Популярная наука

Поговорим об эре под названием Кайнозой, которая продолжается и по сей день. Она разделена на три периода: Палеоген, Неоген и Антропоген. В свою очередь, эти периоды также имеют своё внутреннее деление, которые и станут для нас смысловыми остановками.

Палеоген. Остановка №1: Палеоцен, который начался примерно 66 миллионов лет назад и закончился 56 миллионов лет назад.

Звери занимают освободившиеся от рептилий экологические ниши. Появляются хоботные, хищные, грызуны.

Наша эволюционная ветка из протоприматов переходит в приматоморфов, а затем в приматов.

В растительном мире происходит важное событие – появление бобовых растений и их симбиоз с азотофиксирующими бактериями. Это сильно повысило плодородность почвы.

Палеоген. Остановка №2: Эоцен, который начался примерно 56 миллионов лет назад и закончился 34 миллиона лет назад.

К этому времени появились все основные группы современных рыб. Амфибии практически неотличимы от нынешних.

Появляются первые ежи, архаичные бобры, предки кротов, древние слоны, кошкоподобные звери, первые носороги, лошадеподобные, псовые, медведи, развиваются рукокрылые. В общем, эволюция млекопитающих проходит бурно и разнообразно.

Приматы образуют две обширные эволюционные группы:

1. Адаписовые. Они станут предками современных полуобезьян

2. Омомисовые. Они станут предками настоящих обезьян, включая и человека.

На данном этапе, у многих приматов наблюдалась тенденция к увеличению размеров тела и переход к уменьшению насекомоядной диеты в пользу фруктов.

Среди омомисовых приматов было множество групп, в том числе и наша предковая линия в лице человекоподобных обезьян. Мы стали дневными животными. Переход в дневную активность повысил важность примитивного общения мимикой и жестами и способствовал развитию социальности.

Палеоген. Остановка №3: Олигоцен, который начался примерно 34 миллиона лет назад и закончился 23 миллиона лет назад.

Как это часто бывало, на Земле вновь меняется климат. Наступает похолодание и климат становится более сухим.

Изменения климата приводит к следующим изменениям:

• Сокращаются площади лесов.

• Уменьшается видовое разнообразие непарнокопытных.

• Грызуны приобретают практически современный облик и разнообразие.

• Парнокопытные чувствуют себя относительно неплохо. В этой группе есть даже хищники. Среди прочего, в это время появляются свиньи.

• Мазоленогие не очень разнообразны и представлены в основном верблюдами.

• Китообразные почти достигли современного обличия.

• Появились кошачьи, которые в том числе стали охотится на нашу предковую линию и других приматов.

• Развиваются и умнеют псовые

• Приматы не многочисленны, но их эволюция идёт быстрыми темпами.

На приматах мы остановимся подробнее, а конкретнее на нашей эволюционной ветке. Те «Мы», были представлены зародившейся группой «ранних» узконосых обезьян, а именно проплиопитеками.

Далее, появляются «истинные» узконосые обезьяны и происходит их разделение на мартышкообразных и человекообразных обезьян.

Мартышкообразные обезьяны пошли по пути адаптаций в пользу активного прыганья.

Человекообразные обезьяны, включая и нас, пошли по пути увеличения размеров тела, потери хвоста и замедления скорости передвижения. Ну и конечно же, мы вновь немного поумнели, дабы компенсировать все накопившиеся недостатки наших новых тел.

Неоген. Остановка №4: Миоцен, который начался примерно 23 миллиона лет назад и закончился 5 миллионов лет назад.

В это время активно развиваются свиньи, и, во многом именно они не давали приматам спуститься на землю, удерживая эту экологическую нишу.

Появляются бегемоты, антилопоподобные и жирафы. Очень хорошо себя чувствуют хоботные, среди которых выделялись слоны и мамонты.

Систематика нашей эволюционной ветки весьма запутана и сложна, так как имеется множество переходных форм, которые можно по-разному классифицировать. Но общий путь эволюции прослеживается весьма точно:

• От человекообразных обезьян выделилась группа «Проконсуловые». На тот момент это были самые неспециализированные и примитивные приматы.

• От Проконсулов появились Нахолопитеки.

• Далее, появляются Кениапитеки. Более прогрессивные приматы, которые всё чаще спускаются на землю с деревьев.

• От Кениапитеков происходят Пиеролапитеки, которые обрели комплекс вертикального лазанья.

• Затем, появляются Накалипетеки – это последний общий предок горилл, шимпанзе и людей.

• Далее, появляются Пре-австралопитеки. У них уже зарождается прямохождение, снижается агрессивность и всё силнее увеличивается социальность.

Неоген. Остановка №5: Плиоцен, который начался примерно 5 миллионов лет назад и закончился 2,5 миллиона лет назад

Мы, от пре-австралопитеков становимся Австралопитеками. Данная группа также представлена большим количеством видом среди которых наша предковая линия была представлена Ардиопитеками.

Мы продолжаем осваивать прямохождение, теряя древесные адаптации. Далее, наша эволюционная ветка формируемся в грацильных австралопитеков. Мы стали полноценно двуногими.

От Грацильных Австралопитеков произошло разделение на две группы:

• Первая группа: Массивные Австралопитеки, которые пошли по пути вегетарианства.

• Вторая группа: Люди (Homo) появились в конце Плиоцена, то есть около 2,5 миллионов лет назад. В своей всеядности мы всё больший упор стали делать в пользу мясной пищи. Так же мы стали использовать первые орудия в виде камней с острыми краями.

Антропоген. Остановка №6: Плейстоцен, который начался примерно 2,5 миллиона лет назад и закончился около 12 тысяч лет назад

Природа стала практически как современная. Увеличилось количество климатических зон, но снизилось богатство флоры и фауны в каждой отдельной зоне.

Мы сосредоточимся на эволюции людей. В многообразии находок разнится систематика видов и подвидов, но общий путь прослеживается предельно ясно и чётко.

Обозначим основные этапы наших изменений:

• Люди Рудольфские. Мы вышли на так называемый «Мозговой Рубикон» в 700-900 см3. Мы применяем галечные орудия труда. У нас развивается речь. Мы расселяемся за пределы Африки.

• Люди Умелые. У нас активно начал формироваться трудовой комплекс руки.

• Люди Работающие. Мы закрепляем уровень «Мозгового Рубикона». У нас формируется трудовая кисть человека.

• Люди Прямоходящие. Наш мозг увеличивается до 1000 см3.

• Родезийский Человек. Мы производим составные орудия труда. Научились добывать огонь. У нас усложняется социальная жизнь.

• И, наконец, около 50 тысяч лет назад появляется Человек Разумный (Homo Sapiens).

Важно отметить, что в эволюции людей не было ничего выходящего за рамки общих эволюционных правил. Мы развивались по тем же законам, что и другие животные. Отбор закреплял те комбинации репликаторов, чьи организмы были лучше приспособлены к окружающей среде.

По мимо нашей ветки эволюции, среди людей было множество других альтернативных видов. Например, гигантоптеки, неандертальцы, денисовцы, хоббиты и многие другие. Мы так или иначе взаимодействовали со всеми другими видами людей от конкуренции до метисации. И к исходу плейстоцена остался только один вид людей – Человек Разумный.

Антропоген. Остановка №7: Голоцен, который начался примерно 12 тысяч лет назад и продолжается сейчас

Мы перешли на очень малый временной масштаб и в нём сложно говорить об эволюции жизни. Мы, единственный вид людей, продолжили своё расселение по планете. С точки зрения эволюции, можно отметить разве что расовые признаки под определённые условия обитания. У нас появилось производящее хозяйство и начала развиваться цивилизация. Мы стали торговать, строить города, осваивать ремёсла. Мы стали меняться на новом уровне – на уровне идей.

Мезозойская эра включает в себя три периода: Триас, Юра, Мел.

Триас начался примерно 252 миллиона лет назад лет назад и закончился 201 миллион лет назад.

Возникают первые млекопитающие и, возможно первые птицы.

Среди растений продолжают закреплять свою доминанту голосеменные растения. При этом, возникают первые предпосылки к появлению цветковых растений.

Среди насекомых появляются тли, клопы, палочники, перепончатокрылые и двукрылые.

Систематика сухопутных рептилий Триаса весьма запутана и включает в себя множество различных «Завров»: проторозавры, ихтиозавры, нотозавры, фитозавры, птерозавры, динозавры и так далее.

В то время, наш далёкий предок в виде раннего млекопитающего находится на второстепенных ролях животной жизни. На первых же ролях, преимущественно, динозавры.

Юрской период начался примерно 201 миллион лет назад и закончился 145 миллионов лет назад

Водные членистоногие, такие как раки, омары и щитни, уже почти не отличаются от наших современников. Это же касается и многих иглокожих, например, морских звёзд и морских ежей.

Среди рыб можно выделить предков современных акул и скатов. И конечно же, начало рассвета костистых рыб.

Среди древесных форм жизни доминируют голосеменные, а именно: цикадовые, гинговые и хвойные.

Уже точно появляются первые цветковые растения со своими новыми адаптациями, которые стоит рассмотреть подробнее:

• Первое: цветок как сигнал для опылителей

• Второе: различные механизмы отторжения своей собственной пыльцы

• Третье: двойное оплодотворение, при котором образуется не только зигота, но и её «брато-сестра» в виде питательной ткани.

• Четвёртое: появляется плод для распространения семян

• Пятое: появляются трахеи – длинные трубки для лучшего проведения воды от корней к верху растения

Среди зверей возникает всё больше адаптаций к насекомоядности. Происходит это на фоне изобилия насекомых.

Себя прекрасно чувствуют динозавры со всеми своими многообразными формами и очень запутанной систематикой.

Среди птерозавров появляются птеродактили и доминируют в воздушной среде обитания. Появляются первые немногочисленные птицы.

Ну а наша предковая линия представлена в виде плацентарных млекопитающих.

Мел начался примерно 145 миллионов лет назад и закончился 66 миллионов лет назад

В первую очередь, стоит отметить образование меловых пород. Это происходило во многом за счёт одноклеточных водорослей кокколитофорид, имеющих некий клеточный панцирь, создаваемый как раз-таки из меловых чешуек.

Меловой период также примечателен тем, что в нём появляется дёрн. Это происходит благодаря появлению и развитию травянистой растительности. Это очень важное изменение экосистемы, формирующее новые ниши и адаптационные пути для жизни.

Среди насекомых бурно развиваются термиты, муравьи, бабочки, богомолы и многие другие виды.

У некоторых пауков появляется возможность плести паутину.

В небе, среди птеродактилей появляется все больше продвинутых птиц, готовых занять их экологическую нишу.

Своё господство продолжают динозавры. Однако, сильная конкуренция между собой в совокупности с факторами узкой специализации и особенностями размножения, приводит динозавров сначала к снижению видового разнообразия, а впоследствии и к полному их вымиранию.

На фоне снижения численности динозавров, увеличилось разнообразие зверей, среди которых была и наша предковая линия в виде протоприматов. Мы были древесными обитателями, которые питались преимущественно насекомыми и плодами цветковых растений. Но уже на этом этапе, наша эволюционная ветка идёт по пути развития всеядности. У нас усложняется поведение и усиливаются возможности мозга. Появляются зачатки бинокулярного зрения, которое стало необходимо для жизни на деревьях. Наши предки постепенно стали переходить к К-стратегии размножения – меньше рожать и больше заботится о потомстве, усиливая свою социальность.

- - -

Таков наш Мезозой

Данная статья написана по мотивам моего музыкального научпоп альбома "Трактата о естественных науках", песня "Докембрий и палеозой"

Послушать альбом на музыкальных площадках https://zvonko.link/18B515E

Говоря об эволюции жизни, мы в первую очередь обращаемся к прошлому, нежели к настоящему.

