|
Читайте также: |
Архей, ранний протерозой, ранний рифей (3,8 – 1,4 млрд. лет).
Состав горных пород указывает, что атмосфера была совсем бескислородной или содержала очень мало кислорода. В ландшафтах господствовала глеевая среда, контрастность окислительно-восстановительных условий была невысокой. Предполагается, что ареал жизни был очень ограничен из-за отсутствия озонового экрана (что является следствием низкого содержания кислорода в атмосфере).
Так как сумма кларков элементов, образующих сильные катионы, в литосфере резко преобладает над суммой для сильных анионов, это соотношение должно было создавать сильно щелочную среду, неблагоприятную для процессов жизнедеятельности. Предполагается, что этим объясняется развившаяся у живых организмов способность более интенсивно поглощать из окружающей среды анионы: так они создавали более нейтральную среду внутри своего организма. Этим же объясняется и способность многих белков и других органических соединений усреднять рН, формирование нейтрализующих щелочную среду органических кислот, в том числе гумусовых. То есть все эти свойства живого вещества первоначально были приспособительными, в том числе и направленными на изменение условий среды. А потом, закрепившись наследственностью, они утратили приспособительное значение и остались своего рода биогеохимическим реликтом той далёкой эпохи.
По наиболее распространённым сейчас представлениям, первые микроорганизмы, способные осуществлять фотосинтез, появились около 2 млрд. лет назад (хотя есть мнения отдельных учёных, что это произошло и раньше). С этого времени начался процесс накопления в атмосфере свободного кислорода, что в конечном счёте привело к качественному изменению – смене восстановительной стадии развития ландшафтов окислительной.
Окислительная стадия (1,4 – 0,4 млрд. лет).
В течение этой стадии наступает момент, с которого ведущую роль в биогеохимическом круговороте на Земле приобретает растительность. Поэтому более дробная периодизация этого этапа развития биосферы производится именно по смене растительности. Но этот момент наступает уже ближе к концу окислительной стадии (около 700 млн. лет назад). А в промежутке времени от 1,4 млрд. до 700 млн. лет назад (средний и поздний рифей) темпы эволюции органического мира по прежнему оставались невысокими. Содержание кислорода в среднерифейской атмосфере составляло, по ориентировочным оценкам, 15-20% от современного. Для этого времени характерно появление и широкое развитие красноцветных осадочных пород (в результате перехода двухвалентного железа в трехвалентное, соединения которого имеют красноватую окраску). Началось накопление пластов и линз органического вещества.
В рифейских отложениях отмечены первые признаки оледенений, что связывают с уменьшением содержания в атмосфере углекислого газа и уменьшением парникового эффекта. При этом, по сравнению с современным состоянием атмосферы, содержание углекислоты всё равно ещё оставалось значительно более высоким, что определяло высокую растворимость карбоната кальция и его активную миграцию в водных формах. Осаждался карбонат кальция поэтому преимущественно биогенным путём, и первыми осуществлявшими это организмами были водоросли. Для рифея характерно массовое развитие строматолитов – известковых водорослевых построек, которые могли слагать крупные рифы. Таким образом, первыми организмами-рифостроителями были водоросли, и лишь намного позднее эта функция перешла к животным, в наибольшей мере – к коралловым полипам.
Суша среднего и позднего рифея была монотонной окислительной примитивной пустыней.
Ранний палеофит – венд, кембрий, ордовик и силур (700-400 млн. лет назад).
В этот период происходит резкое увеличение количества биомассы и видового разнообразия живых организмов. То есть в самом конце протерозоя в развитии биосферы происходит самый настоящий эволюционный взрыв.
Интересно, что вплоть до середины ХХ века ученые о нем даже не подозревали, пока около местечка Эдиакар в Австралии, в слоях, предшествующих кембрийскому периоду, не обнаружили целое "кладбище" отпечатков разнообразных и удивительных животных. Одни из них были похожи на современных червей или медуз. В других угадывались предки членистоногих или моллюсков, только не имевших еще ни панцирей, ни раковин. Третьи оказались вообще ни на что не похожи. Общим для них было одно - все они не имели никаких твердых частей тела. Поэтому-то так долго они и оставались неизвестными. Ведь для того, чтобы в осадочной породе хорошо сохранились отпечатки мягких тканей, нужны особые, редко встречающиеся условия.
