У книзi «Походження видiв шляхом природного вiдбору», написанiй пiсля плавання навколо свiту, Чарлз Роберт Дарвiн стверджував, що всi живi iстоти мають едине походження, а розмаiття видiв е наслiдком пристосування живих органiзмiв до умов життя i боротьби за виживання. Йому належить i вiдома теза про походження людини вiд мавпи.
Але ж яким чином люди дiзналися про все? Адже нiхто не бачив живих динозаврiв чи iх предкiв. Нiкому було розказати про них, нiкому намалювати, нiкому сфотографувати. І все ж таки зараз ми знаемо досить багато про доiсторичне життя на Землi. Це сталося завдяки дуже цiкавiй науцi – палеонтологii, яка вивчае вимерлих тварин i рослини, що зникли.
Середньодевонський ланшафт
Календар Землi
Щоб полегшити орiентування в iсторii Землi та розвитку життя на нiй, вченi роздiлили ii на тривалi вiдрiзки часу, якi назвали ерами. Ери, у свою чергу, теж подiляються на перiоди, залежно вiд змiн, якi вiдбувалися у свiтi рослин i тварин, тобто у флорi й фаунi планети.
Мiж цими умовними вiдрiзками часу, кожний з яких тривав багато мiльйонiв рокiв, немае чiтких меж, бо змiни вiдбувалися дуже повiльно.
Таким чином, iсторiю розвитку нашоi планети можна уявити у виглядi таблицi-календаря, де водночас iз назвами ер та перiодiв зазначено iх тривалiсть. Таку таблицю називають геохронологiчною, бо в перекладi з давньогрецькоi «гео» означае «земля», а «хронос» – «час».
Геохронологiчна таблиця
Архейська ера
Найдавнiша ера названа архейською. В той час на земнiй кулi тiльки почала формуватися земна кора. Природно, життя тодi на планетi ще не було.
Протерозойська ера
Наступну еру називають протерозойською, тобто ерою первiсного життя. Саме тодi на планетi з’явилися першi ознаки життя у виглядi одноклiтинних, а потiм i первiсних багатоклiтинних органiзмiв. Згодом з останнiх виникли першi рослини (бактерii, синьо-зеленi водоростi) та складнi з бiологiчноi точки зору iстоти, наприклад безхребетнi черви, медузи та губки. Але життя iснувало лише в морях, бо склад атмосфери та ультрафiолетове випромiнювання Сонця створювали несприятливi для нього умови на суходолi.
Палеозойська ера
За протерозоем настала ера давнього життя, або палеозойська ера. Вона почалася 570 млн рокiв тому i тривала 340 млн рокiв. Їi початком вважають появу органiзмiв з кiстяками, черепашками та панцирами.
Побачити першi бактерii вченим допомогла здатнiсть мiнералу пiриту та деяких сполук кремнiю до замiщення м’яких тканин. Таким чином у вiдкладеннях утворилися точнi копii рiзних викопних iстот, зокрема одноклiтинних органiзмiв. Таку копiю вченi називають «реплiкою на молекулярному рiвнi». Побачити ii, звичайно, можливо лише за допомогою потужного електронного мiкроскопа. Наприклад, одна з найдавнiших знайдених завдяки цьому явищу клiтин мае довжину 0,7 i ширину 0,2 мк.
Це був досить бурхливий перiод iсторii Землi. В атмосферi планети вирували потужнi урагани. Їi поверхня здригалася вiд землетрусiв i вулканiчних вивержень. Кiлька разiв змiнювався клiмат. Вологi перiоди змiнювалися посушливими, кожний з яких тривав багато мiльйонiв рокiв. Моря висихали, на iх мiсцях утворювалися пустелi.
У першiй половинi палеозою життя, як i ранiше, iснувало тiльки в морях. Бiльшiсть iстот мешкала на днi, у величезних мiлководних лагунах, що оточували материки. Риб ще не було. Потiм з’явилися першi плавцi – головоногi молюски. Лагуни стали колискою i для перших хребетних тварин. Вони були малорухливi, не мали щелеп i парних плавцiв, живилися мулом, точнiше органiзмами, якi iснували в ньому. Першi хребетнi тварини стали предками риб.
У другiй половинi палеозою в атмосферi зросла кiлькiсть кисню та озону. Озоновий шар почав затримувати проникнення на поверхню Землi великоi кiлькостi небезпечного ультрафiолетового випромiнювання, а це дало змогу рослинам та iстотам покинути морську колиску й потроху опановувати суходiл.
Палеозойську еру вченi подiляють на шiсть перiодiв: кембрiйський, ордовицький, силурiйський, девонський, кам’яновугiльний та пермський. Кожен з них мае своi цiкавi особливостi, якi дозволяють уявити, як саме з’явилися динозаври.
Кембрiйський перiод
Перший, кембрiйський перiод, або просто кембрiй, названо на честь Кембрiйських гiр в Англii, де вперше 1836 року були дослiдженi вiдкладення того часу. Вiн тривав 70 млн рокiв.
У кембрii на мiсцi холодного Льодовитого океану iснував досить теплий материк Лавренцiя. На пiвдень вiд нього був розташований Бразильський материк, який формою нагадував яйце. Європа була меншою за сучасну i умовно названа науковцями Руським материком. Мiлководне Кембрiйське море вiддiляло ii вiд Сибiрського материка, який лежав у районi сучасного Захiдного Сибiру. На пiвдень вiд нього iснував невеликий Китайський материк, чия територiя збiгаеться з мiсцем розташування Китаю. В той час iснувала i Африка, яка була дещо меншою за сучасну. А от так званий Австралiйський материк тягнувся вiд сучасноi Індii до Захiдноi Австралii.
Цi материки повiльно дрейфували поверхнею планети, iнодi зiштовхувалися, знов розходилися i утворювали безлiч островiв, якi згодом знов приеднувалися до материкiв або iх заливали морськi хвилi. Існували й острови вулканiчного походження.
Вулканiчна дiяльнiсть на планетi була дуже активною. Мiльйони вулканiв продовжували вивергати лаву, попiл та гази. Земна поверхня здригалася вiд землетрусiв i залишалася абсолютно голою. На суходолi не було рослин, не бiгали тварини, не лiтали птахи. Лише мовчазне камiння та пiски панували у свiтi.
Життя вирувало тiльки у кембрiйських теплих i мiлководних морях. Там жили дивовижнi iстоти, наприклад, археоцеати – губкоподiбнi органiзми з пористим вапняним кiстяком. Формою вони нагадували келихи або чашi, тому так i звуться (у перекладi з давньогрецькоi слово «археоцеат» означае «давня чаша»). Так само, як губки, вони крiпилися до морського дна i все життя проводили на одному мiсцi, поглинаючи мiкроскопiчних мешканцiв моря. Постiйно на одному мiсцi жили й цистоiдеi. Цi iстоти мали довгi стеблини, вершини яких закiнчувались вапняними чашечками, що нагадують нерозкритi пуп’янки квiтiв.
Ще цiкавiшими були справжнi королi кембрiйських морiв – трилобiти, або «трилопаснi». Таку назву вони дiстали через оригiнальну побудову тiла, яке вздовж i впоперек роздiлялося на три частини. Зовнi трилобiти були схожi на скорпiонiв або чудернацьких жукiв. Довжина бiльшостi з них не перевищувала 2,5 сантиметра, але були й досить великi види. Трилобiти повiльно повзали по дну в пошуках дрiбних донних мешканцiв детритiв, а щоб захиститися вiд ворогiв, згорталися у клубочок, як iжачки або мокрицi. Жили вони близько сiмдесяти мiльйонiв рокiв тому i не залишили анi прямих, анi вiддалених нащадкiв. Їх трохи нагадують сучаснi мечохвости й молунськi раки.
Вiдбитки трилобитiв
Рештки брахiоподiв
Ще цiкавiшими були брахiоподи-плечоноги, названi так за те, що вони мали двi кiнцiвки, якi начебто продовжували «плечi» iстоти. Брахiоподи вже мали добре розвинену кровоносну систему, шлунок та печiнку, а також хiтинову черепашку, схожу на панцир сучасних комах.
Серед цих незвичних створiнь були й нашi добрi знайомцi – медузи – майже такi самi, як сучаснi. За мiльйони рокiв вони не змiнилися, як не змiнилися деякi черви та губки.
Ордовицький перiод
Епоха кембрiю перейшла в ордовик. Час його панування на планетi – 60 млн рокiв. Уперше ордовицькi вiдкладення були знайденi англiйським вченим Родерiком Мурчiсоном, який вiднiс iх до силуру. Пiзнiше вченi звернули увагу на те, що ордовицький рослинний i тваринний свiт суттево вiдрiз няеться вiд флори i фауни силурiйського перiоду. Тому на XXI Мiжнародному геологiчному конгресi було прийнято рiшення вiдокремити ордовицький перiод.
На той час материки знов змiнили своi обриси. Вже вiдома нам Лавренцiя роздiлилася на чотири великi острови, поряд з якими утворилася велика кiлькiсть маленьких острiвцiв. З Руського материка утворилося два, а Сибiрський та Китайський зменшилися вдвiчi. Їх частково залило море, над поверхнею якого височiли острови – вершини колишнiх гiр. Пiвденна Америка, Африка, Індостан та Австралiя рухалися назустрiч одне одному i врештi-решт утворили единий пiвденний материк – величезну Гондвану. Внаслiдок зiткнення материкiв i посилення вулканiчноi дiяльностi виросли новi гори, якi ставали дедалi вищими i крутiшими.
Дуже змiнилися клiматичнi умови. На планетi стало значно теплiше. Це створило сприятливi умови для подальшого розвитку живих органiзмiв.
У мiлких i теплих ордовицьких морях процвiтали нашi давнi знайомцi трилобiти i цистоiдеi. А поряд з ними метушилися iншi морськi мешканцi.
