© ООО «Издательство АСТ», 2019
Как все начиналось
Вся история существования Земли насчитывает четыре с половиной миллиарда лет. За это время лик Земли много раз неузнаваемо менялся. Было время, когда поверхность планеты была покрыта кипящими вулканами. От столкновений с крупными космическими телами – метеоритами – на Земле навсегда остались следы-воронки. В другие периоды значительная ее часть была закована мощными ледниками. В самом начале истории Земли в атмосфере почти не было кислорода, а в более поздние эпохи его уровень поднимался даже выше современного. За миллионы лет неоднократно возникали гигантские горные массивы, которые впоследствии разрушались и стирались в песок. Менялись и очертания материков. То они сливались в огромный единый сверхматерик, то расходились на многие тысячи километров, разделяемые морями и океанами. Вместе с этим менялись и очертания океанов и морей. Было время, когда моря были мелководными, хорошо прогревались солнцем и в них жило и процветало множество живых существ. Они мелели, обнажая большие участки суши, которые заселялись наземными организмами. Затем суша снова затоплялась морем и находилась под толщей воды многие миллионы лет.
Там, где сейчас шумят леса, где проложены дороги и высятся дома, миллионы лет назад бушевали штормы древних морей.
За всю историю Земли сменилось несметное количество живых существ, населявших ее. Жизнь возникла примерно 3,5 миллиарда лет назад в океане. Самое молодое население планеты – наземное. Ему всего-навсего менее 500 миллионов лет. Трудно представить, что было такое время, когда суша планеты была абсолютна безжизненна. После возникновения жизни в течение 3 миллиардов лет был заселен только океан.
Поскольку история Земли очень неоднородна и мозаична, ученые-палеонтологи выделяют в ней три важнейших этапа.
Так постепенно «разбегались» огромные осколки первичного сверхматерика Пангеи
Первый из них – азой (от греческого «зоэ» – жизнь, «а» – отрицание), то есть время полного отсутствия жизни.
Второй отрезок геологической истории Земли называется криптозой (от греческого «криптос» – скрытый) – время скрытой жизни. Живые организмы этого времени известны нам менее всего.
И наконец, третий этап – фанерозой (от греческого «фанерос» – явный) – время явной жизни.
Эти этапы делятся, в свою очередь, на эры, эры – на периоды, периоды – на эпохи, эпохи – на века. Геологический век – это отнюдь не сто лет, а тот отрезок времени, в течение которого существовал определенный, присущий только ему состав животных и растений, которые навечно запечатлелись в каменной летописи Земли. Поэтому отрезки эти не равны.
Страницы жизни
Во время криптозоя океан был заселен множеством живых существ. Но от них остались лишь известковые постройки водорослей и отпечатки мягких тел безраковинных причудливых организмов, положение которых в системе животного мира пока остается загадкой. Затем последовал «взрыв окаменелостей»: в океане около 570 миллионов лет назад появились животные, имевшие раковины, панцири и скелеты, которые дошли до нас в окаменевшем виде. Так начался следующий этап в истории Земли – время явной жизни.
Схема развития жизни
Он делится на три эры: палеозой (от греческого «палайос» – древний) – эра древней жизни, мезозой (от греческого «мезос» – средний) – эра средней жизни и кайнозой (от греческого «кайнос» – новый) – эра новой жизни.
Причем каждая эра делится на ряд периодов. Всего их в фанерозое было двенадцать: шесть в палеозое, три в мезозое и три периода в кайнозое.
У истоков палеозоя
Самый древний период палеозойской эры – кембрийский, или кембрий (от названия Кембрийских гор в Уэльсе). Он начался 570 миллионов лет назад. Именно с этого времени начинается история жизни на Земле, запечатленная в виде раковин и скелетов.
Морское дно кембрия
Напомним, что в конце криптозоя не было животных, которые имели бы раковины или панцири. И вдруг в кембрии появляется множество самых разнообразных животных и у каждого свой особый панцирь или раковина.
Животные, строившие рифы
На дне возвышались крупные кубки губок. Немногочисленные кораллы и губки принимали участие в строительстве рифов. Среди рифов ютилось множество разнообразных организмов. Здесь были и губки, и водоросли, и иглокожие (морские лилии, карпоидеи и т. д.), и многие другие морские обитатели. Водоросли, морские лилии, а также мшанки образовывали «заросли» и на открытых участках пологого дна. Рядом сидели маленькими кучками двустворчатые моллюски, плеченогие.
По дну медленно проползали трилобиты, первые ракообразные и улитки. В рыхлый грунт зарывались двустворчатые моллюски. Там же копошились различные черви, не имевшие твердых скелетов и раковин, и поэтому мы можем судить о них только по оставшимся норкам и ходам. В толще воды «парили» зонтикообразные медузы, солнцеподобные одноклеточные корненожки, мелкие рачки и другие животные с легкими студенистыми телами, которые, не сопротивляясь движению водных потоков, уносились водой на огромные расстояния.
На самой поверхности воды плавали колонии морских животных – граптолитов. Это были искусные мореплаватели, хотя на теле у них не было никаких приспособлений для этого. А вот сверху колонию венчал один или несколько тонких мешков, наполненных газами, с помощью которых граптолиты, как на воздушном шаре, поднимались к водной поверхности. От наполненных газом мешков отходили в разные стороны, словно солнечные лучи, стержни, на которых и сидели эти животные. Так и плавал «воздушный шарик», переносимый волнами по бескрайним просторам кембрийского океана.
Были среди кембрийских животных и хорошие пловцы. Это головоногие моллюски – наутилоидеи. Уверенно путешествовали они в своей многокамерной раковине по морским просторам. Раковина некоторых из них была прямой, как стрела, а у других была закручена в спираль.
И в кембрийское время в морях обитали животные, аналогов которым среди всех известных животных нет. Это так называемые проблематичные ископаемые организмы. Только теперь, в отличие от криптозойских, они приобрели раковинки. Эти животные напоминали причудливых ракообразных, были похожи на трилобитов, а раковинки многих из них имели вид колпачков либо трубочек.
Первое хордовое пикайа
Интересен тот факт, что среди массы беспозвоночных животных появились и первые позвоночные. Но их было очень мало. Они держались у дна и процеживали ил, находя в нем пищу. С каждым миллионом лет животных появлялось все больше, и они становились все разнообразнее. А суша оставалась все еще незаселенной.
Названный именем племени
Следующий период палеозойской эры – ордовикский, или ордовик, название которого происходит от названия древних племен Уэльса (Великобритания), начался около 505 миллионов лет назад.
Начало ордовика ознаменовалось похолоданием. Полюса планеты заковали ледники, а море отступило, осушив некоторые участки дна. Тем не менее многообразие живых организмов еще более увеличилось.
Подлинного расцвета достигают трилобиты, головоногие моллюски. Еще больше стало кораллов. Некоторые колониальные кораллы напоминали пчелиные соты, собранные в сложную конструкцию, или миниатюрные деревья. Но рядом с ними на дне обитали и одиночные кораллы. Самые большие из них поднимались, как рога, над поверхностью дна. В это время начинается история мшанок – животных, очень схожих по внешнему виду с кораллами.
Большая часть современных иглокожих: морские звезды, морские ежи, офиуры, голотурии – появилась именно в ордовике. В этих же морях обитали и их полностью вымершие родичи – морские пузыри и морские бутоны.
Из осадочных пород ордовика палеонтологам известны страшнейшие хищники того времени – ракоскорпионы, достигавшие в длину более метра. Ученые спорят, где изначально жили ракоскорпионы: в море или в пресных водоемах на суше. И так как остатков пресноводных организмов этого возраста практически нет, приходят к мысли, что возможны оба варианта.
Животные ордовика
Их добычей часто становились жившие бок о бок с ними панцирные бесчелюстные животные. Это были одни из первых позвоночных животных, которые походили на рыб. Панцирь, состоящий из нескольких пластин, был их надежной защитой от кровожадных хищников. Как и их кембрийские предки, они выцеживали из ила все съедобное, потому что ни зубов, ни челюстей у них не было. Эти животные с уплощенным телом проводили всю жизнь, ползая по илистому дну.
По всей вероятности, жизнь на суше по-прежнему была крайне бедной. Только у кромки воды поселялись немногочисленные бактерии, грибы и одноклеточные водоросли, а удаленная часть суши была необитаема. Но были животные, отважившиеся покинуть воду, – это предки современных многоножек, пауков и скорпионов, однако и они не удалялись далеко от воды, так как там просто не было пищи.
Оживающая суша
Третий по счету период палеозоя – силурийский, или силур, также получивший название по имени древнего британского племени, начался около 440 миллионов лет назад. Климат по- прежнему оставался далеким от тропического. И все же к концу силура стало немного теплее.
Океан был полон жизни. Многие морские обитатели переживают настоящий расцвет. В морских водах появились первые примитивные рыбы. Но это не главное событие силура. Теперь наш взор будет прикован к суше.
Панцирные рыбы
Первые рыбы – панцирные плакодермы – появились в конце силурийского периода около 420 миллионов лет назад.
В силуре к сухопутным паукам и многоножкам присоединились не похожие на водоросли первые наземные растения – псилофиты, или риниофиты. Так состоялось первое завоевание суши. Новые обитатели долго не могли уйти далеко от воды, поскольку условия на суше сильно отличались от привычных водных.
Животные силура
Первобытные псилофиты произрастали на побережьях. Некоторые из них были более чем наполовину погружены в воду, и только верхушки побегов со спорами поднимались над водой. У псилофитов не было еще ни настоящих листьев, ни настоящих корней. От подземной части побега – корневища – отходили тонкие ризоиды, которыми растения удерживались в грунте. Вместо листьев были образования, напоминающие чешуи и шипы. Псилофиты стали прародителями всех современных и вымерших высших растений. Уже к концу силура появились их первые потомки – плауны, а возможно, и мхи.
Рыбы и второе завоевание суши
В начале девонского периода, или девона (от графства Девоншир в Великобритании), – 410 миллионов лет назад – лик планеты отличался от силурийского. Почти 30 миллионов лет не прошли бесследно. В океане вымерло много различных морских обитателей – в частности, навсегда исчезли с морского дна некоторые иглокожие: морские пузыри и карпоидеи, часть кораллов, уменьшилось количество трилобитов. Но появились и новые организмы. Особенно резко увеличилось число головоногих моллюсков. Среди новоявленных покорителей морей были первые аммониты.
Животные девона
Но наиболее многочисленны и разнообразны в девонских морях были рыбы. Недаром девонский период называют «веком рыб». Такому разнообразию позавидовал бы любой рыболов. Многие из них выглядели, как неповоротливые средневековые рыцари: они были закованы, словно в латы, в толстые панцири, состоявшие из нескольких костных пластин. То и дело в океане можно было увидеть рыб причудливой формы с не менее причудливыми плавниками. Рыбы не только поедали друг друга, но и становились добычей огромных (иногда длиной около 9 м) головоногих моллюсков-спрутов, напоминавших кальмаров, но живших в прямых или закрученных раковинах. Эти моллюски обладали способностью самостоятельно передвигаться в толще воды с большой скоростью, поэтому поймать рыбу им было несложно.
Но еще более удивительные события происходили на суше. От вышедших на сушу первых растений – псилофитов, помимо силурийских плаунов, произошли мхи, хвощи, папоротники и даже первые голосеменные растения, размножающиеся семенами, а не спорами. Растения продвигались вглубь континентов, все дальше уходя от воды.
Растения девона
Напомним, что первыми завоевателями суши среди животных были пауки и прочие членистоногие. Настало время и позвоночным животным осваивать наземную среду. И это величайшее событие произошло в девоне. Амфибии, или земноводные, еще чем-то смахивающие на рыб, первыми появились на суше в конце девонского периода. Их предками были кистеперые рыбы.
Как и первые наземные растения, амфибии не смогли полностью оторваться от воды. Рано или поздно, для того чтобы отложить икру, они возвращались в воду.