Характер екосистем

Планета Земля сформувалася, за даними розрахунків, зроблених на підставі як космологічних, так і палеогеологіческіх даних, 4,8-5,0 мільярдів років тому. Органічні молекули, будова яких з дуже високим ступенем правдоподібності пояснюється їх біологічним походженням, виявлені в найдавніших осадових породах, вік яких визначено у 3,6 млрд. років. Найдавніші мікроіскопаемие, що мають форму добре виражених бактеріальних клітин, датуються віком 3,1 млрд. років. Ясно, що такі клітини – далеко не первинні форми життя, і час 3,5 мільярда років тому, мабуть, і є приблизний час її виникнення. 

Архейської ера, обчислюється з моменту виникнення Землі, тривала близько 2 млрд. років. З появою життя виникла первинна біосфера, екосистеми якої, що складалися з єдиного рівня консументів, що споживали первинне органічна речовина абіогенного походження, були гранично прості. Атмосфера і водне середовище зберігали відновний характер, вільний кисень практично відсутній. До виявлення мікроіскопаемих вважалося, що архейськие відкладення позбавлені слідів життя, що й відрізняє їх від відкладень наступної, протерозойской ери, яка почалася приблизно 2,6 млрд. років тому і тривала також 2 млрд. років. На початку протерозою, приблизно 2,2-2,3 млрд. років тому, виник фотосинтез, що підтверджується знахідками скам’янілостей, які визначаються як синьо-зелені «водорості», і ознаками появи вільного кисню, про що говорять палеогеохіміческіе дані.

Існує гіпотеза неорганічного походження вільного кисню в атмосфері Землі. Відповідно до цієї гіпотези, існування у верхніх шарах атмосфери процесу розкладання молекул води на водень і кисень під дією жорстких космічних випромінювань повинно мати наслідком поступову витік легкого, рухомого водню в космічний простір і накопичення в атмосфері вільного кисню, що без будь-якої участі життя має відновну первинну атмосферу планети перетворити на окислювальну. За розрахунками, цей процес міг за 1-1,2 млрд. років створити на Землі окислительную атмосферу. Але він неминуче йде і на інших планетах Сонячної системи, причому протягом усього часу їхнього існування, а це приблизно 4,5 млрд. років. Тим не менш ні на одній планеті нашої системи, крім Землі і, з незрівнянно меншим вмістом кисню, Марса, практично немає вільного кисню і до цих пір їх атмосфери зберігають відновні властивості. Очевидно, і на Землі цей процес міг підвищити вміст оксидів вуглецю та азоту в атмосфері, але не настільки, щоб зробити її окисної. Отже найбільш правдоподібною залишається гіпотеза, що зв’язує наявність на Землі вільного кисню з діяльністю фотосинтезуючих організмів.

З появою фотосинтетиков-продуцентів сформувалися більш складні, дворівневі екосистеми. Рівень редуцентов – мікроорганізмів, завершальних розпад органічної речовини, можна вважати входять до рівень консументів, так як вони використовують в якості їжі готові органічні речовини. До кінця протерозойской ери з’явилися численні форми тварин, що мають скелети. Якщо це дійсно означало появу хижацтва як способу харчування, то можна вважати, що з настанням палеозойської ери, 600 мільйонів років тому, стала складатися біосфера сучасного типу, що складається з багаторівневих екосистем найбільшої складності.

Протягом перших двох періодів цієї ери – кембрійського, тривалістю 70 млн. років, і ордовика, тривалістю близько 60 млн. років, життя розвивалася в море, поступово проникаючи в прісні води. У ордовике з’явився і вищий тип тварин – хребетні, які були представлені далекими родичами сучасних круглоротих – міног і міксин – панцирними безщелепними. До кінця ордовика в результаті газообміну між атмосферою і багатим життям океаном у верхніх шарах атмосфери накопичилося достатньо кисню, щоб утворився озоновий екран. У наступному, силурийском періоді (початок – 425 млн. років тому, тривалість – 30 млн. років) в морях і прісних водах з’явилися Челюстноротих хребетні – хрящові (їх сучасні представники – акули і скати) і кісткові риби, серед яких було багато активних хижаків. Але головною подією силуру став вихід життя на суходіл.

Мабуть, спочатку одноклітинні водорості, оселившись на вологих грунтах біля берегів водойм, з’явилися основою виникнення первинної грунту. Дуже скоро вона опинилася населена дрібними риючими безхребетними, для яких перехід від життя в товщі мулу до життя у вологому грунті не вимагав накопичення безлічі нових ознак, оскільки фізико-хімческіе властивості нового середовища мало відрізнялися від колишніх, і не був тому занадто важкий. На первинній грунті змогли закріпитися перші наземні багатоклітинні рослини, зокрема псилофіти, що відбувалися від якихось вищих водоростей, які були пристосовані до суворого життя в приливно-відливної зоні. Еволюція морських тварин тривала, але оскільки суша була новою для життя середовищем, найбільш цікаві та яскраві події, починаючи з девонського періоду, що тривав 60 млн. років, відбувалися відтепер саме на суші.
У цей час на величезних просторах перш млявої суші з’явилися зарості стародавніх плаунів і папоротей, що створювали величезні запаси органічної речовини. Цей новий джерело їжі стимулював утворення нових видів тварин, що освоювали не тільки наземну, а й повітряне середовище. Що з’явилися в девоні комахи до початку наступного, кам’яновугільного періоду, або карбону, що тривав 70 млн. років, дали вже безліч крилатих форм. У карбоні величезні площі суші були покриті лісами деревовидних папоротей, хвощів і плаунів, еволюція яких призвела до появи насінних папоротей, а потім і голонасінних рослин, зокрема хвойних (див. статтю “Хвойні та листяні ліси”).

Що з’явилися ще в девоні перші наземні хребетні, земноводні, в карбоні досягли свого розквіту, давши найбільшу за всю історію цього класу число видів самої різної спеціалізації. Найменш спеціалізіровангие види відсував у маловодні, несприятливі для життя амфібій місця. Їх еволюція пішла по шляху вироблення пристосувань до перенесення сухості повітря і розмноженню в умовах нестачі або відсутності води, що призвело в кінці карбону до появи плазунів. Найбільш важливими їх відмінностями від земноводних стали економний водообмін і суха, мало випаровують воду шкіра, а також розмноження великими яйцями, в яких ембріон розвивався в «власному море», створеному зародковими оболонками.

І наступному, пермському, періоді, що тривав 55 млн. років, відбулася вже згадувана біосферний катастрофа. У цей час активізація горотворних процесів призвела до суттєвих змін клімату, який став більш контрастним. Клімат пермського періоду був близький до сучасного.
Площі вічно вологих і теплих лісів карбону невблаганно скорочувалися, з’явилися великі холодні зони, які заростали хвойними, і утворилися великі посушливі і пустельні території, в освоєнні яких рептиліям не виявилося рівних. На зміну царству папоротеподібних і амфібій прийшло царство голонасінних і рептилій. І ті, й інші не потребували крапельно-рідкої воді для розмноження, що й дозволило їм освоїти посушливі території пермського періоду, заселивши великі простори, що звільнилися від колишніх «владик світу».

Наступна, мезозойська, ера почалася 230 млн. років тому і тривала близько 160 млн. років. Три її майже рівних за тривалістю періоду, тріасовий, юрський і крейдяний, були часом розквіту рептилій, що дали дуже багато форм, включаючи панували на суші, в морі і в повітрі динозаврів, плезіозаврів, іхтіозаврів, птерозаврів. Вони досягли дуже високого рівня спеціалізації, і це прирікало їх на зникнення при зміні умов життя. Менш щаслива на перших порах лінія еволюції, яка в пермі дала групу зверозубих рептилій, протягом мезозою еволюціонували «в тіні» панували в світі динозаврів і, удосконалюючи пристосування до несприятливих умов, надзвичайно розвинула нюх і слух, ціною втрати кольорового зору підвищила його гостроту. Перейшовши переважно на нічний спосіб життя, ці тварини виробили біохімічні та фізіологічні механізми підтримки постійної температури тіла, чому сприяла поява вовняного покриву, перейшли до живородіння і вигодовування дитинчат молоком. Так ще наприкінці тріасового періоду з’явилися ссавці.

Їх час настав, коли біосферний катастрофа крейдяного періоду, що супроводжувалася широким поширенням з’явилися ще в юре квіткових рослин і масовим вимиранням динозаврів, розчистила життєву сцену. Остання, кайнозойская, ера, що почалася трохи більше 60 млн. років тому, стала царством покритонасінних (квіткових) рослин, ссавців і птахів, які виникли в юрському періоді мезозою.

ПОДІЛИТИСЯ: