|
|
|
|
|
|
Геологическая летопись.
Горные породы и содержащиеся в них окаменелости многое могут поведать нам об истории Земли, о ее меняющемся климате и дрейфующих материках, об эволюции ее атмосферы и образовании горных цепей, о морях и озерах и, самое главное, о развитии жизни.
Летопись жизни, запечатленная в окаменелостях, - своеобразная каменная летопись - позволяет нам пронаблюдать за постепенным усложнением и все возрастающим разнообразием растительного и животного мира нашей планеты. Иногда мы можем шаг за шагом проследить за изменениями в организмах определенных групп животных и узнать, как возникли новые группы животных, пришедшие им на смену. Этот процесс непрерывных изменений называется эволюцией.
Говоря об эволюции, мы обычно имеем в виду историю развития различных видов растений и животных. Но что такое биологический вид? Самое простое определение биологического вида звучит так: это одинаково устроенные организмы, способные размножаться и производить на свет потомство, а их потомство, в свою очередь, также сохраняет способность к размножению. Представители различных видов не могут иметь жизнеспособного потомства и, как правило, даже не пытаются им обзавестись - то есть не спариваются друг с другом. Возможно, у каждого вида есть собственные брачные ритуалы, и особи разных видов не могут послать друг другу нужные сигналы. Или же различные виды размножаются в разное время. Наконец, зачастую они попросту обитают в разных местах (возможно, их когда-то разделили дрейф материков или новообразовавшиеся горные цепи) и поэтому никогда не встречаются.
Виды возникающие и исчезающие
В наши дни в мире насчитывается около 1,5 млн известных науке видов, и, возможно, еще более 30 млн видов нам только предстоит открыть (скорее всего, большинство из них-насекомые). История одних видов насчитывает всего несколько сотен лет, в то время как другие существуют на Земле вот уже сотни миллионов лет. Продолжительность существования каждого вида зависит от быстроты эволюции данной группы животных и остроты конкуренции с другими видами в борьбе за пищу и жизненное пространство. К примеру, мидии и прочие двустворчатые моллюски эволюционируют относительно медленно.
В результате различные виды двустворчатых моллюсков существуют в среднем около 50 млн лет. В то же время виды млекопитающих, как правило, не сохраняются дольше 5 млн лет.
О чем говорят названия животных?
Многие доисторические чудовища, например динозавры, кажутся еще экзотичнее из-за своих странных названий. Само слово "динозавр" означает в переводе "ужасная огромная ящерица". Скажем, тиран-нозавр реке переводится как "тиранноящер-царь" - вполне подходящее имя для столь свирепого чудовища, одного из крупнейших хищников, когда-либо бродивших по Земле. Летающий ящер птеродактиль имел крылья ("птеро"), крепившиеся на костях его пальцев ("дактиль"), а, к примеру, растение глоссоптврис - это разновидность папоротника ("птерис") с листьями в форме языка ("глоссо").
Иногда тот или иной вид называют в честь местности, где впервые нашли его ископаемые останки. Так, останки мезозавра впервые обнаружены поблизости от реки Мез. Присваивают виду и имена людей, которые их открыли. А йелеозавр был назван в честь Йсль-ского университета в США, где работал его первооткрыватель.
Все эти названия составляются из латинских слов или слов с латинскими окончаниями. Каждая разновидность животного или растения - то есть каждый биологический вид - имеет два латинских наименования. Первое - например тиранно-завр - относится к роду, в который входит данный вид; второе - реке - уже собственно название этого вида. Схожие виды объединяют в один и тот же род. Животные или растения, которые относятся к разным видам, но входят в один род, больше похожи друг на друга, чем принадлежащие к разным родам. Ваша любимая собака по-научному называется канис вупыарис - "собака обыкновенная", а серый волк, тоже, в сущности, разновидность собаки, именуется канис лупус. В латинском языке прилагательное следовало за существительным, поэтому вместо "обыкновенная собака" следует говорить "собака обыкновенная".
Ученые используют латинские наименования в качестве своего рода международного языка. К примеру, слова, обозначающие кошку или собаку, в каждом языке разные, но если мы будем применять их -латинские названия, то все сразу поймут, о каком именно животном идет речь. Мы также будем знать, говорится о домашней кошке или о дикой, о рыжей рыси или о настоящей рыси. Система наименований, при которой каждому виду присваивается двойное имя, называется оинар-ной или биноминальной (по-латински би- два, ном- имя). Она была впервые предложена в 1735 г. шведским биологом Кар-лом Линнеем.
Вверх по классификационной лестнице
В классификации животных и растений есть и более крупные группы, чем род. Несколько различных родов в совокупности составляют семейство. К примеру, все собаки принадлежат к семейству каниды, то есть псовые. Семейство псовых, наряду со многими другими семействами, в свою очередь, входит в отряд карнивора (хищных, или плотоядных, млекопитающих). Этот отряд включает в себя таких животных, как медведи, собаки, кошки и куницы. Все они принадлежат к классу маммалиа (млекопитающие) типа хордата (хордовых, то есть животных, у которых вдоль спины тянется так называемая нервная трубка и хотя бы па одном из этапов их жизненного цикла имеется сегментированная скелетная ось - у позвоночных животных спинной хребет, или позвоночник); этот тип включает в себя рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. В свою очередь, все они вместе с другими животными образуют царство анималиа (животное царство). Подобная классификация позволяет легко устанавливать степень родства между различными животными. Чем ближе к основанию этой классификационной лестницы, тем больше сходства между животными, объединенными в одну группу.
Живой календарь
Читая каменную летопись, можно обнаружить множество примеров того, как возникают новые виды и исчезают старые. Иногда некоторые группы животных претерпевают очень быстрые изменения. Возможно, причина этому - их перемещение в новую, еще необжитую среду обитания. А может, все дело в резких изменениях климата или каких-либо других природных условий, поставивших их перед жестким выбором: приспособиться или погибнуть. Ископаемые останки животных, которые принадлежат к подобным быстро изменявшимся группам, можно использовать для определения возраста горных пород. Такие останки называют руководящими ископаемыми. Горные породы, содержащие одни и те же руководящие ископаемые, должны быть примерно одного возраста.
Скажем, при датировке кембрийских горных пород важные руководящие ископаемые - трилобиты, а в ордовикский и силурийский периоды - брахиоподы и граптолиты.
ним эволюционный взрыв положил начало мезозойской эре, завершившейся исчезновением динозавров при новом массовом вымирании в конце мелового периода. Последняя, кайнозойская эра продолжается по сей день. (Более подробно геологическая шкала времени описана на с. 152-153).
Для определения возраста многих горных пород, от девонских до меловых, используются аммониты; а для юрских и меловых пород чрезвычайно важными руководящими ископаемыми служат микроскопические раковины одноклеточных фораминифер.
Трилобиты - чрезвычайно ценные руководящие ископаемые. Некоторые их виды и роды обитали на Земле относительно очень короткий промежуток времени, так что по имеющимся в горных породах отсекам трилобитов можно определить их возраст. В этой таблице представлены наиболее важные группы трилобитов. Отдельные их виды жили значительно меньше.
Отсутствующие страницы
Увы, слишком часто в этой летописи отсутствуют важные страницы. Возможно, в тех местах, где обитали бесследно исчезнувшие животные, не откладывались осадочные слои. А может, эти осадочные породы давным-давно деформировались до неузнаваемости в ходе грандиозных горообразовательных процессов или же полностью разрушились из-за эрозии.
Один из крупнейших провалов в каменной летописи образовался между следами и немногочисленными оттисками мягкотелых животных в докембрийских горных породах и изобилием останков трилобитов и прочих твердопокровных животных в ранних кембрийских отложениях, отстоящих от докембрийских всего на несколько миллионов лет. Вся беда в том, что пока у животных не развился известковый скелет, они не могли понастоящему окаменеть. Еще одной такой тайной по сей день остается происхождение рыб - первой появившейся на Земле группы позвоночных животных.
Недостающие звенья
Недостающие звенья появились, по всей видимости, по целому ряду причин. Одна из них состоит в том, что в процессе эволюции той или иной группы животных возникает множество видов, не слишком удачных и потому нежизнеспособных; такие виды быстро вымирают, и у них крайне мало шансов сохраниться в ископаемом виде. Некоторые ученые полагают, что время от времени в отдельных группах животных происходят своего рода эволюционные взрывы. В результате возникает череда очень недолговечных видов, которые, как правило, не успевают задержаться на этом свете достаточно долго, чтобы оставить следы в каменной летописи Земли.
Значения названий некоторых динозавров
Игуанодон - игуанозуб (первой найденной частью тела этого динозавра был его зуб, очень похожий па зуб игуаны).
Дейнодон хорридус - кошмарный страшнозуб.
Дейнохейр - ужасная рука.
Дейноних - ужасный коготь.
Овираптор - похититель яиц.
Велоцираптор - проворный грабитель. Трицератопс - трехрогий глаз.
Орнитомим - птичий имитатор.
Пситтакозавр - динозавр с мордой. попугая.
Геологическая шкала времени
Ученые подразделяют историю Земли на ряд так называемых геологических периодов, в совокупности образующих геологическую шкалу времени. Временные границы основных геологических периодов, как правило, соответствуют каким-либо явно выраженным изменениям в климате Земли или в характере окаменелостей, встречающихся в горных породах. Эти границы определяют, сопоставляя окаменелости в смежных породах и типы самих осадочных пород. К примеру, в триасовом периоде климат Земли изменился на очень жаркий и сухой, что привело к образованию многочисленных залежей красного окисленного песчаника, а в меловом периоде сформировались громадные отложения мела. Рамки кайнозойских периодов определяют по количеству ископаемых моллюсков в соседних горных породах.
Эти периоды, в свою очередь, объединяются в пять геологических эр. Самой древней и продолжительной из них была архейская эра, включающая в себя эпоху образования наиболее древних из известных нам окаменелостей, а также время, прошедшее до возникновения жизни на Земле. Следующая, протерозойская эра характеризуется отсутствием всяких следов твердотелых ископаемых животных. Затем идет палеозойская эра, которая начинается с появления в каменной летописи первых организмов с твердым покровом и оканчивается Великим Вымиранием в конце пермского периода.
Эта геологическая летопись позволяет установить примерное время появления на Земле различных групп растений и животных. По сравнению с возрастом Земли вся эволюция жизни на нашей планете заняла относительно небольшой промежуток времени. Каменная летопись содержит также ценные сведения о климатических условиях различных эпох и о распределении по земному шару суши и моря.