Часть III фанерозойская история земли палеозойская эра

Палеозойская эра (эра древней жизни) начинает последний крупный эонв истории Земли —фанерозой(время явной жизни), объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Название «палеозойская серия» впервые было предложено в 1838 г. английским геологом А.Седжвикомдля обозначения пород, перекрывающих группу первичных слоистых образований. В 1840 г. его соотечественникДж.Филлипсприменил термин «палеозой» к «переходным» породам более высокого положения и ввел термины «мезозой» и «кайнозой».

Длительное время все три эры объединялись под общим названием«постдокембрийскоевремя», пока в 1930 г. С.Чедвикне предложил для них название «фанерозой», а для протерозоя иархея—«криптозой».

Палеозойская эра — наиболее продолжительная эра фанерозоя."Она началась 540 млн лет назад и закончилась 230 млн лет назад. В ее состав входят шесть периодов:кембрийский,ордовикский,силурийский, девонский, каменноугольный и пермский. На геологических картах нашей страны принято трехчленное деление палеозойскойэратемы.К нижнему палеозою отнесеныкембрийиордовик;к среднему — силур, девон и нижний карбон, а к верхнему — средний и верхний карбон ипермь.В зарубежной литературе преобладает двучленное деление палеозоя. При этом граница между ними проводится в основании девонской системы.

Проблема происхождения скелетной фауны палеозоя.Наиболее четким отличием палеозойской эры, как и всегофанерозоя, от более раннегокриптозойскогоэтапа развития Земли было стремительное развитие сложно организованных животных с твердым скелетом. Уже в отложениях концакембрийскогопериода обнаруживаются представители всех основных типов беспозвоночных животных, и даже, возможно, в это время уже существовали и первые примитивные хордовые.

И в то же время по отношению к растительному царству палеозойская эра является условным подразделением и ее границы лишь отчасти отвечают рубежам эволюционного развития растений. На рубеже докембрияи палеозоя каких-либо существенных изменений в составе растительного царства не происходит. Вкембрии,как и на протяжении почти всегокриптозоя,растительность

145

была в основном представлена простейшими, в частности синезеленымиводорослями, следы жизнедеятельности которых —строматолитыионколиты— столь же обильны в карбонатных породах раннего палеозоя, как и в древнихдокембрийскихтолщах. Наряду ссинезеленымиводорослями с конца докембрия существовали бурые, багряные и другие высшие водоросли.

Как объяснить почти внезапное появление в морских отложениях кембрияпредставителей'.почти всех типов животного царства? Являлись ли они вкембрийскихморях иммигрантамииз какой-то другой среды или возникли и развились в докембрийских морях?

Высокий уровень организации кембрийскойфауны и наличие в ее составе всех типов беспозвоночных показывают, что к началу кембрия царство животныхдолж.нобыло пройти значительный путь эволюционного развития. Вместе с тем имеющегося геологического времени для такой эволюции явно недостаточно. Значит, должна была быть очень высокая скорость эволюции, которой способствовали бы определенные резкие изменения среды обитания. Тем более, чтокембрийскаяфауна не имела прежде предков. Долгое время внезапность появления скелетной фауны объяснялась общим и достаточно сильным метаморфизмом докембрийских пород, якобы полностью уничтожившим следыдокембрийскойжизни, а также большим перерывом между образованиями докембрия и палеозоя. Но обнаружение на всех континентах мощных и к тому женеметаморфизованныхтолщ, лишенных органических остатков в одних случаях, и сохранение нежных, лишенных скелетов мягких телэдиакарско-беломорскойфауны — в других, показали всю несостоятельность'подобного объяснения.

Эволюционные изменения, приведшие |k появлению скелетной фауны, могут представляться двояким образом: как возникновение у палеозойских групп организмов способности строить минеральный скелет или как быстрое обособление и становление новых групп организмов, сопровождающееся одновременным развитием уних скелетных образований. Необходимо объяснить в первом случае причину одновременного внезапного появления у различных групп морских организмов способности строить скелетные образования, а во втором — причину необычайно быстрого темпа эволюционного развития тех же групп организмов.

Как одно, так и другое, т. е.внезапное появление способности строить скелетные образования и неожиданное ускорение темпа эволюции, трудно объяснить без допущения стимулирующего влияния того или иного глобального фактора земного или космического происхождения. Именно на поиски этих факторов обращено внимание исследователей.

Возможность объяснения внезапного появления скелетной фауны из-за резкого увеличения солености Мирового океана довольно заманчива. Но она наталкивается на ряд трудностей. Известно, что интенсивность соленакопления в различные эпохи фанерозоясильно менялась, но эти колебания не были связаны с

146

изменениямиобщей солености Мирового океана, которая все время оставалась более или менее постоянной. Разница в масштабах соленакопления вызывалась другими причинами: климатическими и тектоническими. Поэтому вряд ли в эпохи, предшествующие фанерозою, не могли существовать лагунные условия, так как совершенно неясной, загадочной и невероятно труднообъяснимой остается причина предполагаемого резкого увеличения солености морских вод на рубеже венда и кембрия. Поэтому представление об обусловленности появленияскелетной фауны вследствие резкого увеличения солености Мировогоокеана должно быть оставлено как малообоснованное.

Это заставляет многих исследователей искать причину возникновения скелетной фауны в ускоренном темпе эволюционного развития. Отсутствие остатков представителей раннекембрийских скелетных групп морских животных в отложениях, заключающихпоздневендскуюэдиакарскуюфауну, показывает, что развитие скелетных групп должно было произойти чрезвычайно быстро, чуть ли не на протяжении всего нескольких миллионов, а возможно, и сотен тысяч лет.

Однако столь быстрый темп эволюционного развития немыслим без стимулирующего воздействия какого-то мощного внешнего фактора. Таким фактором могло быть, по представлениям ряда "исследователей, воздействие на органический ,мир Земли жесткого космического излучения. Установлено, что ультрафиолетовое солнечное, ионизирующее космическое излучение сильно воздействуют на генную и хромосомную структуры живых организмов, резко усиливая их мутационную изменчивость. Одни наследуемые признаки понижают жизнеспособность организмов и в конечном итоге приводят к их вымиранию, другие — оказываются прогрессивными и способствуют выживанию в изменившейся окружающей среде.

Русский геолог Л. И. Салоп (1977) развил идею, высказанную астрономами В. И. Красовскими И. С. Шкловским (1957), о связи эпох усиления космического облучения и эволюционных взрывов с вспышками сверхновых звезд в окрестностях Солнечной системы.

На другой возможный путь решения рассматриваемой проблемы обратил внимание Г. П. Леонов (1985). Он попытался объяснить «внезапное» появление и развитие скелетной фауны миграцией организмов — скелетоносителейиз пресно- илисолоноватоводныхвнутриконтинентальныхводоемов в морские бассейны. Но для этого надо признать, что скелетные организмы уже существовали в пресных водоемах. По мнению Г. П. Леонова, разнообразные по температуре воды, степени и типу ее минерализации, рельефу дна и берегов и другим особенностямвнутриконтинентальныебассейны являлись более благоприятными местами для возникновения жизни, чем значительно болееоднообразные и постоянные обстановки океанских бассейнов. В дальнейшем разнообразие условий внутриконтинентальных водоемов моглоявить-

Ю* 147

с?е фактором, стимулирующим дифференциацию первичныхформ жизни и обособление различных ее ветвей. Слабая минерализация водвнутриконгтаентальныхбассейнов не стимулировалаpaiвцтиескелетных образований у их обитателей, которые оставались мягкотелыми. Раньше других барьер солености преодолели наиболее примитивные и наименее приспособленныепрокариотные организмы — бактерии, а вслед за ними исинезеленыеводоросли.

Как гипотезы о космическом факторе, способствовавшем возникновению скелетной фауны, так и идея Г. П. Леонова оперес&лениифауны из континентальных водоемов в океанские бассейну обладают рядом недостатков, но все-таки гипотеза о космической радиации предпочтительнее, тем более, что она хорошо согласуется с временем появления и развития озонового экрана, спасающего жизнь представителям животного и растительного царств.

По мнению американского ученого М.Макменамина,широкое распространение некоторых элементовэдиакарско-беломорскойи ранней раковинной фауны обусловлено расположением континентов в конце протерозоя — началефанерозоя.В это времяббльщаячасть суши находилась вприэкваториальнойчасти, так как современные материки входили в состав гигантского суперматерика. На границе венда икембрияпроизошел раскол суперматерика. Образовавшиеся континенты на ранней стадии своего развития находились еще недалеко друг от друга. Именно это привело к тому, что животные в благоприятных физико-географических условиях могли беспрепятственно расселяться. Лишь только тогда, когда возниклиархеоциаты,и особенно трилобиты, начала складываться зональность, т.е.возникли различия в видовом и родовом составе между фауной разных регионов. Эти различия особенно усилились при возникновении значительных водных пространств между континентами.

Эдиакарско-беломорскаяфауна возникла в мире, для которого характерны единый массив суши, увеличение температурного режима и сравнительно небольшие запасы питательных веществ.Кембрийскиеорганизмы появились в другое время — во время распада суперконтинента, когда возникли протяженные береговые линии, причем основная масса прибрежных зон располагалась в благоприятном тропическом климате. Протяженные и широкие шельфы, отделенные от открытого моря поясами мелководногокарбонатонакопления,являлись идеальными местами дляЖизни животных, так как именно эти районы отличались изобилием пищи.

Что же послужило дальнейшей причиной быстрого расцвета Животного мира? Повинны ли в этом толькофизико-географичесвдеусловия среды обитания или ряд удачных перемен в генетических программах животных? Или причина заключается вкакой-тоособой комбинации этих явлений? Или, может быть, имели значение какие-то другие, еще неизвестные факторы? Будущие исследования позволят ответить на эти вопросы.

148