Літопис у камені

Копалини залишки організмів відкривають таємниці незліченних форм життя, що колись населяли Землю. Вивчаючи скам'янілості, учені простежують шляхи розвитку тварину й рослинного миру протягом багатьох мільйонів літ

Копалини залишки організмів служать документальним свідченням життя на Землі. Їхній спектр досить широкий - від скам'янілих фрагментів тварин і рослин до комах, угрузлих у смолі хвойних дерев, яка за мільйони років перетворилася в шматочки бурштину. До слідів життєдіяльності викопних організмів відносять відбитки слідів тварин і ходи, прориті водними мешканцями в морському ґрунті. Якщо величезні кістяки динозаврів вражають уяву, то мікроскам'янілості настільки малі, що розглянути їх можна тільки під мікроскопом, але саме вони допомагають геологам знаходити родовища нафти й газу. Однак у першу чергу вивчення скам'янілостей проливає світло на шляху розвитку різних форм життя протягом довгої історії нашої планети. На основі вкрай неповних відомостей палеонтологи (вивчаючі прадавні форми життя) відтворюють вигляд давно вимерлих рослин і тварин, іноді роблячи разючі відкриття. Так, вивчення костей динозаврів показало, що ці тварини страждали від ревматоидного артриту

По викопних останках, що втримуються в породах, визначають відносний вік різних геологічних шарів, і цей метод є основним у стратиграфії - науці про формування гірських порід

Копалини останки допомагають відновити кліматичні умови тієї або іншої геологічної епохи, вивченням яких займається палеокліматологія, а також спосіб життя й умови проживання різних тварин і рослин - предмет вивчення палеоекології. Вони ж постачають нас відомостями по палеогеографії, у тому числі про дрейф (поступовому зсуві) континентів

Скам'янілості й еволюція

Англійський натураліст Чарльз Дарвін (1809-82) висунув еволюційну теорію у своїй знаменитій праці " Про походження видів", опублікованому в 1859 році. Згідно з його висновками, багато нині живучі на Землі тварини й рослини походять від якогось загального предка, а перші одноклітинні організми - бактерії й найпростіші водорості, що з'явилися на Землі 3-4 млрд. років тому - із часом розвилися в усі більш складні форми життя

Природний добір

Процес повільних і поступових змін Дарвін назвав природним добором, припускаючи тим самим, що в організмів, що зуміли краще пристосуватися до зовнішніх умов, як правило, більше шансів вижити

Чарльз Дарвін розумів, що фактичне підтвердження справедливості його теорії може дати вивчення скам'янілостей, але в середині XIX століття знайдених ископамых останків було ще занадто мало, щоб скласти цілісну картину життя найдавніших епох. Завдяки технічному прогресу сьогодні наші пізнання в даній області значно розширилися, давши поштовх появі цілого ряду гіпотез про протікання еволюційних процесів

В історії Землі було кілька періодів, відзначених більш-менш різкими стрибками в еволюції певних видів тварин і рослин. Ці раптові перегони вчені називають эксплозивной еволюцією

Подібні вибухи часто ішли за періодами масового вимирання, що супроводжувалися загибеллю багатьох груп організмів, або за різкими змінами клімату й природного середовища, і перемежовувалися зі спокійними періодами з повільний еволюційний розвитку

Зміни навколишнього середовища

Раптова зміна видів рослин і тварин, викликана змінами зовнішніх умов - скажемо, затопленням величезних ділянок суши на окраїнах континентів і утвором неглибоких морів - називається адаптивною радіацією й веде до появи широкого спектра нових форм, пристосованих до життя в даних умовах

Намагаючись визначити темпи еволюційних змін, особливо в спокійні періоди поступального розвитку, учені, зокрема, виявили, що деякі види викопних організмів розвивалися швидше інших

Групи вимерлих організмів, що змінювалися швидше інших, іменуються керівними копалинами, оскільки допомагають визначити вік тих зон геологічних порід, у яких зустрічаються. Керівні копалини зустрічаються тільки в якімсь одному геологічному шарі. Так, по останках трилобітів, що швидко змінювалися, визначають породи палеозойської ери, тоді як амоніти виконують ту ж функцію в породах мезозою. Правда, на думку ряду вчених, прискорена еволюція деяких груп може бути лише гаданої

Конвергенція

Не менш важливу роль відіграє теорія еволюційної конвергенції, що пояснює, чому деякі відносно далекі по походженню групи організмів здобувають подібність у будові й функціях. Так, судячи з окам'янілих останків плезіозаврів (морських рептилій), вони дуже походили на риб

Багато видів тварин і рослин зникли з особи планети, залишивши після себе нащадків. Але в історії Землі бували періоди, коли безвісти зникали цілі групи організмів

Періоди масової загибелі були не настільки вже рідким явищем. Границі палеозою (248 млн. років тому), мезозою (65 млн. років тому) і інших геологічних епох учені встановили, опираючись на періоди масової загибелі рослин і тварин, за якими ішли еволюційні вибухи

Гіпотези

Учені давно сперечаються про причини деяких разючих прикладів вимирання прадавніх форм життя. Найвідоміший з них - зникнення з особи планети динозаврів і інших великих ящерів наприкінці мезозойської ери 65 млн. років тому. Відповідно одній з новітніх теорій, Земля випробувала удар величезного метеорита, від якого в атмосферу піднялися хмари пилу, на довгий час, що сховали сонце, і все рептилії загинули через холоди, що настали,

Ранні форми життя

При всій уривчастості геологічного літопису, ученим удалося зібрати величезний обсяг інформації про еволюцію життя протягом усієї історії нашої планети

Найдавніші зразки знаходять у породах віком майже 4 млрд. років мікроскопічні сліди, що містять, органічних кислот. Виявлені в Південній Африці й Австралії найдавніші бактерії жили 3,5 млрд. років тому, а водорості - 3 млрд. років назад.

