Естествознание. Базовый уровень. 11 класс - Сергей Титов

Таблица 2

Геохронологическая шкала

Архейская и протерозойская эры. По мнению большинства исследователей, жизнь появилась на Земле около 3,5 млрд лет назад, когда планета достаточно остыла, земная кора затвердела, а водяные пары сконденсировались и образовали моря и океаны. Первый эон – криптозой (от греч. «крипто» – скрытый и «зоэ» – жизнь) делят на две эры – архейскую (архей) и протерозойскую (протерозой). Название «скрытая жизнь» дано этому эону потому, что обитавшие тогда одноклеточные организмы не имели твёрдых оболочек, поэтому их остатки обнаружить практически невозможно. Главным доказательством того, что в криптозое существовала жизнь, служит наличие в осадочных породах того периода химических соединений, которые не могли бы образоваться без участия ферментов живых организмов (вспомните окислительно-восстановительную функцию живого вещества в биосфере).

К концу архея появились первые колониальные водоросли.

Благодаря фотосинтезу, осуществляемому цианобактериями, в атмосфере появился свободный кислород. Через некоторое время его содержание достигло 1 % от современного. Такое количество кислорода, называемое точкой Пастера, способно обеспечить существование аэробных организмов, которые с этого времени стали активно распространяться по Земле. Накопление кислорода привело к созданию в верхних слоях атмосферы озонового экрана, который преградил путь на Землю губительному ультрафиолетовому излучению и тем самым способствовал расцвету жизни на Земле.

Рис. 163. Жизнь в морях кембрийского периода

Огромный по продолжительности палеозой отличался расцветом бактерий и водорослей, продолжавших образовывать скопления биогенных веществ. Именно тогда появились крупнейшие железорудные отложения, в том числе Курская и Криворожская магнитные аномалии. Около 1,35 млрд лет назад господство прокариот сменяется расцветом эукариот, которые вскоре начинают образовывать многоклеточные организмы. Вначале это были водоросли, но 600–700 млн лет назад, в эпоху, называемую вендом, появляются и многоклеточные животные: кишечнополостные, плоские и круглые черви. Все эти животные не имели ни раковин, ни скелета, поэтому от них осталось крайне мало остатков, по которым можно оценить их разнообразие. Именно поэтому протерозой и относят к криптозойскому эону, т. е. периоду «скрытой жизни». Эту эпоху иногда ещё называют докембрием, так как ей на смену пришёл кембрий – первый период палеозойской эры фанерозоя.

Почти вся жизнь в кембрии была сосредоточена в морях. На суше селились только прокариоты. В море же господствовали многочисленные водоросли и обитали животные почти всех известных типов, кроме хордовых (рис. 163). В начале кембрия в океан с суши попадает большое количество солей кальция и магния, вода минерализуется, и животные получают возможность строить внутренний или внешний скелет для защиты от хищников. В кембрийских морях особенно широко были распространены трилобиты – членистоногие, внешним видом напоминающие современных мокриц и достигавшие полуметра в длину.

Характерной чертой ордовика является появление предков хордовых, напоминающих современного ланцетника, и первых наземных споровых растений – псилофитов, которые стали заселять берега пресных водоёмов (рис. 164).

Следующий период – силур знаменателен двумя событиями: появлением позвоночных и выходом на сушу первых животных. Первыми позвоночными были панцирные «рыбы», внешне напоминающие настоящих рыб, но на самом деле принадлежавшие к классу круглоротых, куда относятся современные миноги и миксины. У них был хрящевой скелет, а вместо челюстей круглая присоска. В это же время на суше распространились псилофиты, сохранившие в своём строении многие признаки водорослей, но больше напоминающие современные мхи. Вслед за псилофитами сушу стали заселять и животные, первыми из которых были паукообразные, близкие по строению к современным скорпионам.

Начавшееся в силуре постепенное иссушение климата и увеличение площади суши продолжалось и в девоне.

Рис. 164. Первые растения суши

Рис. 165. Латимерия – современная кистепёрая рыба

Моря были заполнены настоящими рыбами, среди которых были и кистепёрые (рис. 165). К концу силура потомки кистепёрых окончательно освоили передвижение на усовершенствованных парных плавниках, сменили плавательный пузырь на лёгкое, переселились на сушу и дали начало земноводным.

