История Земли - Ричард Флинт

Класс Mammalia (Млекопитающие - теплокровные животные, вскармливающие детенышей молоком)

Таблица 3Б

Царство растений

Несосудистые растения:

Водоросли (простейшие, преимущественно водные растения)

Грибы и плесени

Мхи (простейшие наземные растения)

Сосудистые растения:

1. Примитивные сосудистые растения

2. Лепидодендроны, плауны

3. Хвощи

4. Папоротники и семенные растения

Папоротники

Голосеменные (семенные папоротники, цикадовые, гинкго, хвойные)

Покрытосеменные (Цветковые растения)

Мы допускаем, что в воде живет столько морских животных и растений, сколько может прокормиться при данных условиях. Те особи, которым не хватает пищи, или умирают, или переселяются. Мы должны также помнить, что пища состоит из имеющегося органического вещества, иначе говоря, источником питания живых организмов (Это справедливо для животных. - Прим. ред) могут служить только другие живущие здесь же организмы. При этом образуются длинные пищевые цепи.

Чтобы полностью использовать всю доступную пищу, организмы путем естественного отбора приспособились ко всем изменениям своего жизненного пространства, даже самым малым. Например, в прибрежной зоне различные виды живых существ населяют: 1) воды различной глубины; 2) различные виды дна - скальное, чистое песчаное, илистое; 3) участки, различающиеся по степени защищенности - открытый берег, подверженный действию прибоя, заливы с тихой водой и т. д.

Когда прибрежные воды окажутся таким образом полностью заполненными взаимосвязанными между собой организмами, любое изменение уровня моря относительно суши нарушает существующее неустойчивое равновесие и вызывает изменения в популяции. У берегов с пологим шельфом, как, например, восточный берег Северной Америки от Массачусетса до Флориды, на протяжении около 1600 километров понижение уровня только на 6,5 метра вызовет обсыхание полосы шириной 8-11 километров. Площадь этой зоны составит по крайней мере 13 тысяч км2. При том, что это пространство уже заселено почти до предела, такое изменение скажется на миллиардах больших и малых организмов. Многое будет зависеть от скорости отступания моря, но каким бы медленным оно ни было, в конце концов жизненное пространство будет уменьшено на 13 тысяч км2. "Лишние" обитатели дна, те, которые в меньшей степени способны приспосабливаться к новым неустойчивым условиям, или вымрут, или переселятся на новое место. Но если они переселятся, то они должны будут выдержать конкуренцию с коренными обитателями той территории, на которую они вторгнутся.

Такая конкуренция способствует процессу эволюции. Поэтому если последовательные изменения уровня моря у рассматриваемого нами побережья разделены достаточно большим промежутком времени - скажем, порядка миллиона лет, - то мы вправе ожидать, что при повышении уровня моря, создающем добавочные площади морского дна, которые могут быть заселены, среди организмов, которые их заселят, появятся новые виды, эволюционировавшие с тех пор, как их предки были вытеснены из этого района. Эти новые виды добавят новые черты к комплексам ископаемых, составляющих палеонтологическую летопись. Они, несомненно, окажут большую помощь ученым, которые будут решать проблему соотношения пластов.

Вспомнив главу третью, мы можем заключить, что изменения, подобные только что описанным, являются главной причиной того, почему определенные группы ископаемых приурочены к определенным пластам, что делает возможным сопоставление пластов в различных районах.

Вымирание. Ход процесса эволюции в течение фанерозоя сопровождался потерями - вымиранием видов, родов и даже более крупных групп. Одной из главных причин такого вымирания является, как мы видели, изменение площади морского дна, вызванное колебаниями уровня моря. Вероятно, причинами могли быть и изменения температуры и других климатических факторов, резкое изменение количества пищи, развитие особенно хорошо приспособленных хищников.

Часто выдвигается предположение, что основной причиной вымирания видов является изменение климата или других факторов природной среды, вызванное изменением магнитного поля Земли; однако до сих пор это предположение не доказано фактами. Хотя наш календарь обращений (рис. 20) охватывает только последние несколько миллионов лет, обращения установлены также и в мезозое и палеозое, а возможно, случались и раньше. Наибольшее количество вымфших групп обнаруживается в конце палеозоя и в конце мезозоя. Эти два промежутка времени отмечены сравнительно большой частотой магнитных обращений. Сейчас исследуется вопрос о связи этих двух видов событий.

Располагая некоторыми сведениями об ископаемых, мы можем теперь перейти к обзору организмов, населявших Землю в прошлом, чему до сих пор мы уделяли мало внимания. В следующей главе мы расскажем, как можно восстанавливать природные условия прошлого по данным об ископаемых остатках и пластах, в которых они найдены.

Литература

Beer bower J. R., 1960, Search tor the past: Prentice-Hall, Inc.. Englewood

Cliffs. N. J. Fenton C.L., Fenton M.A., 1958, The fossil book: Doubleday & Co., Inc.,

New York. Raup D. M., Stanley S. M., 1971. Principles of paleontology: W. H. Freeman & Co., San Francisco.

Rome r A. L., 1966, Vertebrate paleontology: University of Chicago Press.

Stirtоn R. A., 1959, Time, life, and man: John Wiley & Sons, New York.

Глава десятая. Природные условия далекого прошлого

Облик Северной Америки в наши дни

В главах первой и шестой мы уже говорили о поверхности вращающейся Земли. Сейчас мы снова рассмотрим ее, но уже не с точки зрения ее структуры или истории, а обращая внимание прежде всего на то, как выглядит сегодня поверхность континентов - равнины, горы, реки и многочисленные организмы, живущие непосредственно на поверхности Земли, над ней или под ней. Иначе мы могли бы сказать: "... и многочисленные организмы, приспособленные к условиям поверхности континента". Эта приспособленность явилась результатом воздействия условий среды на бесчисленные предшествовавшие данным организмам поколения. Если пренебречь частностями, то в течение последних 50 миллионов лет большая часть Северной Америки - с Аппалачскими горами на востоке, горной системой Кордильер на западе и широкой полосой низменностей и равнин, заключенной между ними и принадлежащей к бассейнам реки Миссисипи и Гудзонова залива, - в общем имела тот же облик, что в наши дни. За это время - 50 миллионов лет - организмы успели достаточно хорошо приспособиться к окружающим условиям, а там, где произошли значительные геологические изменения, они успели приспособиться и к этим изменившимся условиям заново. Поэтому в настоящее время в Северной Америке существуют тысячи вариантов условий природной среды, каждый из которых обладает своим собственным "набором" соответствующих данным условиям растений и животных, совместно обитающих, служащих пищей друг для друга, а в некоторых случаях помогающих друг другу.

Понятие "окружающая среда" включает все физические, химические и биологические аспекты рассматриваемой территории независимо от того, большая она или маленькая, - очертания суши, глубину водоемов, химический состав и мутность воды, течения, климат, почвы, растительность и животный мир. Факторы природной среды столь многочисленны, что обычно мы ограничиваемся изучением влияния одного фактора на другой или всей окружающей среды в целом на какой-либо интересующий нас фактор. Так, например, нас может интересовать, как влияют температура, глубина и соленость воды на организмы, живущие в какой-либо части моря. Или, поднимаясь на высокий горный хребет, мы можем задаться вопросом о том, как влияет возрастание высоты на растения, произрастающие на горных склонах. В настоящее время предметом всеобщего внимания становится влияние дыма и газов, содержащихся в воздухе, на здоровье жителей города.

Характер распределения растительности. Распространение различных видов растительности на континенте дает хорошее общее представление об основных условиях обитания человека и наземных животных. На рисунке 35 показаны естественные растительные зоны Северной Америки (без учета изменений, вызванных сельским хозяйством). На указанном рисунке зоны отделены друг от друга отчетливыми линиями, но в действительности переходы от одной зоны к другой постепенны. Сразу же бросается в глаза, что на пространственное распределение растительности сильно влияет расположение гор. На востоке узкая длинная полоса лесов северного типа протягивается вдоль Аппалачей более чем на 950 километров к югу, чему способствует более прохладный и немного более влажный климат в горах по сравнению с равнинами. На западе подобное распространение особых типов растительности в виде узких полос прослеживается в Скалистых горах и других высоких горных массивах. Последовательно рассматривая территорию Соединенных Штатов от Аппалачей до Скалистых гор, мы видим последовательную смену лесов прериями и далее сухими степями. Эта смена поясов растительности обусловлена главным образом осадками, количество которых убывает по направлению к западу. Если подобным же образом рассматривать центральную и восточную Канаду, следуя с юга на север, можно наблюдать смену отчетливо выраженных лесов северного типа, субарктических лесов и арктической тундры. Существование этих поясов обусловлено главным образом температурами и отчасти осадками; и те и другие постепенно снижаются к северу. На арктическом побережье Канады и Аляски общее количество осадков, выпадающих как в виде дождя, так и снега, невелико; во многих местах оно не превышает количества осадков, выпадающих в Аризоне. Приведенные примеры показывают, что в целом распределение типов растительности легко может быть понято, если его рассматривать с точки зрения основных климатических факторов.