<<
>>

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ

Рассмотрим в виде краткого описания глобальную эволюцию Земли (по В. И. Дубинину, 1997). Начиная с 40-х годов нынешнего столетия, с работ акад. О.Ю. Шмидта, сложилась вполне обоснованная по уровню современного научного знания гипотеза образования Земли.

Основное представление о формировании планет, составляющих Солнечную систему, заключается в том, что они образовались за счет слипания и дальнейшего роста (аккреации) твердых частиц из протопланетного пылегазового облака, окружавшего Солнце.

По расчетам ряда современных специалистов рост Земли не был постоянно ускоряющимся, а носил циклический характер, вначале происходило довольно быстрое формирование массы Земли, которое по мере исчерпания твердого вещества в протоп- ланетном облаке замедлилось и трансформировалось в уплотнение собственно планеты Земля. По данным В.С. Сафронова, при аккреции Земли выделилось гигантское количество гравитационной энергии —около 23,3 х 10зя эрг. Эта энергия была так велика, что прото-Земле грозило не только переплавление первичного вещества, но и полное его испарение. Однако большая часть энергии выделялась в приповерхностных зонах и терялась в окружающем пространстве в виде теплового излучения. За 100 млн. лет сформировалось около 99 % массы современной Земли. Процесс аккреции Земли сопровождался попеременным разогреванием и остыванием вещества, что обусловило на первичном этапе ее существование в виде недифференцированной планеты без ядра и земной коры.

По современным представлениям Земля после своего формирования была относительно холодным телом однородного состава с температурой ниже необходимой для пере плавления.

Вся дальнейшая эволюция Земли как планеты была связана с качественным составом ее вещества, полученной энергии при образовании и взаимодействиями с ближайшим космическим телом — Прото-Луной. Именно эти факторы обусловили эндогенные процессы, проявившиеся за счет энергии распада радиоактивных элементов и гравитационной дифференциации исходного вещества Земли.

По своим параметрам и свойствам поверхностные слои тела Земли соответствовали реголиту — мелкопористому веществу, образованному из постоянно оседающей тонкодисперсной пыли, непрерывно обновляющейся при взрывных воздействиях падающих на Землю планетезималей —агрегированного космического материала. При этом процессе происходило выделение воды и углекислого газа, которые мгновенно связывались ультраосновным по составу земным веществом —реголитом. Общий теплозапас Земли определялся главным образом скоростью ее роста, но величина тепла Земли была недостаточной для полного переплав- ления ее вещества, что существенно отличало ее от ближайшего спутника —Прото-Луны и привело за 4 млрд, лет к формированию земного ядра. Этот процесс продолжается и сейчас за счет гравитационной дифференциации мантийной составляющей планеты.

На начальных этапах примерно 600 млн. лет в катархее в криптотектоническую эпоху происходил медленный разогрев земных ее недр, который дополнялся приливными воздействиями Луны. Тектономагматическая активность смогла проявиться только тогда, когда температура в недрах Земли поднялись до возможности переплавления земного вещества. Примерно 4 млрд, лет тому назад Земля сформировала астеносферу, что в сочетании с приливными взаимодействиями привело к ускоренному отдалению Луны от Земли. Очень важные процессы происходили в это время на Луне, которая собирала из околоземного пространства все малые космические тела и испытывала активную бомбардировку своей поверхности, что привело в конце концов к разрушению ее анортизитовой коры и активным излиянием базальтовых расплавов.

По данным В.Е. Хайна, эти два события —начало тектонической деятельности на Земле и проявление базальтового магматизма на Луне взаимно связаны и привели, в частности, в конце концов к выделению и росту в центре нашей планеты плотного оксидно-железного земного ядра. В течение первых 600 млн. лет Земля обладала разреженной атмосферой, состоящей из благородных газов и отличалась полным отсутствием гидросферы.

По В.А. Зубакову (1997), ландшафты на поверхности Земли в самом начале ее существования были по нашим представлениям весьма мрачными. Это была суровая неприветливая холодная пустыня с черным небом с немерцающими яркими звездами и одновременно слабогреющим желтым Солнцем. Появляющаяся Луна была огромным ярким диском без пятен морей. Вся поверхность Земли была покрыта кратерами, которые под действием непрерывных приливных землетрясений были постепенно сглажены и перекрыты мощным слоем реголита. В целом поверхность Земли мало изменялась, только в экваториальной зоне поверхностное вещество было раскаленным из-за ливневого выпадения каменных и железных обломков из спутниковых роев в околоземном пространстве.

Солнце пересекало небосвод за 3 ч, чтобы через 3 ч снова подняться над горизонтом. Движение Луны было медленнее, так как она вращалась в ту же сторону, что и Земля, а фазы Луны сменялись всего за 8 ч. Видимая площадь диска Луны была в 300—350 раз больше современной, и так как Луна была горячей планетой, то диск светился темнокрасным цветом и даже обогревал Землю. Луна вращалась вокруг Земли по орбите с радиусом примерно 25 тыс. км (сейчас радиус лунной орбиты составляет примерно 3S4.4 тыс. км). Это в сочетании с большими размерами Луны приводило к тому, что амплитуда лунных приливов достигала 1,5 км. Лунные же приливы следовали за Луной и каждые 18—20 ч потрясали земной ландшафт. К концу катархея лунные приливы снизились до 7 м и сейчас составляют в твердой Земле вблизи подлунной точки 45 см. Быстрое отдаление Луны от Земли в катархее обусловило невозможность перегрева и переплавления Земли и привело к постепенному снижению приливной сейсмичности. Следует заметить, что сейсмичность носила в это время исключительно экзогенный характер, так как никакой тектонической деятельности на Земле еще попросту не было. Земное вещество было практически стерильным за счет воздействия жесткого космического излучения, а также было лишено летучих форм, которые, если и образовывались, то сразу же сорбировались поверхностью высокопористого реголита и медленно перемешались в ее недра.

Газы же устранялись активным излучением молодого Солнца.

В наступившем архее на Земле начали проявляться более сложные внутренние эндогенные процессы, которые явились следствием гравитационного разделения земного нешества с выделением ядра, силикатной мантии и астеносферы, активизацией радиоактивного распада элементов в приповерхностных зонах и продолжавшимися приливными взаимодействиями с Луной.

В.А. Зубаков, ссылаясь на работы ряда специалистов и идеи В. Эльзассера, утверждают, что начало дифференциации земного вещества было положено путем выплавления из него металлического железа на границе верхней мантии. В целом за счет реализации приливной энергии сформировалась довольно своеобразная структура Земли. Распространявшаяся от экваториальной зоны зона тяжелых расплавов железа и его оксидов перекрывала холодное вещество умеренной плртности (плотность отличалась почти в 1,5—2 раза). Такая структура была гравитационно неустойчивой, что должно было привести к разрушению системы, чего, однако, не произошло. Холодная сердцевина постепенно выдавилась к одному из полюсов Земли, а стекание тяжелых железных расплавов осуществлялось через противоположный полюс, чему способствовало то, что главная ось момента инерции Земли совпадала с осью ее вращения.

Примерно 2,7—2,6 млрд, лет тому назад в конце архея за весьма короткий период времени у Земли сформировалось плотное ядро и это же время характеризуется исключительной тектонической активностью. Примерно тогда же ice первозданные ландшафты Земли были разрушены, вся первичная литосфера погрузилась в недра горячей мантии, началось деформирование первичных тектонических структур. Перепад высот на земной поверхности был весьма небольшим—до 1,5—2,0 км. К концу архея сформировался мелководный мировой океан за счет образовавшейся в магмагенных процессах воды. Луна уже в меньшей степени оказывала приливное воздействие, так как удалилась более чем на половину от современного расстояния, хотя лунные приливы высотой около 0,5 м деформировали земную поверхность примерно каждые 5 ч. Скорость вращения Земли была еще достаточно большой, сутки были равны примерно 19 ч, а в году было 460 суток.

Неблагоприятные условия для развития жизни на Земле сохранились практически до начала протерозоя, т. е. до тех пор, пока не начал действовать процесс дегазации земного вещества. В самом начале этого процесса, еще в конце катархея, большая часть формировавшейся воды и других элементоорганических соединений поглощались реголитом, но при этом его высокая пористость и исключительная сорбционность создавали определенный благоприятный фон для образования сложных органических соединений. Некоторую роль здесь играло наличие в реголите и вулканических пеплах в значительных количествах и свободном состоянии таких элементов, как хром, железо, кобальт, никель, свинец, платина, которые, как известно, обладают каталитическими свойствами в процессах синтеза органических веществ. Таким образом, по представлениям В.А. Зу- бакова, на базе идей В.И. Вернадского и И. Пригожина в земной истории примерно 4 млрд, лет тому назад в результате контакта с Прото-Луной при поглощении Землей расплавленного ядра своего спутника нашей планетой кроме значительного объема вещества была получена дополнительная энергия для дифференциации геооболочек, для появления сильного геомагнитного поля и атмосферы в виде плотной и мощной газовой и паровой оболочки. Благодаря ей на Земле появилась свободная вода, насыщенная биогенами — Н, С, N, О, Р, S, которые выделились за счет перемыва реголита (вещества поверхности планеты), сформированного, в частности, и за счет выпадения космической пыли.

