Эволюция биосферы

Северной  Америки  и каменноугольному оледенению были в обоих полушариях и позднем протерозое. 
 
 

 

  2.Развитие биосферы в фанерозое.

  2.1. Развитие животных со скелетными образованиями.

 

Начало  кембрийского периода, а следовательно и начало фанерозоя, ознаменовались очень важным событием в развитии органического мира.

Впервые появились организмы, обладающие карбонатными, фосфатными  и

хитиновыми скелетными образованиями.

      Чрезвычайно большую геологическую  роль в кембрии играли археоциаты: морские беспозвоночные животные с внутренним известковым

скелетом  очень сложного и тонкого строения, иногда напоминающие вазочки

и кубики величиной от нескольких миллиметров  до 40см. Эти животные наподобие кораллов строили на дне  мелких участков морей своеобразные береговые и барьерные  известковые рифы. Они, вероятно, питались микроскопическим  фитопланктоном, спорами водорослей и бактериями. Археоциаты очень быстро распространились в морях, захватывая средние и небольшие глубины и вытесняя из них обитавшие там водоросли. Археоциаты появились в кембрийском периоде и в этом же периоде вымерли.

      Карбонатным или реже фосфатным  скелетным образованием (двустворчатая раковина с неодинаковыми створками) обладали плеченогие, одиночные двустороннесимметричные животные, ведущие прикрепленный

образ жизни. Обитали они на морском  дне. В кембрии появилась и большая группа древнейших членистоногих - трилобитов, имевших хитиновый панцирь. Это уже были преимущественно ползающие по дну животные

      В общем, с начала кембрийского периода мир животных, несомненно, начал развиваться очень бурно, сложно, с вымиранием одних групп организмов и появлением других, более многочисленных. В результате к концу кембрия существовали представители почти всех типов животного мира, хотя наиболее распространенными были трилобиты и археоциаты.

            С чем связано появление на  границе докембрия и кембрия организмов с карбонатными и фосфатными скелетами, до сих пор точно не ясно, но главная причина - изменение содержания кислорода в атмосфере. Распространено представление, что именно к кембрийскому периоду содержание его в атмосфере достигло почти 1% от содержания его в современной атмосфере. Это привело к образованию у поверхности Земли озонового экрана, благодаря чему  жесткое излучение Солнца стало проникать в верхние слой гидросферы  и животный мир смог проникнуть в

крайнее мелководье - наиболее благоприятную  для обитания зону. Именно

мелководье  наиболее благоприятно для образования  карбонатных и некоторых фосфатных материалов, поскольку в водах его содержится наименьшее количество углекислого газа, резко повышающего растворимость минералов. Появление у организма того или иного скелета давало им большое преимущество перед бесскелетными формами. Поэтому в процессе борьбы за существование у многочисленных форм организмов стали возникать скелетные образования.

    Итак, живые организмы создали свободный кислород на Земле. Увеличение его количества привело к образованию озонового экрана, что расширило границы распространения жизни в гидросфере. Фотосинтез растений стал идти более интенсивно. Увеличилась в связи с этим масса автотрофных организмов и количество выделяемого ими кислорода  и поглощаемого углекислого газа.

      На границе криптозоя и фанерозоя появился новый мощный фактор, повлиявший на эволюцию биосферы - образование осадочных пород вследствие накопления извести в результате жизнедеятельности многоклеточных животных. До этого карбонатные породы образовывались лишь в результате деятельности водорослей.

      Этот фактор был полезен для  развития животного мира  в целом, поскольку постоянно приводило к изъятию из гидросферы значительной части углекислого газа. В связи с этим породообразующая роль живых организмов с ходом времени все увеличивалась, что сопровождалось параллельным уменьшением роли водорослей и бактерий в процессах образования биогенных карбонатных отложений.

 

2.2. Появление наземных растений.

 

    По-видимому, в конце силурийского периода произошло событие первостепенной важности для всего дальнейшего развития биосферы - появление наземных растений. Это событие стало возможным благодаря тому, что к концу силура содержание кислорода в атмосфере достигло уровня в 10% от современного. Образование озона стало происходить на большой высоте, поэтому ультрафиолетовое излучение солнца уже не должно было оказывать губительное влияние  на организмы, находящиеся на

поверхности суши.

      Первой растительностью, появившейся  на суше, по мнению Давиташвили и ряда других ученых, была группа растений, которую иногда выделяют  в особый тип нематофитов, являющийся как бы промежуточным звеном между водорослями и сосудистыми растениями. Можно полагать, что нематофиты произрастали в прилежащей к морю полосе суши. Остатки нематофитов встречены в отложениях позднего силура и девона.

В верхнесилурийских  отложения известны остатки и  древнейших  сосудистых растений  - псилофитов. Это были очень своеобразные споровые растения, имевшие вид невысоких кустарников  без листьев. Эти растения не могут быть названы деревьями, а их скопления - лесом, тем более, что у этих растений тело еще не было дифференцировано не только на листья, но и даже на  стебель и корень. Был лишь многократно ветвящийся вверху  и внизу ствол.

      Псилофитовая флора может рассматриваться  как следующий шаг, после появления нематофитов, эволюции растений . Появившиеся в дальнейшем новые типы споровых наземных  растений ( плуановые, членистостебельные, папоротники ) уже более интенсивно наступали на сушу   и постепенно захватывали ее.

      В среднем девоне уменьшение  содержания углекислого газа  было значительно больше,  чем увеличение кислорода .Животный мир девона характеризовался пышным расцветом  брахиопод, кораллов, строматопороидей, мшанок. В общем, фауна беспозвоночных в девоне достигла наибольшего расцвета.

