Надо Знать

добавить знаний



Кембрийский период



План:


Введение

Кембрийский период, Кембрий ( рус. кембрийская система (период), Кембрий , англ. Cambrian System , нем. Kambrium n - Первая система палеозойской эратемы, в стратиграфической шкале следует за рифею ( вендов) и предшествует ордовикский системе (периоду). Пришло 542 ? 0.3 млн. лет назад, закончился 488.3 ? 1.7 млн. лет назад. Отложения кембрийского периода есть на всех континентах.

В кембрии преобладали процессы опускания, которые вызвали интенсивное осадонакопичення в геосинклинальных поясах (Атлантический, Урало-Монгольский и проч.), И на древних платформах.


1. Полезные ископаемые

Среди отложений преобладают карбонатные ( известняки и доломит). В отложениях верхнего кембрия установлены лагунные красноцветные отложения. На к.к. по сравнению с проч. системами кембрийские отложения относительно бедны. В кембрии сформировались первые крупные промышленные месторождения фосфоритов ( Казахстан, Китай, Монголия). Известны месторождения нефти (Иркутский амфитеатр, Прибалтика, Хасси-Месауд в Алжире). Промышленное значение имеют месторождения каменной соли на Сибирской платформе, в США, Пакистане, Индии. Известны месторождения колчеданно-полиметаллических руд ( Сибирь), свинца - в Северной Африке, марганца - в Кузнецком Алатау, бокситов (Восточная Сибирь).


2. Органический мир

Кембрий - время возникновения и расцвета трилобитов. Они представляют собой древнюю группу членистоногих животных, ближе всего стоят к ракообразных. Все известные представители класса трилобитов были морскими животными.

В начале этого периода возникли организмы, обладавшие минеральными скелетами. Появились все типы животных, известные в настоящее время, за исключением мшанок. Долгое время "взрывная" появление жизни в кембрийский период ставила в тупик ученых. Относительно недавно была открыта так называемая едиакарська фауна, а также менее известные хайнанська фауна и фауна Доушаньто, связанные с едиакарським периодом позднего протерозоя - древние, но без скелетных образований и поэтому долгое время скрыты от палеонтологов. Очевидно, многоклеточное жизнь возникла не в кембрии, а существенно раньше, а в кембрии организмы ?научились? строить минеральные скелеты, которые имеют гораздо больше шансов окаменеть и сохраниться в толщах пород, чем мягкие тела животных.

В основном кембрийская биота поселилась в морских бассейнах. Существовало большое количество трилобитов, гастропод, брахиопод, одновременно существовали и животные, которых трудно отнести к какой-либо известной группы. Также были также виды, принадлежащие к существующим сейчас типов, однако современные совсем не похожи внешне. Рифообразующих организмами были археоциаты, существовавшие только в кембрии, и водоросли, выделяющие известняк. Судя по всему, в кембрии возникли первые наземные беспозвоночные - черви и многоножки. Также в этот период появились водоросли, коралловые полипы, губки, головоногие моллюски и членистоногие.


От 570 до 500 млн. лет назад. Кембрийский период начался примерно 570 млн. лет назад, а возможно и несколько раньше, и продолжался 70 млн. лет. Начало этому периоду положил поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке. Граница между докембрия и кембрия проходит по горным породам, в которых внезапно появляется удивительное разнообразие окаменелостей животных с минеральными скелетами - результат "кембрийского взрыва" жизненных форм. Никто точно не знает, как выглядела карта мира в кембрийскую эпоху, ясно лишь, что она сильно отличалась от сегодняшней. Поперек экватора раскинулся огромный материк Гондвана, включавший в себя части современных Африки, Южной Америки, Южной Европы, Ближнего Востока, Индии, Австралии и Антарктиды. Кроме Гондваны, на земном шаре было еще четыре материка, расположившихся на месте нынешних Европы, Сибири, Китая и Северной Америки (но в совокупности с северо-западной Британией, западной Норвегией и частями Сибири). Северо-Американский материк того времени известный под названием Лаврентия.


3. Климат

В эту эпоху климат на Земле был теплее, чем в наши дни. Тропические побережья материков окаймляли гигантские рифы из строматолитов, во многом напоминали коралловые рифы современных тропических вод. О том эти рифы понемногу уменьшались в размерах, поскольку многоклеточные животные, бурно развивались, активно их поедали. На суше в те времена не было ни растительности, ни почвенного слоя, поэтому вода и ветер разрушали ее гораздо быстрее, чем сейчас. В результате в море смывалась большое количество осадков.

4. Загадка скелетов

Животные, пока у них еще не сформировались твердые скелеты, очень редко сохранялись в виде окаменелостей. Соответственно и сведений о них до нас дошло крайне мало. Но почему же у такого количества животных скелеты развились именно теперь, а не когда-то, в докембрии? Создается впечатление, что для того, чтобы в организме животного откладывались минералы, необходимые для формирования скелета, требуется определенное количество кислорода. Возможно, концентрация кислорода в атмосфере стала достаточной для этого только в раннем кембрии. Первые скелеты состояли в основном из карбоната кальция. Новые хищники поедали древние строматолитов рифы, а те, при разрушении, выбрасывали в воду океанов все больше и больше кальция, пригодного для формирования скелетов и раковин. Ракушки и панцири не только служили надежной опорой организму животных, но и защищали их от хищников, появившихся вокруг в изобилии. Более жесткие скелеты позволяли животным перейти к новому образу жизни: они смогли подниматься над донным илом, а стало быть, и быстрее передвигаться по морскому дну. Как только у животных развились членистые конечности, им стали доступны самые разнообразные способы передвижения, в том числе ходьба и плавание. Щетинистые конечности подходили также для фильтрации пищи из морской воды, а членистые ротовые органы открывали новые возможности для захвата добычи. Животный мир бургеських сланцев.


5. "Кембрийский взрыв"

Кембрийский эволюционный взрыв - одна из величайших загадок в истории развития жизни на Земле. Понадобилось 2,5 млрд. лет, чтобы простейшие клетки развились в более сложные эукариотни клетки, и еще 700 млн. лет для возникновения первых многоклеточных организмов. А потом, всего за 100 млн. лет, мир оказался заселен неймовирнитнимы многоклеточными животными. С тех пор за более чем 500 млн. лет на Земле не появилось ни одного нового типа (принципиально иного строения тела) животных. В кембрийский период на Земле существовали громадные области, занятые континентальным шельфом, или материковыми отмелями. Здесь создались идеальные условия для жизни: дно, покрытое слоем мягкого ила, и теплая вода. К этому времени в атмосфере образовалось много кислорода, хотя он и был меньше, чем сегодня. Развитие твердых покровов привело к появлению новых жизненных форм, таких, как членистоногие, артроподов. Животным понадобились новые способы защиты от новых высокоорганизованных хищников. Улучшились средства их защиты - и уже хищникам пришлось вырабатывать новые методы охоты, чтобы преодолеть сопротивление жертвы. В течение кембрийского периода уровень моря неоднократно повышался и понижался. При этом некоторые популяции вымирали, а места их проживания занимали другие животные, которым, в свою очередь, приходилось приспосабливаться к новым условиям жизни. Впоследствии животные кембрия осваивали все новые, более и более специализированные способы питания. Животный мир становился разнообразнее, и все больше видов животных могло существовать бок о бок, не претендуя на пищевые ресурсы соседей. Никогда больше на нашей планете не будет такого количества незанятых экологических ниш и столь слабой конкуренции между видами - другими словами, настолько неограниченных возможностей для экспериментирования со стороны природы. Бургесськи глинистые сланцы. В 1909 г. американский палеонтолог Чарльз Дулиттл Уолкотт сделал одно из "открытий века". В Канадских Скалистых горах, на высоте около 2400 м, он нашел небольшую линзу глинистого сланца с огромным количеством очень странных окаменелостей мягкотелых животных, многие из которых отлично сохранились. Они жили в раннем кембрии на илистом мелководье по соседству с большим рифом. Очевидно, часть илистого берега обвалилась и увлекла за собой этих животных в глубокую донную впадину, прихватив по пути кое-кого из тех, кто жил в водной толще над рифом; все они оказались быстро погребены под толстым слоем ила. Ученые полагают, что бургесськи сланцы сформировались на заре кембрийского периода. В них встречаются самые разнообразные виды животных, отсутствуют в более древних породах. Тут и артроподов, которые ползали в иле, поедая детрит (органические останки), и их родственники - активные пловцы и добытчики корма фильтрованием воды. Некоторые членистоногие, плавающих например сиднейи, возможно, были хищниками. Другие животные жили либо на иле, или в его толще. Среди них можно выделить многочисленные разновидности губок, на длинных отростках некоторых из них селились брахиоподы (плеченогих), чтобы фильтровать воду. Странная коллекция древних животных. Исследуя бургесськи глинистые сланцы, Уолкотт установил в них около 70 родов и 130 видов различных животных. Многим из них он присвоил названия, взятые из местных наречий североамериканских индейцев. Так, "виваксия" означает "ветреный" - очень подходящее определение для этой местности, а "одарая" происходит от слова "одарай", что значит "конусообразный". Сами животные оказались не менее странными, чем их названия. Некоторых из них еще можно отнести к какой-либо современной группы животных, однако большинство не имеют ничего общего ни с какой другой известной нам существом, вымершая или сейчас живуча. Скажем, в гошуцшенш, крайне необычного существа, были цебулевоподибна голова и ряд шипов, проходящих вдоль спины. Опабиния имела пять глаз - четыре из них на стебельках - и длинное гибкое рыльце, которым она, как видно, высасывала из морского дна детрит. Кончик рыльца опабинии раздваивался и был увенчан странными отростками. Может быть, она использовала его как своего рода клешни для захватывания пищи? Или отростки просто заталкивали пищу обратно в рот, когда она оттуда вываливалась? Некоторые животные, похоже, имели черты, присущие сразу нескольким современным типам. Одонтогрифус, например, происходил па плоского сегментированного червя, но вокруг его рта росли усики, как у членистоногих, и множество крошечных зубов. В нектокариса голова и верхняя часть туловища были как у ракообразных, а нижняя часть туловища и хвост - как у позвоночных животных.


6. Эксперименты природы

Создается такое впечатление, что в ходе "эволюционного взрыва" кембрийского периода природа не намеренно экспериментировала с огромным количеством самых разных жизненных форм. Правда, в итоге лишь далеко не все из них дожили до наших дней. В течение кембрия возникло множество странных типов и "проектов" строения животных, давно исчезли с лица нашей планеты. Были в то время и многие хорошо знакомые нам группы животных. По сути, до конца кембрийского периода появились все нынешние типы твердотельных животных, за исключением лишь одного. Так почему же с тех пор эволюция не породила новые типы животных? Может, в их генетической структуре произошли какие-то изменения и они утратили способность к столь быстрой трансформации? Или большое разнообразие видов создала сильную межвидовой конкуренции, что оставляет слишком мало возможностей для экспериментаторства? Несомненно одно: в наши дни любую экологическую нишу, моментально заполняют уже существующие животные, отлично приспособлены к данной среде обитания. Жизнь в кембрийских морях. Эволюционный взрыв раннего кембрия породил на свет множество разнообразных существ. Важнейшие из них - трилобиты, членистоногие животные, во многом похожие на современных мечехвостов. Их тела были покрыты щитообразными панцирями. Большинство ранних трилобитов жили на морском дне, однако некоторые плавали в воде над поверхностью дна и, вполне возможно, охотились на своих сородичей, живших в иле. В морской воде жило и множество других организмов. Они образовывали пищевую цепь (последовательность живых существ, служивших пищей друг другу), в основе которого находились миллионы водорослей, плавающих и микроскопических животных. Некоторые из них, например фораминиферы и примитивные креветки, появившиеся еще в докембрии, постепенно выработали твердые покровы. Морские волны переносили с места на место медуз и родственных им животных, а к концу кембрийского периода в морях появились и весьма высокоорганизованные хищники - такие, как головоногие моллюски (похожие на современных осьминогов и кальмаров) или примитивные панцирные рыбы. У донному мулі копошилися численні хробаки, що харчувалися падлом, примітивні молюски, схожі на сучасних блюдечок і морських равликів, а також брахіоподи - тварини з двостулковими мушлями, щось начебто двостулкових молюсків на стеблинці, що витягають їжу з навколишньої води. Над морським дном колихалися цілі ліси морських пер, що ретельно фільтрують воду, а в тихих водах жили тендітні склоподібні губки. До кінця періоду з'явилася безліч різних голкошкірих, у тому числі морські == Зірки і морські їжаки == Зміни на рифах. Хижаки ретельно руйнували древні докембрійські строматолітові рифи, однак за роботу вже взялися нові невтомні виробники вапняку. Це були археоціати, примітивні губкоподібні організми, що, однак, швидко поширилися по усім світі й еволюціонували в безліч різних видів. Археоціати, у свою чергу, раптово прийшли в занепад і цілком вимерли в середині кембрію, але на той час у морях з'явилися перші корали - правда, вони ще не почали будувати рифи. Кінець кембрію ознаменувався новою льодовиковою епохою. Рівень моря різко понизився. Це привело до знищення багатьох природних зон і, відповідно, вимирання багатьох видів тварин. Викопна хордова тварина. В них були хвостовий плавець з V-подібними групами м'язів і якась структура, що нагадує ротову частину безщелепної риби, із зубами з дентину й емалі, як у хребетних. До кінця періоду виникли і перші хребетні, так названі птераспідні риби. Крім усього іншого, у кембрії з'явилися перші хордові тварини, представники тієї самої групи, еволюція якої в остаточному підсумку привела до виникнення на Землі Людини. Усі хордові на якомусь етапі свого розвитку мають зяброві щілини і чітко відділену нервову трубку, що йде вздовж спини, по обі сторони якої розташовуються парні групи м'язів. Надалі навколо нервової трубки утвориться кістковий хребет або хребет, від чого вищі хордові одержали назву хребетних тварин. Частина такого хребта, що тягнеться за анальним отвором тварини, називається хвостом. Хордові також мають тверду хрящову струну (хорду), що проходить вздовж спини тварини на визначеному етапі його життєвого циклу. Хорда і донині є присутньою у зародків хребетних, включаючи людей. У кембрії приблизно існували три групи ранніх хордових. В усіх них була рибоподібна форма, а спинна нервова трубка переходила в довгий хвіст, що приводиться в рух V-подібними групами м'язів. Прямо за головою розташовувалися зяброві щілини. Схожі тварини живуть на Землі й у наші дні - що нагадують пуголовки, личинки асцидій і дорослі ланцетники. Першим кандидатом у предки всіх хордових можна вважати маленьку рибоподібну тварину пікайю з бургесських глинистих сланців. Зовні вона походило на ланцетника, з довгою твердою смугою вздовж усього тіла й окремих сегментів, що схожі на групи м'язів.


7. Трилобіти великі і жахливі

Трилобіти були справжніми господарями кембрійських морів. Вони заривалися в товщу опадів, плазували по морському дну, борознили темні океанські глибини і плавали у верхніх шарах морів, пронизаних сонячним світлом. Багато хто з них поїдали останки мертвих тварин і детрит, що накопичувався в донних опадах, однак зустрічалися серед них і активні хижаки. Деякі трилобіти, можливо, полювали навіть на своїх родичів, що жили у відкладеннях морського мулу. Найбільші з трилобітів мали довжину понад 70 см, а самі маленькі не досягали і сантиметра.


7.1. Різновидності трилобітів

Трилобиты внешне походили на современных "королевских крабов" (мечехвостов) - их дальних родственников. Само название "трилобиты" означает "трехчленные": их панцирь состоял из трех секций - центральной или осевой, и двух сплюснутых боковых по обеим ее сторонам. Большинство трилобитов имело щитовидный головной отдел, гибкий торакс (среднюю часть) из сочлененных сегментов и плоский хвост, зачастую вытянутый в длинный хвостовой шип. Встречаются ископаемые трилобиты, что свернулись в клубок, подобно мокрица - возможно, так они защищались от врагов. На каждом сегменте туловища трилобита было по паре конечностей. Те из них, которые располагались у рта, служили усиками, которыми они щупалец. На других конечностях крепились перистые жабры для дыхания, плавательные пластинки или ножки для ходьбы и специальные отростки, с помощью которых пища передавалась вдоль тела до ротового отверстия. Панцирь часто был покрыт бороздами и выпуклостями, разбивали его на части. У некоторых трилобитов панцири испещрены крохотными дырочками - возможно, в тех местах, где когда-то росли волоски, служившие органами осязания или вкуса. Обломки прошлого. Подобно другим членистоногим, у трилобитов был твердый наружный покров, который им периодически приходилось сбрасывать (как при линьке), чтобы расти. Сброшенные трилобитами покровы отлично сохраняются в ископаемом виде. Однако, чтобы "линять" было легче, в их панцирях имелись слабые линии, или швы. Погребенные под слоем осадков панцири трилобитов, как правило, раскалывались по этим линиям, так что в целом виде их находят крайне редко. Расследуя "дело трилобитов". Как же мы узнаем об образе жизни трилобитов? Скажем, остатки их ротовых частей и передних ножек позволяют кое-что узнать о том, как они питались. И все же - проглатывали они осадки вместе с питательными веществами, которые содержались в них, или поедали детрит непосредственно с морского дна? И как они передвигались? Свою добычу хищные трилобиты преследовали или подстерегали в засаде? Ответы на некоторые из этих вопросов можно получить, изучая окаменевшие отпечатки - следы, оставленные трилобитами при передвижении по дну. Пробирая сквозь толщу ила, они оставляли за собой след, похожий на "елку". А когда трилобиты отдыхали, в породе оставались отметины, напоминающие следы от копыт. Первые глаза на Земле? Трилобиты были первыми из известных нам животных с высокоразвитым зрением. Возможно, зрение помогал им вовремя замечать опасных хищников. Подобно глазам современных насекомых и ракообразных, глаза трилобитов были сложными и состояли из скоплений крохотных линз. Линзы эти оказались достаточно прочными, чтобы сохраниться в ископаемом виде. Размеры и формы глаз трилобитов чрезвычайно многообразны. Были и совсем слепые трилобиты - возможно, потому, что жили они в толще донных отложений или на больших глубинах, где мало света. В одних трилобитов были панорамные глаза, давали широкий обзор. В других глаза располагались по бокам головы. В третьих они были размещены у самой верхушки или даже торчали на стебельках, так что животные, вероятно, могли почти целиком зарываться в ил, но при этом внимательно следить за возможной угрозой или добычей. Трилобиты, которые вели активный образ жизни имели выпученные глаза в передней части головы. Поля зрения обоих глаз у них перекрещивались, что позволяло животному точнее определять расстояние до объекта и рассчитывать свою скорость. Трилобиты, плавающих обзавелись широкими и плоскими хвостовыми щитами. У таких видов были легкие панцири и множество отростков, которые увеличивали поверхность тела животного - это помогало ему держаться на плаву. Глубоководные виды трилобитов использовали отростки для того, чтобы подниматься над осадочным слоем, возможно, для извлечения частиц пищи из морской воды.


7.2. Вымирание трилобитов

Своего наивысшего расцвета трилобиты достигли в ордовикский период, однако к концу палеозойской эры, 225 млн. лет назад, они вполне вымерли. Бурно эволюционировали моллюски и рыбы научились расправляться с ними, несмотря на их панцири. К тому же они успешно конкурировали с трилобитами за пищевые ресурсы. Закованные в "броню". Некоторые трилобиты могли сворачиваться таким образом, чтобы их крепкая "броня" полностью прикрывала более уязвимую брюшную полость.

Литература


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам