Біографія життя 36. Перм: кінець палеозою

У попередньому записі цієї серії в Біографії життя ми попрощалися з активним періодом карбону. Сьогодні настав час рухатися далі і входити в нещасну Перму.

біографія

Він охоплює тривалий період майже 50 мільйонів років: з 299 до 251 до сьогодні.

Цей новий період зобов’язаний своєю назвою великим випадам копалин, які відповідають цьому часу, що знаходяться в околицях російського міста Пермі, недалеко від Уралу. Це період закріплення Пангеї, що призвело до часу сухого клімату та надзвичайної посушливості земель. Тому не дивно, що успіх, досягнутий за ці роки у випромінюванні плазунів, тварин, добре підготовлених до цих обставин.

Цей період закінчиться найбільшим з відомих видів вимирання. Звідси прізвисько, яке я дав йому як "нещасний".

Нарешті всі мандрівні континенти об’єдналися, утворивши єдиний Пангея, який зайняв би позицію північ-південь. Він практично проходив від полюса до полюса і займав приблизно одну шосту окружності екватора. У його глибині було закрито давнє море Фетіди. Океан, який оточував Пангею, був унікальним і надзвичайно величезним, з цієї причини Панталаса (від грецького "всі моря"). Рівень води був низьким внаслідок південних льодовиків.

Але його географічна орієнтація справді була континентальним бар’єром, який міняв морські та повітряні течії. Східні узбережжя омивалися помірними потоками, тоді як на західному узбережжі встановився холодніший клімат. Територія була настільки величезною і з таким центром, який знаходився настільки далеко від моря, що дощам було дуже важко дістатися до її глибин. Відсутність важливих рельєфів не сприяло утворенню хмар або дощу і зменшувало силу мусонів, які на той час утворювали б дуже потужні та з великою енергією, враховуючи теплові відмінності між морем і сушею. Пангея стала жарким, сухим і пустельним континентом, на якому площа, зайнята льодовиками, була зменшена, залишаючи їх обмеженими на великих полярних протяжностях і в західних гірських хребтах.

Зональна еволюція внутрішнього клімату Пангеї протягом Пермі всього за 20 мільйонів років.

Сухі та сухі умови континентального центру спричинили висихання кількох внутрішніх морів, що залишились. Прикладом цього було Зехштайнове море, надзвичайно солоне внутрішнє море, яке вздовж Пермі охоплювало значну частину Європи. Його прогресивна десикація утворила великі осадові куполи мінералу-випаровувача, які зберегли великі газові родовища, що зараз експлуатуються в цій області. Ще один випар з внутрішніх морів виявлений у басейні Парадокса на південному сході штату Юта та Колорадо, в США. Він займає площу близько 85 470 км², сягаючи осадових шарів місцями потужністю понад 4600 метрів. .

Ситуація Зехштайнового моря над сучасними європейськими територіями та загальний вигляд видобутку калію в басейні Парадокса (Фото: Нельсон Мінар, добросовісне використання)

Царство рослин

На суші рослини еволюціонували, дотримуючись естафети клімату. З плином років вологі та помірні пояси зменшувались, обмежуючись прибережним колом моря Тефіди. Болотні ліси, такі потужні в карбоні, також занепадали і втрачали частину свого різноманіття. Каламіти та Лікоподії зменшувались у розмірах, залишаючись кущами. На їх територіях, тепер більш посушливих, їх поступово замінювали ті рослини, які еволюціонували, ставши стійкими до сухих умов навколишнього середовища. Серед них насіннєві папороті, що процвітали в південній півкулі Пангеї, та хвойні. Результатом стало те, що рослини голонасінних, такі як самі хвойні, або нові підкласи, які зараз з’являються вперше: гінкго, які нібито походять від папоротей із насінням, і цикаси.

Лист гінкго та конус цикаса (Вікімедіа та Вікімедіа, GNU FDL 1.2)

Тваринне царство

Життя в морях та океанах, як правило, було продовженням життя карбону. Великі рифи та домінування акул.

