног выскользнули какие-то небольшие животные и, взмутив воду, скрылись из глаз. Мы остановились и стали присматриваться.
– Да вот же они! Смотри! Спрятались – закопались в песок. А ну-ка, давай рассмотрим их как следует, что это за животные? Да это ведь трилобиты! Одни из самых первых беспозвоночных, появившихся на Земле. Это самые массовые и очень характерные животные Кембрийского моря. В начале кембрийского периода они превосходили всех других животных и по своей численности, и по видовому разнообразию. Но позже, в Девонском море, их стало уже значительно меньше, а к концу палеозоя они и вовсе вымерли. До наших времен дошли только их ископаемые окаменелые останки.

Присмотрись к ним хорошенько: видишь, их тело как бы разделяется и поперечно и продольно на три части. За это их и назвали трилобитами. Ведь слово "лобос" по-гречески значит "лопасть". Подобно ракообразным, трилобиты покрыты известковым, достаточно прочным спинным щитом, состоящим из отдельных подвижных сегментов. У разных видов – их разное количество. Трилобиты были небольшими, их длина от 3 до 10 см. Правда, некоторые редкие виды достигали большей длины, иногда даже до 70 см. В головной части у трилобитов были небольшие "усики" – антенны.
Глаза располагались на боковых лопастях – "щеках". Относительно короткие ножки служили и для захвата пищи, и для хождения, и для плавания, и для закапывания в песок.
В море встречался и птериготус – крупный хищник, ракоскорпион, достигавший длины до 2 м, обладавший мощными клешнями.

В кембрии впервые на Земле появились и головоногие моллюски – прародители современных кальмаров, каракатиц и осьминогов. Правда, в те далекие времена они имели внешнюю раковину трубчатой формы, украшенную разноцветным рисунком. Но современные головоногие (кроме наутилуса) давно потеряли раковины по пути эволюционного развития. Мы показали здесь только трех представителей типичных беспозвоночных кембрийского периода, хотя население Кембрийского моря было очень богатым и разнообразным. За длительный период его существования одни формы вымирали, исчезали, нарождались новые, расселялись на огромных водных пространствах, снова вымирали... Шел бурный, активный процесс видообразования как среди водорослей, которые в кембрии впервые "вышли" на сушу и образовали первые своеобразные "леса", так и среди животных. Ведь именно в кембрии возникли первые позвоночные животные. Это были древние рыбы.

Вслед за кембрием наступил новый период – ордовик, в течение которого (от 440 до 360 миллионов лет) продолжался активный процесс развития и изменения растительности и животного мира Земли. Его сменил силурийский период, начавшийся 360 миллионов лет назад и закончившийся 320 миллионов лет назад. Эти 40 миллионов лет силура прежде всего характеризуются появлением на Земле многих видов рыб. Самыми первыми были мелкие (до 10 см) панцирнокожие рыбы, обитавшие в пресноводных болотах и небольших лужах. Их существование охватывает два геологических периода – силур и девон, в конце которого они все вымерли. Второй класс панцирных рыб – пластинокожие – появился в конце силура. Эти рыбы из пресных вод постепенно перешли и приспособились к жизни в море, сделавшись типичными морскими жителями. В их числе появились и такие крупные хищники, как изображенный здесь динихтис, достигавший 10 м длины! Динихтис питался разными морскими животными, всасывая их вместе с водой, так же как это делали панцирнокожие рыбы, так как никто из них не обладал развитыми челюстями, способными хватать и удерживать свою добычу.
В середине – конце силура появились на Земле и акуловые рыбы, потомки которых живут и поныне в теплой зоне Мирового океана. Из акуловых рыб того времени надо отметить кладоселахий. Это были относительно небольшие (около 70 см) быстроплавающие хищники, "вооруженные" мощным движителем – хвостом, с двумя крупными треугольными грудными плавниками и двумя небольшими лопастями, "посаженными" по бокам хвостового стебля. Эти лопасти были своеобразными "рулями высоты" (глубины) и обеспечивали кладоселахиям наилучшую маневренность движения при добыче быстроплавающих морских животных, которыми они питались.

