Динозаври. Дитяча енциклопедія

Перш ніж з’явилися динозаври, на Землі збігло дуже багато часу. Мільярди років тривав розвиток живих істот від найпростіших організмів до велетнів-динозаврів. Проте і їм на зміну прийшли менші за розміром тварини, нащадки яких живуть на Землі досі. Ці перетворення обумовлені змінами у кліматі планети й різними геологічними подіями: підніманням та опусканням суходолу, зміщенням континентів, активізацією вулканічної діяльності. А щоб скласти уявлення про цей процес, треба ближче познайомитися з тим, що відбувалося на планеті протягом її існування. До того ж без ознайомлення з цим розділом інші буде важко зрозуміти.

Отже, давайте розпочнемо з головного – з’ясуємо, що відбувалося на Землі впродовж її існування, як розвивалися живі істоти і як люди про все це дізналися.

Виникнення Земли

Як розвивалося життя на Землі

Відомо, що багато мільйонів років тому життя на Землі не існувало. Це пов’язано з процесом народження планети й умовами, що були несприятливими для живих організмів.

Існує кілька теорій (гіпотез) про те, як утворюються планети взагалі. Найпоширеніша з них стверджує, що Земля, як і її сусіди по Сонячній системі, близько чотирьох з половиною мільйонів років тому утворилася з великої газової туманності. Планета почала притягувати до себе пилові частинки й космічні уламки-метеорити і поступово збільшувалася в розмірі.

Дрібненькі частинки пилової хмари літали в космосі з шаленою швидкістю і під час ударів дуже розігрівалися. Тому Земля відразу після народження була гарячою. Але температура космічної порожнечі залишалася низькою, тому планета потроху почала охолоджуватися.

Процес цей тривав дуже довго. На розпечену рідку поверхню планети нескінченним дощем сипалися метеорити та боліди (так називають величезні метеорити). Падаючи на розплавлену земну поверхню, вони подібно до грудочок землі, кинутих у болото, залишали на поверхні сліди, які після застигання ставали першими горами та плоскогір’ями.

Минав час. Поверхня планети ставала дедалі твердішою, а кількість космічних гостей із зменшенням пилової хмари теж меншала. Але процеси утворення рельєфу планети тривали. Земля здригалася від землетрусів. Мільйони потужних вулканів вивергали на її поверхню потоки лави і дощі вулканічних бомб та обсипали її вулканічним попелом. Усе це застигало й теж утворювало гірські ландшафти. А там, де вулканів не було і земна поверхня остигала, вкриваючись корою, з’являлося дно майбутніх океанів.

Поступово з вулканічних газів та водяної пари, що їх вивергали вулкани, утворилася атмосфера Землі. З часом, коли планета значно охолонула, пара почала осідати на її поверхню водою. Всі низини заповнилися нею і стали океаном – колискою земного життя. Перші його ознаки з’явилися десь 3,5 млрд років тому в морських глибинах, причому на досить великій глибині, бо на поверхні умов для цього не було: все живе знищувалося ультрафіолетовим випромінюванням Сонця.

Газова туманність

В атмосфері планети не було кисню. Здебільшого вона складалася з вуглекислого газу, метану та аміаку. Над землею гриміли страшенні, майже безперервні грози. Нищівне ультрафіолетове випромінювання Сонця загрожувало всьому живому. Однак це сприяло різним хімічним реакціям, і поступово у воді почали накопичуватись органічні речовини.

У первісних океанах було розчинено багато кислот, солей та лугів. Вони вступали в найрізноманітніші хімічні реакції, яким сприяла іонізація води під впливом блискавок, сонячного випромінювання й тиску новонародженої атмосфери. Нестійкі сполуки розпадалися, стійкі зберігалися. Це відбувалося протягом мільярда років, аж поки в первісному океані виникли амінокислоти. З них утворювалися невеличкі скупчення цих речовин, а потім з’явилися первісні, ще недосконалі живі істоти.

Найдавніші рештки живих організмів знайдено в Південній Африці. Це бактерієподібні істоти, вік яких становить 3,5 млрд років.

Їх було так багато, що воду первісного океану можна назвати справжнім бульйоном. Живі грудочки, що нагадували холодець, були дуже маленькі – порошинки, непомітні для неозброєного ока, – проте живі. Щоправда, вони ще не вміли рухатися самостійно. Мільйони їх вихлюпували хвилі на узбережжя, вони гинули під час вивержень вулканів. Але розмножувалися грудочки надзвичайно швидко, і це врятувало їх від повного знищення.

Перші живі істоти спочатку живилися органічними речовинами, які давала нежива природа, потім навчилися самі будувати їх з вуглекислого газу і води. Згодом вони перетворилися на одноклітинні організми. Першими були бактерії, які й досі живуть у дуже жорстких умовах – навіть на полюсах і в пустелях. Цікаво, що первісні бактерії мало відрізнялися від сучасних. Це доводять викопні знахідки.

У первісних морях буяли синьо-зелені водорості. Вони були здатні до фотосинтезу, тобто перетворювали променеву енергію Сонця на енергію хімічних зв’язків органічних речовин, а вуглекислий газ – на вільний кисень та озон. Завдяки їм у первісній атмосфері планети з’явився кисень і озоновий шар, який затримує проникнення ультрафіолетового проміння на Землю.

Зовсім недавно наука з’ясувала, що за несприятливих умов – посухи, морозів, голодування та інших факторів – деякі одноклітинні організми можуть об’єднуватися у багатоклітинні. Отже, можна припустити, що багато мільйонів років тому окремі новоутворення втратили здатність до поділу і утворили багатоклітинні організми.

Трохи пізніше виникли багатоклітинні організми. Серед перших багатоклітинних науці відомі джгутикові організми, які мали властивості як тварин, так і рослин, тобто були здатні до фотосинтезу і водночас могли пересуватися й споживати інших одноклітинних. Напевне, саме ці істоти стали предками тваринного і рослинного світу нашої планети. При цьому тварини поступово розділилися на дві групи – споживачів рослин (травоїдних) і хижаків. Останні споживали травоїдних і відомі під назвою м’ясоїди. Однак ті тварини, що підтримували життєздатність, споживаючи травоїдів, теж прямо залежали від рослин. Вони не могли існувати без кисню, який утворювався зеленим покривом планети шляхом фотосинтезу.

Скам’янілі (ліворуч) та сучасні (праворуч) бактерії

Відтоді органічний світ Землі постійно змінювався. Що глибше занурюємося ми в історію розвитку земного життя, то більше спостерігаємо відмінностей тваринного і рослинного світу від сучасних форм, які з’явилися порівняно недавно. Навіть наші печерні предки бачили довкола себе зовсім інших тварин. А за часів панування на планеті динозаврів майже все було інакше.

Англійський натураліст Чарлз Роберт Дарвін

Сталося так завдяки еволюції – незворотній історії розвитку тваринного та рослинного світу. Еволюційні процеси грунтуються на спроможності живих організмів змінюватись під впливом різних факторів заради виживання. Тобто живі організми здатні пристосовуватися до змін у довкіллі. Ті види живих істот, які при погіршанні умов існування змінюються і набувають нових рис та особливостей, перетворюються на інші види. А ті, що не змогли пристосуватись або пристосувалися невдало чи недостатньо, вимирають. Оскільки сучасні умови життя на планеті зараз не схожі на прадавні, то й наш тваринний і рослинний світ дуже відрізняється від того, що був колись давно.

У книзі «Походження видів шляхом природного відбору», написаній після плавання навколо світу, Чарлз Роберт Дарвін стверджував, що всі живі істоти мають єдине походження, а розмаїття видів є наслідком пристосування живих організмів до умов життя і боротьби за виживання. Йому належить і відома теза про походження людини від мавпи.

Але ж яким чином люди дізналися про все? Адже ніхто не бачив живих динозаврів чи їх предків. Нікому було розказати про них, нікому намалювати, нікому сфотографувати. І все ж таки зараз ми знаємо досить багато про доісторичне життя на Землі. Це сталося завдяки дуже цікавій науці – палеонтології, яка вивчає вимерлих тварин і рослини, що зникли.

Середньодевонський ланшафт

Календар Землі

Щоб полегшити орієнтування в історії Землі та розвитку життя на ній, вчені розділили її на тривалі відрізки часу, які назвали ерами. Ери, у свою чергу, теж поділяються на періоди, залежно від змін, які відбувалися у світі рослин і тварин, тобто у флорі й фауні планети.

Між цими умовними відрізками часу, кожний з яких тривав багато мільйонів років, немає чітких меж, бо зміни відбувалися дуже повільно.

Таким чином, історію розвитку нашої планети можна уявити у вигляді таблиці-календаря, де водночас із назвами ер та періодів зазначено їх тривалість. Таку таблицю називають геохронологічною, бо в перекладі з давньогрецької «гео» означає «земля», а «хронос» – «час».

Найдавніша ера названа архейською. В той час на земній кулі тільки почала формуватися земна кора. Природно, життя тоді на планеті ще не було.

