книги из ГПНТБ / Камшилов, М. М. Эволюция биосферы

ствовали, с одной стороны, захоронению огромных масс

ности в карбоне, возможно, благоприятствовала активи­ зация вулканической деятельности. Атмосфера обогаща­ лась углекислотой и некоторыми минеральными элемента­ ми, включающимися в биотический круговорот, что вело к его расширению и, естественно, к качественным преоб­ разованиям.

В морях карбона развивалась масса форампнифер — одноклеточных животных, имеющих раковинку. Процве­ тали плеченогпе, разнообразные иглокожие, кораллы, мол­ люски. Трилобиты и панцирные рыбы начали сходить со сцены.

Важнейший момент в развитии биосферы карбона — приобретение некоторыми амфибиями способности размно­ жаться вне воды. Появились первые пресмыкающиеся. Увеличилось многообразие насекомых, начавших завоевы­ вать воздушную среду. Стрекозы, жуки, тараканы допол­ няли разнообразие наземной фауны.

По имени города Пермь, недалеко от которого обна­ ружены ископаемые остатки следующего, пермского пе­ риода, названа следующая система. Пермь характеризуется резкими контрастами климата и усиленной текто­ нической деятельностью. На севере образовывались пусты­ ни; в южном полушарии распространялись ледники. Не­ устойчивость климата и рельефа, активизация вулканизма отразились на развитии жизни.

В составе флоры произошли заметные изменения: вымерли трилобиты, началось развитие новой группы головоногих моллюсков — аммонитов (рис. 12). Форми­ ровались новые формы пресмыкающихся, некоторые из которых приобрели отдельные особенности млекопи­ тающих.

Перестройка флоры и фауны, вызванная перемена­ ми в абиотических условиях, происходила в истории раз­ вития жизни неоднократно. Пока среда относительно по­ стоянна, все существующие виды к ней приспособлены примерно в равной степени. Это неизбежный результат естественного отбора, отметающего все неприспособлен­ ное. При существенных изменениях условий сразу обна-

60

Рис. 12. Так выглядел a,MMoi,,,Ti На раковине морские уточш (из ракообразных)

руживается качественная неравноценность видов в их отношении к новым факторам.

И. О. Солнцева в нашей лаборатории показала, кто розовые дрожжи сильно различаются по чувствительно­ сти к коротковолновому ультрафиолетовому облучению дозой 6,5 X 104 эрг/мм. Наиболее устойчивые превосхо­ дят самых чувствительных по резистентности к этому фактору почти в 300 раз. В этой же лаборатории иссле­ довалась устойчивость различных организмов к фенолу. По данным В. А. Алексеева, изучившего чувствительность к фенолу 64 видов насекомых и наукообразных, наибо­ лее чувствительны личинки ручейников и поденок. Мак­ симально переносимая концентрация (МПК) фенола от

рослей, по данным В. Я. Костяева, наиболее стойки к фенолу зеленые протококковые водоросли. Торможение

внешних условий неизбежна переоценка ценностей; выми­

ний, найденных поверх пермских отложений в Южной Гер­ мании, начинается эра средней жизни, пли мезозой.

Для триаса характерно относительное спокойствие земной коры. Лишь в середине периода произошла боль­

61

шая регрессия моря, сменившаяся в ею конце транс­ грессией. На суше развивались голосеменные растения. В море древние плеченогие уступили место моллюскам, интенсивно развиваются аммониты, появились белемниты, десятиногие раки. Среди позвоночных возникли настоя­ щие костистые рыбы. Наиболее характерная особенность триаса — буквально взрывное развитие пресмыкающихся. Это время динозавров, гаттерий, черепах, древних кро­ кодилов, ихтиозавров и других представителей рептилий. В конце триаса, видимо, появились первые настоящие млекопитающие.

Следующий период — юра, названный по имени города на границе Франции и Швейцарии, отличался относитель­ но мягким климатом. Наряду с папоротниками, хвойны­ ми, похожими на пальмы саговниками и гинкговыми де­ ревьями началось развитие покрытосеменных растений. «Семя как совершенный орган зародышевой жизни, как возможность развивать н сохранять зародыши от разру­ шительных климатических влияний дало растениям воз­ можность проникнуть в глубь обширных материковых пространств, оторваться от морских побережий и, исполь­ зуя кратковременные влажные периоды в связи с вре­ менами года, развить обширные заросли. А там, где ра­ стений много, они сами увлажняют воздух, испаряя воду за счет грунтовых вод, и дают возможность ютиться в их тени также и представителям древних типов, само­ стоятельно живших лишь у воды» 8,— писал академик В. Л. Комаров. В водах появились диатомовые водорос­ ли. Большого прогресса достигли насекомые. Продолжа­

стегозавр — более 6 м в высоту (рис. 13—15). В течение юры пресмыкающиеся освоили все ниши жизни: море, сушу, воздух. Появились первые птицы, продолжалось развитие млекопитающих.

Система мела характеризуется мощными меловыми от­ ложениями, образовавшимися из известковых водорослей, осколков раковин моллюсков и глобигерин. Покрытосе­ менные растения приблизились по своему облику к со­ временным, снизилось значение хвойных. В морях процве-

*В. Л. Коматюе. Происхождение растений. М.— Л., Изд-во АН СССР, 1943,

стр. 175.

62

неполный перечень. Изучение истории развития жизни в связи с геологической историей позволяет, по-видимому, дать более правдоподобное объяснение. Юра — время рас­ цвета динозавров — характеризовалась относительно мяг­ ким и теплым климатом. Обилие воды благоприятство­ вало развитию растительности. Кормовая база раститель­ ноядных динозавров была обильной и достаточно устой­ чивой. Они могли кормиться на суше, чего раньше но было, распространились в морях и пресных водоемах, ос­ воили воздух.

В мелу условия существования изменились. Процессы горообразования привели к осушению материков. Климат стал более континентальным. Произошла смена раститель­ ного покрова — основы существования растительноядных ящеров. Вымирание растительноядных форм способство­ вало вымиранию и хищных динозавров. Продолжавшееся около 150 мли. лет господство этой удивительной по раз­ нообразию форм и размеров группы окончилось. На сце­ ну жизни стали выходить находившиеся до этого време­ ни па ее задворках млекопитающие. Появились клоачные сумчатые и плацентарные, в частности насекомоядные млекопитающие. Иначе говоря, произошла очередная пе­ рестройка биосферы.

Эра повой жизни — кайнозой — начинается третичной системой (палеоген, неоген). В результате геологиче­ ских преобразований строение поверхности Земли прибли­ зилось к современному. Образовалось Тихоокеанское кольцо вулканов. В морях появились китообразные и ласто­ ногие, крупные двустворчатые моллюски, по исчезли бе­ лемниты. На суше продолжалось развитие лиственных де­ ревьев, появились злаки. Усилилось формообразование у млекопитающих (рис. 16, 17).

Четвертичная система, пли аитропоген, характеризует­ ся двумя важными событиями: крупным оледенением всего северного полушария и появлением на арене жиз­ ни человека. В течение четвертичного периода сформи­ ровалась современная структура биосферы (рис. 18).

Первые итоги

Приведенный выше краткий обзор развития жизни на Земле позволяет сделать следующие бесспорные выводы:

1. Начиная с древнейших времен и до нашего вре-

меии шло усложнение биосферы. Оно выражалось в двух основных процессах: в увеличении разнообразия живых существ и в усложнении их организации.

2. В течение геологического времени происходило уве­ личение биомассы жпвых организмов. Жизнь, зародив­ шись первоначально в море, охватила затем сушу, воз­ дух, проникла в глубины океанов. В результате возник­ ло то, что В. И. Вернадский, имея в виду современность, назвал «всюдностыо жизни».

3. Приспособление организмов к новым условиям — процесс многоступенчатый и длительный. При этом жи­ вое «умело использует» различные геологические собы­ тия, облегчающие приспособление к новым условиям; на­ пример, регрессии и трансгрессии моря, вулканизм и т. и.

4. В итоге жизнедеятельности организмов происходили коренные преобразования неживой части биосферы. В ат­ мосфере появился свободный кислород и возник озоновый экран; извлеченная из воздуха и воды углекислота за­ консервирована в залежах каменного угля и в отложе­ ниях карбоната кальция. Некоторые вещества иа длитель­ ные периоды выключались из биотического круговорота, вышли тем самым из состава активной биосферы. Речь идет об огромных залежах известняка, каменного угля, же­ лезных, марганцевых и медных рудах, скоплениях селит­ ры и т. и.

5. Живые существа, выделяя углекислоту, органи­ ческие и минеральные кислоты, активно участвовали в процессах выветривания горных пород, способствовали выравниванию лика Земли и миграции химических эле­ ментов.

6. Обращает на себя внимание большая неравномер­ ность в развитии жизни. Вероятно, с архейских времен живут па Земле синезеленые водоросли и бактерии, мор­ фологически изменившиеся сравнительно мало. В других же линиях жизни произошли колоссальпые изменеиия, которые привели к возникновению сложных поведен­ ческих реакций — развитию высшей нервной деятель­ ности.

Очень широко распространено представление, согласно которому современная биосфера состоит из групп орга­ низмов различного эволюционного возраста, от самых древних до все более молодых. К первым относят виды, сохранившиеся в относительно неизменной форме с кем­

брия, такие, как лпнгула пи плече'погпх, ко вторым — группы, начавшие особенно усиленно развиваться в кай­ нозое (млекопитающие, птицы); одни из самых молодых видов — человек.

Подобная точка зрення, по меньшей мере, не точна. Все современные организмы имеют один возраст, начав своеразвитие где-то в архее. Дело не в эволюционном возрасте, а в неравномерности темпов эволюции предста­ вителей разных групп организмов. Млекопитающие, на­ пример, прежде, чем начать победное шествие с начала третичного периода, в течение многих миллионов лет «на бирали силы, ожидая подходящих условий». Понятие эво­ люционного возраста, таким образом, имеет лишь один смысл: возраст переломного момента в развитии группы. Переломные моменты определяются не возрастом группы, а особенностями эволюции биосферы, местом вида в цик­ лической структуре жизни.

7.Наряду с- появлением и развитием одних форм ор­ ганизмов шло вымирание других, по каким-то причинам не способных продолжать эстафету жизни.

8.Биосфера в целом исключительно устойчива. В ис­ тории Земли происходили весьма серьезные процессы, ко­ ренным образом преобразующие лик планеты: жаркий климат уступал место холодному, сопровождавшемуся оледенением огромных пространств, тектоническая дея­

тельность приводила к мощным горообразовательным про­

суши, регрессии — обнажали морское дно, перемещение материков то объединяло, то разъединяло континенты и водные бассейны. В результате деятельности организмов коренным образом изменился состав атмосферы. Несмотря на все эти изменения планетарного масштаба, жизнь на Земле продолжала существовать и развиваться. Причем как раз такие ее особенности, как неравномерность раз­ вития, разнообразие и «всюдпость», прогрессирующие по мере хода геологических эпох, и обеспечили буфериость жизни. Получается, что сама жизнь создает условия,, бла­ гоприятствующие своему дальнейшему развитию.

Общий вывод, вытекающий из анализа развития жиз­ ни на Земле, таков: суммарная жизнедеятельность раз­ вивающихся видов организмов определяет особенности биосферы, которая в свою очередь обусловливает возмож-

68

Рнс. 18. Развитие животного мира от кембрия до наших дней. Линия кончающаяся точкой, указывает на вымирание; линия кончающаяся стоелкой,— данная группа существует и сейчао