      Возможно, значительное увеличение содержания в девоне кислорода и уменьшение углекислого газа способствовали   появлению в девоне кистеперых рыб, способных не только поглощать кислород из воды  но и дышать воздухом. Поэтому они могли выползать на сушу и, вероятно являлись предками земноводных позвоночных, которые появились, в конце

девонского  периода.

      Первыми земноводными были стегоцефалы (крышеголовые) - неуклюжие, коротконогие, с волочившимся по земле туловищем животные, с головой, покрытой панцирем из массивных костных образований.

      Представляется, что происшедшее в девоне увеличение содержания кислорода и уменьшение  концентрации углекислого газа в воздухе благоприятствовали и появлению на суше паукообразных, скорпионов, насекомых.

      Наземная растительность этого  периода была уже типично лесного типа. Крупные древовидные папоротники, плуановые и хвощовые нередко достигали до 40 м и более. К концу периода разнообразие растительного мира еще более увеличилось и появились первые хвойные растения. 
 

 

  3. Особенности эволюции органического мира, важные для развития биосферы.

 

      В каменноугольной флоре широко  были распространены споровые влаголюбивые растения  (плуан, хвощи и папоротники). Затем началось появление голосеменных растений, в том числе и хвойных. Эти растения обладали значительными преимуществами  по сравнению со своими предшественниками и поэтому не только шире  их расселились по поверхности суши, но и в значительной мере вытеснили их из зон, которые те вначале безраздельно занимали. В связи с этим в мезозойскую эру господствующее  положение на суши приобрели голосеменные растения.

      Затем на смену им пришло  господство покрытосеменных растений, еще

 более  высокоорганизованных. Первые покрытосеменные появились в середине  мезозойской эры. В кайнозое они быстро завладели всей поверхностью Земли.

      С точки зрения развития биосферы, большой интерес представляет возможная направленность эволюции покрытосеменных. Травянистый тип покрытосеменных растений произошел  от древесного. Процесс развития трав из древесных растений представляется следующим: деревья - кустарники - полукустарники - многолетние травы - однолетние травы. Травы являются наиболее приспособленными представителями  растительности. Темпы эволюции травы был очень высок, и очень быстро после своего возникновения  покрытосеменные растения расселились на громадных территориях.

    Благодаря развитию биосферы Земля постепенно приобрела всевозможные цвета и оттенки и стала планетой-оазисом среди других планет солнечной системы. Живое вещество не только является главным и необходимым  компонентом  биосферы, определяющим ее развитие, но и наиболее изменчивой и наиболее быстро эволюционирующей составной частью земной коры.

      Разнообразные процессы, связанные  с существованием и развитием живого вещества, не только представляют собой главные факторы эволюции

всей  биосферы и осадочного породообразования  на протяжении длительной

геологической истории Земли, но и, очевидно, являются основной причиной образования самой земной коры. 
 

 

4.Появление человека.

 

Появление на Земле человека представляло собой  одно из самых значительных событий в длительной истории биосферы. По существу, неизмененные ландшафты, не несущие на себе заметных следов воздействия человека, в настоящее время, возможно, сохранилось только в пределах значительных глубин океанов. Все остальные ландшафты изменены под влиянием деятельности человека.

      Вначале своего существования  человек являлся ординарным компонентом биогеоценозов, принципиально не отличавшихся от других входивших в эти биогеоценозы организмов по воздействию на окружающую его природу. В начальный период воздействие человека на биогеоценозы, в которые он входил, ограничивалось лишь потреблением   им некоторой части  продуцировавшейся в них растительностью и животной биомассой.

      Несмотря на то,  что уже раннего питекантропа   от животных отличала способность трудиться, длительное время воздействие человека на биосферу  было  чрезвычайно ничтожным. Собирательство  растительной пищи и охота на животных  мало отличали этого древнейшего человека от животных.

      Время, отвечающее раннему и среднему палеолиту, которое окончилось примерно  30-40 тыс. лет назад, представляло собой эпоху складывания человеческого общества в виде первобытного человеческого стада.

      Это стадо уже не было чисто биологическим объединением, поскольку представители его уже не только использовали примитивные орудия, но и изготавливали их. Однако оно не было и настоящим человеческим обществом, так как в нем господствовали силы естественного отбора.

      Лишь на рубеже среднего и позднего палеолита, после появления современного, в биологическом смысле, человека, возникла первая настоящая общественно-экономическая формация – первобытнообщинный строй. С этого времени чисто биологические законы развития человека оказались оттесненными социальными законами развития человеческого общества.

      В позднем палеолите одновременно  с появлением родового  строя и развитием человеческого общества происходило относительно быстрое развитие материальной и духовной культуры. Значительно совершеннее стали орудия охоты и труда, люди стали строить себе жилища, шить одежду.

      Мезолит, неолит и бронзовый век охватывает следующий период воздействия человека на природу, имевший продолжительность около 7 тысяч лет  и длившийся примерно от 10 до 3 тыс. лет назад.

      Развитию человеческого общества  в этот период способствовало  в какой-то мере улучшение природных условий - послеледниковое время. Климат стал более теплым, из-подо льда освободились обширные территории суши, на которых расселились люди. Широкое развитие приобретают рыболовство, скотоводство и земледелие.

      Воздействие человека на биосферу  в рассматриваемый период времени было уже не только разнообразным, но и достаточно глубоким. Это было воздействие  не  только на животный мир, но и на растительный и даже почвенный покров.

      С начала исторического этапа   для всего возрастающего воздействия человеческой деятельности на биосферу имели основное значение быстро увеличивающийся рост численности населения и развитие техники.