Наступну еру називають протерозойською, тобто ерою первісного життя. Саме тоді на планеті з’явилися перші ознаки життя у вигляді одноклітинних, а потім і первісних багатоклітинних організмів. Згодом з останніх виникли перші рослини (бактерії, синьо-зелені водорості) та складні з біологічної точки зору істоти, наприклад безхребетні черви, медузи та губки. Але життя існувало лише в морях, бо склад атмосфери та ультрафіолетове випромінювання Сонця створювали несприятливі для нього умови на суходолі.

За протерозоєм настала ера давнього життя, або палеозойська ера. Вона почалася 570 млн років тому і тривала 340 млн років. Її початком вважають появу організмів з кістяками, черепашками та панцирами.

Побачити перші бактерії вченим допомогла здатність мінералу піриту та деяких сполук кремнію до заміщення м’яких тканин. Таким чином у відкладеннях утворилися точні копії різних викопних істот, зокрема одноклітинних організмів. Таку копію вчені називають «реплікою на молекулярному рівні». Побачити її, звичайно, можливо лише за допомогою потужного електронного мікроскопа. Наприклад, одна з найдавніших знайдених завдяки цьому явищу клітин має довжину 0,7 і ширину 0,2 мк.

Це був досить бурхливий період історії Землі. В атмосфері планети вирували потужні урагани. Її поверхня здригалася від землетрусів і вулканічних вивержень. Кілька разів змінювався клімат. Вологі періоди змінювалися посушливими, кожний з яких тривав багато мільйонів років. Моря висихали, на їх місцях утворювалися пустелі.

У першій половині палеозою життя, як і раніше, існувало тільки в морях. Більшість істот мешкала на дні, у величезних мілководних лагунах, що оточували материки. Риб ще не було. Потім з’явилися перші плавці – головоногі молюски. Лагуни стали колискою і для перших хребетних тварин. Вони були малорухливі, не мали щелеп і парних плавців, живилися мулом, точніше організмами, які існували в ньому. Перші хребетні тварини стали предками риб.

У другій половині палеозою в атмосфері зросла кількість кисню та озону. Озоновий шар почав затримувати проникнення на поверхню Землі великої кількості небезпечного ультрафіолетового випромінювання, а це дало змогу рослинам та істотам покинути морську колиску й потроху опановувати суходіл.

Палеозойську еру вчені поділяють на шість періодів: кембрійський, ордовицький, силурійський, девонський, кам’яновугільний та пермський. Кожен з них має свої цікаві особливості, які дозволяють уявити, як саме з’явилися динозаври.

Перший, кембрійський період, або просто кембрій, названо на честь Кембрійських гір в Англії, де вперше 1836 року були досліджені відкладення того часу. Він тривав 70 млн років.

У кембрії на місці холодного Льодовитого океану існував досить теплий материк Лавренція. На південь від нього був розташований Бразильський материк, який формою нагадував яйце. Європа була меншою за сучасну і умовно названа науковцями Руським материком. Мілководне Кембрійське море відділяло її від Сибірського материка, який лежав у районі сучасного Західного Сибіру. На південь від нього існував невеликий Китайський материк, чия територія збігається з місцем розташування Китаю. В той час існувала і Африка, яка була дещо меншою за сучасну. А от так званий Австралійський материк тягнувся від сучасної Індії до Західної Австралії.

Ці материки повільно дрейфували поверхнею планети, іноді зіштовхувалися, знов розходилися і утворювали безліч островів, які згодом знов приєднувалися до материків або їх заливали морські хвилі. Існували й острови вулканічного походження.

Вулканічна діяльність на планеті була дуже активною. Мільйони вулканів продовжували вивергати лаву, попіл та гази. Земна поверхня здригалася від землетрусів і залишалася абсолютно голою. На суходолі не було рослин, не бігали тварини, не літали птахи. Лише мовчазне каміння та піски панували у світі.

Життя вирувало тільки у кембрійських теплих і мілководних морях. Там жили дивовижні істоти, наприклад, археоцеати – губкоподібні організми з пористим вапняним кістяком. Формою вони нагадували келихи або чаші, тому так і звуться (у перекладі з давньогрецької слово «археоцеат» означає «давня чаша»). Так само, як губки, вони кріпилися до морського дна і все життя проводили на одному місці, поглинаючи мікроскопічних мешканців моря. Постійно на одному місці жили й цистоідеї. Ці істоти мали довгі стеблини, вершини яких закінчувались вапняними чашечками, що нагадують нерозкриті пуп’янки квітів.

Ще цікавішими були справжні королі кембрійських морів – трилобіти, або «трилопасні». Таку назву вони дістали через оригінальну побудову тіла, яке вздовж і впоперек розділялося на три частини. Зовні трилобіти були схожі на скорпіонів або чудернацьких жуків. Довжина більшості з них не перевищувала 2,5 сантиметра, але були й досить великі види. Трилобіти повільно повзали по дну в пошуках дрібних донних мешканців детритів, а щоб захиститися від ворогів, згорталися у клубочок, як їжачки або мокриці. Жили вони близько сімдесяти мільйонів років тому і не залишили ані прямих, ані віддалених нащадків. Їх трохи нагадують сучасні мечохвости й молунські раки.

Відбитки трилобитів

Рештки брахіоподів

Ще цікавішими були брахіоподи-плечоноги, названі так за те, що вони мали дві кінцівки, які начебто продовжували «плечі» істоти. Брахіоподи вже мали добре розвинену кровоносну систему, шлунок та печінку, а також хітинову черепашку, схожу на панцир сучасних комах.

Серед цих незвичних створінь були й наші добрі знайомці – медузи – майже такі самі, як сучасні. За мільйони років вони не змінилися, як не змінилися деякі черви та губки.

Епоха кембрію перейшла в ордовик. Час його панування на планеті – 60 млн років. Уперше ордовицькі відкладення були знайдені англійським вченим Родеріком Мурчісоном, який відніс їх до силуру. Пізніше вчені звернули увагу на те, що ордовицький рослинний і тваринний світ суттєво відріз няється від флори і фауни силурійського періоду. Тому на XXI Міжнародному геологічному конгресі було прийнято рішення відокремити ордовицький період.

На той час материки знов змінили свої обриси. Вже відома нам Лавренція розділилася на чотири великі острови, поряд з якими утворилася велика кількість маленьких острівців. З Руського материка утворилося два, а Сибірський та Китайський зменшилися вдвічі. Їх частково залило море, над поверхнею якого височіли острови – вершини колишніх гір. Південна Америка, Африка, Індостан та Австралія рухалися назустріч одне одному і врешті-решт утворили єдиний південний материк – величезну Гондвану. Внаслідок зіткнення материків і посилення вулканічної діяльності виросли нові гори, які ставали дедалі вищими і крутішими.

Дуже змінилися кліматичні умови. На планеті стало значно тепліше. Це створило сприятливі умови для подальшого розвитку живих організмів.

У мілких і теплих ордовицьких морях процвітали наші давні знайомці трилобіти і цистоідеї. А поряд з ними метушилися інші морські мешканці.

Дно вкривали справжні хащі з коралів і вапняних кущів – строматопор. Але більше за них було маленьких радіолярій, одягнених у дивовижні панцирі з тонких кремнієвих голочок. Переплітаючись між собою, ці голочки створювали чудернацьке вбрання – ажурні кулі, келихи, дзвони, кошики й таке інше. Проте розгледіти їх можна хіба що під мікроскопом, такими дрібними були ці чарівні істоти.

Не менш витонченими були і кремнієві губки, які нагадували прозорі келихи. Їх кремнієвий кістяк складався з гілочок, кожна з яких мала чотири промені. Тому ці губки і називаються чотирипроменевими. Ще прекраснішими були їхні сестри – шестипроменеві губки. Шість променів на голочках при складанні створювали дивовижні геометричні візерунки.

Серед молюсків найпоширенішими були наутілоідеї, які нагадували спіралі, роги, кораблики, та інші черевоногі мо люски, чиї черепашки майже не відрізняються від черепашок наших черевоногих сучасниць. Наутілоідеї були хижаками і мали довжину до 4 м. Зараз від численної кількості їх видів збереглися лише маленькі наутілуси.

Найважливішою подією ордовицького періоду, мабуть, слід вважати появу хребетних істот. Найдавніші з відомих нам хребетних знайдені саме в ордовицьких відкладеннях. Найпоширенішими з них стали численні риби. Вони ще не мали щелеп, їхнє тіло захищала не луска, а панцир, тому такі риби і називаються панцирними. Деякі, наприклад, дрепанаспіс, який був пласким, наче камбала, на спині мали товстий кістковий щит завдовжки 35 см.

Бурхливо розвивалися в цей період рослини. Вони почали опановувати прісноводні водойми поблизу морського узбережжя. З’явилися перші спорові рослини, які мали міцне стебло з добре розвинутою судинною системою – мережею канальців, якими вода з розчиненими в ній поживними речовинами могла діставатися до всіх частин рослини. Незабаром такі рослини почали освоювати суходіл і насичувати атмосферу киснем.

Уже знайомий нам Родерік Мурчісон першим описав і силурійський період, вивчаючи відкладення у Вельсі (Англія). Вчений дав йому назву на честь племені силурів, яке колись тут жило.