Наступивший после силура девонский период отличается от всех предыдущих богатейшим развитием ихтиофауны. Он по праву должен быть назван "царством рыб"!
Впервые, именно в Девонском море, возникли кистеперые рыбы (от 1,5 до 2 м), один из потомков которых дожил и до наших времен. Я имею в виду знаменитую латимерию – целаканта, живущую до сих пор в Индийском океане около Сейшельских и Коморских островов. Одна из пойманных там латимерий хранится у нас в Москве.
Кистеперыми эти рыбы были названы потому, что они обладали крепкими и сильными грудными плавниками особого строения, на которые рыбы сперва опирались при передвижении по морскому дну. По мере дальнейшего развития грудных плавников и приспособления их к хождению по твердой поверхности они стали подходить ближе к берегам и выходить на сушу! Одновременно с появлением конечностей плавательный пузырь этих рыб, обрастая сетью тонких кровеносных сосудов, постепенно и медленно все более изменялся и превращался в подобие легкого. Это позволило им сперва на непродолжительное, а затем и на длительное время покидать воду, вылезать на сушу и дышать кислородом воздуха. Причем вначале у них сохранялось также и жаберное дыхание, которое лишь постепенно утрачивало свое значение.
Выход кистеперых рыб на сушу стал великим событием в эволюции животных нашей планеты! На Земле появился новый класс ЗЕМНОВОДНЫХ животных, положивший начало всему богатству наземной (сухопутной) фауны позвоночных.
В конце силурийского периода палеозоя ПЕРВЫЕ ЗЕМНОВОДНЫЕ начали осваиваться и приспосабливаться к многообразным условиям жизни на суше.

ПЕРВЫЕ ЗЕМНОВОДНЫЕ

Древнейшие земноводные – ихтиостеги – обитали в верхнем девоне около 300–320 миллионов лет назад. Эти примитивные амфибии сохраняли еще очень много сходных и даже общих черт (признаков) с кистеперыми рыбами. Поэтому происхождение земноводных от кистеперых рыб не подлежит никакому сомнению. В дальнейшем история эволюции земноводных нашей планеты развивалась неравномерно. Изобилие и процветание этих животных было отмечено в карбоне, триасе и кайнозое, когда они были представлены множеством разнообразных форм. В то же время в юрском и меловом периодах произошло замедление их развития, уменьшилась численность и видовое разнообразие. Однако начиная с верхнего карбона (в палеозое) и до конца триаса (в мезозое) амфибии первенствовали в тогдашней фауне. В качестве одного из представителей крупных земноводных мы показываем вам мастодонзавра, появившегося на Земле в конце каменноугольного периода. Это был крупный хищник, питавшийся почти исключительно рыбами, населявший пресноводные водоемы (озера и болота). Он вел водный образ жизни. Его привычки и поведение были весьма сходными с образом жизни обыкновенных лягушек. Он также не мог существовать без воды, лишь изредка и ненадолго вылезал на сушу. Поэтому, когда в пермском периоде климат стал менее влажным и водоемы, в том числе и большие озера, стали высыхать и исчезать, началась массовая гибель мастодонзавров, и к началу триаса этот крупный хищник исчез с лица Земли. Название описываемой группы – ЗЕМНОВОДНЫЕ – говорит о том, что эти животные, выходящие на сушу, не оторвались еще в полной мере от жизни в воде. И на самом деле, многие из них продолжали вести водный образ жизни, вылезая на сушу лишь на краткое время, или если и жили на суше, то около воды, с которой они были постоянно связаны. Они, как и рыбы, откладывали икру, весь цикл развития которой проходил в воде.
Земноводные прошли лишь самые первые этапы освоения суши, но именно поэтому их биология до сих пор представляет огромный научный интерес, так как дальнейшая эволюция этих животных, их полный отрыв от водной среды, положила начало для возникновения следующей группы – высших позвоночных (пресмыкающихся).
Впервые именно пресмыкающиеся стали размножаться на суше в отрыве от воды. У них появились яйца с плотной внешней оболочкой, предохраняющей их от высыхания и механических повреждений. Благодаря этому в дальнейшем возникли новые группы высших позвоночных – птицы и млекопитающие.
Пресмыкающиеся по сравнению с земноводными являются уже типичными наземными (сухопутными) животными. Появление первых пресмыкающихся относится к концу каменноугольного периода палеозоя. Они развивались как сухопутные формы, однако были и такие, которые приспособились к жизни в воздухе (птерозавры), а также и такие, которые, сохраняя все признаки пресмыкающихся, вели водный образ жизни. Большая часть были хищниками, но черепахи и птерозавры питались и растительной пищей. Мезозавр – один из немногих древних ящеров, относящийся к отряду среднеящеров, который приспособился к жизни в воде. Он обитал в пресных водоемах Южной Африки и Бразилии в конце каменноугольного – начале пермского периода. По своему внешнему виду он был похож на современного крокодила: сжатый с боков хвост, пятипалые конечности с плавательными перепонками между пальцев, длинная морда с вытянутыми челюстями, вооруженными массой тонких и длинных зубов. Но по своим размерам он был в несколько раз меньше. Самые крупные мезозавры достигали всего от 60 до 100 сантиметров длины. Мезозавр был хищником – питался в основном рыбами.
На рисунке вы видите эдафозавра. Он является представителем отряда тероморфа – звероподобных. Эти животные, сохраняя типичный облик пресмыкающихся, в то же время приобрели уже некоторые признаки, свойственные млекопитающим животным, почему их и называли "звероподобные". В частности, эти изменения отмечаются палеонтологами в области скелета (костей черепа, зубов...). Ученые высказали предположение, что некоторые пресмыкающиеся отряда звероподобных были уже теплокровными животными.
Возникнув одновременно с мезозаврами в конце каменноугольного периода, звероподобные пресмыкающиеся достигли особого расцвета в пермском периоде, но уже к началу триаса (мезозой) они угасли и вымерли.
Звероподобные были хищниками, но среди них встречались отдельные виды, которые питались растительной пищей. Эдафозавр также был растительноядным, питался различными болотными травами. Длина взрослых эдафозавров достигла 2,5–3 метров. Мы очень кратко постарались рассказать вам о палеозое.
Палеозойская эра была одной из самых важных в развитии нашей планеты, одной из самых плодотворных, определившая коренные изменения в эволюции растительного мира и животных Земли. Впервые в палеозое растения вышли из воды и заселили сушу. Впервые возникли на Земле лесные массивы. Впервые в палеозое отмечено интенсивное развитие беспозвоночных животных. Вслед за ними именно в палеозое возникли и первые позвоночные животные. Впервые позвоночные вышли из воды на сушу и начали ее заселять. Впервые возникли высшие позвоночные, эволюция которых в дальнейшем привела к появлению на Земле теплокровных животных. Решающие изменения в развитии нашей планеты, происшедшие в течение палеозоя, подготовили почву для появления на Земле человека!

