Девонский период

Силурийский период, или силур (444 — 419 млн лет назад)

После массового вымирания в конце ордовикского периода, разнообразие жизни на Земле должно было вернуться назад. Одно из основных изменений в планировке суши планеты состояло в том, что континенты начали соединяться. Это создало еще более непрерывное пространство в океанах для развития и диверсификации морской жизни. Животные могли плавать и питаться близко к поверхности, чего не происходило ранее в истории жизни на Земле.

В силуре распространилось много разных видов бесчелюстных рыб и даже появились первые лучепёрые рыбы. В то время как наземная жизнь все еще отсутствовала (за исключением одиночных клеточных бактерий), разнообразие видов начало восстанавливаться. Уровни кислорода в атмосфере были почти такими же как и сегодня, поэтому к концу силурийского периода на континентах были замечены некоторые виды сосудистых растений, а также первые членистоногие животные.

Флора и фауна

На суше от риниофитов произошли плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные и голосеменные растения, многие из которых были представлены древесными формами (например археоптерисы). Растения по всей Земле были одинаковыми, не было географической дифференциации.

Появились первые наземные позвоночные. Палеонтологи предполагают, что лёгкие, которыми дышат наземные существа, первоначально возникли у обитающих в болотах рыб. От таких — кистеперых — рыб возникли земноводные. Одни из первых земноводных — ихтиостеги, акантостеги — обладали множеством рыбьих признаков, но имели вполне сформированные конечности. Они были тесно связаны с водой, может быть даже теснее, чем современные лягушки.

Распространяются появившиеся еще в силурийский период многоножки, появляются пауки, клещи, насекомые — жизнь осваивала сушу.

В морях в девонском периоде тоже происходили перемены. Появились первые аммониты — головоногие моллюски со спирально закрученными раковинами, которых ещё ждал расцвет в мезозое. Донные хищники ракоскорпионы — эвриптероидеи достигают 1,5—2 метров в длину. Трилобиты начинают вымирать, судя по всему, им стало сложно жить при таком изобилии хищников.

Девон часто называют «веком рыб». Действительно, бесчелюстные и челюстноротые заселяют практически все морские и пресноводные бассейны и достигают большого разнообразия.

В середине периода существенно повышается разнообразие растений. Среди распространённых во второй половине девона групп — древовидные плаунообразные, первые хвощёвые, прапапоротники, прогимноспермы и первые голосеменные. Появился почвенный покров.

В конце периода происходит массовое вымирание животных.

Девонский период

Девонский период часто называют «веком рыб». Самые разнообразные формы жизни изобиловали в реках, внутренних морях и пресноводных озерах. Период был назван в честь графства, которое расположено в южно-западной части Англии. Именно на этом участке были образованы новые геологические породы. Предполагается, что именно здесь появились первые скалы. За 10 миллионов лет до окончания периода на Земле произошла глобальная палеогеографическая реформа.

Девонский период продолжался с 417 до 354 млн. лет назад. В этом периоде окончательно закрылся океан Япетус, Северная Америка и Гренландия (Лаврентия) столкнулись с южной частью Британских островов (Авалония) и Скандинавией (Балтика), образовав единый континентальный массив. От Скандинавии через Британию к Ньюфаундленду и Канаде протянулся центральный горный пояс. А суперконтинент Гондвана смещался от Южного полюса к северу. В девонском периоде климат на Земле оставался теплым. Образование новых массивов суши привело к появлению обширных сухих внутриконтинентальных равнин, которые превратились в огромные пустыни. Могучие реки пересекали континенты, впадая во внутренние моря и озера. В них нашла себе приют первая многочисленная пресноводная фауна. В середине девонского периода полярные ледовые шапки начали таять, уровень моря поднялся, позволив коралловым рифам вырасти у берегов Лаврентии и Австралии.

В процессе эволюции животного мира одно и то же приспособление часто «изобреталось» несколько раз. Так и случилось в девонский период с группой рыб, известных под именем плакодермы. У плакодерм были мощные челюсти — похожие на лезвия пластины с зубообразными выступами. Но поскольку плакодермы не были прямыми потомками первых челюстных рыб, большинство специалистов полагает, что это ценное приспособление развилось у разных рыб самостоятельно. Наряду с челюстями, у этих рыб было два жестких щитка — один покрывал голову, а другой переднюю часть туловища. Щитки соединялись парой «петель», позволявших надголовному щитку приподниматься тогда, когда рыба кусала добычу.

Некоторые плакодермы жили на морском дне, где питались моллюсками и другими раковинными животными, но к концу девона часть из них стала охотиться в открытом море. Здесь они были самыми крупными хищными рыбами. Один из видов — дунклеостеус — достигал почти 4 метров в длину и мог своими ротовыми пластинами перекусить пополам любую другую рыбу.

Дунклеостеус. Фото: Ryan Somma

Гигантская панцирная рыба дунклеостеус приближается к кладоселахии — первобытной акуле. У дунклеостеуса зубные пластины не менялись в течение жизни, а у кладоселахии, как и у сегодняшних акул, на внутреннем крае челюстей не переставая росли дюжины треугольных зубов. Обе эти первобытные рыбы плавали за счёт волнообразных движений хвоста; их плавники были жесткими и стабилизировали её положение в воде, помогая придерживаться избранного курса. В девонский период плакодермы делили моря с несколькими другими группами челюстных и бесчелюстных рыб. Существовали виды бесчелюстных с причудливо бронированными телами, но были и небронированные виды, которые во многом походили на современных. Беспанцирные рыбы делились на две группы: у одних скелет состоял из хрящей, а у других — из настоящих костей.

Хрящевые рыбы были предками современных акул и скатов. Их тела покрывали маленькие грубые чешуйки, называемые кожными зубчиками, а в их пастях те же самые зубчики увеличились и преобразовались в бесконечный ряд острых зубов. С самого начала своего существования многие из этих рыб напоминали современных акул, и к концу девона представители одной из групп, кладоселахии, уже вырастали до двух метров. Костные рыбы были обычно маленькими, и покрывавшие их чешуйки становились всё тоньше и легче.

Эволюция рыб

Большинство примитивных костных рыб заглатывали воздух на поверхности воды. Тонкие кровеносные сосуды, обрамлявшие их горло, поглощали кислород непосредственнее из воздуха. Со временем у первых костных рыб развились легкие, которые могли наполняться воздухом, и появились ноздри, через которые они этот воздух вдыхали. В дальнейшем v большинства групп костных рыб легкие преобразовались в плавательный пузырь, однако для многих обитателей болот они оставались бесценными именно в качестве кислородного резервуара.

В девонский период дотоле безжизненная суша постепенно покрывалась ковром зеленой растительности, наползавшей на нее со стороны моря. В начале девона суша являла собой совокупность голых бесплодных материков, окаймленных теплыми мелкими морями и болотами, а ближе к концу обширные области се уже поросли густыми девственными лесами. Они произрастали в болотистой местности у края небольшого озера. В те времена уже существовало несколько групп сосудистых растений. Наиболее распространены были рипии. Другая группа ранних растений дала начало плауновидным растениям, от которых произошли современные плауны. На протяжении девонского периода они становились все крупнее и многочисленнее, пока, наконец, не превратились в огромные деревья каменноугольных болот высотой до 38 м.

Постепенно участки суши вдоль берегов озер и водных артерий покрывались все более густыми зарослями растений. Там становилось все темнее и темнее. Растениям, чтобы получать больше света, приходилось тянуться кверху, обгоняя в росте соседей. Появилась необходимость в прочной опоре. Со временем растения начали вырабатывать древесную ткань, и возникли первые деревья.

От всей этой буйной растительности оставалась масса мертвой древесины и листьев, кучи которых могли бы быстро загромоздить все леса. Бесчисленные бактерии перерабатывали все отмершее. Так постепенно формировался первый почвенный слой.

В течение девонского периода растительный мир становился все сложнее и многообразнее. Появились первые папоротники, плауны и хвощи, и к середине девона многие растения начали понемногу отодвигаться от кромки воды. Тем не менее эти древние растения все еще нуждались в воде для оплодотворения. И только ближе к концу девонского периода на Земле появились первые семеноносные растения — семенные папоротники.

ГлавнаяУсловия жизниОрганический мирИспользуемые материалыВ

Леонид Тихомиров 2010

Наземные животные:

Позвоночные

Ихтиостега

Именно в девонский период произошло архетипическое эволюционное событие: адаптация лопастепёрой рыбы к жизни на суше. Два лучших кандидата в качестве самых ранних четвероногих — это Акантостега (Acanthostega) и Ихтиостега (Ichthyostega), которые сами развивались из более ранних, исключительно морских позвоночных, таких как Тиктаалик и Пандерихтис.

Удивительно, но многие из этих первых четвероногих имели семь или восемь пальцев на каждой из своих конечностей. Это означало, что они представляли собой «мертвые элементы» в эволюции, поскольку большинство наземных позвоночных, живущих сегодня на нашей планете имеют не более 5 пальцев на своих конечностях.

Беспозвоночные

Хотя четвероногие стали самым большим достижением девонского периода, они были не единственными наземными животными.

Девон славится множеством мелких членистоногих, червей, нелетающих насекомых и других беспозвоночных, которые воспользовались сложными наземными экосистемами растений, и начали развиваться в это время, чтобы постепенно распространиться внутрь континентов (хотя все еще не слишком далеко от водоемов).

жизнь

В течение девонского периода произошли значительные изменения в отношении живых существ, населявших планету. Самым важным из этих изменений было окончательное завоевание наземных мест обитания..

-флора

В предыдущий период, силурийцы, уже начали развивать мелкие сосудистые растения, например папоротники. В течение девонского периода эти маленькие папоротники приобрели большее развитие в различных аспектах, являясь наиболее представительными по своим размерам..

Точно так же и другие растительные формы появились на поверхности существующих континентов. Среди этих типов растений можно упомянуть ликоподиофиты и другие, которые не выжили и вымерли, такие как триметофиты и прогимнопермы..

В этот период стали появляться первые леса, благодаря тому, что растения смогли выработать устойчивые структуры, которые позволяли им удерживать высокие листья и ветви. Даже с помощью записей окаменелостей было установлено, что были деревья, которые достигли 30 метров в высоту.

Распространение растений в земной среде привело как прямое следствие к увеличению содержания кислорода в атмосфере, поскольку на этих растениях осуществлялся процесс фотосинтеза. Благодаря этому стало возможным разнообразить животных в наземных местообитаниях.

рыба

Одна из групп, которые пережили большую эволюцию, была рыба. Настолько, что этот период называется «Эпоха рыб». Среди групп рыб, возникших в этот период, можно упомянуть:

sarcopterigios: Как и все рыбы, они принадлежат к группе позвоночных. У них также есть отличительная черта — наличие челюсти. Те из этого периода имели лопастные плавники и пары. Точно так же чешуйки были в основном листами кости, покрытыми кератином. Хотя большинство видов в этой группе вымерли, диплоиды и celacanthus до сих пор сохраняются..

actinopterygian: это так называемая костная рыба. Они состоят в основном из кости и очень мало хряща. Благодаря найденным окаменелостям известно, что их чешуя не была наложена и имела асимметричные хвосты. Им удалось выжить в неблагоприятных условиях различных геологических эпох планеты, и в настоящее время они охватывают большинство существующих рыб.

остракодермы: несмотря на то, что они вымерли, они имели честь считаться первыми известными позвоночными. Они были охарактеризованы, потому что их тело было покрыто чешуей и своего рода костяной раковиной У них тоже не было челюстей. Некоторые образцы могут достигать 60 см в длину.

акулообразных: Это группа, к которой принадлежат акулы. Были некоторые виды небольших размеров

Было найдено несколько окаменелостей этих рыб, но эксперты предполагают, что они были важной частью пищевой цепи в море..

рифы

На дне морей процветали рифы, состоящие из губок, кораллов и некоторых видов водорослей. Появились кремнеземные губки. Там были большие коралловые рифы, некоторые из которых со временем исчезли.

артроподы

Первыми представителями животного царства, которые начали колонизировать земную среду обитания, были членистоногие. Среди членистоногих, которых можно встретить в земной среде, можно упомянуть многоножек, клещей, пауков и скорпионов..

Кроме того, в морях были также представители членистоногих типа, которые также испытали большую диверсификацию и массовость. Они даже разработали систему воздушного дыхания

моллюски

В течение девонского периода группа моллюсков также испытала большую диверсификацию. Изменением в этот период стало то, что некоторые экземпляры начали проникать в пресноводные места обитания. Примером этого были Lamelibranchs, похожие на нынешних мидий.

Наземные позвоночные

Считается, что первыми позвоночными, появившимися в земной среде, были земноводные, которые, хотя и должны были жить рядом с водоемами, могли существовать на суше. Они сделали это в конце девона.

Также существуют гипотезы, которые предполагают, что некоторые рыбы покидали морскую среду, чтобы проникнуть в земную среду и колонизировать ее. Конечно, для этого им пришлось развиваться и развивать определенные структуры для адаптации.

Последствия событий вымирания

Вымирания сопровождались широко распространенной океанической аноксией, то есть недостатком кислорода, что препятствовало гниению организмов, и предрасполагало к сохранению и накоплению органической материи. Данный эффект, в комбинации со способностью губчатых рифовых камней удерживать нефть, позволило девонским отложениям быть важным источником нефти, особенно на территории США.

Биологический удар

Артродиры

Девонский кризис в первую очередь затронул морские экосистемы, и повлиял на мелководные теплолюбивые организмы значительно сильнее, чем на организмы, предпочитавшие холодную воду

Наиболее важной группой, затронутой вымиранием, были рифообразующие организмы великих девонских рифовых систем, включая строматопороидеи, ругозы и пластинчатые кораллы (англ.)русск.. Рифы позднего девона доминировали над губками и известковыми бактериями, производя структуры, похожие на те, что производят онколиты (oncolites) и строматолиты

Коллапс рифовой системы был столь резким и сильным, что основные рифообразующие организмы (представленные новыми группами концентрирующих карбонат организмов, современные склерактиниевые или «каменные» кораллы) не восстанавливались до мезозойской эры.

Трилобит Kolihapeltis sp., девонский период, Марокко.

Кроме того, вымирание очень сильно затронуло следующие группы: плеченогие (брахиоподы), трилобиты, аммониты, конодонты и акритархи, а также бесчелюстных рыб и всех панцирных рыб. При этом многие пресноводные виды, включая наших четвероногих предков, и наземные растения остались относительно невредимыми.

Выживающие во время вымирания классы демонстрируют морфологические эволюционные тенденции, имевшие место на протяжении события вымирания. На пике развития события Келлвассера у трилобитов возникают более маленькие глаза, хотя впоследствии снова наблюдается их увеличение

Это предполагает, что зрение во время события вымирания стало менее важно, возможно, из-за роста глубины обитания или мутности воды. К тому же размеры усовидных отростков на головах трилобитов тоже увеличивались во время этого периода, как размер, так и длина.

Считается, что эти отростки служили для дыхания, и что именно возрастающая аноксия (обеднение вод кислородом) привела к увеличению их площади.

Форма ротового аппарата конодонтов варьировалась при различном уровне изотопа δ₁₈O и, следовательно, температуры морской воды. Это может быть связано с занятием ими различных трофических уровней, как результат изменения основной диеты.

Как и в случае других вымираний, специализированные классы, занимавшие узкие экологические ниши, пострадали значительно сильнее, чем универсалы.

Абсолютное значение события

Позднедевонское падение биоразнообразия было более сокрушительно, чем схожее вымирание, венчавшее окончание мелового периода (мел-палеогеновое вымирание). Исследование (McGhee 1996) оценивает, что 22 процента всех семейств морских животных (в основном беспозвоночные) вымерли. Стоит учитывать, что семейство — это очень большая таксономическая категория, и что потеря такого большого количества существ означает полный разгром разнообразия экосистем. В меньшем масштабе потери ещё ощутимее, и составляют 57 % родов и, по меньшей мере, 75 % видов, не перешедших в каменноугольный период

Последние оценки нужно воспринимать с определённой степенью осторожности, так как оценки количества потерь видов зависят от широты исследования девонских морских классов, часть которых, возможно, не известна. Таким образом, пока ещё сложно в полной мере оценить эффект произошедшего в течение девона события.

Окаменелости – индикаторы эпохи

Палеонтология – наука о растительности, животном мире, геологии прошлых периодов. Извлеченные из слоев породы своего времени останки служат индикатором своей эпохи. Составить правильное представление о климате, условиях существования организмов, об их эволюции и приспособлении к природной среде, которая постоянно менялась под действием катаклизмов, помогают ископаемые окаменелости. Девонский период — это время первых папоротников, первых наземных животных, споровых растений, двустворчатых моллюсков, трилобитов, рыб, кораллов, первых земных насекомых и земноводных.

Предки земноводных

Все предпосылки к переходу жителей водоемов на сушу подготовил именно девонский период. Характеристика новых видов морских хищников, как и активное развитие кистеперых двудышащих рыб, тому подтверждение. Внушительный житель девона – ракоскорпион, предок современных скорпионов. Эти хищники имели длинное туловище, которое заканчивалось хвостом с длинным шипом, конечности в форме весла – для плавания, и ноги, для набегов на берег, где можно было поохотиться за мелкими насекомыми. Предполагают, что эти твари носили на спинах раковины в форме спирали, которые служили для них жабрами. Конец периода девона – время появления первых земноводных, которых назвали стегоцефалы.

Стегоцефалы – это некий сборный тип от земноводных, пресмыкающихся и рыб. Внешне они напоминали современных ящериц или саламандр, но с твердым панцирем. Размеры первых земноводных весьма разнообразны – от небольших, в несколько сантиметров, до огромных четырехметровых особей.

Морская жизнь

Плакеодерм

В девонском периоде отмечалось возникновение плакодерм, доисторических рыб, характеризующихся наличием прочных пластин (некоторые плакодермы, такие как огромный Дунклеостей, достигали веса в три или четыре тонны). В это время также появились относительно новые представители лучепёрых рыб, самые густонаселенные семейства рыб на Земле сегодня. Относительно небольшие акулы, такие как причудливые Стетеканты, стали все более распространенными представителями морской жизни в девонских морях. Беспозвоночные, как губки и кораллы, продолжали процветать, но количество трилобитов значительно сократилось, и только гигантские эвриптериды (беспозвоночные морские скорпионы) успешно конкурировали с позвоночными акулами за добычу.

Ордовикский период

Второй период палеозойской эры длился около 41 млн лет и все больше диверсифицировал водную жизнь. Крупные хищники, похожие на моллюсков, охотились на мелких животных на дне океана. Во время ордовика произошло много изменений окружающей среды. Ледники начали перемещаться на континенты, а уровни океана значительно снизились. Сочетание изменения температуры и потери океанской воды привело к массовому вымиранию, которое ознаменовало конец периода. Около 75% всех живых существ в то время вымерли.

В ор­до­ви­ке зна­чи­тель­но воз­рос­ло чис­ло ор­га­низ­мов с кар­бо­нат­ным ске­ле­том, спо­соб­ных фор­ми­ро­вать ри­фо­вые по­строй­ки. Поя­ви­лись че­ты­рёх­лу­че­вые ко­рал­лы, стро­ма­то­по­ра­ты (дон­ные ко­ло­ни­аль­ные ор­га­низ­мы), ло­па­то­но­гие мол­лю­ски, мшан­ки, иг­ло­ко­жие (мор­ские ли­лии, мор­ские ежи, мор­ские звёз­ды, офиу­ры, мор­ские пу­зы­ри), кры­ло­жа­бер­ные, пар­но­ноз­д­рё­вые бес­че­лю­ст­ные (те­ло­дон­ты), древ­ней­шие че­лю­ст­но­ро­тые (при­ми­тив­ные хря­ще­вые ры­бы). Бы­ли раз­но­об­раз­ны та­бу­ля­ты, три­ло­би­ты, эв­рип­те­ри­ды, дву­створ­ча­тые, брю­хо­но­гие и го­ло­во­но­гие мол­лю­ски, зам­ко­вые бра­хио­по­ды, грап­то­ли­ты.

Силурийский период

После массового вымирания в конце ордовикского периода, разнообразие жизни на Земле должно было вернуться назад. Одно из основных изменений в планировке суши планеты состояло в том, что континенты начали соединяться. Это создало еще более непрерывное пространство в океанах для развития и диверсификации морской жизни. Животные могли плавать и питаться близко к поверхности, чего не происходило ранее в истории жизни на Земле.

В силуре распространилось много разных видов бесчелюстных рыб и даже появились первые лучепёрые рыбы. В то время как наземная жизнь все еще отсутствовала (за исключением одиночных клеточных бактерий), разнообразие видов начало восстанавливаться. Уровни кислорода в атмосфере были почти такими же как и сегодня, поэтому к концу силурийского периода на континентах были замечены первые членистоногие животные.

В конце силура появились первые сосудистые растения — плауны и их родственники. Плауны, живые посланцы палеозойской эры, процветают на Земле до сих пор. Первые сосудистые растения были небольших (до 10 см) размеров, как и их мохоподобные предки. Вначале они также селились недалеко от водоемов. Однако прошло не так много времени — и из древовидных плаунов, хвощей и папоротников сформировались целые леса.

Вместе с сосудистыми растениями жизнь стала проникать во все уголки Земли.

Направленным вверх стволам отныне не были страшны песчаные заносы, которые вызывал ветер. Биохимия растений становилась сложнее, и на свет появился абсолютно новый тип ткани — древесина.

Ее возникновение в свою очередь привело к появлению новых живых существ, которые уже могли специализироваться на расщеплении новой трудноразложимой ткани растений. В природе эта роль закрепилась за грибами.

С появлением массивных деревьев обострилась проблема их прикрепления к земле: ризоидов для тяжеловесного ствола уже было явно недостаточно. Так у сосудистых растений появилась развитая корневая система. Корни скрепляли пески, а их отмиравшие останки смешивались с неорганическими частицами, образуя почвы. До палеозойской эры на суше не было ничего, похожего на привычную нам почву, — только камни и пески.