Если бы машина времени перенесла нас на три миллиарда лет назад, мы задохнулись бы за минуту: в воздухе не было кислорода. Вокруг лежали бы голые скалы без единого растения, а единственными видимыми следами жизни были бы бугристые известковые подушки на мелководье — постройки бактерий. На пятьсот миллионов лет назад — море полно странных существ, но суша по-прежнему пуста. На сто миллионов лет назад — леса из хвойных и первых цветковых, в которых бродят динозавры. Каждая эра — словно другая планета. В этой статье — что и когда появилось и почему одна эпоха сменяла другую.
Это четырнадцатая статья серии о разделе 6 кодификатора ЕГЭ-2027 (хаб серии) и третья — об элементе 6.4. В ней — развитие жизни в архее и протерозое, вендская фауна, палеозой с кембрийским взрывом и выходом жизни на сушу, мезозой, кайнозой, сводная таблица ароморфозов и принцип ключевого ароморфоза. Шкала эр и периодов и методы датирования — в предыдущей статье, «История Земли и геохронология». В конце — что спрашивают на ЕГЭ, раздел для олимпиад и двенадцать заданий с разбором.
- Архей и протерозой: эпоха микроорганизмов
- Вендская фауна
- Палеозой
- Выход жизни на сушу
- Мезозой
- Кайнозой
- Главные ароморфозы: сводная таблица
- Принцип ключевого ароморфоза
- Что спрашивают на ЕГЭ
- Для олимпиад
- Задания с разбором
- Литература
- 3700Первые прокариоты; строматолиты
- 2400Кислород накапливается в атмосфере
- 1800Первые эукариоты
- 1000Многоклеточные водоросли; половой процесс
- 575Вендская (эдиакарская) фауна
- 539Кембрийский взрыв: животные со скелетом, первые хордовые
- 470Первые наземные растения
- 430Сосудистые растения; челюстноротые рыбы
- 375Первые четвероногие (земноводные); первые леса
- 312Первые пресмыкающиеся
- 230Первые динозавры; вскоре — первые млекопитающие
- 150Археоптерикс, первые птицы
- 130Первые цветковые растения
- 66Вымирание динозавров; радиация млекопитающих
- 7Первые представители линии человека
- 0,3Человек разумный
- архей
- протерозой
- палеозой
- мезозой
- кайнозой
- числа — млн лет назад
Архей и протерозой: эпоха микроорганизмов
Архей и протерозой вместе длились около 3,5 млрд лет — больше трёх четвертей истории Земли. Почти всё это время жизнь была микроскопической, но именно тогда возникли главные «изобретения» клетки: фотосинтез, аэробное дыхание, ядро, половой процесс, многоклеточность. О возникновении жизни — в статье «Происхождение жизни».
| Эра | События в живой природе | Ароморфозы |
|---|---|---|
| Архей (4,0–2,5 млрд лет назад) | первые прокариоты (следы около 3,7 млрд лет); бактериальные маты и строматолиты; хемосинтез, бескислородный, а затем кислородный фотосинтез цианобактерий | фотосинтез; появление прокариотной клетки |
| Протерозой (2,5 млрд — 539 млн лет назад) | около 2,4 млрд лет назад — накопление кислорода в атмосфере; аэробное дыхание; первые эукариоты (около 1,8–1,6 млрд лет) — путём симбиогенеза; около 1 млрд лет назад — многоклеточные красные и зелёные водоросли и первые следы полового процесса; в конце эры — первые многоклеточные животные | эукариотная клетка; половой процесс; многоклеточность; аэробное дыхание |
Почему жизнь так долго оставалась микроскопической? Одна из главных причин — недостаток кислорода. Крупному многоклеточному организму нужно много энергии, а её даёт только аэробное дыхание; кроме того, кислород нужен для синтеза коллагена — белка межклеточного вещества, скрепляющего клетки животных. Содержание кислорода в атмосфере долго оставалось низким и выросло до значений, близких к современным, лишь в конце протерозоя — и вскоре появились крупные животные.
Половой процесс — ароморфоз, значение которого не сразу очевидно. Он не увеличивает число потомков, но комбинирует гены двух родителей: потомство разнообразно, и отбору есть из чего выбирать. Это резко ускорило эволюцию эукариот. Многоклеточность позволила клеткам специализироваться: одни питают организм, другие защищают, третьи размножают.
Вендская фауна
В последнем периоде протерозоя — венде (эдиакарии, 635–539 млн лет назад) — появились первые крупные многоклеточные животные. Их отпечатки впервые нашли в 1946 году в холмах Эдиакара в Австралии, а одни из лучших в мире местонахождений — на Зимнем берегу Белого моря в Архангельской области. Животные венда были мягкотелыми, без скелета и ракушек: плоские «листья» и «диски» длиной от сантиметров до метра. Многие из них не похожи ни на одну современную группу.
- Дикинсония — плоский овальный организм длиной до метра, разделённый на сегменты. В 2018 году в её остатках с Белого моря нашли молекулы холестерина — вещества, характерного для животных, а не грибов или водорослей.
- Кимберелла — овальное существо с мускулистой «ногой», оставлявшее следы соскобов при питании бактериальной плёнкой; возможно, родственница моллюсков. Многие её отпечатки найдены также на Белом море.
- Чарния — прикреплённый ко дну «лист» на стебле, питавшийся, вероятно, растворёнными веществами.
Мир венда был «садом без хищников»: следов поедания одних животных другими почти нет, животные лежали на бактериальных матах или были прикреплены ко дну. К концу венда большинство его форм исчезло — на смену пришли животные кембрия.
Палеозой
Палеозой (539–252 млн лет назад) — эра, когда появились почти все крупные группы животных и растений, а жизнь вышла на сушу.
| Период | Растения | Животные | Главное событие |
|---|---|---|---|
| Кембрий (539–485) | водоросли в морях | почти все типы беспозвоночных; трилобиты; первые хищники; первые хордовые и бесчелюстные позвоночные | «кембрийский взрыв» — животные со скелетом |
| Ордовик (485–444) | водоросли; первые наземные растения (по спорам, около 470 млн лет) | расцвет беспозвоночных: головоногие моллюски, кораллы, иглокожие; бесчелюстные с панцирем | оледенение и массовое вымирание в конце периода |
| Силур (444–419) | первые сосудистые растения — риниофиты (псилофиты) | первые челюстноротые рыбы; ракоскорпионы; первые наземные членистоногие — многоножки, паукообразные | выход растений и животных на сушу |
| Девон (419–359) | плауны, хвощи, папоротники; первые леса; первые семенные растения | «век рыб»: панцирные, хрящевые, кистепёрые, двоякодышащие; первые земноводные (стегоцефалы); первые бескрылые насекомые | позвоночные выходят на сушу |
| Карбон (359–299) | леса из древовидных плаунов (лепидодендронов, сигиллярий), хвощей (каламитов) и папоротников; семенные папоротники; первые хвойные | расцвет земноводных; первые пресмыкающиеся; крылатые насекомые, гигантские стрекозы | образование залежей каменного угля |
| Пермь (299–252) | голосеменные вытесняют споровые | расцвет пресмыкающихся; зверозубые ящеры — предки млекопитающих | засушливый климат; крупнейшее в истории массовое вымирание в конце периода |
Кембрийский взрыв
За 20–25 млн лет начала кембрия в ископаемой летописи появились представители почти всех современных типов животных — членистоногие, моллюски, плеченогие, иглокожие, хордовые. Большинство из них приобрели твёрдый скелет: раковины, панцири, иглы. Почему именно тогда? Вероятные причины действовали вместе: рост содержания кислорода, позволивший животным стать крупными и подвижными; появление хищников и глаз, запустившее «гонку вооружений» — скелет защищал от хищников; возникновение генов-регуляторов развития, позволявших легко менять план строения тела. Вендская фауна при этом показывает, что крупные животные существовали и раньше, — «взрыв» был не мгновенным, а быстрым по геологическим меркам.
Одни из лучших свидетельств кембрийского взрыва — Бёрджесские сланцы в Канаде и Чэнцзян в Китае, где сохранились даже мягкие ткани. Среди находок — аномалокарис, хищник длиной до полуметра с хватательными придатками, и хайкоуихтис — одно из первых позвоночных, рыбоподобное животное длиной около 2,5 см.
Выход жизни на сушу
Освоение суши — одно из главных событий палеозоя. Растения вышли на сушу раньше животных: животным было нечего там есть. Для обоих жизнь на суше ставила одни и те же задачи, и каждая решалась ароморфозом.
| Проблема на суше | Решение у растений | Решение у животных |
|---|---|---|
| Высыхание | покровная ткань с кутикулой; устьица, регулирующие испарение | плотные покровы: хитиновая кутикула членистоногих, ороговевающая кожа пресмыкающихся |
| Опора — в воздухе тело не поддерживается водой | механическая ткань, одревесневшие клетки | прочный скелет, пятипалые конечности, поддерживающие тело |
| Получение воды и газообмен | корни; проводящие ткани (ксилема и флоэма); листья с межклетниками | лёгкие у позвоночных, трахеи у насекомых |
| Размножение без воды | семя с запасом питательных веществ; пыльцевая трубка — оплодотворение без воды (голосеменные) | внутреннее оплодотворение; яйцо с плотной оболочкой и зародышевыми оболочками (амниотическое яйцо пресмыкающихся) |
| Ультрафиолет | защищает озоновый экран, образовавшийся после накопления кислорода; без него выход на сушу был невозможен | |
Земноводные вышли на сушу лишь наполовину: их кожа влажная и тонкая, икра развивается в воде. Окончательно позвоночных «отпустило» от воды амниотическое яйцо пресмыкающихся — так же, как растения освободило семя. Поэтому в засушливой перми господствовали пресмыкающиеся и голосеменные, а влажный карбон был эпохой земноводных и папоротниковидных. Подробнее об ароморфозах растений — в статье «Главные ароморфозы растений», животных — в статье «Ароморфозы животных».
Мезозой
Мезозой (252–66 млн лет назад) называют эрой пресмыкающихся. Пресмыкающиеся освоили сушу, воду и воздух, но именно в мезозое появились и группы, которые господствуют сегодня, — млекопитающие, птицы и цветковые растения.
| Период | Растения | Животные |
|---|---|---|
| Триас (252–201) | господство голосеменных: хвойные, саговники, гинкговые | восстановление после пермского вымирания; первые динозавры (около 230 млн лет); первые млекопитающие; ихтиозавры в морях; первые летающие ящеры (птерозавры) |
| Юра (201–145) | голосеменные; папоротники | господство динозавров, в том числе гигантских растительноядных; плезиозавры; археоптерикс и первые птицы (около 150 млн лет) |
| Мел (145–66) | появление и быстрое распространение покрытосеменных (цветковых), около 130 млн лет назад | динозавры; появление сумчатых и плацентарных млекопитающих; расцвет насекомых-опылителей; массовое вымирание в конце периода |
Ароморфозы мезозоя: у млекопитающих — четырёхкамерное сердце, полное разделение артериальной и венозной крови, теплокровность, шерсть, вскармливание детёнышей молоком, развитая кора больших полушарий; у птиц — четырёхкамерное сердце и теплокровность, перья, полёт; у цветковых — цветок, двойное оплодотворение, плод, защищающий семена. Цветковые и насекомые-опылители эволюционировали совместно (коэволюция): цветок привлекает опылителя нектаром и окраской, а опылитель переносит пыльцу точно на цветок того же вида — это гораздо экономнее опыления ветром.
Почему в мезозое господствовали пресмыкающиеся, а не млекопитающие, появившиеся почти одновременно с динозаврами? Тёплый ровный климат делал теплокровность не столь выгодной, а ниши крупных животных уже были заняты динозаврами. Млекопитающие мезозоя были мелкими, в основном ночными. Их время пришло после вымирания динозавров.