Рисунки А. Павлова.

Страница 1 из 7

Палеозойская эра занимает временной интервал в 289 млн лет. Третья эра развития Земли продолжалась с 540-252 млн лет назад и следовала за протерозоем (протерозойской эрой). Палеозойская эра делится на 6 геологических периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон (каменноугольный период) и пермь (пермский период).

Давайте немного поподробнее рассмотрим периоды палеозойской эры .

Кембрий . Первый период палеозойской эры продолжается 56 млн лет. В это время происходит активное формирование горных массивов. На земле все так же могут обитать лишь бактерии и водоросли. Зато в морских глубинах царит разнообразие живых организмов. Появляются трилобиты - беспозвоночные членистоногие, похожие на современных представителей семейства раков. В водоемах увеличивается количество магния и кальция. Минеральные соли, содержащиеся в земле, в больших количествах начинают поступать в моря. Это дает возможность животным, обитающим в воде, эволюционировать - создавать твердый скелет.

Ордовик . Вторая эратема палеозойской эры занимает временной промежуток в 42 млн лет. Данный период характеризуется расцветом жизни на планете. Образуются главные типы морских жителей. Появляются первые панцирные бесчелюстные рыбы, морские звезды и лилии, громадные скорпионы. В конце ордовикского периода появляются первые представители позвоночных.