Тим часом на суші комахи вони продовжували своє розширення, використовуючи раніше набуті навички. Це були дуже універсальні тварини, з шістьма рухливими ногами, двома парами висувних крил, розвиненими органами почуттів, такими як зір та «нюхові» вусики, ефективною структурою рота, травною системою, яка могла впоратися з чим завгодно, та хітиновим екзоскелетом, який надавав їм підтримку та захист, що було великою перевагою перед іншими рослиноїдними тваринами.

Ми вже знаємо, що концентрація атмосферного кисню значно збільшилася під час карбону. Однак на початку Пермі вона починає зазнавати занепаду. Вивчаючи скам'янілості крил комах цього часу, можна було переконатись, що багато з них мали різні розміри, зростали та зменшувались, як і атмосферна концентрація цього газу. Це, мабуть, підтверджує гіпотезу, вже пояснювану в статті 34, що чим вищий тиск кисню в атмосфері, тим краща здатність комах до оксигенації, а отже, більш активний та ефективний їх метаболізм, що в підсумку призвело до гігантизму.

Саме в цей час з’являються найбільш примітивні колеоптера - з грецького κολεός koleos, "коробка або футляр" та πτερον pteron, "крило" -, жуки, які на той час займали 90% ніші комах і які в даний час залишаються є домінуючим порядком цього класу, приблизно 375 000 описаних видів. Найдавніші характеризувалися тим, що надкрила - пара передніх крил, модифікованих шляхом затвердіння - прикрашені сітчастими візерунками і сплющеною формою, що свідчить про те, що вони жили під корою дерев. Однак до середини тріасу, приблизно 230 мільйонів років тому, з’являться власне перші жуки, які досягли величезного різноманіття в пізній юрі, 95 мільйонів років після кінця Пермі.

Перетинчастокрилі - від грецького υμεν гімен, «мембрана» та πτερον птерон, «крило» - такі як мурахи, джмелі, бджоли та оси, складають один із братських орденів Coleoptera в класі Insecta. В даний час в каталозі знаходиться близько 125 000 видів. Згідно з деякими філогенетичними дослідженнями, ці комахи також мали б диверсифікуватись у цей час, приблизно 300 мільйонів років тому. Найпримітивнішими були симфіти, назва яких походить від латинського symphytum, що означає «об’єднаний», і стосується того факту, що не існує звуження, що відокремлює грудну клітку від живота, яке відоме як «талія оси». Основна анатомія симфітів з тих пір залишається в основному незмінною. Ці спочатку гіменоптера живилися рослинами, згодом розширивши свій раціон деревиною. Хоча нам доведеться почекати, щоб знайти найстарішу викопну речовину гіменоптера до Тріасу, приблизно 230 мільйонів років тому, ці тварини отримають свій великий розвиток у крейдовий період.

Ранньопермські земноводні (Wikimedia, wikimedia and wikimedia, GNU FDL 1.2)

Однак сонце сходило для всіх. Це коштувало їм, але деякі рослини та тварини були віддані перевагу генетичним мутаціям та картам природного відбору. Зіткнувшись із посухою ... хороші рішення: ксерифікація та хітинізація, тверде насіння та яйця з шкаралупою. Засушливі землі, що домінували над горизонтами земноводних, мали можливість для рослин голонасінних рослин та навколоплідних чотириногих. І вони підкорювали вищі широти, боязко проникаючи на шість тисяч кілометрів ширини Пангеї: спочатку хвойні та родина, у їх тіні та захисті, рептилії та комахи.

У цій пригоді жуки слугували їжею для деяких схожих на ящірку синапсидів - пелікозаврів, які починали цікаву спеціалізацію, моделюючи невелику групу в амніотичній родині, на шляху до ссавців.

Незабаром після цього решта клубу амніот, сауропсиди, урізноманітнилися на дві нові еволюційні лінії, які привели б, з одного боку, до нинішніх черепах, а з іншого - до динозаврів із їхніми онуками птахами і решта нинішніх плазунів, ящірок, крокодилів та змій.

Як ми бачимо, у пермський період спостерігався розвиток цілого ряду тварин і поява великих травоїдних і хижих тварин.

Перш ніж почати трохи детальніше еволюцію амніот за часів Пермі, ми повторюємо, як запам'ятовуючий засіб, їх сімейну книгу, якою ми закрили попередню главу карбону.

Подивимось, як продовжується сага.

Ми трохи вище прокоментували, що в міру просування Пермі ссавці-пелікозаври, диверсифіковані до нового порядку чотириногих, терапсиди, що під час середньопермської фази саме вони домінували у світі плазунів і які породили, майже на кордоні з тріасом, найдавніших «ссавців»: цинодонтів.

По дорозі терапсиди прийняли багато модифікацій тіла. Чим менш просунуті, тим диноцефалос «Страшна голова», вони все ще поділяли характеристики з пелікозаврами, але вони вже модифікували клубову кістку і мали випрямлені кінцівки, що, очевидно, прискориться і додасть більшої сили їхній ході. Кістки голови були товстими, а іноді навіть з рогом, можливо, даючи їм перевагу, коли мова йшла про змагання за їжу чи спаровування. Для всіх диноцефалосів характерні взаємозв’язані різці, що дозволяють чіткіше прилягати між верхніми та нижніми зубами. Дієта була різноманітною, оскільки вона могла бути м’ясоїдними, рослиноїдними або всеїдними.

Шлях терапсидів (З Вікімедіа, GNU FDL 1.2)

Наступний крок у серії викопних речей веде нас до горгонопс, "жахливе обличчя Горгони" - жахливе жіноче чудовисько, - ефемерного життя, оскільки вони зникли в кінці Пермі, про що ми скажемо, що вони могли бути першими тваринами з теплою кров'ю. Біля нього дицинодонти, «подвійні собачі зуби» з потужним скелетом із коротких і міцних кісток.

Надання художником цинодонта Олігокіфа (Wikimedia, GNU FDL 1.2)

Ближче до кінця періоду, 260 мільйонів років тому, останні поступилися місцем цинодонт, "собачі зуби", ще рептилії ссавців, з яких вони безумовно еволюціонували наприкінці тріасового періоду, приблизно 200 мільйонів років тому, перші ссавці, зібравши еволюційні зміни своїх предків.

Вони вже ходили більш вертикально, ніж плазуни, з ногами в більш черевному положенні. В ході своєї еволюції спостерігається, як вони втрачають кількість кісток, що складають нижню щелепу, і як череп зміцнюється в тих точках, які слугували опорою для все більш потужного жувального м’яза обличчя. Зуби стали спеціалізованими, таким чином, що вони не тільки схопили та порвали здобич, щоб її проковтнути, але й почали жувати, що полегшить травлення та поліпшить ефективність годування. У верхній щелепі вже видно отвори, які цілком могли б служити проходом нервів та кровоносних судин, що впливали на м’язи обличчя, що є ексклюзивною характеристикою сучасних ссавців. У нього вже було друге піднебіння, таке, що відокремлювало нюхові протоки від рота, тому він міг одночасно їсти і дихати. Кістки, які він втрачає в нижній щелепі, використовуються для поліпшення слуху - навички, яка змусила його обробляти більшу кількість зовнішніх даних і, отже, сприяти коеволюції мозку. Цілком ймовірно, що вони були, принаймні частково, теплокровними тваринами, оскільки їх починають бачити вкритими волоссям, яке допомогло б їм підтримувати температуру.

Всі ці початкові зміни мають своє закріплення у майбутніх ссавців. Ми матимемо з цим справу в записі, що відповідає періоду юри.