Кайнозой
Кайнозой (66 млн лет назад — наше время) — эра млекопитающих, птиц, насекомых и цветковых растений.
| Период | Растения | Животные |
|---|---|---|
| Палеоген (66–23) | господство цветковых; тропические леса до высоких широт в начале периода | адаптивная радиация млекопитающих: за 10–15 млн лет возникли почти все отряды, в том числе китообразные, рукокрылые, приматы, копытные; расцвет птиц |
| Неоген (23–2,6) | похолодание и иссушение; распространение степей и саванн со злаками | копытные, приспособленные к бегу и поеданию жёсткой травы; хоботные; человекообразные обезьяны; около 7 млн лет назад — первые представители линии человека |
| Антропоген, или четвертичный (2,6 — наше время) | современная флора; тундры и степи в ледниковые эпохи | мамонты, шерстистые носороги, пещерные медведи; появление и расселение человека; вымирание крупных млекопитающих в конце оледенения |
Похолодание кайнозоя изменило растительность: на месте лесов распространились открытые травянистые пространства. Это направило эволюцию многих групп: предки лошади перешли от питания листьями в лесах к жёсткой траве степей, у них удлинились ноги и усложнились зубы (см. филогенетический ряд лошади). В Африке сокращение лесов, вероятно, способствовало переходу предков человека к прямохождению.
В конце последнего оледенения, 50–10 тыс. лет назад, вымерли многие крупные животные: мамонты, шерстистые носороги, гигантские ленивцы Америки, сумчатые гиганты Австралии. Причинами считают и изменение климата, и охоту расселявшихся людей; на острове Врангеля последние карликовые мамонты дожили примерно до 4 тыс. лет назад — когда в Египте уже стояли пирамиды. Об эволюции человека — в статьях элемента 6.5.
Главные ароморфозы: сводная таблица
| Эра | Ароморфозы растений | Ароморфозы животных |
|---|---|---|
| Архей | фотосинтез; появление прокариотной клетки | |
| Протерозой | эукариотная клетка; аэробное дыхание; половой процесс; многоклеточность | |
| Палеозой | ткани (покровная, проводящая, механическая); органы — корень, стебель, лист; семя; пыльцевая трубка | скелет (кембрий); хорда и позвоночник; челюсти (силур); лёгкие и пятипалые конечности (девон); ороговевающие покровы и амниотическое яйцо, внутреннее оплодотворение (карбон); крылья насекомых |
| Мезозой | цветок, двойное оплодотворение, плод (мел) | четырёхкамерное сердце, теплокровность; шерсть и вскармливание молоком у млекопитающих; перья и полёт у птиц |
| Кайнозой | — | развитие коры больших полушарий; у человека — прямохождение и сознание |
Принцип ключевого ароморфоза
Ароморфоз редко возникает сразу как целый комплекс. Обычно сначала появляется одно ключевое изменение, открывающее группе новую среду или новый образ жизни, а затем отбор постепенно достраивает вокруг него другие приспособления. Так, у позвоночных, выходивших на сушу, ключевыми были лёгкие и мясистые парные плавники с костями, способные опираться о дно мелких водоёмов; затем сложились пятипалые конечности, второй круг кровообращения, изменения органов чувств. У предков млекопитающих ключевым изменением считают вторичное нёбо, позволяющее дышать во время жевания; за ним последовали дифференцированные зубы, интенсивный обмен, теплокровность.
Ключевой ароморфоз открывает дорогу адаптивной радиации: группа получает доступ к множеству новых ниш и распадается на множество форм. Так было с семенными растениями после появления семени, с цветковыми — после появления цветка, с пресмыкающимися — после появления амниотического яйца. Но ключевое изменение даёт преимущество не сразу: первые млекопитающие более 100 млн лет оставались мелкими, пока вымирание динозавров не освободило ниши. Ароморфоз создаёт возможность, а реализуется она, когда позволяют условия.
Что спрашивают на ЕГЭ
Развитие жизни по эрам — одна из самых частых тем элемента 6.4: линии 17, 19 (последовательность появления групп, соответствие «организм — эра» или «ароморфоз — период»), 20, 26.
Что чаще всего путают.
