Перших хребетних риб зi щелепами називають акантодами, що в перекладi з давньогрецькоi означае «огидна колючка». Розмiрами й виглядом вони були дещо схожi на йоржiв. Їхнi тiла нагадували веретена i були захищенi щiльною бронею з дрiбних ромбiчних лусочок, а всi плавцi, в тому числi й хвостовий, озброенi потужним кiстяним шипом. Щелепи акантоди були ще слабкi й малi. Проте плавцiв у неi утворилося надмiру – п’ять-шiсть пар. Еволюцiя визнала iх зайвими, i нащадки акантодiв мають значно меншу кiлькiсть кiнцiвок. Отож цi риби – единi представники «багатоногiв» серед хребетних тварин.
Вiдбиток ракоскорпiона
Девонський перiод
Риби стали панiвною групою тварин наступного, девонського перiоду. Вiн одержав свою назву вiд графства Девоншир на пiвднi Англii, де теж у 1836 р. здiйснював науковi розвiдки Родерiк Мурчiсон.
Серед девонських риб дуже поширеними були артродiри, хижi iстоти, якi вже мали щелепи. Спочатку вони були невеликими, завдовжки 50 см, але згодом набули жахливих роз мiрiв. Кiстяки деяких артродiрiв, наприклад дунклеостеуса, сягають у довжину 12 м. Щелепи цього велетня були озброенi парою кiстяних пластин, що нагадували гачки.
Девон тривав 45 млн рокiв, упродовж яких вiдбувався пiдйом суходолу. Внаслiдок цього пiвнiчнi материки з’едналися в один величезний материк, який називають Атлантiею. На схiд вiд нього лежала невеличка Азiя. На пiвднi все ще iснувала Гондвана, але на ii теренах тепер височiли гори, якi не пускали морське повiтря в центр материка, що робило його внутрiшнi областi посушливими i спекотними.
Але на iнших частинах суходолу утворилися великi западини, де почала збиратися вода й поступово утворилися неглибокi теплi моря. Внаслiдок цього клiмат тут став теплим i вологим.
Викопна риба артродiра
Це дало псилофiтам шанси на розвиток. Поряд iз ними на вологих мiсцях з’явилися iх нащадки – плауни, папоротi та хвощi, якi вже мали стовбур i справжне кореневище. Висота деяких з них сягала 30 м. Проте бiльша частина суходолу залишалася голою. Новоявленi рослини розмножувалися спорами, а iм для проростання була потрiбна вода.
Тiльки наприкiнцi девону деякi папоротi почали розмножуватись насiнням, завдяки чому менше залежали вiд води. Їх назвали голонасiнними, бо цi рослини ще не мали нi ягiд, нi плодiв, а саме насiння було голим i утворювалося на кiнчиках листя. Воно падало на землю i проростало. Поступово голонасiннi рослини завойовували простiр. Їхне листя, здатне до фотосинтезу, збагачувало атмосферу вiльним киснем.
Але клiмат на планетi ставав дедалi сухiшим. Мiлкi моря почали висихати, i перевагу в боротьбi за виживання здобули тi iстоти, якi спромоглися пристосуватися до посухи. У деяких риб утворилися легенi, що дало iм можливiсть стати дводишними, тобто дихати як у водi, так i на суходолi. Якщо придивитися до сучасних дводишних риб, якi ще живуть у посушливих районах Австралii, Африки та Пiвденноi Америки, можна припустити, що iх девонськi пращури так само пiд час посухи створювали довкола себе плiвку, заривалися у мул i там засинали до дощу. Коли ж затвердiлий мул м’якшав вiд води, вони знов оживали.
Целакант, або латимерiя
Іншi риби «вигадали» ще кращий спосiб порятунку. За допомогою мiцних плавцiв вони навчилися повзати, спочатку по дну, а потiм i поза водою. Інодi вони переповзали з висохлого водоймища в iнше. За легенi таким рибам правив плавальний мiхур, багатий на кровоноснi судини. Плавцi риб нагадували кiнцiвки сучасних наземних тварин. Через це iх називають кистеперими. Саме цi риби стали предками всiх наземних тварин, у тому числi й тих, якi живуть тепер на Землi.
Довгий час вважалося, що кистеперi риби вимерли. Однак у 1952 р. на узбережжi Пiвденноi Африки, поблизу острова Мадагаскар, виловили живого представника кистеперих риб – целаканта. Вiн майже не вiдрiзнявся вiд своiх прадавнiх родичiв. Про захоплюючу iсторiю пошукiв цього справжнього дива можна дiзнатися з книги професора Дж. Смiта «Прадiдусь-четверонiг».
Прямими нащадками кистеперих риб стали земноводнi тварини – амфiбii, якi теж з’явилися в девонi. Їх череп ще був дуже схожий на риб’ячий. Вони мали луску i зябровi кришки, але жили вже на суходолi, хоча й поблизу води. Лапи тварин закiнчувалися п’ятьма пальцями, причому три центральних були з кiгтиками. Завдяки iм деякi амфiбii лазили по деревах. Крiм того, у викопних амфiбiй вже був справжнiй хвiст, що тягнувся за тулубом. Найдавнiшими з вiдомих амфiбiй вважають iхтеостегiдiв. Тiло цих незграбних тварин ще дуже нагадувало риб’яче, бо закiнчувалося справжнiм риб’ячим хвостом. Проте лапи вже мали добре розвиненi п’ять пальцiв.
Кам’яновугiльний перiод
Девон змiнив кам’яновугiльний перiод, або карбон, який тривав 65 млн рокiв. Назва цiлком виправдана – саме тодi утворилися головнi родовища кам’яного вугiлля.
Для карбону були характернi потужнi процеси гороутворювання. В цей перiод виросли вiдомi нам гiрськi масиви – Алтай, Гарц, Судети, Австралiйськi Кордiльери, Атласькi гори та iншi, а наприкiнцi перiоду – Центральний Урал. Знов активiзувалися вулкани, якi вулканiчним попелом збагачували грунти поживними речовинами.
У серединi карбону клiмат характеризувався рiзкими змiнами температури. Вiн став сухим i спекотним. Але на початку й наприкiнцi перiоду вiн був м’яким i вологим, що сприяло бурхливому розвитковi рослинного свiту. Землю вкрили густi тропiчнi лiси, утворенi найрiзноманiтнiшими кущами та деревами. Інопланетянам, якби вони завiтали на нашу планету в той перiод, довелося б продиратися крiзь хащi та високi трави, що були нащадками девонських плаунiв та папоротей.
Зеленi мешканцi тогочасноi планети дуже любили вологу i росли на болотах та на берегах рiчок i водоймищ. Їхне корiння закрiплювалось у мулi, i рослини високо пiдiймалися над водою, щоб стовбури знаходилися на повiтрi. Цю особливiсть до наших днiв зберегли мангровi дерева, якi ростуть у гирлах тропiчних рiчок.
На болотах карбону росли цiлi лiси з плаунiв-лепiдодендронiв. Коли iхне лускоподiбне листя опадало, на стовбурах залишались характернi вiдбитки, що нагадували змiiну луску. Тому скам’янiлi залишки цих траво-дерев люди в давнину часто сприймали як казкових кам’яних змiй. Саме з таких лiсiв утворилися запаси кам’яного вугiлля Донбасу.
Проте корiння карбонових рослин мало бути дуже мiцним i розгалуженим, бо несло на собi величезнi стовбури. Висота плаунових рослин, наприклад, сягала 40 м. Прямо вiд коренiв стирчали пагiнцi, з яких виростали новi стовбури. Таким чином на одному мiсцi утворювалося кiлька дерев. А вузьке листя цих гiгантiв було завдовжки близько метра. Воно прикрашало не лише гiлки, а й стовбури. Коли листя вiдпадало, на дерев’янистих колонах-стовбурах залишалися слiди рiзноi форми: кiльця, спiралi, ромби, шестикутники. Мабуть, це робило карбоновi лiси дуже мальовничими.
Папоротi теж утворили незвичнi для сучасноi людини великi форми. Такi дерева-папоротi мали товстий стовбур i численнi гiлки з довгим i широким листям. Частина папоротей продовжувала розмножуватися спорами. Але виникли також новi голонасiннi види. Їх насiння мiстилося в маленьких сумочках на листi, а коли визрiвало, то падало на вологу землю або у воду.
У карбонi з’явилися i можливi предки хвойних рослин – кордаiти. Вченi гадають, що вони походять вiд папоротей. Але нащадки далеко переросли своiх прапрадiдусiв. Кордаiти виростали заввишки 40 м. При цьому довге вузьке листя, яке нагадувало стрiчки, росло на самiй вершинi, а стовбур залишався голим. Зовнi вони були схожi на сучаснi пальми, але мали насiнневi шишки.
Внаслiдок буяння рослин рiзноманiтнiшим ставав i тваринний свiт. Їжi вистачало на всiх: травоiднi споживали рослини, ними, у свою чергу, харчувалися хижаки, а всi разом внаслiдок еволюцii щодалi утворювали все бiльше рiзних iстот.
За часiв карбону зникла бiльшiсть трилобiтiв. Їх знищили хижi риби, ракоскорпiони та головоногi. Трилобiтiв не захистило навiть набуте вмiння зариватися у намул. Вороги знаходили iх i легко розгризали недостатньо мiцний панцир. Не допомогло i переселення у прiсноводнi водойми. Хижi риби невдовзi з’явилися й там. Внаслiдок цього вiд колишнiх господарiв кембрiйських морiв залишився лише один рiд. А от молюски та брахiоподи почувалися добре. Вони досягли велетенських розмiрiв i мали черепашки завдовжки 30 см. Одночасно з’явилися предки сучасних мокриць, омарiв та крабiв.
Ще привiльнiше почувалися риби. Серед них було багато хижакiв, особливо рiзних акул, чиiми кiстяками геть заваленi вiдкладення карбону. Серед них були й маленькi акулки, завдовжки не бiльшi трьох сантиметрiв, а були й такi, що сягали у довжину двадцяти й бiльше метрiв. Деякi акули неодмiнно здивували б нас своiм виглядом. Були, наприклад, чудовиська з клешнями або величезними плавцями. Такi акули могли вистрибувати з води i пролiтати сотнi метрiв, полюючи на здобич. Уникнути загибелi в пащах акул, якi мали зуби на зразок пилок, могли тiльки iстоти, що виростили собi надмiцний панцир чи черепашку або були дуже стрiмкими й верткими, – такi, як ганоiди, тiло яких вкривала тверда луска.
Кам’яновугiльний ланшафт
Прiсноводнi водоймища заселили численнi скорпiони, ракоподiбнi, тясячонiжки та комахи. Можливо, предками останнiх були саме трилобiти, бо вони мають дуже багато спiльних ознак.
На суходолi з’явилося багато комах. Бiльшiсть з них виходили на берег тiльки у зрiлому вiцi й були зовсiм не схожi на сучасних. Вони могли одночасно нагадувати бджiл, мурашок, метеликiв. Проте iснували й такi, в котрих ми легко впiзнали б тарганiв, павукiв, бабок, богомолiв чи коникiв. Часто вони були значно бiльшi за сучасних. Наприклад, бабки меганеури – це справжнi велетнi комашиного свiту з розмахом крил близько одного метра.
Але справжнiм дивом епохи карбону стали найрiзноманiтнiшi амфiбii. Зовнi вони нагадували сучасних змiй, ящiрок, саламандр або крокодилiв i мали довжину вiд 10 см до 10 м. Амфiбii походили вiд кистеперих риб i розмножувалися у водi, в якiй i пiдростали, бо дихали зябрами. У зрiлому вiцi в них утворювалися легенi, i амфiбii виходили на суходiл, але продовжували жити неподалiк вiд води. Проте деякi зберiгали i зябра, i легенi. Але найцiкавiшою особливiстю амфiбiй було трете око, яке знаходилося на тiменi, щоб спостерiгати, чи не загрожуе небезпека згори. Вченi припускають, що цим оком амфiбii могли бачити iнфрачервонi променi.
У карбонових болотах Європи та Пiвнiчноi Америки жили антракозаври. Вони мали п’ять пальцiв на кiнцiвках, полювали у водi. Тiлом цi тварини дуже подiбнi до рептилiй, тому вважають, що саме вони е предками плазунiв та всiх iнших наземних хребетних, у тому числi динозаврiв (можливо, були й iншi, але iх ще досi не знайдено).
Чому так сталося? Рiч у тiм, що в серединi карбону клiмат став посушливим, i багато водоймищ висохло. Амфiбii, якi не могли жити без води, вимерли. Але тi з них, що мали щiльну луску, яка захищала тiло вiд висихання, i дихали легенями, як антракозаври, вижили i набули нових якостей.
Пермський перiод
Саме цi iстоти запанували у пермську добу, яка прийша на змiну карбону i тривала 55 млн рокiв. Назву ii утворено вiд мiста Перм, поблизу якого вивчали вiдкладення росiйськi вченi.
Це був час, дуже несприятливий для життя. На змiну теплому i вологому клiмату прийшла глобальна посуха. Рiзкi змiни температури для багатьох живих iстот мали катастрофiчнi наслiдки. Вулканiчний попiл так затьмарив небо, що сонячне промiння було не в змозi зiгрiти поверхню планети. Стало холодно, i близько 50 млн кв. км земноi поверхнi вкрилося кригою. Коли атмосфера очистилася, велетенський льодовик розтанув, але цiеi води все одно було недостатньо, щоб напоiти землю. Одночасно пiднялася i температура, тому водоймища висихали, а на iх мiсцях утворювалися пустелi. Висихали навiть моря. Утворилися велетенськi пустелi, яких не було на Землi ранiше.
Вiдомо, що в пермському перiодi клiмат на Землi змiнювався, були i клiматичнi зони, схожi на сучаснi тропiки й зони помiрного клiмату. Склад атмосфери планети також наблизився до сучасного рiвня.
Папоротi зменшилися в розмiрах, але дожили до наших днiв. Кожному з нас вiдомi папоротi, що ростуть у лiсах Украiни i навiть на пiдвiконнях. А в сучасних тропiчних лiсах iснуе понад 300 видiв цих рослин. Висота деяких з них сягае 25 м.
У таких умовах розкiшнi рослини перiоду карбону не могли вижити. А що земна поверхня продовжувала висихати, то iх ставало дедалi менше i росли вони на обмежених дiлянках, бiля водоймищ. У другiй половинi пермського перiоду цi рослини зникли зовсiм. Збереглися лише окремi види папоротей та хвощiв, якi врятувалися на невеличких зволожених дiлянках, однак вони стали значно меншi. Натомiсть почали розвиватися примiтивнi хвойнi рослини конiфери, а також голонасiннi – саговники, а трохи пiзнiше гiнкговi. Один з видiв гiнкго дожив до нашого часу. Екземпляри цiеi рiдкiсноi рослини можна побачити в Нiкiтському ботанiчному саду поблизу Ялти i Краснокутському дендропарку Харкiвськоi областi. У народi вона зветься «деревом бажання». А в Японii та Китаi це дерево вважають священним. Його часто висаджують поблизу храмiв.
Вiдмiнною рисою зеленого свiту пермського перiоду стала поява кущiв i рослин, якi нагадували траву. Вони потребували значно менше води, нiж дерева, i тому розкошували.
Умови життя в пермському океанi теж були досить сприятливими. У воднiй товщi рiзкi коливання температури вiдчувалися значно менше. Тому продовжували розвиватися вже вiдомi нам iстоти. Так само як нашi сучасники кальмари та восьминоги, пермськi головоногi наутiлоiдеi рухалися за принципом реактивного двигуна – виштовхували воду через мантiйну воронку. Цi головоногi вже мали серце з п’ятьма камерами, розвинуту нервову систему i мозок з великою кiлькiстю звивин, а це означае, що наутiлоiдеi були досить розумними iстотами.
Акули теж удосконалювалися. З’явились пласкi акули – предки сучасних скатiв. Зуби деяких акул нагадували спiралi. Тварини могли розвивати дуже велику швидкiсть i виривати у живоi риби чи амфiбii великi шматки м’яса, хоч би якою мiцною була луска в жертви i хоч би якою великою вона була. Внаслiдок цього кистеперi риби почали шукати порятунку на глибинi, бiля морського дна.
Як нам уже вiдомо, землю пермського перiоду опанували рiзноманiтнi амфiбii – як хижаки, так i травоiднi. Деякi з них були дрiбними, завдовжки кiлька сантиметрiв, iншi досягали дуже великих розмiрiв. За способом життя вони нагадували сучасних крокодилiв i бегемотiв, тобто бiльшiсть часу проводили у водi, виставляючи голову на поверхню.
Серед пермських амфiбiй найбiльш вiдомими е стегоцефали, назва яких у перекладi з латинськоi означае «щитоголовi» (кiстки черепа у них зрослися у плаский щит).
Особливо добре в пермський перiод розвивалися рептилii, бо знайшли спосiб протистояти сухому i жаркому клiмату. Їм бiльше не потрiбна була вода, щоб вiдкладати туди iкру, як це робили амфiбii. Рептилii почали розмножуватися яйцями, що мали мiцну шкаралупу (спочатку шкiряну, а пiзнiше вапняну), яка захищала зародок вiд висихання i мiстила багато поживних речовин для його розвитку. Тому рептилii одразу пiсля виходу з яець вже мали вигляд дорослих iстот i були життездатнiшими за амфiбiй. Амфiбii ж, як пуголовки, мали проходити кiлька стадiй розвитку, щоб набути властивостей дорослоi тварини.
Реконструкцiя дейноцефала iностранцевii
Не маючи ворогiв на суходолi, рептилii почали швидко розповсюджуватися i врештi витiснили своiх можливих предкiв стегоцефалiв. Першими на змiну iм прийшли котiлозаври – казаноголовi. Вони теж мали рiзнi розмiри, були як травоiдними, так i хижаками, якi нагадували сучасних тигрiв, гiен, вовкiв, куниць. Найстрашнiшою серед хижакiв була iностранцевiя, дуже схожа зовнi на шаблезубого тигра, що з’явився набагато пiзнiше. Їi страшнi iкла легко пробивали кiстянi панцирi на тiлах деяких травоiдних рептилiй. Загальна довжина тварини сягала 4 м, а довжина черепа – 0,5 м. Можливо, що зустрiчалися й бiльшi екземпляри.
Дуже цiкавими представниками пермських рептилiй були звiроподiбнi ящери едафозаври. Вони з’явилися ще в карбонi i, ймовiрно, як i iхнi родичi, стали предками ссавцiв. Карбонськi едафозаври були невеликими тваринами, але в пермську добу вони виростали до трьох метрiв. Цi звiроящери харчувалися рослинами, мали невелику голову, незграбний тулуб i довгий мiцний хвiст. На щелепах та пiднебiннi в них росли дрiбнi зуби. Але найдивовижнiшим пристосуванням цих iстот було «вiтрило» на спинi – величезна шкiряна складка, яку пiдтримували вiдростки хребта. Складка мала велику кiлькiсть кровоносних судин, тому е думка, що цей оригiнальний пристрiй служив для терморегуляцii, тобто кров у «вiтрилi» нагрiвалася сонцем. Таке саме «вiтрило» мав ще один звiроящiр – дiметродон – дуже схожий на едафозавра, але на вiдмiну вiд нього хижак.
Мезозойська ера
Палеозойська ера закiнчилась близько 240 млн рокiв тому. На змiну iй прийшла мезозойська ера, або ера середнього життя, впродовж якоi природа поступово набувала сучасних ознак.
