 |
Криптозой – этап скрытой жизни
|
|
|
|
Оглавление
Введение
1. Возраст Земли и ее геохронология.
1.1 Криптозой – этап скрытой жизни
1.2 Взрывная эволюция в начале кембрия
1.3 Жизнь в палеозойской эре.
1.4 Мезозойская эра – век рептилий
1.5 Кайнозой – век млекопитающих и птиц
2. Типизация фанерозойских событий массового вымирания организмов
2.1 Определение массового вымирания
2.2 Великие массовые вымирания
2.3. Малые массовые вымирания
2.4 Потенциальные массовые вымирания
2.5 Современное массовое вымирание
3. Модель биосферных кризисов
Выводы
Список использованной литературы
Введение
О глобальных катастрофах и сопровождающих их резких изменениях планетарной биоты ученые знали уже в XVIII веке. Под глобальными катастрофическими событиями в геологической истории понимаются относительно кратковременные явления, приведшие к проявившимся в масштабе всей Земли изменениям литосферы, атмосферы и гидросферы, которые четко фиксируются в палеонтологической и седиментологической летописях. Массовые вымирания организмов являются наиболее четким признаком происшедшей глобальной катастрофы. Причины глобальных катастроф являются предметом острых дискуссий и в настоящее время интенсивно изучаются и обсуждаются в геологической литературе.
Глобальные биотические кризисы это относительно длительные события, занимающие 1-15 млн. лет. Дестабилизирующий биоту толчок приводит к вымиранию специализированных господствующих видов, происходит упрощение структуры сообщества и сокращения разнообразия. При последующей стабилизации обстановки восстанавливаются прежние тенденции, быстрый рост разнообразия создает впечатление "взрывной эволюции. Глобальные биотические кризисы представляют собой критические моменты существенной перестройки всей биосферы. Важнейшей составной частью биотических кризисов являются лежащие в их основе массовые вымирания (МВ), благодаря которым освобождаются ранее занятые экологические ниши и происходит "омоложение" сообществ различного уровня, что обеспечивает ускоренную эволюцию переживших эти события групп организмов [1].
|
|
|
Признание того, что глобальные биотические кризисы и МВ действительно имели место в истории развития Земли, не освобождает от разработки конкретных показателей, с помощью которых их можно было бы выявлять и сравнивать. Модель структуры глобального биотического кризиса была предложена еще в 1924 г. Д.Н.Соболевым. В последние годы разработке этой проблемы особое внимание уделяет О. Валлизер. Всестороннему рассмотрению этой проблемы посвящены исследования в рамках международного проекта N 335 Международной программы геологической корреляции.
Начало кризиса совпадает с неким весьма кратковременным глобальным событием, которое дестабилизирует биосферу. В результате этого события, резко изменяющего условия обитания организмов, начинается их МВ, распространяющееся по пищевым цепям. Необходимое для реакции биосферы время составляло иногда сотни тысяч лет, но возможно, и значительно больше. Однако ясно, что этого времени было достаточно для того, чтобы в осадках данный процесс мог быть записан весьма подробно, а не в виде одной поверхности или плоскости напластования. Поэтому МВ «…при рассмотрении их в более крупном масштабе обычно хорошо определимы и приобретают ступенчатую структуру» [2, с.24].
За ступенчатым вымиранием следует довольно длительный (от 1-2 до 5-6 млн. лет) период низкого таксономического разнообразия. Лицо биоты определяют древние группы, которые оказались способными пережить неблагоприятный момент резких изменений среды, однако эволюционно они, как правило, бесперспективны. Наконец, весь процесс кризиса завершается бурной диверсификацией, быстрым ростом разнообразия глобальной биоты, благодаря занятию освободившихся экологических ниш.
|
|
|
Попытки воссоздания событий миллионолетней давности носят не только академический характер. Глобальные катаклизмы не менее опасны для общества эпохи НТР, чем были опасны для рептилий мелового периода. Поэтому актуальной является задача составления модели глобальных кризисных ситуаций, повлекших за собой массовые вымирания. В этой работе представлена попытка обобщить доступный материал по массовым вымираниям в истории биосферы. Также рассмотрены возможные причины вымирания и проанализирована модель глобального биосферного кризиса.
Возраст Земли и ее геохронология
Криптозой – этап скрытой жизни
Протерозойская и архейская эры, объединяемые в криптозой, или докембрий, долгое время оставались загадкой для науки. Древнейшие из известных минералов имеют возраст 4,2 млрд. лет (оценка возраста Земли в 4,5-4,6 млрд. лет основана на анализе вещества метеоритов и лунного грунта). Возраст же древнейших пород, в которых найден углерод заведомо органического происхождения (в углероде, принимавшем когда-либо участие в реакциях фотосинтеза, необратимо меняется соотношение изотопов 12C и 13C) составляет 3,8 млрд. лет. Формация Исуа в Гренландии, где были обнаружены эти углеродистые прослои, одновременно является вообще древнейшими на Земле осадочными породами. Таким образом, первые достоверные следы жизни появляются на Земле одновременно с первыми достоверными следами воды [5, с.40].
Первыми организмами были фотоавтотрофы: древнейшие организмы из формации Исуа были именно фотосинтезирующими, а в породах возраста 3,1 млрд лет содержатся остатки хлорофила фитан и пристан, и даже неразложившийся цианобактериальный пигмент фикобилин, но гораздо проще отслеживать деятельность фотоавтотрофов по одному из ее побочных продуктов кислороду. Кислород не может быть получен путем дегазации магмы, и потому отсутствовал в первичной атмосфере Земли, которая была восстановительной. Начало образования руд, состоящих из гематита Fe2O3 и магнетита FeO (Fe2O3) означает появление на Земле источника молекулярного кислорода – фотосинтезирующих организмов.
|
|
|
Источник кислорода возник, но атмосфера еще на протяжении полутора миллиардов лет оставалась анаэробной: об этом свидетельствует наличие в соответствующих отложениях конгломератов из пирита (FeS2). Сообщества фотоавтотрофов формируют в это время своеобразные кислородные оазисы в бескислородной пустыне; их возможностей хватает на создание окислительных обстановок (и осаждение железа в окисной форме) лишь в своем непосредственном окружении [6].
Около 2 млрд. лет назад, когда процесс гравитационной дифференциации недр привел к тому, что большая часть железа перешла в ядро планеты, окисление закисного железа и осаждение его в виде джеспиллитов завершилось; именно в это время возникли все крупнейшие месторождения железа, такие, как Курская магнитная аномалия. В дальнейшем руды этого типа уже не образовывались. Примерно к середине протерозоя (1,7-1,8 млрд. лет назад) "кислородная революция" в целом завершается, и атмосфера становится аэробной. Смена анаэробных условий на аэробные не могла не вызвать катастрофических перемен в структуре тогдашних экосистем, и в действительности "кислородная революция" есть не что иное, как первый в истории Земли глобальный экологический кризис.
В раннем докембрии существовал особый мир, формируемый прокариотными организмами бактериями и цианобактериями. Среди прокариот неизвестны многоклеточные организмы. Есть нитчатые и пальмеллоидные формы цианобактерий, однако уровень интеграции клеток в этих структурах это все-таки уровень колонии, а не организма.
Для докембрийских осадочных толщ чрезвычайно характерны строматолиты (по-гречески "каменный ковер") тонкослойчатые колонны или холмики, состоящие главным образом из карбоната кальция. Строматолит образуется в результате жизнедеятельности совершенно ни на что не похожего прокариотного сообщества, называемого цианобактериальным матом. Маты существуют во многих районах мира, главным образом в таких гипергалинных (пересоленых) лагунах, как наш Сиваш, однако настоящие строматолиты, как в Шарк-Бэй и на Багамской отмели, они образуют довольно редко.
|
|
|
Не все маты представляли собою донные сообщества. Дело в том, что, помимо уже известных нам строматолитов, следы жизнедеятельности микробных сообществ представлены еще и онколитами более или менее сферическими образованиями, в которых известковые слои располагаются не линейно (как в строматолите), а образуют концентрическую структуру. Предполагается, что онколиты создавались «…особыми прокариотными сообществами, имевшими облик плавающих в толще воды шаров, оболочка которых представляла собой мат» [11, с.39].
Условия существования древнейших прокариотных экосистем традиционно считались подводными (морскими) до тех пор, пока И.Н. Крылов и Г.А. Заварзин (1988) не выдвинули ряд аргументов в пользу наземного образования докембрийских строматолитов. В дальнейшем палеонтолог А.Г. Пономаренко (1993) поставил вопрос о том, что такое вообще "море" и "суша" применительно к глубокому докембрию раньше это просто никому не приходило в голову. Дело в том, что в отсутствие высшей наземной растительности скорость водной и ветровой эрозии должна превышать современную во много раз. Незащищенные наклонные субстраты при этом будут размываться очень быстро, и ландшафт окажется состоящим из практически вертикальных скал и почти горизонтальных равнин, простирающихся на огромные площади и лишь незначительно превышающих уровень моря [6].
Вероятно, в те времена на окраинах континентов формировались обширные мелководные бассейны с постоянно меняющимся уровнем воды и без настоящей береговой линии. Именно в этом "вымершем" ландшафте, не являющемся ни сушей, ни морем в современном смысле, и процветали строматолитовые экосистемы.
Именно в планктонных экосистемах произошло в середине протерозоя (около 1,9-2 млрд. лет назад) событие, ставшее ключевым для дальнейшей судьбы биосферы. В это время в составе фитопланктона появились такие организмы, которых считают первыми на Земле эукариотами.
|
|
|