Повертаючись до іншої гілки рептилій, сауропсиди, Слід зазначити, що примітивні анапсиди спостерігаються вже в середині пермського періоду, тоді як необхідно дочекатися кінця періоду для появи діапсидів.

Перш ніж закінчити картину плазунів, варто згадати одного з них, який, вийшовши на берег, повернувся у водне середовище, як це пізніше зробить кит або тюлень, де він полював на дрібних риб та інших водних тварин. Це була перша рептилія, яка зробила це. Це Мезозавр, можливо, з сімейства Анапсидів, який мав струнку конституцію і витягнуту форму, що призвело до гарної гідродинаміки, що дозволило йому плавати на високій швидкості. Крім того, ноги закінчувались перетинчастими руками, які виконували гребну функцію. Хвіст був вузьким і довгим, ідеально пристосованим до його потреб і, можливо, мав плавник.

Мезозавр (Вікімедіа, GNU FDL 1.2)

І чому я спеціально згадую про цю гаду? Тому що ми повинні подякувати Мезозавру разом із геніальним мисленням німецького вченого Альфреда Вегенера, який у 1911 р. Підняв теорію дрейфу материка. Вегенер зауважив, що невеликі скам'янілості, що належать прісноводній рептилії, повторювались у пермських скелях у таких віддалених сьогодні місцях, як Бразилія та Південна Африка, але ніде більше у світі. Ці дані змусили його підозрювати, що, можливо, ці території були пов’язані в далекому минулому. Коли йому вдалося зібрати інші докази, Вегенер виставив свою теорію дрейфу континенту науковому світу.

"Просвіт" Вегенера на давньому горизонті Гондвани (Вікімедіа, суспільне надбання)

Підозра була висунута під час перевірки того, що профілі сучасних континентів, здавалося, відповідали один одному, незважаючи на те, що їх розділяли великі океанічні маси. Наприклад, Гвінейська затока біля західного узбережжя Африки ідеально підходить для пузатого кишечника Бразилії. Завершуючи загадку, він також зауважив, що гірські хребти одного віку і однакові породи існували на різних континентах, які, за його словами, були об'єднані. І навіть те ж саме сталося із покладами вугілля або льодовиковими моренами, які повторювались по обидва боки моря. А є ще більше. Підказки, залишені скам'янілостями, серед яких були деякі наземні тварини, такі як рептилії - сюди входить Мезозавр - або деякі рослини, які самі по собі не змогли б перетнути океани, вказували на ці самі закономірності.

Це було свідченням того, що він, не вагаючись, припустив, що протягом життя цих видів існував єдиний континент, об'єднання всіх земель. Якби вони були об’єднані і тепер відокремлені, існувала лише ймовірність того, що воно поводилось як збірка кам’яних плотів, що пливли в сторону. Пізніше, з розвитком палеомагнітних досліджень (щодо орієнтації молекул феромагнітних мінералів, кристалізованих відповідно до орієнтації магнітної осі Землі на момент їх затвердіння), розуміння механізму дрейфу континентальної плити було приковано, будучи сьогодні наукова теорія більш ніж доведена.

Концепція художника про те, якою могла бути сцена в пермський період (Фото: Музей природознавства Сем Ноубл, Оклахома, добросовісне використання)

Незважаючи на великі геологічні рухи, світ здався ідилічним, переживши стрес, спричинений Пангеєю. Наведена вище ілюстрація дозволяє розслабитися з очима на річковому ландшафті пізньої Пермі, де хвойні ліси та папороті з розсадою дають притулок пелікозаврам з відкритим сонцем вітрилом, які харчуються рибою, яку вдається зловити. У центрі зображення кілька дицинодонів чекають своєї можливості. Новий світанок із сонцем, що малює перші вогні на вершинах. Ще один день, як будь-який інший з тих, хто вже прожив.

І раптом почався Армагеддон. Таємниця буде розкрита в наступному дописі.