По мере дегазации Земли и развития гидросферы, возникшие в реголите примитивные формы жизни в виде простых ассоциаций сложных органических молекул или образований, содержащих рибонуклеиновые кислоты, смогли бьггь перемещены в воду сформировавшегося Мирового океана. Эта вода, образно говоря, была «животворной». Именно в ней осуществилась, по предположению В.А. Зубакова, «хиральная» революция — революция разделения вещества на элементарные составляющие жизни — накопление левоориентированных стереоизомеров аминокислот и правоориентированных сахаров. Дальнейшее совершенствование жизни должно было происходить по биологическим законам развития живой материи, таким, как «фильтрующие» свойства внешней среды и направленное гравитационное давление.

В обычных космических условиях, по данным исследований метеоритов, «левые» и

Рис. 31. Переход химической эволюции в биотическую

«правые» стереоизомеры существуют в примерно равном соотношении. На Земле же возникла определенная дисимметрия в их содержании, что собственно и послужило толчком для дальнейшей эволюции элементов жизни. По гипотезе А. Кернс-Смит (В.А. Зубаков, 1997) такая дисимметрия явилась следствием накопления аминокислот в дефектах кристаллической решетки глинистых минералов. Глинистые же минералы обладают магнитными свойствами и в процессе своего образования при выветривании первичных полевых шпатов были ориентированы по магнитному меридиану. Так что дисимметрия образовалась за счет магнитного взаимодействия между Землей и Прото- Луной. Данный факт ранней земной истории был началом изменений в химической эволюции земного вещества, особенно в ее поверхностной зоне. Химическая эволюция разделилась на две «руки» («хирос» —по-гречески —рука) —гидрогенные осадочные минералы, которые отличаются вполне четкой внутренней симметрией —полимеры на углеродной основе, дисимметричные по своему строению. Далее последовало разделение на нуклеотиды и белки, появление генов, образование клетки и так далее до формирования собственно биосферы. Естественна высказанное беглое рассуждение не описывает ни длительности, ни мучительности развития жизни на Земле (рис. 31).

В катархее и архее, на отрезке времени между 4,0—2,8 млрд, лет тому назад, когда сформированная к этому времени атмосфера значительно уплотнилась и насытилась различными парами за счет исключительно активной вулканической деятельности. Это привело к тому, что солнечный свет не достигал поверхности Земли. Высокая плотность атмосферы даже при весьма низкой светимости Солнца (примерно в 4 раза меньше современного) привела к формированию высокого парникового эффекта. Следствием этих факторов стал ровный, очень теплый климат с температурами в диапазоне 200—400° С. Мелкие, пересыщенные солями обширные моря были сосредоточением проявлений жизни. Органический мир был представлен, как пишет В.А. Зубаков, доядерными бессмертными микроорганизмами — прокариотами. Прокариоты были гетеротрофными архебактериями, дышащие метаном и производными серы. Прокариоты не обладали оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация реализовывалась через ДНК.

При ослаблении вулканизма в конце катархея и особенно на последних стадиях архея, примерно на этапе 3,0—2,5 млрд, лет тому назад, произошли существенные изменения в атмосфере Земли, которая стала значительно тоньше и несколько прозрачнее. В еще весьма облачной атмосфере появилось Солнце и хотя его светимость несколько увеличилась, но отсутствие «обогрева» за счет вулканизма привело к практическому исчезновению парникового эффекта. Следствием стало существенное похолодание климата, температура снизилась сначала до 80—50° С, а затем и вовсе до 10—4° С. Моря и океаны увеличились по площади и стали значительно глубже, на больших глубинах установилась весьма постоянная, но достаточно низкая температура. На материках, особенно в высоких широтах Земли, началось первое в геологической истории покровное оледенение, продолжавшееся около сотни миллионов лет.

В этих, уже достаточно суровых, относительно прежних, условиях произошли определенные изменения в органическом мире Земли. В дополнение к архебактериям и эубактериям появились автотрофные цианобактерии. Эубактерии или эукариоты, которые к этому времени получили достаточное развитие, представляли собой уже оформленные клеточным ядром образования с отделенной от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал был сформирован в хромосомах. В клетка)/ уже имелись митохондрии, пластиды и другие органоиды. Появление же цианобактерий, использовавших для дыхания азот, привело в конечном счете к постепенному вытеснению архебактерий и эубактерий, что в результате эволюции сделало цианобактерии жизненными монополистами. По В.А. Зубакову (1997), цианобактерии имели очень важную особенность, чрезвычайно существенную для дальнейшего развития органического мира. Этой особенностью было то, что при поглощении азота они выделяли в окружающую водную среду кислород, который в целом был продуктом их жизнедеятельности. Для существовавших же на Земле архебактерий кислород был смертельным ядом. Здесь следует сделать некоторое геологическое отступление.

Геологические данные говорят о том, что фотосинтезирующие одноклеточные микроорганизмы, водоросли, способные окислить железо, появились еще в раннем архее (около 3,8 млрд, лет тому назад), подтверждением чего является наличие железорудных формаций, сложенных окислами трехвалентного железа, в частности, это формация Исуа в Западной Гренландии.

Начиная с архея, масса свободной воды на Земле была сравнительно мала, что позволяет достаточно условно называть имевшиеся тогда моря «мировым океаном». Породы земной коры подвергались гидратации и углекислый газ весьма слабо связывался в карбонатах, что обусловило повышенное парциальное атмосферное давление.

В атмосфере было весьма мало кислорода, хотя отмеченные выше цианобактерии уже производили его в заметных количествах. Дело в том, что произведенный ими кислород, а также кислород, попутно появившийся в других химических реакциях, быстро связывался свободным (металлическим) железом в мантийном веществе, которое активно выносилось на поверхность планеты в рифтовых зонах и реагировало с компонентами атмосферы и гидросферы. Масса произведенного кислорода по расчетным оценкам соответствовала или была даже меньше способного к связыванию его железа, выносимого из недр. Атмосфера в раннем протерозое (примерно 2 млрд, лет тому назад) состояла только из азота, малого количества водяного пара, аргона и сотых долей процента углекислого газа (оксид углерода полностью отсутствовал).

Резкое падение парциального давления углекислого газа вызвало глобальные климатические изменения: исчез парниковый эффект и температура на поверхности Земли резко упала, наступил указанный выше первый на Земле ледниковый период.

Главным же фактором в эволюции жизненных процессов стал именно процесс перехода атмосферы к нейтральному состоянию относительно активности углекислого газа. Это как бы подхлестнуло в развитии эукариоты, которые стали приобретать новые формы одноклеточных организмов и водорослей с выделенным обособленным ядром и другими внутренними структурами.

Металлическое железо исчезло из верхних зон мантии лишь на границе протерозоя и фанерозоя и это сразу же привело к тому, что механизм связывания кислорода с двухвалентным гидроксидом железа перестал действовать. Кислород стал накапливаться п атмосфере и его парциальное давление стало резко повышаться. Этот процесс продолжался почти до конца протерозоя — венда.

Необходимо остановиться также на том факте, что фитопланктон объемом своей биомассы во многом обязан растворенным в воде соединениям фосфора. Геологическими данными установлено, что концентрация фосфорных соединений была всегда в равновесном состоянии относительно базальтов океанической коры и практически равной современной. Это значит, что в протерозое биомасса фитопланктона в океане соответствует современной. Весьма важным экологическим обстоятельством следует также признать, что в связи с отсутствием в протерозое, да и в самом начале палеозоя, наземных растительных форм захоронение органического углерода в форме углей или углеводородов обеспечивает накопление кислорода в атмосфере. Этот процесс в протерозое был весьма мощным, так как в океанах господствовала восстановительная среда, поэтому осадконакопление из фитопланктонного материала проходило без окисления.

Однак^покане прекратился процесс «подачи» железа изрифговывх зоцпрактически весь кислород был обречен на связывание. Когда же около 2 млрд, лет тому назад запасы активного железа были практически исчерпаны, то на Земле свершилась геохимическая революция—с этого момента земная атмосфера и океаническая гидросфера стала превращаться из восстановительной в окислительную. Кислород, по тем понятиям, стал отравлять окружающую среду — случился первый — прерифейский — глобальный экологический кризис, пик которого пришелся примерно на время 1,7—1,8 млрд, лет тому назад.

Как пишет В.А. Зубаков, этот кризис отчетливо фиксируется появлением в материковых отложениях ожелезненных красных песчанников, что свидетельствует о том, что в атмосфере количество кислорода достигло «точки Юри»—одной тысячной доли современной концентрации.

Самым первым следствием кризиса была гибель подавляющего числа архебактерий в земном океане. Из их остатков сформировались огромные скопления нефти, газа, графитов в отложениях рифея. Вторым важным следствием стало разделение биосферы на две принципиально отличные по жизненным принципам ветви, кстати весьма неравнозначные по объему. Исходная биосфера восстановительного характера уцелела только в донных, преимущественно глубоких зонах, где сформировались локальные резерваты хемобиосферы. На земной поверхности воцарилась оксибиосфера, при этом освободились значительные по объемам экологические ниши. Дальнейший процесс развития новых форм жизни изучен еще слабо, наибольшую обоснованность в его описании имеет теория эндосимбиоза развития по Л. Маргулис. В.А. Зубаков (1997) так описывает ее основные положения: в результате многоэтапных коопераций доядерных орглнелл с гипотетическим протоядерным организмом уркариотом (по-гречески — творящийся ядерный) возникло новое направление в жизненных формах. Вначале появилась вышеназванная крупная ядерная клетка — эукариот, способная дышать кислородом и генетически активная, совершенствующаяся путем мутаций. Именно генетическая активность резко усилила эволюционный процесс, а главное появилась возможность бесконечного усложнения жизненных форм. И, в частности, кроме всего прочего, жизнь на Земле невозможна без бактерий особых форм, которые определяют завершенность жизненных циклов, а именно выполняют важнейшую функцию деструкции органического материала, синтезируемого эукариотами.

В раннем палеозое (кембрии и ордовике) в водной среде океанов происходило постепенное усложнение жизненных форм, дышащих кислородом, растворенным в воде. От одноклеточных, затем многоклеточных мягкотелых — медуз, червей и им подобным и, наконец, скелетных —раковинных моллюсков и рыб. Дальнейшее повышение парциального давления кислорода в земной атмосфере и растворенного в воде кислорода в гидросфере привело к тому, что в начале фанерозоя были заложены генетические основы для возникновения и дальнейшего совершенствования практически всех типов скелетных и бесскелетных животных, а также к завоеванию и развитию жизненных форм на суше и совершенствованию форм растительности и эволюции микроорганизмов. В геологическом отношении на протяжении фанерозоя земная поверхность переживала

активные процессы трансгрессии и регрессии океана. В это время формировались и распадались древние материки от остатков Пангеи до образования и последующих преобразований Северной Лавразии и Южной Гондваны, и до практически современного положения и конфигурации материков. Глобальные движения в земной коре имели значительное влияние на эволюцию жизненных форм, но это не является предметом нашего изучения и поэтому мы остановимся только на общих характеристиках эволюции биосферы на нашей планете вслед за описанием, данным В.А. Зубаковым (1997).

К середине палеозоя — в силуре, девоне содержание кислорода в атмосфере достигло почти 10 % от современной концентрации. Одновременно произошли и другие изменения в атмосфере, в частности, проявилась стратификация, сформировался озоновый экран как результат сложнейших химических реакций с образованием аллотропной модификации кислорода 03 (озона). В это время происходило активное освоение жизненными формами земной суши. Первыми завоевателями ее были водоройш и древние, еще бесскелетные рыбы, которые из океана и морей сначала перебрались в озера и реки, где сформировали скелет и плавники, а затем в .виде кистеперых рыб, перебираясь из водоема в водоем, заложили возможность образования амфибий, оснащенных легкими и лапами. Из растений на суше появились первые высшие формы — примитивные риннофиты. Это в общем-то была новая знаковая точка в эволюции — были созданы предпосылки к цефализации животного мира.

В позднем палеозое отмечается значительный расцвет жизненных форм на суше как среди растений, так и сухопутных позвоночных. На границе перми и триаса, т. е. на переходе от палеозоя к мезозою, почти целиком исчезли четырехлучевые кораллы, трилобиты, фузулиниды и появились гастроподы, двустворки, рептилии. Последние заняли господствующее положение среди животных на суше. В морской фауне преобладали белемноидеи, аммоноидеи и др.

Очень значительный, носящий катастрофический характер, рубеж в эволюции биосферы отмечается на границе мезозоя и кайнозоя (между меловым и палеогеновым периодом). Большое количество групп животных вымирает почти полностью (аммоно- илеи, белемноидеи, а также динозавры, ихтиозавры и другие рептилии), появляются новые моллюски и явный толчок в развитии получили млекопитающие. Значительные изменения произошли и во флоре, особенно среди покрытосеменных. Половина всех родов к началу палеогена вымерла, причем это случилось настолько быстро, что по мнению многих исследователей не может быть объяснено исключительно факторами развития Земли и поэтому были сделаны попытки найти причины катастрофы в окружающем Космосе. Естественно, отрицать факт влияния космических факторов на развитие Земли полностью нельзя, но нам представляется, что по мере накопления геологических и палеонтологических знаний многое будет объяснено земными причинами.

Действительно, изменение пространственного расположения, размеров и формы как континентов, так и океанов оказывало существенное воздействие на мощь и структуру океанских течений, на распределение и характер сезонных колебаний температуры, а следовательно, и на распределение климатической зональности и биологической продуктивности, т. е. на формирование экосистем.

Подавляющее большинство (до 90 %) всех видов морских животных обитает на континентальных шельфах или на мелководьях до 200 м. Разнообразие и количество морской фауны уменьшается по мере увеличения широты, до полярных регионов, где оно почти в 100 раз меньше, чем на тропическом шельфе. Степень биоразнообразия четко коррелирует с изменением устойчивости пищевых запасов, которые связаны с климатом. Используя метод актуапизма, становится возможным на основании глобальной модели конечной кинематики главных литосферных плит, а также данных о генеральных изменениях уровня Мирового океана и климатических трансформаций объяснение характера изменений числа семейств как в мелководной, так и в определенной мере, глубоководной и наземной фауне и отчасти флоре. На этих палеореконструкциях географии и климата возможно вполне четкое объяснение массовой гибели многих видов на границах палеозоя и мезозоя, мезозоя и кайнозоя.

ПО

Наряду с климатическими факторами значительную роль играли глобальные и региональные химические изменения степени солености и качественного состава вод Мирового океана. Например, хорошо известна массовая и быстрая гибель многих кораллов на океанических островах в начале позднего мела. Но именно в это время отмечена последняя из известных глобальная трансгрессия, которая привела к тому, что карбонаты из океана наполнили мелководные значительные по площади континентальные моря и к перекрытию ими отложений мелового периода. Уменьшение концентрации карбоната кальция в океане разрушило океанические экосистемы для многих моллюсков, например, рудистов.

Папеомагнитные реконструкции, т. е. установление истории развития и трансформаций магнитного поля, показывают также на весьма ощутимую его роль в биологической эволюции палеофауны и в определенной мере папеофлоры. Недавно были получены данные о том, что некоторые виды радиолярий чувствительны к магнитным инверсиям. По палеоданным около дюжины видов радиолярий, некогда обитавших в различных акваториях в площади современного Тихого океана, вымерли геологически мгновенно и повсеместно примерно 2,5 млн. лет назад на рубеже так называемой папеомагнитной эпохи Гаусс.

Как утверждает Е.П. Дубинин (1997), современное развитие эволюционной палеонтологии имеет существенную возможность для определенных экологических реконструкций. В мезозое, как известно, высочайшего расцвета достигли рептилии, пресмыкающиеся, которых за 200 млн. лет сформировалось примерно 20 отрядов. В кайнозое же максимальный расцвет пришелся на млекопитающих, причем примерно за 70 млн. лет образовалось уже 30 их отрядов. Это объясняется сравнением условий развития рептилий и млекопитающих. Бурное развитие рептилий совпадает с образованием Пангеи, с регрессией океана и мягким климатом. В целом в этих условиях во всех пределах суши существовала единая экологическая провинция и практически не было экологически изолированных или полуиэолированных провинций. А это, как известно, не располагает к формированию разнообразия среды обитания рептилий, что подтверждается фактом того, что в самом конце палеозоя, когда сформировались более или менее изолированные материковые фрагменты, именно в это время из 20 отрядов сформировалось более чем 10 новых отрядов рептилий.

В начале кайнозоя, когда Пангея практически разрушилась, на отдельных осколках материков существовало некоторое количество отрядов примитивных млекопитающих. Именно «разбегание» материков в позднем мелу тогда, когда млекопитающие приобрели тенденцию к расцвету, привело к определенной изоляции отдельных континентов и при морской трансгрессии и к формированию почти полностью отдельно развивающихся экологических провинций. А это привело к возникновению множества отрядов млекопитающих. В позднем же кайнозое несколько материковых фрагментов соединилось, что выразилось в вымирании 13 отрядов сухопутных млекопитающих. При этом в конкурентной борьбе выжили те, которые в палеогене и начале неогена развивались в «пограничных» («опушечных») экологических провинциях.

Намеченная выше линия эволюции биосферы с момента начала цефапизации (от греч. кефа1 —голова), когда организмы приобрели способность реагировать на окружающий мир, т. е. чувствовать, стала резко менять свою кривизну, начала интенсивно расти. Именно в это время к концу мезозоя свершилось величайшее открытие в жизненных (1юрмах — изобретение амниотического яйца. Яйцо разительно отличается от икринок и, как известно, содержит в себе всю необходимую для дальнейшего развития зародыша микросреду, включая даже запасы воды. Благодаря этим особенностям амниотические яйца могли быть оставлены в самых недоступных для хищников местах, и рептилии получили уникальную возможность страхования продолжения жизни. В тех глобальных экологических условиях—соотношениях и конфигурации океана и материков, химизме атмосферы и гидросферы, геомагнитной обстановке и космических факторах —это в целом и предопределило расцвет рептилий.

Освоение суши в последующие геологические эпохи растениями, совершенствование которых тоже было весьма активным, сформировало на континентах наиболее

сложную из всех известных экосистем —лес. Высшая форма эукариотов, адаптировавшаяся к лесу в кайнозое в результате изобретения плаценты в форме млекопитающих, получила в новой экологической обстановке преимущество как теплокровных над холоднокровными рептилиями. Среди млекопитающих именно в лесу появился новый лидер эволюции — приматы. Это довольно слабое, весьма скромных размеров животное без средств защиты и нападения в виде когтей, бивней, панциря и т. п., имело удивительную способность к совершенствованию. Они достаточно быстро приобрели хватательные способности и стереоскопическое зрение, что позволило получить преимущества в защите и нападении, и в частности, за счет уникальной способности к совершенствованию сложнейших прыжков.

Приматы быстро освоили наиболее продуктивную верхнюю зону леса, сохранив возможность посещения поверхности земли и совершения путешествий между лесными массивами. Появление среди приматов человека, точнее его прямых предков примерно 2 млн. лет тому назад (по некоторым данным, например, публикациям А. Лики гораздо раньше около 10 млн. лет тому назад) в геологическом (палеонтологическом) смысле событие незначительное. Но в информационном смысле, показателя темпов эволюции, появление рода Homo sapiens предшествовало образованию человеческого общества как значительного фактора во взаимодействиях с биосферой Земли, что, как показывает современный опыт, имеет принципиальное значение.

Разные подходы к оценке факторов, создавших человека, обусловливались в конечном счете уровнем научного знания и его интерпретациями. Среди значительного числа специалистов определенное время господствовало представление о том, что «труд сделал человека из обезьяны» (Ф. Энгельс. «Диалектика природы» 1882, 1925 г.). Однако еще задолго до появления прямых предков человека приматы обладали способностью использовать орудия труда (палкой —эпизодически еще 10—15 млн. лет тому назад), камнем — 2—3 млн. лет тому назад. Во многом это было следствием просто изменений в климате —леса превратились в саванны и для защиты и нападения способные к подражанию приматы «вооружились когтями из палок» и увеличили свою силу за счет леса камня в руке-лапе. Австралопитеки, собирая пищу в виде кореньев, плодов, падали и мелких живых организмов, использовали эти орудия труда опять же эпизодически, фрагментарно передавая этот навык в наследственной памяти, не формируя его адаптационной сущности. В.А. Зубаков пишет, что австралопитеки в виде небольших стад в 10—20 особей существовали в саванне и, невзирая на эпизодическое пользование орудиями труда, подчинялись правилам биологического доминирования. Стадо возглавлялось сильнейшим самцом, что приводило к тому, что при его доминировании потомство создавалось именно этим самцом, потому что при эструсе — время половой возбудимости —(у самок австралопитеков он не превышал, как и у обезьян, 5—6 дн) ни один другой самец не мог противиться вожаку, но потомство не всегда было лучшим.

Важнейшим следующим этапом в развитии, точнее, в создании собственно человека, была сексуальная революция, которая отделила собственно человека от животных. Это утверждение В.А. Зубакова мы считаем биологически и экологически обоснованным. Именно этот этап резко изменил течение эволюции, произошел новый качественный скачок в развитии приматов—прапюдей. Сексуальная революция свершилась внутри стада австралопитеков, возможно только в одном случайном стаде, когда у одной из самок опять же случайно в результате мутаций эструс стал постоянным. Считаем весьма важным процитировать слова В.А. Зубакова (1997, с. 177): «Появление первой женщины (Евы — Прародительницы, прим, автора), т. е. самки с постоянной половой возбудимостью, в корне изменило взаимоотношения самцов и открыло путь к количественному росту стада, а значит, и числа добытчиков и охранников. Мяса стало достаточно для всех, в том числе и для стариков, которые заготавливали и обрабатывали камни для охоты и при этом могли обучать детей». В целом сформировались условия для замены биологического доминирования в таком стаде на социальные. Естественно, что единственный случай такой мутации не мог в корне изменить все сложившиеся взаимодействия во всех стадах австралопитеков, но возможная наследственная передача способности к постоянному эструсу при большом количестве потомства и вероятная предрасположенность самок австралопитеков к такой мутации в других стадах в целом создали предпосылки к социальной революции и сформировали Homo sapiens.

Сложившиеся новые условия в существовании предков человека значительно стимулировали развитие мозга за счет возможностей передачи информации от ее носителей, имеющих жизненный опыт. Одним из дополнительных факторов формирования социальных отношений стала необходимость поддержания огня. Прапюди весьма длительный период времени не умели разводить огонь, но поддерживали его десятками лет, а для этого нужно было иметь вполне определенные уже отнюдь не биологические взаимоотношения внутри стада. Как пишет В.А. Зубаков, костер был исключительной точкой, вокруг которой начала зарождаться система обмена культурной информацией — возникла знаковая система и, наконец, язык и его носитель —Учитель. Собственно, это и стало началом Социума (общества людей).

Дальнейшее развитие человека как одного из представителей биосферы довольно значительный период времени находилось в соответствии с окружающей средой, люди чувствовали себя частью природы и находились с ней в реальном гомеостазе. Собственно в это время человек сформировал первые мифологические представления об окружающем мире, именно в это время человек «обожествил» природу и одновременно «оживил» и «очеловечил» ее. Эго продолжалось практически весь палеолит и только в неолите возникли серьезные конфликты с природной средой, что выразилось в квазиглобальном экологическом кризисе. Человек к этому времени освоил навыки загонной охоты с огнем, не нанося серьезного урона животным до тех пор, пока не возникли изменения глобального уровня, не наступила пора межледниковья с резким потеплением, что нанесло серьезный удар по предмету охоты человека, по мамонтовой популяции и по крупным копытным. Резкое снижение запасов пищи поставило в свою очередь популяцию человека на грань почти полного исчезновения. Выход из кризисной ситуации в неолите был найден в переходе человека к земледелию и скотоводству. С этого времени и начинается эпоха развития человеческого общества, изучение которой является предметом исторической науки.

<< | >>
Источник: А.Д. Потапов. Экология. 2000

Еще по теме КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ:

  1. 2.1. Вера и разум в развитии взглядов на происхождение жизни в додарвиновский период
  2. 2.2. Дарвинизм о движущих силах эволюции
  3. Глава 6 ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ ФАНЕРОЗОЯ
  4.   § 12.              Собрание Научной библиотеки Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
  5. ОБ УСТНЫХ ИСТОЧНИКАХ ЛЕТОПИСНЫХ ТЕКСТОВ (НА МАТЕРИАЛЕ КУЛИКОВСКОГО ЦИКЛА) 235 С. Н. Азбелее
  6. ПРОБЛЕМА ОБЩЕРУССКОГО ЛЕТОПИСАНИЯ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ РУСИ XIV В. Л. Л. Муравьева
  7. 1. Стратегия и событие
  8. Трудовая школа второй ступени
  9. МОДЕЛЬ ДАРВИНА
  10. КРАТКИЙ ОЧЕРК О ПЛАНЕТЕ ЗЕМЛЯ
  11. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ
  12. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОВРЕМЕННОЙ ГИПОТЕЗЫВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ
  13. 1.1. Краткая история экологии