Копалини останки більш високорозвинених бесскелетных м'якотілих тварин, у тому числі сліди життєдіяльності у вигляді проритих ними ходів, знаходять у різних породах пізнього докембрію. Усе це представники прадавніх безхребетних, хоча деякі з них із труднощами піддаються точній класифікації

Безхребетні зустрічаються, починаючи з кембрійського періоду ( близько 590 млн. років тому), тому що в багатьох тварин тієї епохи з'явилися елементи кістяка - наприклад, раковини. За винятком Arcbaeocyatba (групи прадавніх морських тварин), усі види, що з'явилися наприкінці кембрійського періоду, живуть і в наші дні. Однак багато прадавніх форм цих тварин помітно відрізняються від своїх нинішніх нащадків

Членистоногие

У докембрії, очевидно, виник і перший вид членистоногих. У кембрійському періоді вони спочатку були представлені мешканцями морів трилобітами, які вимерли в пермському періоді, що тривав з 286 до 248 млн. років назад.

Однак до початку пермського періоду групу членистоногих уже представляли й багато інші форми життя, у тому числі численні ракоподібні істоти. Сьогодні вона включає крабів, омарів і креветок

Немаловажне значення палеонтологи надають остракодам, мікроскопічним членистоногим рачкам. Вони вперше з'явилися в пізньому кембрії й служать керівними копалинами для порід, сформованих у силурі й більш пізніх періодах

До інших керівних копалин ставляться форамініфери, що належать до групи найпростіших одноклітинних організмів. Оскільки ці тварини з'явилися на початку кембрійського періоду, можна припустити, що найпростіші організми пройшли довгий етап еволюції в докембрійські часи

У групу кишечнополостных тварин входять сучасні корали, актинії й медузи. У кембрійському періоді ця група була представлена медузами й скам'янілими коралами, з яких потім сформувалися рифи в теплі тропічні водах

Більшою різноманітністю викопних залишків відрізняються молюски. Цефалоподы (істоти з багатокамерними раковинами) з'явилися наприкінці кембрійського періоду й до початку ордовика (500 млн. років тому) досяглися широкого різноманіття форм. У девонському періоді (408-360 млн. років тому) від них відбулися аммоноиды, раковини яких часто зустрічаються у відкладаннях мезозойської ери (248-265 млн. років тому).

Ще одні головоногі - белемніти - з'явилися в кам'яновугільному періоді (360-286 млн. років тому). Це прадавні предки сучасних кальмарів і каракатиць

Двостулкові молюски

Інша група молюсків - двостулкові - одержала свою назву по числу стулок їх раковин, скріплених у вершини. Двостулкові молюски рідко зустрічалися до силурийского періоду (ок. 400 млн. років тому), але згодом розділилися на безліч видів, у число яких входять нинішні мідії й гребінці. У гастроподов, у тому числі сучасних равликів, слизней і сурмачів, черепашки закручені в спіраль. Їхня геологічна історія має багато загальний з ходом розвитку їх двостулкових родичів

Ще одна форма ракоподібних тварин - брахиоподы. На відміну від молюсків, вони в наш час порівняно нечисленні, однак у стародавності значно перевершували молюсків по чисельності й значенню, особливо в період між ордовиком і перм'ю

Иглокожие істоти беруть початок у кембрійському періоді або навіть раніше. Дві найважливіші групи копалин останків представлені морськими ліліями й морськими їжаками. Розквіт морських лілій довівся на палеозойську еру, тому що саме тоді з їхніх кістяків сформувалися потужні донні відкладання

Морські їжаки досяглися широкої різноманітності форм в епоху мезозою, але пік їх розвитку ставиться до крейдового періоду, що почався 144 млн. років тому. Їхні сліди часто попадаються у вапнякових породах, особливо крейдових відкладаннях, сформованих надалі третинному періоді

Загадкові істоти

Одна група тварин - граптолиты - уперше з'явилася в ордовике, але повністю вимерла в кам'яновугільному періоді. Граптолиты жили колоніями, однак ніхто не знає, як вони виглядали. Деякий час учені відносили їх до розряду кишечнополостных, але тепер зараховують їх до самих примітивних хордових істот. У групу хордових входять і всі хребетні тварини

Першими справжніми хребетними були риби, що з'явилися близько 500 млн. років тому. А тваринами, уперше вышедшими на сушу, де в силурийском періоді встигнули влаштуватися рослини, стали земноводні, що відбувся від риб у девонському періоді. Ящери з'явилися на початку кам'яновугільного періоду

Скорення повітря

Уже в кам'яновугільному періоді з'явилися й досяглися розквіту літаючі комахи

Залишки летучих ящерів були виявлені в шарах тріасового періоду (213-248 млн. років тому), а археоптерикс, який, на думку вчених, став сполучною ланкою між рептиліями й птахами, - породах кінця юрського періоду, коли на суші панували динозаври. Найдавніший птах з'явився близько 135 млн. років тому. Її окам'янілі останки були знайдені в Китаї в 1990 р.

Перші двоногі людиноподібні істоти виникли близько 4 млн. років тому, однак розвиток людської раси став тривалим і повільним процесом, що протікають останні два мільйони років.