Дно вкривали справжнi хащi з коралiв i вапняних кущiв – строматопор. Але бiльше за них було маленьких радiолярiй, одягнених у дивовижнi панцирi з тонких кремнiевих голочок. Переплiтаючись мiж собою, цi голочки створювали чудернацьке вбрання – ажурнi кулi, келихи, дзвони, кошики й таке iнше. Проте розгледiти iх можна хiба що пiд мiкроскопом, такими дрiбними були цi чарiвнi iстоти.
Не менш витонченими були i кремнiевi губки, якi нагадували прозорi келихи. Їх кремнiевий кiстяк складався з гiлочок, кожна з яких мала чотири променi. Тому цi губки i називаються чотирипроменевими. Ще прекраснiшими були iхнi сестри – шестипроменевi губки. Шiсть променiв на голочках при складаннi створювали дивовижнi геометричнi вiзерунки.
Серед молюскiв найпоширенiшими були наутiлоiдеi, якi нагадували спiралi, роги, кораблики, та iншi черевоногi мо люски, чиi черепашки майже не вiдрiзняються вiд черепашок наших черевоногих сучасниць. Наутiлоiдеi були хижаками i мали довжину до 4 м. Зараз вiд численноi кiлькостi iх видiв збереглися лише маленькi наутiлуси.
Найважливiшою подiею ордовицького перiоду, мабуть, слiд вважати появу хребетних iстот. Найдавнiшi з вiдомих нам хребетних знайденi саме в ордовицьких вiдкладеннях. Найпоширенiшими з них стали численнi риби. Вони ще не мали щелеп, iхне тiло захищала не луска, а панцир, тому такi риби i називаються панцирними. Деякi, наприклад, дрепанаспiс, який був пласким, наче камбала, на спинi мали товстий кiстковий щит завдовжки 35 см.
Бурхливо розвивалися в цей перiод рослини. Вони почали опановувати прiсноводнi водойми поблизу морського узбережжя. З’явилися першi споровi рослини, якi мали мiцне стебло з добре розвинутою судинною системою – мережею канальцiв, якими вода з розчиненими в нiй поживними речовинами могла дiставатися до всiх частин рослини. Незабаром такi рослини почали освоювати суходiл i насичувати атмосферу киснем.
Силурiйський перiод
Уже знайомий нам Родерiк Мурчiсон першим описав i силурiйський перiод, вивчаючи вiдкладення у Вельсi (Англiя). Вчений дав йому назву на честь племенi силурiв, яке колись тут жило.
Для цього перiоду, що тривав 45 млн рокiв, характерним е поступове потеплiння. Протягом силуру з теплого вiн перетворився на сухий та жаркий. Знов змiнилася географiчна карта планети. На мiсцi сучасного Сибiру утворився новий материк – Ангарида. А наприкiнцi перiоду почався пiдйом суходолу.
Потеплiння призвело до випаровування морiв. Територii, зайнятi водою, скоротилися, i частина водоростей опинилася на суходолi. Деякi з них пристосувалися до нових умов i започаткували розвиток рослинного свiту планети.
Першими наземними, а точнiше, напiвводними рослинами стали псилофiти. Вони росли на берегах водних басей нiв, були невеликими, десь 30–40 см заввишки, i не мали листя. Зелене вбрання iм замiнювала луска. Псилофiти ще не мали корiння – це були вiдростки, якими вони закрiплювалися в мулi. А розмножувалися цi давнi рослини спорами, майже такими, як сучаснi папоротi. Аби прорости, спори мали потрапити у воду.
Сусiдами псилофiтiв були птеридофiти. Цi рослини теж розмножувалися спорами, але в деяких iз них на пагонах розвинулося зачаткове листя.
Трохи пiзнiше на суходiл почали виповзати й деякi мешканцi морiв та прiсних водоймищ, якi, правда, далеко вiд води не вiдходили. Вважають, що першими були комахи.
А морська фауна того часу майже не вiдрiзнялася вiд ордовицькоi. Побiльшало тiльки голкошкiрих. Окрiм цистоiдей тут тепер жили морськi лiлii, морськi зiрки, морськi iжаки тощо. А ось трилобiтiв значно поменшало. Це трапилося тому, що в силурiйських морях з’явилися ракоскорпiони, якi дуже нагадували трилобiтiв, але були iхнiми запеклими ворогами. Цi жахливi хижаки мали мiцнi клешнi, голку на хвостi та отруйний шип.
Вiд ракоскорпiонiв утворилися iстоти, якi вже жили на суходолi, поблизу смуги прибою. Зовнi вони нагадували скорпiонiв, якi е iх прямими нащадками.
Але головною подiею у свiтi тварин силуру став бурхливий розвиток риб. Силурiйськi риби мало нагадували своiх нащадкiв. Вони жили на днi й рухалися дуже повiльно. У них не було кiстяка, трикутнi плавцi щiльно прилягали до тiла, а на шкiрi та в ротi росли маленькi зуби. З часом у силурiйських риб сформувався кiстяк, зябровi дуги перетворилися на щелепи, а зуби на шкiрi стали лускою.