- Порядок появления растений: водоросли → риниофиты (псилофиты) → плауны, хвощи, папоротники → семенные папоротники и голосеменные → покрытосеменные.
- Порядок появления позвоночных: бесчелюстные → рыбы → земноводные → пресмыкающиеся → млекопитающие (триас) → птицы (юра).
- Млекопитающие появились в триасе, раньше птиц, а господствовать стали только в кайнозое.
- Выход растений на сушу — силур (по споровым остаткам — конец ордовика); позвоночных — девон.
- Каменный уголь образовался в карбоне из древовидных плаунов, хвощей и папоротников, а не из голосеменных и цветковых.
- Цветковые — мел, а не юра; археоптерикс — юра.
- Эукариоты, половой процесс и многоклеточность — протерозой; фотосинтез — архей.
Для тренировки — тема 6.4 в тренажёре ЕГЭ по биологии.
Для олимпиад
Почему в карбоне были гигантские насекомые
Стрекозы карбона достигали размаха крыльев около 70 см, многоножки — длины двух метров. Насекомые дышат трахеями, по которым кислород идёт к тканям в основном путём диффузии, а диффузия эффективна только на малых расстояниях. При содержании кислорода в атмосфере около 30 % (сейчас 21 %) трахеи могли снабжать и крупное тело. Опыты подтверждают связь: личинки стрекоз и некоторых жуков, выращенные при повышенном содержании кислорода, вырастают крупнее. Конец гигантизма связывают и со снижением кислорода, и с появлением в юре и меле летающих позвоночных-хищников — птерозавров и птиц.
Почему каменный уголь образовался в основном в карбоне
Огромные болотистые леса карбона отмирали и погружались в воду, где без кислорода древесина не разлагалась полностью, а превращалась в торф, затем под давлением в уголь. Есть гипотеза, что важную роль сыграло и то, что грибы, способные разрушать лигнин — прочное вещество древесины, — широко распространились позже. Значит, органический углерод надолго выводился из круговорота, а кислород, выделенный при его образовании фотосинтезом, оставался в атмосфере — отсюда высокое содержание кислорода в карбоне.
Задания с разбором
Задание 1. Работа с текстом (линия 17)
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых описаны события палеозойской эры.
(1) Появились первые сосудистые растения — риниофиты. (2) Возникли покрытосеменные растения. (3) Позвоночные вышли на сушу — появились стегоцефалы. (4) Появились первые птицы. (5) Образовались залежи каменного угля из древовидных плаунов и хвощей. (6) Началась адаптивная радиация млекопитающих.
Разбор
Палеозой — 1 (силур), 3 (девон), 5 (карбон). Предложения 2 и 4 — мезозой (мел, юра), 6 — кайнозой.
Ответ: 135.
Задание 2. Установите соответствие (линия 19)
Установите соответствие между событием и эрой, в которую оно произошло: 1) палеозойская; 2) мезозойская; 3) кайнозойская.
| Событие | Эра |
|---|---|
| А) появление первых млекопитающих | 1) палеозойская 2) мезозойская 3) кайнозойская |
| Б) появление первых земноводных | |
| В) распространение степей со злаками | |
| Г) появление цветковых растений | |
| Д) появление первых пресмыкающихся | |
| Е) появление человека |
Разбор
Палеозой — земноводные (девон) и пресмыкающиеся (карбон): Б, Д; мезозой — млекопитающие (триас) и цветковые (мел): А, Г; кайнозой — степи и человек: В, Е.
Ответ: 213213.
Задание 3. Установите последовательность (линия 19)
Установите последовательность появления групп растений в истории Земли: 1) голосеменные; 2) зелёные водоросли; 3) покрытосеменные; 4) риниофиты; 5) папоротники.
Разбор
Водоросли (2) → риниофиты (4) → папоротники (5) → голосеменные (1) → покрытосеменные (3).
Ответ: 24513.
Задание 4. Работа с таблицей (линия 20)
Проанализируйте таблицу и заполните пустые ячейки, используя элементы из списка.
| Период | Ароморфоз | Группа |
|---|---|---|
| девон | лёгкие и пятипалые конечности | (А) |
| (Б) | цветок и двойное оплодотворение | покрытосеменные |
| карбон | (В) | пресмыкающиеся |
Список: 1) земноводные; 2) меловой; 3) амниотическое яйцо; 4) кембрийский; 5) четырёхкамерное сердце; 6) птицы; 7) пермский; 8) жабры.
Разбор
А — земноводные (1); Б — цветковые появились в меловом периоде (2); В — ключевой ароморфоз пресмыкающихся — амниотическое яйцо (3).
Ответ: 123.
Задание 5. Анализ данных (линия 21)
В таблице — примерная доля растений разных групп среди ископаемых остатков (пыльцы, спор, отпечатков) в отложениях разного возраста (условные данные, %).
| Время, млн лет назад | Споровые | Голосеменные | Цветковые |
|---|---|---|---|
| 320 (карбон) | 80 | 20 | 0 |
| 200 (начало юры) | 30 | 70 | 0 |
| 100 (середина мела) | 25 | 45 | 30 |
| 66 (конец мела) | 15 | 15 | 70 |
Выберите все утверждения, которые можно сформулировать на основании этих данных.
- В карбоне преобладали споровые растения.
- Цветковые появились раньше голосеменных.
- Доля голосеменных в течение мела снизилась.
- Цветковые вытеснили голосеменных из-за двойного оплодотворения.
- За время мелового периода цветковые стали преобладающей группой.
Разбор
Верно 1, 3, 5. Утверждение 2 противоречит данным; 4 касается причины, о которой в таблице данных нет.
Ответ: 135.
Задание 6. Анализ опыта (линии 22–23)
Исследователи выращивали личинок одного вида стрекоз при содержании кислорода в воздухе 12, 21 и 31 % (температура, корм и плотность личинок одинаковы) и измеряли массу выросших взрослых особей. При 31 % кислорода стрекозы были крупнее, чем при 21 %, а при 12 % — мельче. Какая переменная независимая, какая зависимая? Почему важно, чтобы корм и температура были одинаковыми? Какую гипотезу о прошлом Земли подтверждает этот опыт?
Разбор
- Независимая переменная — содержание кислорода в воздухе; зависимая — масса взрослых стрекоз.
- Корм и температура тоже влияют на рост; если бы они различались, нельзя было бы сказать, что различия вызваны именно кислородом.
- Опыт подтверждает гипотезу, что гигантизм насекомых карбона связан с высоким содержанием кислорода в атмосфере: насекомые дышат трахеями, и при большем содержании кислорода диффузия обеспечивает им более крупное тело.
Задание 7. Найдите ошибки (линия 24)
Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.
(1) В архее появились первые прокариоты и фотосинтез. (2) Многоклеточность и половой процесс возникли в мезозое. (3) В кембрии появились почти все типы беспозвоночных животных. (4) Растения вышли на сушу в каменноугольном периоде. (5) Первые земноводные произошли от кистепёрых рыб в девоне. (6) Первые птицы появились раньше первых млекопитающих.
Разбор
- 2 — многоклеточность и половой процесс возникли в протерозое.
- 4 — растения вышли на сушу в силуре (по спорам — в конце ордовика); в карбоне уже были леса.
- 6 — млекопитающие появились в триасе, раньше птиц (юра).
Задание 8. Обобщение знаний (линия 26)
Почему в каменноугольном периоде господствовали земноводные и папоротниковидные, а в пермском — пресмыкающиеся и голосеменные?
Разбор
- Климат карбона был тёплым и влажным, много болот; у земноводных и папоротниковидных размножение связано с водой (икра, оплодотворение с участием воды), и в таких условиях это не мешало.
- В перми климат стал засушливым; преимущество получили организмы, размножение которых не зависит от воды.
- У пресмыкающихся — внутреннее оплодотворение, амниотическое яйцо с плотной оболочкой и запасом питательных веществ, ороговевающие покровы, защищающие от высыхания.