Для удобства, вся наша планетарная летопись разделена палеонтологами на отдельные хронологические участки, такие как эоны, эры, периоды и так далее. Разделение это условное, и используются для более наглядной систематизации нашего прошлого. Как правило, основные временные границы определялись глобальными катастрофами, вымираниями или иными изменениями экосистем.

Тезисно, мы пройдём весь путь эволюции жизни вплоть до наших дней.

Начинаем с Докембрия и Палеозоя. На этом пути мы сделаем девять остановок.

• Докембрий — это эон, который включает в себя: Катархей, Архей и Протерозой

• Палеозой – это эра, которая включает в себя: Кембрий, Ордовик, Силур, Девон, Карбон и Пермь

Первая остановка: Катархей, который начался примерно 4,5 миллиарда лет назад и закончился 4 миллиарда лет назад.

В это время и появилась наша планета Земля и на ней начал происходить абиогенез. Примерно 4 миллиарда лет назад, в результате молекулярной эволюции, самозародилась жизнь. Возникли РНК, ДНК, белки и, возможно, уже первые клетки.

Сформировались основные принципы обмена веществ, а именно:

• Углеродная основа

• Зависимость от воды, азота и фосфора

• Центральная догма

Вторая остановка: Архей, который начался примерно 4 миллиарда лет назад и закончился 2,5 миллиарда лет назад

В это время уже точно была одноклеточная жизнь, представленная бактериями и археями. Появился фотосинтез.

Третья остановка: Протерозой, который начался примерно 2,5 миллиарда лет назад и закончился 541 миллион лет назад

С появлением фотосинтеза, начал формироваться озоновый слой атмосферы. Побочный продукт фотосинтеза – кислород и к нему жизнь на тот момент не была приспособлена. Произошёл так называемый «кислородный холокост». Кислород буквально начал убивать всё живое.

Но также благодаря кислороду появилось аэробное дыхание, которое этот кислород стало использовать. Дыхание с использованием кислорода позволило разогнать метаболизм и увеличить мощность обмена энергией. Появляются «эукариоты-симбионты»: анаэробные археи объединились с аэробными бактериями. Вторые стали митохондриями внутри усложнённой клетки. Среди этих одноклеточных эукариот был и наш далёкий предок.

Появляются первые многоклеточные организмы и половое размножение. Половое размножение привнесло в жизнь разделение на половые и соматические клетки. Половые клетки – будут копировать себя и переходить из поколения в поколение. Соматические клетки выполняют функцию построения машины выживания репликаторов и не имеют возможности передаваться сквозь поколения. Так в природе зарождается старение и естественная смерть – некое побочное явление жизненного цикла репликаторов.

Четвертая остановка: Кембрий, который начался примерно 541 миллион лет назад и закончился 485 миллионов лет назад

Многоклеточная жизнь открывает для себя огромное количество новых и неосвоенных экологических ниш. Происходит так называемый «Кембрийский взрыв» - появление большого количества новых видов живых существ.

Появляются примитивные губки, моллюски, членистоногие, иглокожие. В этом многообразии наша эволюционна линия представлена вторичноротыми хордовыми.

Хорда – важное эволюционное приобретение, которое служит эндоскелетом и точкой опоры для мышц. Так же хордовые приобрели трубчатую нервную систему и замкнутую кровеносную систему.

Пятая остановка: Ордовик, который начался примерно 485 миллионов лет назад и закончился 443 миллиона лет назад

Расцвет красных водорослей, головоногих моллюсков и иглокожих. Набирают обороты рыбообразные в том числе и наша предковая линия.

У тех наших далёких предков появляется чешуя, головной мозг, зубы, сердце и хрящевой скелет.

Жизнь начинает осваивать новые экологические ниши, выходя на сушу. Первопроходцами были лишайники и мхи.

Шестая остановка: Силур, который начался примерно 443 миллиона лет назад и закончился 419 миллионов лет назад

Возникают челюсторотые рыбы. Появляются зелёные харовые водоросли – прародители сосудистых растений. Возникают папоротникообразные, заселяя берега водоёмов. Остатки растений на суше создают привлекательную экологическую нишу для грибов. Суша начинает меняться и обретать всё более «живой» облик.

Седьмая остановка: Девон, который начался примерно 419 миллионов лет назад и закончился 385 миллионов лет назад

Происходит активное завоевание суши. Формируются, пусть и примитивные, но уже полноценные леса. Бурно кипит эволюция растительного мира в новой наземной среде обитания.

Появляются шестиногие, а от них – насекомые.

Наша эволюционная ветвь на тот момент была представлена лопастепёрыми рыбами. Они жили в пересыхающих водоёмах. Те далёкие «Мы» обзавелись толстыми, похожими на лапки, плавниками и начали развивать лёгкие.

От лопастепёрых рыб появились древние амфибии. Среди многообразия древних амфибий был и наш предок. Для амфибий того периода были характерны следующие адаптации: развитие позвоночника и рёбер; избавление от чешуи; дыхание лёгкими и поверхностью кожи; развитие зрения под условия сухопутного образа жизни; усложнение мозга под новую среду обитания.

Восьмая остановка: Карбон, который начался примерно 385 миллионов лет назад и закончился 299 миллионов лет назад

В растительном мире доминируют плауны и папоротники. Появляются и только начинают свое развитие голосеменные растения. Это время лесов и болот, в результате которого образовалось огромное количества угля, который мы по сей день активно используем. Уголь не что иное как остатки растительного мира, который, скажем так, законсервировался и содержащийся в нём углерод вышел за пределы круговорота веществ. Уменьшение в атмосфере углерода, привело к увеличению в ней кислорода.

Повышение концентрации кислорода в воздухе облегчает трахейное дыхание и появляются гигантские членистоногие. Происходит бурная эволюция насекомых, среди прочего, у них появляются крылья.

Эволюция продолжается и среди амфибий, в том числе – появляется ветвь, ставшая на путь будущих рептилий. Возникает адаптация в виде откладывания яиц с амнионом и в скорлупе, которая решала проблему размножения на суше и обеспечивала защиту зародыша. В этой ветке эволюции хочется отметить разделение на три фундаментальные группы.

• 1 Группа: Парапрептилии. Среди них, например, будущие черепахи.

• 2 Группа: Зауропсиды. Она даст начало большинству рептилий, а впоследствии и птицам.

• 3 Группа: Синапсиды. Это наша эволюционная ветвь, которая позднее приведёт нас к млекопитающим. Ну а пока «Мы-рептилии» перешли от икрометания к яйцекладке, обзавелись сухим покровом тела, развили подвижные рёбра, немного отрастили шею, удлинили конечности, усилили наземное зрение и заложили основы насекомоядности.

Девятая остановка: Пермский период, который начался примерно 299 миллионов лет назад и закончился 252 миллиона лет назад

На Земле, в силу многих причин, холодает. Это вызывает у ряда животных адаптацию к повышению обмена веществ. Появляются зверообразные рептилии, в том числе и наша предковая линия.

Зверообразные рептилии выбрали стратегию «больше есть» и «сохранять тепло», чтобы усилить свой обмен веществ.

• Стратегия «сохранять тепло» выразилась в появлении шерсти.

• Стратегия «больше есть» выразилась в адаптациях по дифференциации зубной системы и в возникновении возможности жевания пищи. Это в свою очередь отразилось на изменении строения головы: пришлось заглубить барабанную перепонку в слуховой проход и отрастить слуховую раковину.

Также, появилась потребность улучшить обоняние и осязание. Для лучшего осязания появились вибриссы – выросты на коже, которые мы у животных по-простому называем «усами». Для лучшего обоняния усиливаются зоны мозга ответственные за обработку данной информации. Это неминуемо привело к увеличению черепной коробки и прокачки мозговых возможностей в целом.

Таков был путь жизни в Докембрии и Палеозое.