Рис. 166. Леса каменноугольного периода

В конце палеозоя, т. е. в каменноугольном и пермском периодах, процесс заселения живыми организмами суши практически завершился. От псилофитов произошли типичные споровые растения – плауны, хвощи и папоротники. Эти растения, которые в наше время в основном имеют вид трав, достигали тогда 40 м в высоту и 2 м в диаметре (рис. 166). После гибели эти деревья падали в воду и там без доступа кислорода превращались в каменный уголь. Именно в этот период образовались основные запасы угля, за что период и получил своё название. Среди животных на суше господствовали земноводные, а также членистоногие, среди которых было много насекомых. Однако в конце пермского периода климат стал ещё суше, площадь водоёмов уменьшилась, что сделало существование споровых растений и земноводных затруднительным, так как и тем и другим для размножения необходима вода. Поэтому к концу палеозоя споровые растения довольно быстро сменились голосеменными, а земноводных стали вытеснять пресмыкающиеся. Потребность в воде у тех и других была значительно ниже, чем у их предков.

1. На какие эоны делят историю Земли? Почему их так называют?

2. По каким признакам можно утверждать, что в архее была жизнь?

3. В каком периоде появились первые позвоночные?

4. Когда и какие живые организмы впервые вышли на сушу?

5. Почему в конце палеозоя произошла резкая смена флоры и фауны?

Выясните, существуют ли в вашем регионе месторождения каменного угля. В какую эпоху они могли образоваться? Что явилось причиной их образования? Каково значение этих месторождений для развития промышленности вашего региона и страны в целом? Обсудите найденный вами материал с одноклассниками, создайте общий информационный листок и разместите его на стенде школы.

§ 53 Развитие жизни в мезозое и кайнозое

Давным-давно жили-были динозавры. Жили они долго и счастливо и умерли в один день.

Для мезозоя был характерен тёплый и сухой климат, сильно сократилась площадь водоёмов, появились пустынные ландшафты. Это было весьма благоприятно для пресмыкающихся, которые проявили в этом периоде все признаки биологического прогресса. Поскольку эту тему мы не обсуждали в предыдущих разделах, поговорим о ней подробнее. А. Н. Северцов выделил среди направлений эволюции процесс биологического прогресса. Биологический прогресс таксона (вида, отряда, класса и пр.) характеризуется:

• увеличением численности особей, входящих к этому таксону;

• расширением территории его распространения (ареала);

• увеличением числа подчинённых, более мелких, таксонов: для вида – подвидов, для отрядов – семейств, для класса – отрядов и т. д.

Все эти признаки были свойственны пресмыкающимся в течение всей мезозойской эры.

Как нам известно, для прогрессивного развития необходимы ароморфозы. Пресмыкающиеся появились примерно через 50 млн лет после земноводных и приспособились к существованию на суше. Несколько крупных ароморфозов обеспечили им преимущество в сухом климате: откладывание яиц, в которых зародыш был защищён от высыхания; внутреннее оплодотворение; роговой покров тела, уменьшающий испарение влаги; более развитая мускулатура и более совершенные системы дыхания и кровообращения; развитие головного мозга, в том числе полушарий. Дальнейшие идиоадаптации позволили им занять практически все возможные экологические ниши в наземной, водной и воздушной среде. В результате господство пресмыкающихся на Земле продолжалось почти 200 млн лет.

В соответствии с принципом биологического прогресса пресмыкающиеся в мезозое разделились на несколько отрядов. Появились крокодилы, черепахи, однако главными хозяевами суши были динозавры (рис. 167). Их господство началось ещё в триасе и продолжалось весь юрский и большую часть мелового периода. Большинство динозавров питались растениями, но среди них встречались и хищники. Если триасские динозавры не отличались особенно большими размерами (самые крупные достигали в длину 5–6 м, а мелкие были размером с курицу), то в юрском периоде появились настоящие гиганты, среди которых самыми крупными были брахиозавры, которые достигали более 30 м в длину и весили до 50 т. Некоторые пресмыкающиеся вновь вернулись к жизни в воде. Другие освоили воздушную среду. К настоящему времени известно более 250 видов динозавров, при этом постоянно открывают новые, ранее неизвестные виды.