- У голосеменных — семя с зародышем и запасом питательных веществ, пыльцевая трубка, доставляющая спермии к яйцеклетке без воды.
Задание 9. Обобщение знаний (линия 26)
Млекопитающие появились в триасе почти одновременно с динозаврами, но более 100 млн лет оставались мелкими. Почему их расцвет начался только в кайнозое? Какую закономерность эволюции иллюстрирует этот пример?
Разбор
- В мезозое экологические ниши крупных растительноядных и хищников были заняты динозаврами; млекопитающие занимали ниши мелких, в основном ночных животных.
- Вымирание динозавров в конце мела освободило ниши; млекопитающие с их ароморфозами (теплокровность, четырёхкамерное сердце, развитый мозг, забота о потомстве) быстро их заняли — произошла адаптивная радиация.
- Похолодание кайнозоя сделало теплокровность особенно выгодной.
- Закономерность: ароморфоз создаёт возможность биологического прогресса, но реализуется она, когда освобождаются ниши; после массовых вымираний следует адаптивная радиация выживших групп.
Задание 10. Обобщение знаний с расчётом (линия 26)
Протерозой длился около 1961 млн лет (2500–539 млн лет назад), фанерозой — 539 млн лет. Какую долю (в процентах, округлите до целых) от суммарной длительности протерозоя и фанерозоя составляет фанерозой? Почему, несмотря на это, почти всё разнообразие ископаемых приходится на фанерозой?
Разбор
- 539 : (1961 + 539) = 539 : 2500 ≈ 0,22 — фанерозой составляет около 22 %.
- В протерозое жизнь была преимущественно микроскопической, организмы не имели твёрдого скелета и редко сохранялись в ископаемом виде.
- С начала кембрия появились животные со скелетом (раковины, панцири, кости), который хорошо сохраняется; разнообразие крупных организмов резко выросло — кембрийский взрыв, а затем освоение суши.
- Более древние породы чаще разрушены или изменены высокими температурами и давлением, и окаменелости в них не сохраняются.
Задание 11 (олимпиадное). Вендские животные
Многие вендские организмы были плоскими, без рта и кишечника, лежали на бактериальных матах; следов поедания одних организмов другими почти нет. Предложите, как они могли питаться. Почему такой образ жизни стал невозможен в кембрии?
Разбор
Плоская форма даёт большую поверхность при малом объёме: организмы могли всасывать растворённые органические вещества всей поверхностью тела или переваривать бактериальную плёнку под собой наружным пищеварением; возможны и симбиотические бактерии. В кембрии появились хищники с глазами и хватательными органами и роющие животные, разрушившие бактериальные маты; мягкотелые неподвижные организмы без защиты были съедены или лишились пищи и места обитания — отбор поддержал скелет, подвижность и активное питание.
Задание 12 (олимпиадное). Уголь и кислород
Объясните, как связаны образование мощных залежей каменного угля в карбоне и рост содержания кислорода в атмосфере в тот же период. Как изменилась бы атмосфера, если бы вся органика разлагалась полностью?
Разбор
При фотосинтезе на каждую молекулу углекислого газа, превращённую в органическое вещество, выделяется молекула кислорода. Если органика затем полностью окисляется при дыхании и гниении, кислород расходуется обратно, и содержание его не растёт. В карбоне огромные массы древесины захоронялись в болотах без доступа кислорода и не разлагались — углерод выводился из круговорота в виде угля, а «неизрасходованный» кислород накапливался. При полном разложении органики содержание кислорода не росло бы, а углекислый газ не изымался бы из атмосферы; в карбоне же его содержание снизилось, что способствовало похолоданию и оледенению конца палеозоя.
Литература
- Еськов К. Ю. История Земли и жизни на ней. М.: МИРОС — МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000.
- Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. 6-е изд. М.: Высшая школа, 2006.
- Марков А. В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. М.: Астрель: CORPUS, 2010.
- Журавлёв А. Ю. До и после динозавров. М.: Вече, 2006.
- Bobrovskiy I. et al. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals // Science. 2018. Vol. 361. P. 1246–1249.
Обсуждение
Загружаем обсуждение…