какие живые ископаемые мезозойской эры сохранились до настоящего времени
Животные мезозоя
Время, когда по Земле бродили огромные динозавры, а в воде и воздухе царствовали смертельно опасные плавающие и летающие ящеры, — мезозойская эра. Она делится на три периода. Каждый из них характеризовался особенностями, влиявшими на жизнь и развитие животного мира. Окончание эры было ознаменовано новым массовым вымиранием — динозавры и ящеры полностью погибли.
В 1841 г. мезозой (толкуется как «эра средней жизни») выделил английский геолог Джон Филлипс
199,6 млн лет назад — триасово-юрское вымирание: гибель 50 % видов живых организмов, расцвет динозавров, составивших до 49 % всех родов животных; появление примерно в начале триаса (215 млн лет назад) первых млекопитающих.
Периоды мезозоя
Мезозойская эра делится на 3 периода: триасовый, юрский и меловой.
Триас 252–201 млн лет назад
Сухой сезонный климат с тенденцией к сглаживанию разницы температур к окончанию периода. Частые засухи сократили площади водоемов на континентах, большую часть Пангеи покрыли пустыни. Жизнь сосредоточилась на территориях у воды. Вымирали семенные папоротники, которые сменяли хвойные, саговниковидные и гинкго. К концу триаса на Земле существовало несколько видов динозавров.
Юра 201–145 млн лет назад
Климат был влажным и теплым, а среднегодовая температура воздуха на 5–10 °С превышала современную. Наблюдались вертикальная зональность и небольшая сезонность, но даже на полюсах снег и ледники, скорее всего, отсутствовали. Неограниченное количество пищи увеличило число видов растительноядных динозавров, что привело к росту популяции динозавров-хищников. Распространились летающие ящеры.
Мел 145–66 млн лет назад
В начале периода температура воздуха колебалась от –4 до +4 °С, а к середине вновь потеплело. Сезонность стала более выраженной. Погодные условия на каждом континенте отличались — это способствовало увеличению разнообразия флоры и фауны. Среди растений к концу мела стали доминировать покрытосеменные (цветковые). Уже существовали предки современных деревьев: дуба, фикуса и др. Динозавры достигли пика своего развития
Вид континентов
В начале мезозоя материки представляли сверхконтинент — Пангею. В ходе его формирования появились горные системы, некоторые из которых существуют до сих пор (Аппалачи в Северной Америке и Урал в России). Берега сверхконтинента омывал океан Панталасса. В юрском периоде Пангея раскололась на две части — Лавразию и Гондвану. Лавразия, включавшая будущие Евразию, Северную Америку и Гренландию, дрейфовала к северу, а огромная Гондвана медленно сдвигалась к югу. Между новыми континентами возникали мелкие теплые моря. К концу мезозойской эры их очертания уже напоминали современные, хотя окончательное местоположение водоемы еще не заняли.
Появление животных
Млекопитающие возникли в триасе. Так, широкое распространение получил морганукодон — небольшое животное, похожее на современную крысу.
Лягушки. В триасе появилась первая лягушка (либо, как считают некоторые ученые, ее предок) — триадобатрах. Животное было небольшим — 10 см в длину.
Черепахи. Появившиеся в триасе, они существовали в мезозойской эре в большом разнообразии. Одной из первых черепах считается проганохелис.
Безногие позвоночные появились в раннем юре. Сегодня они представлены разными видами червяг, обитающих в Африке, Латинской Америке и ЮгоВосточной Азии.
Рыбы. В морях юрского периода встречались настоящие гиганты, например лидсихтис. Средняя длина его тела составляла 20–25 м. Лидсихтисы питались планктоном.
Крокодилы. Крокодиломорфы пережили триасовоюрское вымирание. Среди них выделились виды, ведущие преимущественно сухопутный или водный образ жизни. Так, шестиметровый дакозавр был полностью морским крокодилом.
Насекомые. Вслед за появлением цветковых возникли новые виды насекомых — пчелы и бабочки. Опыляя цветки растений, они способствовали их быстрому распространению по планете.
Змеи. Самые древние представители этих пресмыкающихся сохраняли конечности. Возможно, змеи произошли от ящериц.
Мезозойская эра
Мезозойская эра — это эра средней жизни. Мезозой является переходным этапом между палеозойской и кайнозойской. В мезозойскую эру постепенно формируются современные очертания материков и океанов, современная морская фауна и флора. Образовались Анды и Кордильеры, горные массивы Китая и Восточной Азии. Сформировались впадины Атлантического и Индийского океанов. Началось формирование впадин Тихого океана.
Подразделяется мезозойская эра на три периода:
Периоды мезозойской эры
Триасовый период (Триас). Начальная эратема мезозойской эры длится 35 млн лет. Это время формирования Атлантического океана. Единый континент Пангея снова начинает разламываться на две части – Гондвану и Лавразию. Внутренние материковые водоемы начинают активно пересыхать. Впадины, оставшиеся от них, постепенно заполняются отложениями пород. Появляются новые горные возвышенности и вулканы, которые проявляют повышенную активность. Громадную часть суши все также занимают пустынные зоны с погодными условиями, непригодными для жизнедеятельности большинства видов живых существ. Уровень соли в водоемах повышается. В этот временной промежуток на планете появляются представители птиц, млекопитающих и динозавров.
Юрский период (Юра) – самый знаменитый период мезозойской эры. Свое название он получил благодаря найденным в Юре (горные массивы Европы) осадочным отложениям того времени. Средний период мезозойской эры продолжается около 69 млн лет. Начинается образование современных материков – Африки, Америки, Антарктиды, Австралии. Но располагаются они пока не в том порядке, к которому мы привыкли. Появляются глубокие заливы и небольшие моря, разделяющие материки. Продолжается активное образование горных массивов. Море Арктики затопляет север Лавразии. В результате этого климат увлажняется, и на месте пустынь образуется растительность.
Меловой период (Мел). Заключительный период мезозойской эры занимает временной промежуток в 79 млн лет. Появляются покрытосеменные растения. В результате этого начинается эволюция представителей фауны. Продолжается передвижение континентов – Африка, Америка, Индия и Австралия отдаляются друг от друга. Материки Лавразия и Гондвана начинают распадаться на континентальные блоки. На юге планеты формируются громадные острова. Расширяется Атлантический океан. Меловой период – это время расцвета флоры и фауны на суше. В связи с эволюцией растительного мира, в моря и океаны попадает меньше минералов. Уменьшается количество водорослей и бактерий в водоемах.
Жизнь мезозойской эры
Разнообразие растительной жизни в мезозое достигает своего апогея. Развились многие формы рептилий, образовались новые больше и малые виды. Это также период появления первых млекопитающих, которые, правда, не могли пока конкурировать с динозаврами, а потому оставались на задних позициях в пищевой цепочке.
В начале мезозоя произошло очень значимое событие — земная кора оказалась рассечена глубокими трещинами. Как и прежде, эти разломы явились каналами выхода на поверхность расплавленной магмы. Когда буйство земных недр прекратилось, образовавшиеся глубокие впадины заполнила вода.
Теплый климат способствовал бурному развитию биосферы.
Растения мезозойской эры
Повышенная влажность климата юрского периода привела к бурному образованию растительной массы планеты. Леса состояли из папоротников, хвойных и цикадовых. Вблизи водоемов росли туи и араукарии. В середине мезозойской эры сформировались два пояса растительности:
В современном мире папоротники, саговники (пальмы, достигающие размером 18 метров) и кордаиты того времени можно встретить в тропических и субтропических лесах. Хвощи, плауны, кипарисы и еловые практически не имели никаких отличий от тех, которые распространены в наше время.
Растения триасового периода
Меловой период характеризуется появлением растений, имеющих цветки. В связи с этим, среди насекомых появились бабочки и пчелы, благодаря которым цветковые растения смогли быстро распространяться по планете. Так же в это время начинают произрастать гинкговые деревья с опадающей в холодное время года листвой. Хвойные лесные массивы данного временного промежутка очень похожи на современные. В них входят тисы, пихты и кипарисы.
Развитие высших голосеменных растений длится в течение всей мезозойской эры. Свое название эти представители земной флоры получили из-за того, что их семена не имели наружной защитной оболочки. Наибольшее распространение получили цикадовые и беннеттитовые. По виду цикадовые напоминают древовидные папоротники или саговники. Имеют прямые стебли и массивные листья, похожие на перья. Беннеттитовые представляют собой деревья или кустарники. Внешне схожи с цикадовыми, но их семена покрывает оболочка. Это приближает растения к покрытосеменным.
Растения юрского периода
В меловом периоде появляются покрытосеменные растения. С этого момента начинается новый этап в развитии растительной жизни. Покрытосеменные (цветковые) находятся на верхней ступени эволюционной лестницы. Они имеют специальные органы размножения – тычинки и пестик, которые находятся в чаше цветка. Их семена, в отличие от голосеменных, скрывает плотная защитная оболочка.
Растения мелового периода
Эти растения мезозойской эры быстро адаптируются к любым климатическим условиям и активно развиваются. За короткий срок покрытосеменные стали господствовать на всей Земле. Их разнообразные виды и формы дошли и до современного мира – эвкалипты, магнолии, айва, олеандры, ореховые деревья, дубы, березы, вербы и буки. Из голосеменных растений мезозойской эры сейчас нам знакомы лишь хвойные виды – пихты, сосны, секвойи и некоторые другие. Эволюция растительной жизни того периода значительно обогнала развитие представителей животного мира.
Животный мир мезозойской эры
Триасовый период мезозойской эры.
В триасовый период животные активно эволюционировали. Сформировалось огромное многообразие более развитых существ, которые постепенно вытесняли древние виды.
Одним из таких видов рептилий стали похожие на зверей пеликозавры – парусные ящеры. На спинах у них располагался огромный парус, похожий на веер. На смену им пришли терапсиды, которые делились на 2 группы – хищники и травоядные. Лапы у них были мощные, хвосты короткие. По скорости и выносливости терапсиды намного превосходили пеликозавров, но это не спасло их вид от вымирания в конце эпохи мезозоя.
Эволюционной группой ящеров, из которых позднее произойдут млекопитающие, являются цинодонты (собачьи зубы). Свое название эти животные получили благодаря мощным челюстным костям и острым зубам, с помощью которых они без труда могли пережевывать сырое мясо. Тела их были покрыты густой шерстью. Самки откладывали яйца, но новорожденные детеныши питались материнским молоком.
В начале мезозойской эры образовался новый вид ящеров – архозавры (правящие рептилии). Они являются предками всех динозавров, птерозавров, плезиозавров, ихтиозавров, плакодонтов и крокодиломорфов. Архозавры, приспособившиеся к климатическим условиям на побережье, стали хищными текодонтами. Они охотились на суше возле водоемов. В большинстве своем текодонты ходили на 4 лапах. Но существовали и особи, которые бегали на задних лапах. Таким способом эти животные развивали неимоверную скорость. Через некоторое время текодонты эволюционировали в динозавров.
К концу триасового периода преобладали 2 вида рептилий. Одни являются предками крокодилов нашего времени. Из других получились динозавры.
Динозавры строением тела не похожи на остальных ящеров. Лапы у них располагаются под телом. Эта особенность позволила динозаврам быстро двигаться. Кожа их покрыта водонепроницаемой чешуей. Передвигаются ящеры на 2 или 4 ногах, в зависимости от вида. Первыми представителями стали быстрые целофизисы, мощные герреразавры и громадные платеозавры.
Текодонты триасового периода
Помимо динозавров, архозавры положили начало еще одному виду рептилий, отличающихся от остальных. Это птерозавры – первые ящеры, умеющие летать. Жили они возле водоемов, а в пищу употребляли различных насекомых.
Животный мир морских глубин мезозойской эры так же характеризуется разнообразием видов – аммониты, двустворчатые моллюски, семейства акул, костные и лучеперые рыбы. Самыми выдающимися хищниками были появившиеся не так давно подводные ящеры.
Дельфинообразные ихтиозавры обладали высокой скоростью. Один из гигантских представителей ихтиозавров – шонизавр. Длина его доходила до 23 метров, а вес не превышал 40 тонн.
Нотозавр триасового периода
Ящероподобные нотозавры имели острые клыки. Плакадонты, схожие с современными тритонами, искали на морском дне раковины моллюсков, которых перекусывали зубами. Танистрофеи жили на суше. Длинные (в 2-3 раза превосходящие размер тела), стройные шеи позволяли им ловить рыб, стоя на берегу.
Еще 1 группа морских ящеров триасового периода – плезиозавры. В начале эры плезиозавры достигали размера всего в 2 метра, а к середине мезозоя эволюционировали в гигантов.
Юрский период – время развития динозавров
Эволюция растительной жизни дала толчок к появлению разных видов травоядных динозавров. А это, в свою очередь, привело к увеличению численности хищных особей. Некоторые виды динозавров были размером с кошку, другие же сравнялись размерами с гигантскими китами. Самыми гигантскими особями являются диплодоки и брахиозавры, достигающие длины 30 метров. Вес их был около 50 тонн.
Археоптерикс – первое существо, стоящее на границе между ящерами и птицами. Летать на дальние расстояния археоптериксы еще не умели. Клюв им заменяли челюсти с острыми зубами. Крылья оканчивались пальцами. Размером археоптериксы были с современных ворон. Жили преимущественно в лесах, а питались насекомыми и различными семенами.
В середине мезозойской эры птерозавры делятся на 2 группы – птеродактили и рамфоринхи. У птеродактилей отсутствовали хвост и перья. Зато имелись большие крылья и узкий череп с немногочисленными зубами. Жили эти существа стаями на побережье. Днем добывали себе пропитание, а ночью прятались на деревьях. В пищу птеродактили употребляли рыбу, моллюсков и насекомых. Чтобы подняться в небо, этой группе птерозавров приходилось прыгать с возвышенностей. Рамфоринхи тоже жили на побережье. Питались рыбой и насекомыми. У них были длинные хвосты, имевшие на конце лопасть, узкие крылья и массивный череп с зубами разных размеров, которыми было удобно ловить скользкую рыбу.
Самым опасным хищником морских глубин был лиоплевродон, весивший 25 тонн. Формировались огромные коралловые рифы, в которых поселились аммониты, белемниты, губки и морские циновки. Развиваются представители акульего семейства и костных рыб. Появились новые виды плезиозавров и ихтиозавров, морские черепахи и крокодилы. У морских крокодилов вместо ног образовались ласты. Данная особенность позволила им увеличивать скорость в водной среде.
Меловой период
В меловой период мезозойской эры появились пчелы и бабочки. Насекомые разносили пыльцу, а цветы давали им пищу. Так началось долгосрочное сотрудничество насекомых и растений.
Самыми известными динозаврами того времени стали хищные тиранозавры и тарбозавры, травоядные двуногие игуанодоны, четвероногие похожие на носорогов трицератопсы и небольшие панцирные анкилозавры.
Большинство млекопитающих того периода принадлежит к подклассу аллотерий. Это небольшие животные, похожие на мышей, весом не более 0,5 кг. Единственный исключительный вид – репеномамы. Они вырастали до 1 метра и весили 14 кг. В конце мезозойской эры происходит эволюция млекопитающих – от аллотерий отделяются предки современных животных. Они разделились на 3 вида – яйцекладущие, сумчатые и плацентарные. Именно они в начале следующей эры замещают динозавров. Из плацентарного вида млекопитающих появились грызуны и приматы. Первыми приматами становятся пургаториусы. Из сумчатого вида произошли современные опоссумы, а яйцекладущие породили утконосов.
В воздушном пространстве царят ранние птеродактили и новые виды летающих пресмыкающихся – орхеоптериксы и кетцаткоатли. Это были самые гигантские летающие существа за всю историю развития нашей планеты. Вместе с представителями птерозавров в воздухе господствуют птицы. В меловом периоде появились многие предки современных птиц – утки, гуси, гагары. Длина птиц составляла 4-150 см, вес – от 20 гр. до нескольких килограмм.
В морях царили громадные хищники, достигающие в длину 20 метров – ихтиозавры, плезиозавры и мозозавры. Плезиозавры обладали очень длинной шеей и маленькой головой. Крупные размеры не позволяли им развивать большую скорость. Питались животные рыбой и моллюсками. Мозозавры заменили морских крокодилов. Это гигантские хищные ящерицы, обладавшие агрессивным характером.
В конце мезозойской эры появились змеи и ящерицы, виды которых дошли до современного мира не изменившись. Черепахи данного временного промежутка также не отличались от тех, которых мы видим сейчас. Вес их доходил до 2 тонн, длина – от 20 см до 4 метров.
Меловое вымирание
Случившееся на рубеже мезозоя и кайнозоя, а точнее – в маастрихте – завершающем ярусе верхнего отдела, меловое вымирание видов было вторым по величине после пермского. В одночасье прекратили свое существование кокколитофориды, не стало меловых планктонных форамонифер, аммонитов, белемнитов, кораллоподобных двустворчатых моллюсков – рудистов. Исчезли с лица земли динозавры и многие другие разновидности рептилий. Прекратили свое существование и многие разновидности птиц, и насекомых как надводного, так и подводного мира. В частности, на 50% сократилась общая численность всевозможных ралиолярий, вымерло 75% всех брахиопод, от 30 до 75% двустворчатых и брюхоногих моллюсков, морских лилий и ежей. От общей численности акул осталось лишь 25%. Более 100 различных семейств морских беспозвоночных прекратили свое существование. В общем и целом урон, понесенный растительным и животным миром был поистине огромен.
Что послужило причиной такому массовому вымиранию видов в меловой период до сих пор не известно. Мнения ученых по этому поводу разделились. Высказывались мнения и по поводу того, что до Земли дошло образовавшееся в результате взрыва сверхновой мощное космическое излучение. Кто-то говорит о сильном парниковом эффекте, связанном с чрезвычайно обострившейся вулканической активностью. Но большинство стоят за версию, которая основывается на падении на землю гигантского астероида (рис. 6). Эта версия подтверждается нахождением в пластах данной эпохи вкраплений иридия, который постоянно встречается в местах падения метеоритов.
Мезозойская эра в полезных ископаемых
С мезозойской эрой связано большое количество месторождений природных богатств. Это сера, фосфориты, полиметаллы, строительные и горючие материалы, нефть и природный газ.
На территории Азии в связи с активными вулканическими процессами сформировался тихоокеанский пояс, который подарил миру крупные залежи золота, свинца, цинка, олова, мышьяка и других видов редких металлов. По резервам угля мезозойская эра значительно уступает палеозойской эре, но и в этот период образовались несколько крупных месторождений бурого и каменного угля – Канский бассейн, Буреинский, Ленский.
Мезозойские месторождения нефти и газа находятся на Урале, в Сибири, Якутии, Сахаре. Залежи фосфоритов найдены в Поволжье и Подмосковье.
Живые ископаемые
Пожалуй, единственная постоянная черта нашего мира – его переменчивость. Меняются русла рек и берега океанов, поднимаются из недр и рассыпаются в прах горы, рождаются и умирают материки…Что же сказать о живой плоти – такой хрупкой и ничтожной в том четвертом измерении, названном временем? Тем не менее именно живая сложно организованная материя, а не бездушный неорганический мир дают нам образцы беспримерного постоянства и стойкости.
Феномен «живых ископаемых» достоин удивления. Известно, что в масштабах геологического времени эволюция живых существ идет довольно быстро. Конечно, скорость или темпы образования новых таксонов в разных группах организмов различаются. Если не принимать во внимание мир микроорганизмов с его специфическими законами видообразования, то по крайней мере среди эукариот определенный вид организмов существует в среднем несколько сотен тысяч или миллионов лет, а затем сменяется новым или вымирает. В некоторых группах животных, особенно среди простейших, моллюсков (например, двустворчатых и брюхоногих, а также у аммонитов), ряда млекопитающих (например, грызунов) скорость видообразования еще выше. Именно благодаря такой смене форм живых существ мы замечаем, как динамично менялся облик органического мира Земли в минувшие геологические эпохи.
Вместе с тем существуют организмы, составляющие исключение из общего правила. Они представляют собой фактически «застывшие» во времени типы животных и растений, представителей ранее широко распространенных таксономических групп. Именно такие формы и называют «живыми ископаемыми» или, реже, «персистирующими типами» (Schindewolf, 1993), или «реликтами» (Давиташвили, 1969; Яблоков, Юсуфов, 1989).
«Живых ископаемых» не так много. Если относить к ним только те организмы, которые повторяют строение своих предков, живших в начале мезозоя или даже в палеозое, то таких наберется всего несколько десятков. Это очень мало, просто ничтожное количество на фоне многих сотен тысяч видов, обитающих на нашей планете, сотые доли процента от общего разнообразия. Тем не менее важность их для науки трудно переоценить. Дело в том, что одна из серьезных трудностей, с которыми сталкиваются палеонтологи, связана с реконструкцией различных биологических особенностей ископаемых организмов, например физиологии или процессов размножения. Разобраться в строении древних животных и растений трудно потому, что в виде окаменелостей сохраняются, как правило, только твердые части: панцири, раковины и кости… А как были устроены мягкие ткани вымерших видов? Вот тут-то на помощь палеонтологам и приходят «живые ископаемые» – живые музейные образцы, заботливо сохраненные природой.
Вечность, застывшая в раковинах
Первый представитель «живых ископаемых» заставляет нас сделать небольшое отступление в античную мифологию. Один из древнегреческих мифов рассказывает нам о скульпторе Пигмалионе, который, разочаровавшись в современницах, изваял идеал женской красоты. Прекрасную мраморную статую, названную Галатеей, оживила богиня любви и красоты Афродита, сжалившаяся над скульптором.
Именно в честь красавицы Галатеи и было названо научно-исследовательское судно, проводившее в 1952 г. траление в Тихом океане у берегов Коста-Рики. При разборе очередного улова, поднятого с глубины 3590 метров, была найдена странная колпачковидная ракушка с макушкой, смещенной к одному из краев раковины. После тщательного изучения этого экземпляра оказалось, что он принадлежит моллюскам. Но не к современным группам, широко представленным в морях и океанах, а к моноплакофорам, считавшимся давно вымершими.
Моноплакофоры отличались от всех других моллюсков мускулами, симметрично располагавшимися относительно друг друга, а также некоторыми другими архаическими особенностями. Выловленная в Тихом океане моноплакофора оказалась очень похожей на свою кембрийскую (!) родственницу, относящуюся к роду пилина (Pilina). Ее современную пра-пра-правнучку назвали, естественно, неопилиной, т. е. «новой пилиной» (Neopilina), а видовое название дали в честь судна, на котором было сделано открытие, – Галатея (N. galatheae ). К настоящему времени описано уже восемь современных видов моноплакофор, распределяемых по четырем родам. Обитают современные моноплакофоры в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах, в основном на больших глубинах (от 1000 до 6500 м), ползая по дну с помощью мускулистой ноги.
Неопилина галатея и ее родственницы – одно из подтверждений того, что органический мир прошлого нам известен очень и очень неплохо. Если, изучая современную фауну, мы обнаруживаем группы, которые были давно известны по ископаемым остаткам, значит, наши знания о «былых биосферах» вполне сопоставимы с тем, что мы знаем об окружающем нас мире.
К одним из наиболее популярных представителей «живых ископаемых» относится наутилус, обитающий в морях, омывающих берега Индо-Китая, в восточной части Индийского океана и юго-западной части Тихого океана, на глубинах от 100 до 700 метров. Его красивые перламутровые раковины привлекают ювелиров и коллекционеров раковин.
Предки современного наутилуса, головоногие моллюски из подкласса наутилоидей (Nautiloidea), чувствовали себя очень привольно в морях палеозойской эры. Из всего этого разнообразия остался лишь наутилус или, как его еще называют, «жемчужный кораблик», представленный в современной фауне несколькими видами.
В кембрии появляется еще одна группа морских беспозвоночных, современных представителей которой без колебаний можно отнести к «живым ископаемым». Это беззамковые брахиоподы (или плеченогие) с хитиново-фосфатной раковиной, относящиеся к роду лингула (Lingula), что по латыни означает «язычок».
Просто устроенная двустворчатая раковина лингулы имеет удлиненно-овальную форму и небольшие размеры (около 5 мм в длину). Со стороны макушки раковины высовывается нога, с помощью которой животное заякоривается в грунте. С другой стороны раковины лингула могла высовывать длинные «руки» с ресничками, создающими ток воды внутрь раковины, способствующий фильтрации и отцеживанию мелких пищевых частичек.
Лингулы нередко обитают в таких условиях, которые не по вкусу другим донным обитателям. Например, в условиях сильного опреснения морской воды, химического (как правило, серо-водородного) заражения придонных участков. Поэтому часто случается так, что лингулы образуют однородные сообщества. Такие лингуловые «общежития» можно наблюдать как в современных морях, так и обнаруживать, что называется, на ископаемом материале. Специалистам по палеозойским отложениям прекрасно знакомы лингуловые глины в верхнепермских (казанских) отложениях европейской России. Буквально нашпигованные мелкими раковинами лингул, они образовались, судя по всему, как раз в серо-водородных условиях. Таким образом, лингул можно использовать и как важный палеоэкологический маркер.
Братья ракоскорпионов
Если неспециалист и затруднится при установлении «древности» в общем-то обычных на вид моллюсков, то оригинальность облика следующих представителей «живых ископаемых» просто бросается в глаза.
Во-первых, речь идет о мечехвосте или лимулюсе (Limulus polyphemus). Несмотря на малосимпатичное видовое название (Полифемом звали циклопа, пытавшегося погубить Одиссея и его спутников), сам по себе мечехвост – милое и безвредное создание. Тело его состоит из головогруди в виде подковообразно изогнутого полусферического панциря (отсюда английское название мечехвоста horse-shoe crab, т.е. краб-подкова, хотя к крабам мечехвост никакого отношения не имеет), брюшка и длинного хвоста в виде заостренного меча (потому-то он и мечехвост!). Ничего воинственного в этом «мече», правда, нет, он используется исключительно для закапывания в грунт.
Обитают мечехвосты в морях Индо-Китая и Карибском море, у берегов с песчаными отмелями, очень подходящих им для выведения потомства. Мечехвосты достигают значительных размеров, попадаются особи не менее одного метра в длину. Панцири умерших особей иногда образуют настолько большие скопления на берегу, что местные жители перемалывают их на удобрения. В большой чести лимулюсы и у собирателей разных морских диковинок.
Удивительно, но многие миллионы лет назад мечехвосты обитали и на территории России. Например, панцирь мечехвоста был найден в нижнемеловых песчаниках Подмосковья вместе с раковинами аммонитов, известны древние остатки мечехвостов из триасовых отложений Поволжья. Головогрудь крупного мечехвоста обнаружена в позднепермских песчаниках Приуралья, а мелкие мечехвосты встречаются в каменноугольных отложениях Донбасса вместе с остатками наземных растений. Известны мечехвосты и из отложений гораздо более древних. Непосредственными родственниками мечехвостов, их «родными братьями», были ракоскорпионы, наводившие ужас на обитателей силурийских и девонских морских лагун и широких устьев рек.
Взглянув на хронологию появления предков мечехвостов в геологической летописи, можно заметить одну важную закономерность. Древнейшие мечехвосты имели тело с большим количеством сегментов. Например, у кембрийского агласписа колючконосного (Aglaspis spinifera) их было ровно одиннадцать. У эволюционно молодых форм количество сегментов неуклонно уменьшается за счет слияния некоторых из соседних сегментов. В результате пермский мечехвост палеолимулюс авитус (Palaeolimulus avitus) уже похож на современного. Его брюшко представляет собой единый щит, однако на нем еще видны поперечные борозды, отмечающие границы последних шести сегментов, слившихся краями.
Очень схожая эволюционная тенденция наблюдается у многих других ископаемых организмов, обладающих первоначально сегментированным телом, состоящим из одинаковых метамеров. В процессе эволюции число сегментов уменьшается и происходит их последующая специализация. Этот процесс морфологических преобразований, широко распространенный среди животных и растений, принято называть олигомеризацией.
Еще один классический пример «живых ископаемых» – гаттерия (Sphenodon punctatus), рептилия из группы клювоголовых, все ближайшие родственники которой исчезли еще в мезозойскую эру, а непосредственные предки появились на Земле еще до динозавров. Сейчас гаттерия сохранилась лишь на небольших заповедных островках у побережья Новой Зеландии.
Под сенью мезозоя
«Живые ископаемые» встречаются и в мире растений. Так, в средней полосе России растут всем хорошо известные плауны и хвощи – споровые растения, в большинстве своем предпочитающие сырые тенистые места. В современной растительности и хвощи, и плауны представлены только невысокими травянистыми формами. Однако их палеозойские предки, очень привольно чувствовавшие себя в палеозойских лесах, достигали гигантских размеров.
Нередко в качестве чуть ли не прямых предков современных хвощей упоминаются каламиты – огромные членистостебельные растения каменноугольного периода. Вместе с тем это утверждение не совсем верно. Каламиты, безусловно, были близки предкам хвощей по своему таксономическому положению, но родословное древо хвощей восходит, судя по многим признакам, от другой группы палеозойских членистостебельных – от семейства черновиевых (Tchernoviaceae). Зоны размножения состояли у них из многочисленных органов спороношения, расположенных на нескольких последовательных стеблевых междоузлиях. В процессе эволюции число генеративных зон черновиевых сократилось (опять олигомеризация!) до одной, которая и стала праобразом стробила – спороносного колоска современных хвощей.
Первенство же среди растительных «живых ископаемых» следует, безусловно, отдать гинкго билоба (Ginkgo biloba). Вообще говоря, именно в адрес этого удивительного дерева и был впервые применен эпитет «живое ископаемое», причем сделал это сам творец эволюционной теории Чарльз Дарвин.
Современное гинкго – довольно большое дерево, достигающее тридцати метров в высоту. У него красивая пирамидальная крона и очень характерные листья с ромбовидной или треугольной пластинкой на длинном черешке, рассеченной на две лопасти (отсюда и видовое название билоба, т. е. двулопастный).
В наше время в естественном окружении гинкго встречается лишь в Китае, где известны несколько природных популяций этого вида, да еще, пожалуй, в Корее и Японии, где оно издавна культивировалось как священное и выращивалось вокруг буддийских храмов. В последние десятилетия гинкго стало приобретать в мире большую популярность: его можно увидеть в Париже и Берлине, в Нью-Йорке и Москве, в ботанических садах и просто растущим на улице.
Древние гинкго, практически ничем не отличающиеся от современного гинкго билоба, были широко распространены в лесах мезозойской эры, особенно в юрском и меловом периодах. Правда, семеносные органы мезозойских гинкговых отличались большим количеством семян, прикреплявшихся к генеративной оси. У современного вида семян только два, из которых к концу генеративного сезона вызревает, как правило, только одно. Помимо мезозойских гинкговых сейчас известны и растения палеозоя, обладавшие листьями и семеносными органами, удивительно сходными с таковыми у гинкго. Одно из таких растений – керпия крупнолопастная (Kerpia macroloba) – было обнаружено в пермских отложениях Приуралья.
В чем же секрет долгожительства «живых ископаемых»? Очевидно, в очень удачном сочетании признаков, необходимых для выживания в постоянно меняющемся мире. К ним, прежде всего, относится эффективная репродуктивная стратегия, позволяющая или производить огромное количество потомства, или же искусно оберегать его от врагов.
Во-вторых, большое значение имеет относительно слабая интегрированность в сообщества других организмов. Практически все «живые ископаемые» могут быть отнесены к ценофобам, т. е. организмам, не образующим устойчивых связей с другими компонентами биоценозов. Поэтому, когда в кризисные эпизоды эволюции экосистемы многие виды, входящие в нее, вымирают, эти «индивидуалисты» по-прежнему сохраняют шанс пережить неблагоприятные времена и устроиться уже в новом биотическом окружении. В-третьих, среди «живых ископаемых» много так называемых эврибионтных организмов, которые могут жить в широком спектре климатических и экологических условий.
«Живые ископаемые» – организмы, сохранившиеся почти без изменений с древнейших времен – могут многое рассказать об особенностях и образе жизни своих далеких предков, известных палеонтологам по ископаемым остаткам. Но значимость для нас этих осколков далекого прошлого далеко превышает их прагматическую ценность. Разве это не чудо – шагать по мокрым тротуарам, на которые, медленно кружась в воздухе, планируют сердечки облетающих листьев гинкго? Их золотистый ковер так же шуршит под нашими ногами, как в невообразимо далеком прошлом под лапами гигантских динозавров и юрких звероподобных рептилий, первых черновиков будущего царя природы.
Давиташвили Л. Ш. Причины вымирания организмов. Москва: Наука, 1969.
Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение (дарвинизм). Москва: Высшая школа, 1989.
Holder H. Naturgeschichte des Lebens. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag. 1996.
Schindewolf O. H. Basic questions in Paleontology. Geologic time, organic evolution, and biological systematics. Chicago: University of Chicago Press, 1993.
Исследования поддержаны грантами Президента Российской Федерации (№ МД-1703.2005.5), программы Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы», РФФИ (№ НШ-1615.2003.5)
В публикации использованы фото и рисунки автора. Автор и редакция благодарят Кор Квант (Нидерланды, http://www.xs4all.nl/
kwanten/) за любезно предоставленные фотографии современного гинкго