После открытия в Австралии подобные отпечатки стали искать в протерозойских отложениях других частей света. Сейчас подобных находок уже довольно много; есть они и в Сибири. Стало ясно, что самый конец протерозоя - это особая важная стадия в развитии биосферы, время массового появления разнообразных мягкотелых животных, давших начало развитию различных групп животного царства. Время развития этих форм жизни, продолжавшееся около 100 миллионов лет, по предложению русского ученого Б. С. Соколова выделили в особый вендский период, предшествующий кембрийскому. Венд - это единственный период, который сейчас выделяют в докембрийской истории Земли, так как вендский период сыграл очень важную роль в эволюции биосферы. Он завершил "скрытый" этап в развитии живого вещества на Земле и подготовил бурный расцвет жизни, наступивший в фанерозое.
Если в венде получают широкое развитие мягкотелые многоклеточные, то с начала кембрия уже появляются многочисленные формы живых организмов с известковым и фосфатным (хитиновым) скелетом. Как раз на рубеже венда и кембрия, за очень короткий (в геологическом смысле) промежуток времени - всего за несколько миллионов лет - очень многие группы живых организмов обзавелись твердыми частями тела, хорошо сохраняющимися в ископаемом состоянии - раковинами, панцирями и так далее. Процветавшие в вендском периоде мягкотелые животные в большинстве своем так же резко исчезают. Многие их группы, похоже вообще не оставили никаких потомков.
В чем причина таких резких перемен, до сих пор неясно. Можно предполагать, что большинство мягкотелых животных просто не выдержали соперничества с новыми формами, имевшими надежную внешнюю защиту. Но почему самые разнообразные группы организмов практически одновременно сумели "изобрести" себе такую защиту?
Вероятно, возможность появления известкового скелета была обусловлена снижением содержания СО2 в атмосфере до критического уровня, обусловившего снижение растворимости карбоната кальция и устойчивость такого скелета к растворению. Есть геохимические объяснения и появлению фосфатного скелета. В отношении причин появления кремневого (у губок) нет даже обоснованных предположений, достоверно не известно и точное время его появления.
Живая природа начала палеозоя была еще очень мало похожа на современную. Жизнь пока развивалась в основном в морях и океанах. Многие животные вели прикрепленный образ жизни на морском дне - например, благополучно дожившие до наших дней губки или, наоборот, давно вымершие археоциаты ("древние кубки"), которые даже строили рифы наподобие коралловых (остатки таких рифов до сих пор сохранились в окрестностях Красноярска). Другие животные обитали на дне, прячась в раковины, как это делают современные устрицы или улитки. Но настоящими хозяевами морей начала палеозойской эры были трилобиты - членистоногие животные с прочным панцирем, по форме похожие на современных мокриц. Первыми настоящими позвоночными стали рыбы, впервые появившиеся в морях ордовикского периода.
Суша еще долго оставалась практически безжизненной. Предполагают, что еще начиная с докембрия на ней могли расселяться лишайники, но прямых подтверждений этому нет. Достоверных данных о существовании в это время наземной растительности также нет. Косвенные заключаются в находках образований, похожих на споры высших растений, а также фрагментов тканей, сходных то с частичками древесины, то с обрывками кутикулы. Но – только сходных. Сохранность всех имеющихся находок плохая, и принадлежность их вообще к растительным, а не к животным остаткам, не доказана.
На всей территории суши продолжала господствовать окислительная среда. В донных осадках водоемов, напротив, нередко формировались восстановительные условия и накапливались илы, обогащённые органическим веществом. Из таких илов формировались углеродистые сланцы, широко распространённые начиная с этого времени.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 155 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |