§ 29. Развитие жизни в мезозое и кайнозое

Вопрос. Рассмотрите рис. 124–129. Опишите условия, которые существовали на Земле для развития жизни в мезозое и кайнозое. К каким систематическим группам принадлежат организмы мезозоя и кайнозоя?

Ответ. Для различных периодов мезозоя характерны следующие черты: Триасовый период. Вулканическая деятельность, климат резко континентальный, теплый. Юрский период. Мягкий и теплый климат. Моря преобладают над сушей. Меловой период. Отступление морей от суши. Климат теплый, но в конце периода глобальное потепление сменяется похолоданием. В мезозойскую эру сформированные ранее горные системы разрушаются, равнины уходят под воду (Западная Сибирь). Во второй половине эры сформировались Кордильеры, горы Восточной Сибири, Индокитая, частично Тибета, сформировались горы мезозойской складчатости. Преобладает жаркий и влажный климат, способствующий образованию болот и торфяников.

В кайнозойскую эру произошло общее поднятие поверхности Земли. Изменился климат. Многочисленные оледенения земных покровов наступающих с севера изменили облик материков Северного полушария. Благодаря таким изменениям были сформированы холмистые равнины. Нижнетретичный период. Мягкий климат. Разделение на 3 климатические зоны. Формирование континентов. Верхнетретичный период. Сухой климат. Возникновение степей, саванн. Четвертичный период. Многократное оледенение северного полушария. Похолодание климата.

Господствующие систематические группы. Мезозойская эра:

В период Триас начинался расцвет пресмыкающихся, распространялись голосеменные, появлялись первый млекопитающие. А Юрский период господствовали пресмыкающиеся, головоногие моллюски, Господствовали голосеменные, появлялись первоптицы. В Меловом был расцвет костистых рыб, появлялись птицы, высшие млекопитающие, распространялись покрытосеменные, а крупные древние пресмыкающиеся вымирали. Сокращалось и разнообразие папоротников и покрытосеменных.

Кайнозойская эра:

В периоды Палеоген и Неоген был расцвет насекомых, птиц, млекопитающих, расцвет был и у покрытосеменных. А тем временем вымирали древние головоногие моллюски. Появлялись предки человекообразных обезьян и человека... В Антропоген уже формировался человек. Появление Человека Разумного как биологический вид. А также в связи с наступлением ледников начала появляться холодолюбивая флора...

Вопрос 1. Приведите примеры ароморфозов у растений и животных, обеспечивших их эволюцию в мезозое и кайнозое. Какое это имело значение?

Ответ. Для мезозойской эры характерны следующие ароморфозы животных: постоянная температура тела, кормление детёнышей молоком, четырёхкамерное сердце, дифференцировка зубов. В царстве растений – возникновение цветка, двойного оплодотворения и семян, заключенных в плод. Т.о. все крупные таксоны организмов возникли до начала Кайнозойской эры. Поэтому в кайнозойскую эру эволюция происходит по пути идиоадаптаций.

В конце кайнозойской эры у части Приматов возникает особый тип ароморфоза – переразвитие коры больших полушарий головного мозга. В результате возникает совершенно новый вид организмов – Человек разумный.

Вопрос 2. Какие идиоадаптации обеспечили освоение древними пресмыкающимися в мезозойскую эру различных сред обитания? Приведите примеры таких животных.

Ответ. Заселению древними пресмыкающимися различных сред обитания способствовали различные идиоадаптации, возникшие как частные приспособления к условиям окружающей среды. Среди древних пресмыкающихся, обитавших в наземно-воздушной среде, наиболее значимыми следует признать идиоадаптации, связанные с активным образом жизни, – хорошо развитые свободные конечности, у многих особенно задние (тиранозавр), позволяющие им быстро перемещаться в пространстве. Для растительноядных пресмыкающихся особенно важны были приспособления, связанные с пассивной защитой от врагов, – гигантские размеры (диплодок, бронтозавр, брахиозавр и др.), всевозможные костные панцири, щитки и шипы (черепахи, стегозавр и др.). Весьма разнообразны были морские ящеры. Наиболее известны среди них ихтиозавры, похожие по строению тела на акул и дельфинов, и плезиозавры – животные с широким туловищем, длинными ластами и змеевидной шеей. Такие особенности строения помогали им жить и охотиться в водной среде. Среди древних пресмыкающихся были и летающие ящеры. Встречались как крохи, размером с воробья, так и гиганты с размахом крыльев до 15 м. Превращение свободных конечностей в крылья позволило этим животным освоить воздушную среду обитания.

Вопрос 3. Чем объясняется расцвет и вымирание динозавров?

Ответ. В конце пермского периода произошло образование единого материка – Пангеи. Характерной особенностью этого времени была глобальная вулканическая активность и исчезновение около 90 % животных. Лучше всех к новым условиям адаптировались рептилии. В начале триаса появилась группа рептилий под названием "пеликозавры". К середине триасового периода их сменила группа рептилий с названием "терапсиды". Параллельно с терапсидами развивалась новая группа рептилий – архозавры. Эта группа рептилий является предком всех динозавров, плиозавров, крокодиломорфов, ихтиозавров, плакодонтов и птерозавров. Следующий вид рептилий именовался текодонтами и был адаптирован к жизни на суше. И уже от них получили своё развитие динозавры. Вымершие животные хорошо приспособились и заняли доминантные позиции на суше, в воде и в воздухе. В период триаса существовали следующие виды динозавров: целофизис, мусзавр и прокомпсогнат. Развивались и эволюционировали растительные динозавры. Самые крупные животные жили в юрском периоде. В позднеюрском периоде стали появляться сухопутные животные – брахиозавр, диплодок и др. В меловом периоде в морях и океанах стали преобладать хищные пресмыкающиеся.

Существует несколько гипотез вымирания динозавров. Падение астероида является одной из распространённых версий. Время его падения совпадает с образованием кратера Чиксулуб (Мексика, полуостров Юкатан). Эти события произошли примерно 65 млн лет назад, в период, когда вымерли динозавры. Возможно, падение астероида повлекло за собой разрушительные действия, вследствие чего произошло массовое вымирание всего живого. Гипотеза многократного падения гласит, что падение астероида происходило несколько раз. Кроме кратера Чиксулуб существует кратер Шива в Индийском океане, который образовался примерно в то же время. Эта гипотеза объясняет, почему вымирание происходило постепенно.

Климатическая гипотеза. На планете происходили значительные изменения в период, когда начали исчезать динозавры. Как вымерли животные, предполагает теория изменения среднегодовых и сезонных температур. Крупным особям нужен тёплый и ровный климат. Вулканическая активность могла повлечь за собой изменение состава атмосферы и вызвать парниковый эффект. Большой выброс вулканического пепла мог спровоцировать вулканическую зиму, тем самым изменить освещённость Земли. Значительное понижение уровня моря, охлаждение океана, изменение состава морской воды и резкий скачок магнитного поля Земли так же могли способствовать вымиранию динозавров.

Эволюционно-биологические гипотезы вымирания. Одна из гипотез этой группы придерживается ситуации возникновения массовой эпидемии. Не исключено, что динозавры не смогли приспособиться к изменившейся растительности, что повлекло отравления. Велика вероятность уничтожения яиц и детёнышей первыми хищными млекопитающими. Ещё существует версия, что во время ледникового периода исчезли женские особи. Учёные предложили ещё одну версию гибели динозавров – удушье: в атмосфере произошло резкое уменьшение количества кислорода.

Вопрос 4. Каковы основные черты эволюции растительного мира в кайнозое?

Ответ. В кайнозое установился ровный тёплый климат. На севере преобладали хвойные, на юге – растительность тёплого и умеренного климата. Вся Европа была покрыта лесами, состоящими из дуба, берёзы, сосны, каштана и др. В тропиках росли фикусы, лавровые, гвоздичные, эвкалипты и др.

Примерно 2–3 млн. лет назад наступило оледенение значительной части Земли. Ледяной покров доходил в среднем до 57° с. ш., а в отдельных районах достигал 40° с. ш. Теплолюбивая растительность отступила на юг или вымерла, появилась холодоустойчивая травянистая и кустарниковая растительность, на больших территориях леса сменились степью, полупустыней и пустыней. Шло формирование современных растительных сообществ. Быстрому распространению покрытосеменных растений способствовала их эволюционная пластичность – способность быстро адаптироваться к условиям окружающей среды. Большую роль сыграла тесная эволюционная связь с насекомыми-опылителями. Важнейшими ароморфозами покрытосеменных являются: происхождение цветка, редукция гаметофита, возникновение двойного оплодотворения и появление семян, заключенных в плод.

Вопрос 5. Какие идиоадаптации обеспечили освоение млекопитающими в кайнозойскую эру различных сред обитания? Приведите примеры таких животных.

Ответ. Главные идиоадаптации у млекопитающих в кайнозое затрагивали форму и размеры тела, окраску, волосяной покров, конечности, особенности ротового аппарата, поведение.

Примеры идиоадаптации у млекопитающих:

Расчленяющая окраска (зебры, тигры) или покровительственная окраска (манул), ласты у водных млекопитающих (котики или моржи), приспособление к определённому виду пищи (коала, мангуст) за счёт невосприимчивости к токсинам или к перевариванию большого количества клетчатка (корова), особенности строения травоядных и плотоядных, насекомоядных и проч. (от строения черепа и зубов до позвоночника и конечностей), впадение в спячку и запасание корма на зиму (поведенческая идиоадаптация).

Еще в меловой период появились яйцекладущие, сумчатые и плацентарные млекопитающие. Из яйцекладущих до наших дней дожили лишь утконос и ехидна, обитающие в Австралии. Эти животные откладывают яйца, а не рождают живых детенышей. Утконос насиживает яйца, а ехидна вынашивает их в особой кожистой сумке. Сосков у этих животных нет, и молоко выделяется на поверхность кожи. У яйцекладущих, как и у птиц, рептилий и земноводных, имеется клоака, температура тела непостоянна. Эти примитивные черты строения свидетельствуют о древности данной группы млекопитающих, их родстве с пресмыкающимися.

Примитивное строение имеют и сумчатые млекопитающие: сумчатые кошки, сумчатые кроты, сумчатые волки, сумчатые медведи коала, кенгуру. Эти животные распространены преимущественно в Австралии, частично – в Южной Америке. Главная особенность сумчатых состоит в том, что период внутриутробного развития их детенышей очень короткий, поэтому они рождаются слаборазвитыми и донашиваются в кожистой сумке.

Из млекопитающих с наиболее выдающимся типом частной приспособленности можно выделить муравьеда. Его ротовая полость постепенно трансформировалась в хобот, некоторые зубы атрофировались за ненадобностью, а язык приобрёл значительную длину и эластичность. Подобные метаморфозы были вызваны особенностями питания данного вида. С таким строением челюсти муравьеду гораздо проще добывать свое любимое лакомство – термитов и насекомых. Однако при недостатке основной еды он становится очень уязвимым, так как подобное строение рта значительно сужает круг возможных источников пищи, что может отрицательно сказаться на количественном составе популяции и усилить внутривидовую конкуренцию.

Различные изменения в строении тела крота – также хороший пример идиоадаптации. Его лапы приспособились к рытью земли, ушные раковины атрофированы, глаза не имеют хрусталика и сетчатки из-за недостатка света, а свойства шерсти позволяют животному двигаться в узких подземных проходах в любом направлении.

Вопрос 6. Каковы основные черты эволюции животного мира в третичный и четвертичный периоды? Приведите примеры характерных для кайнозоя организмов.

Ответ. Кайнозой – эра новой жизни – время расцвета цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих.

Кайнозой делится на два неравных периода: третичный и четвертичный. Уже в третичном периоде млекопитающие заняли господствующее положение, приспособившись к различным условиям на суше, в воздухе, воде, и как бы заменили мезозойских пресмыкающихся. В палеоцене и эоцене от насекомоядных произошли первые хищники, от них в олигоцене ответвились современные группы хищных: медведи, куньи, кошачьи, псовые. В первой половине третичного периода хищные начали завоевывать море, их потомки – ластоногие и китообразные. От древних палеоценовых хищных произошли и первые копытные, которые затем дали ряд ветвей: парнокопытных, непарнокопытных, хоботных и др.

В первой половине третичного периода (особенно в олигоцене) были широко распространены леса тропического и субтропического типа, а к концу третичного периода (в плиоцене) начался великий процесс остепнения суши. В связи с процессом остепнения суши млекопитающие попали в условия среды, почти не содержащей укрытий. Одни группы млекопитающих (полевки, песчанки) шли в своей эволюции по пути создания сложных нор, другие, более крупные формы (антилопы и лошади) перешли к кочевому образу жизни, совершая значительные миграции. При этом постепенно уменьшалось число пальцев. Например, выход на открытое пространство способствовал быстрой эволюции предков лошадей от трехпалых к однопалым формам.

Уже в первой половине третичного периода успели возникнуть все современные отряды млекопитающих, а к середине периода широко распространились общие предковые формы человекообразных обезьян и людей.

В связи с процессом остепнения суши, сокращения лесных площадей одни из форм человекообразных обезьян отступали в глубь лесов, другие спускались с деревьев на землю и стали завоевывать открытые пространства. Потомками последних являются люди, возникшие в третичном периоде.

Четвертичный период: формирование ландшафтов современного типа. Четвертичный период продолжался около 1–1,5 млн. лет. Большая часть времени пришлась на ледниковый век – плейстоцен. 12000–20000 последних лет наступает последний век – голоцен. Еще в начале плейстоцена фауна Европы и России была достаточно теплолюбивой, сохраняла немало субтропических видов. В течение плейстоцена территории Евразии и Северной Америки четырежды подвергались гигантским оледенениям. Языки ледника, сползавшего со Скандинавии, доходили до Киева, Харькова и Воронежа. Ледники Антарктиды, Исландии, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа, Памира и Тянь-Шаня – остатки четвертичных оледенении.

В течение четвертичного периода вымерли мастодонты (древние слоны), мамонты, саблезубые тигры, гигантские ленивцы, большерогие торфяные олени. Большую роль в вымирании крупных млекопитающих сыграли древние охотники. Они истребили мамонта и шерстистого носорога в Евразии, мастодонтов, лошадей, гигантских ленивцев, морских коров в Америке. Исчезновение многих крупных хищников (пещерный лев, пещерный медведь) было, по-видимому, связано с тем, что человек уничтожил их жертв – крупных копытных.

Отрицательный баланс тепла в зоне оледенения привел к тому, что пары воды конденсировались в виде снега, а таяние льдов и снегов ежегодно давало меньше воды, чем выпадало снега. Накопление гигантских запасов льда на суше привело к существенному понижению уровня Мирового океана (на 60–90 м). В результате возникли сухопутные мосты между континентальной Европой и Британскими островами, Азией и Северной Америкой, Приамурьем и Сахалином, между полуостровом Индокитай и островами Зондского архипелага. По этим участкам суши происходил обмен животными и растениями.

Те же сухопутные мосты, которые служили путями обмена между наземными животными и растениями, препятствовали обмену фауной и флорой в сообщавшихся ранее морях. Отсутствие сухопутного моста между Азией и Австралией сохранило жизнь примитивнейшим млекопитающим – клоачным и сумчатым, которые еще в третичный период были вытеснены плацентарными млекопитающими на других континентах.

Вопрос 7. Закончите заполнять таблицу «Развитие жизни на Земле». Внесите в неё сведения о мезозойской и кайнозойской эрах.

Ответ.