Силур . Следующий за ордовиком силур длится 24 млн лет. Это эпоха покорения суши древними предками пауков, многоножек и скорпионов. Появляются панцирные челюстные рыбы. В начале силура вымирает больше половины существующих живых организмов. В северной части Земли формируется континент Лаврентия. Гондвану делит на 2 части новообразованный морской залив. Суша постепенно уходит под воду - это приводит к образованию осадочных пород. В конце силурского периода завершается этап каледонского развития. Начинают активно формироваться горные массивы Шотландии и Гренландии, образована небольшая часть Кордильер. На месте современной Сибири образуется континент Ангарида.

Девон . Девонский период продолжается 61 млн лет. Появляются первые акулы, насекомые и амфибии. Суша все больше зеленеет. Теперь на ней обитают папоротники и псилофиты. Остатки отмирающих растений образуют пласты каменного угля. На территории современной Англии формируются первые скалы. Материки Лаврентия, Балтика и Авалония сталкиваются и образуют единый континент. Гондвана смещается с юга на север. Внутри континентов формируются громадные пустыни. В середине девона полярные ледники начинают таять. В результате уровень океана поднимается - это способствует образованию коралловых рифов у берегов Лаврентии.

Каменноугольный период (карбон) . Пятый период палеозойской эры носит еще одно название - карбон. Его продолжительность составляет 60 млн лет. Это время формирования основных месторождений каменного угля. В начале карбона Землю покрывают папоротники, лепидодендроны, плауны, кордаиты. К концу эратемы появляются хвойные леса. Зарождаются высшие насекомые - тараканы и стрекозы. Появляются первые рептилии и предки кальмаров - белемниты. Основные континенты того времени - Лавразия и Гондвана. Насекомые начинают освоение воздуха. Первыми взлетают стрекозы. Затем в воздух поднимаются бабочки, жуки и кузнечики. В лесах появляются первые грибы, мох и лишайники. Занимаясь исследованиями карбонской флоры, можно пронаблюдать эволюционный процесс растений.

Пермский период (пермь) . Заключительный период палеозойской эры длится около 46 млн лет. Начинается он с очередного оледенения на юге планеты. По мере продвижения материка Гондвана с юга на север ледниковые шапки начинают таять. В Лавразии устанавливается очень жаркий климат, который приводит к образованию гигантских пустынных зон. На границе карбона и пермского периода бактерии начинают перерабатывать древесину. Благодаря этому знаменательному событию, очередная кислородная катастрофа, грозящая всему живому, так и не произошла. На земле возникает господство позвоночных. Появляются предки млекопитающих - звероподобные ящеры терапсиды. В морях преобладают костные рыбы. К концу эпохи происходит вымирание трилобитов, ракоскорпионов и некоторых видов кораллов. Становится меньше лепидодендронов и сигиллярий. Развиваются языковые папоротники, хвойные и гингковые деревья, саговники (предки пальм), кордаиты (предки сосен). Живые организмы начинают осваиваться в засушливых районах. Лучше всего акклиматизация происходит у рептилий.

Климат палеозойской эры

Климат палеозойской эры больше всего схож с климатом современного мира. В начале эры преобладает теплый климат с низко проявленной климатической зональностью. В конце палеозоя развивается засушливость и формируется резкая зональность.

В первой половине кембрийского периода в атмосфере преобладало содержание азота, уровень углекислого газа был не выше 0,3%, а количество кислорода постепенно повышалось. На континентах держалась влажная жаркая погода.

Во второй половине ордовика на планете резко похолодало. В этот же период сформировались зоны с тропическим, субтропическим, умеренным и экваториальным климатом. В субтропиках средняя температура воздуха снизилась на 15, в тропиках - на 5 градусов. Горные массивы Гондваны, находящиеся на Южном полюсе, покрыли ледники.

К началу каменноугольного периода на Земле воцарились тропический и экваториальный типы климата.

Развитие растительной жизни на суше способствовало активному процессу фотосинтеза с усиленным уменьшением уровня углекислого газа в атмосфере и повышением содержания кислорода. Формирование континента Пангеи привело к прекращению образования осадков и ограничению связи морей экватора с полярными. В результате этих событий наступило сильное похолодание с резко выраженной разницей температур на экваторе и полюсах.

Во время палеозойской эры на планете сформировались 2 тропических, 2 субтропических, 2 умеренных и 1 экваториальный климатических пояса. К концу палеозойской эры прохладный климат вновь сменился на теплый.

Животные палеозойской эры

В эпоху кембрия палеозойской эры в океанах и морях господствуют трилобиты - беспозвоночные членистоногие ракоподобные существа. Тела их были защищены крепкими хитиновыми панцирями, разделенными примерно на 40 частей. Некоторые особи достигали длины более 50 см. Питались трилобиты морскими растениями и останками других животных. Еще один вид многоклеточных животных кембрия, вымерший к началу ордовика - археоциаты. Эти существа похожи на коралловые рифы нашего времени.

В силурийском периоде лидировали трилобиты, моллюски, брахиоподы, морские лилии, морские звезды и морские ежи. Отличительной особенностью двустворчатых моллюсков силура являлся загиб их створок в разные стороны. У большей части брюхоногих моллюсков раковины заворачивались в правую сторону. Их головоногие собратья имели гладкие роговые раковины. В это же время появляются первые позвоночные существа - рыбы.

В каменноугольном периоде распространение получили представители морских жителей - фораминиферы и швагерины. Из их раковин сформированы многие залежи известняка. Развиваются морские лилии и ежи, продуктусы - представители плеченогих моллюсков. Размеры их достигали 30 см. Вдоль края шли длинные отростки, с помощью которых продуктусы прикреплялись к подводным растениям.

Во время девона в морях преобладали плакодермы - рыбы с сильными челюстями и твердым панцирем, который защищал голову и переднюю часть туловища. Это самые большие хищные рыбы того времени. Дунклеостеус - разновидность плакодермов - доходил длиной до 4 метров и строением походил на кладоселахии - первых акул. В водоемах данного временного промежутка водились беспанцирные рыбы, похожие на современных. Делятся они на 2 группы: хрящевые и костные. Хрящевые рыбы - предшественники акул и скатов нашего времени. Пасти их были полны острых зубов, а тела покрывали жесткие чешуйки. Костные рыбы были небольших размеров, с тонкой чешуей и подвижными плавниками. По мнению ученых, от лопастиперых костных рыб произошли четвероногие позвоночные. В девонский период появляются первые аммониты - хищные моллюски со спиральной раковиной. Они имели верхнюю раковину с перегородками. Пустое пространство между этими перегородками аммониты заполняли водой и газом. Благодаря этому, их плавучие свойства изменялись в лучшую сторону.

К концу палеозойской эры начинается расцвет пресмыкающихся. Рептилии быстрее всех остальных живых существ адаптировались к изменчивому климату. Найденные окаменелые скелеты позволяют воссоздать облик животных полностью. Одним из самых крупных травоядных того времени был мосхопс. Рептилия имела длинный хвост, большой череп, тело, похожее на бочку. Размеры ее доходят до 4 метров в длину. Хищником, схожим по размерам с мосхопсом, является антозавр.

Растения палеозойской эры

Первыми растениями, заполнившими сушу, стали псилофиты. Позднее от них произошли и другие виды сосудистых - плауны, хвощи, папоротники. Влажный климат карбона дал развитие прообразам тропических лесов. В них произрастали лепидодендроны и сигиллярии, каламиты и кордаиты, папоротники.

К середине пермского периода климат становится сухим. В связи с этим исчезают влаголюбивые папоротники, каламиты и древовидные плауновые.

В ордовике развитие получают морские лилии. Ко дну они крепились стеблем, состоящим из кольцевидных частей. Вокруг рта у них находились подвижные лучи, которыми лилии ловили пищу в воде. Часто морские лилии формировали густые заросли.

В середине палеозойской эры возникли членистостебельные растения, которые делятся на 2 группы - клинолистые и каламиты. Первая группа - это растения, живущие в воде. Имели длинный неровный стебель с листьями. В почках формировались споры. На поверхности воды клинолистые держались при помощи ветвистых стебельков. Каламиты - древовидные растения, образующие болотные леса. В высоту достигают 30 метров.

Полезные ископаемые палеозойской эры

Палеозойская эра богата на полезные ископаемые. В период карбона останки животных и отмирающих растений образовали огромные залежи каменного угля. В палеозойской эре сформировались месторождения нефти и газа, каменной и минеральной соли, меди, марганцевых и железных руд, известняков, фосфоритов и гипса.

Палеозойская эра и ее периоды более подробно будут рассмотрены в следующих лекциях .