2.2. Фанерозойски. Фауна от камбрийския период. Камбрийска експлозия

2.2. Фанерозойски. Фауна от камбрийския период. Камбрийска експлозия

Камбрийският период започва преди около 570 милиона години, вероятно малко по-рано, и продължава 70 милиона години. Началото на този период е положено от удивително мощен еволюционен взрив, по време на който на Земята за първи път се появяват представители на повечето от основните групи животни, известни на съвременната наука (фиг. 2.2.1). Този период беше разцветът на еволюционните ексцентрици. Например, моретата са били обитавани от безгръбначни с бронирани тела, сложни очи и много крака, разположени по най-удивителния начин.

Границата между докамбрия и камбрия минава през скали, в които внезапно се открива удивително разнообразие от вкаменелости на животни с минерални скелети - резултат от "кембрийската експлозия" на формите на живот.

Животните, докато не образуват твърди скелети, много рядко са оцелели под формата на вкаменелости. Съответно до нас е достигнала много малко информация за тях.

Но защо толкова много животни са развили скелети точно сега, а не преди, през докамбрия? Изглежда, че е необходимо определено количество кислород, за да се отлагат минералите, необходими за образуването на скелета в тялото на животното. Може би концентрацията на кислород в атмосферата е станала достатъчна за това едва в ранния камбрий.

Първите скелети се състоят главно от калциев карбонат. Нови хищници ядоха древни строматолитни рифове и те, срутвайки се, хвърляха все повече и повече калций във водата на океаните, подходящ за образуването на скелети и черупки. Черупките и черупките не само служеха като надеждна опора за тялото на животните, но и ги предпазваха от изобилните хищници, които се появяваха наоколо.

По-твърдите скелети позволиха на животните да преминат към нов начин на живот: те успяха да се издигнат над дънната тиня и следователно да се движат по-бързо по морското дъно. Веднага след като животните развият артикулирани крайници, за тях станаха достъпни голямо разнообразие от начини на движение, включително ходене и плуване. Настръхналите крайници също бяха подходящи за филтриране на храна от морска вода, а съчленените устни органи откриха нови възможности за улавяне на плячка.

Камбрийската еволюционна експлозия е една от най-големите мистерии в историята на живота на Земята. Отне 2,5 милиарда години, за да се развият най-простите клетки в по-сложни еукариотни клетки, и още 700 милиона години, за да се появят първите многоклетъчни организми. И тогава, само за около 100 милиона години, светът беше обитаван от невероятно разнообразие от многоклетъчни животни. Оттогава, за повече от 500 милиона години, на Земята не се е появил нито един нов тип (принципно различна структура на тялото) животни.

През камбрийския период на Земята е имало огромни площи, заети от континенталния шелф или континентални плитчини. Тук са създадени идеалните условия за живот: дъното, покрито със слой мека тиня, и топла вода. По това време в атмосферата се е образувало много кислород, въпреки че имаше по-малко кислород от днес. Развитието на твърдите корици доведе до появата на нови форми на живот, като членестоноги, членестоноги. Животните имаха нужда от нови начини да се предпазят от нови високоорганизирани хищници. Средствата за тяхната защита се подобриха - и вече хищниците трябваше да разработят нови методи за лов, за да преодолеят съпротивата на плячката.

През камбрийския период морското равнище се покачва и пада многократно. В същото време някои популации изчезнаха и техните местообитания бяха заети от други животни, които от своя страна трябваше да се адаптират към новите условия на живот. С течение на времето камбрийските животни (фиг. 2.2.2) усвояват все по-специализирани начини на хранене. Фауната стана по-разнообразна и все повече и повече видове животни можеха да съществуват рамо до рамо, без да се преструват на хранителни ресурси на съседите. Никога повече на нашата планета няма да има толкова много незаети екологични ниши и толкова слаба конкуренция между видовете – с други думи, толкова неограничени възможности за експериментиране от страна на природата.

Създава се впечатление, че по време на „еволюционната експлозия“ от камбрийския период природата почти съзнателно експериментира с огромен брой много различни форми на живот. Вярно е, че в крайна сметка само много малко от тях са оцелели до днес. По време на камбрия възникват много странни видове и „проекти“ на структурата на животните, които отдавна са изчезнали от лицето на нашата планета. По това време имаше много групи животни, добре познати на нас. Всъщност до края на камбрийския период са се появили почти всички настоящи видове твърди животни. Някои животни, които са живели по това време, вече притежават доста сложен мозък, сравним с мозъците на съвременните насекоми и някои ракообразни.

Така че защо оттогава еволюцията не е родила нови видове животни? Може би е имало някакви промени в генетичната им структура и те са загубили способността да се трансформират толкова бързо? Или голямото разнообразие от видове е създало най-силната междувидова конкуренция, оставяйки твърде малко място за експериментиране? Едно е сигурно: в днешно време всяка свободна екологична ниша моментално се запълва с вече съществуващи животни, перфектно адаптирани към това местообитание.

Ориз. 2.2.3. Трилобити.Еволюционната експлозия на ранния камбрий роди голямо разнообразие от същества. Най-важните от тях са трилобитите (фиг. 2.2.3), членестоноги, подобно на съвременните раци подкови. Телата им бяха покрити с черупки, подобни на щит. Повечето от ранните трилобити са живели на морското дъно, но някои са плували във водата над морското дъно и, много вероятно, са ловували своите роднини, които са живели в калта. Трилобитите бяха и първите животни, които познаваме със силно развито зрение. Подобно на очите на съвременните насекоми и ракообразни, очите на трилобитите са сложни и се състоят от гроздове от малки лещи. Тези лещи се оказаха достатъчно здрави, за да оцелеят във вкаменелост.

Заедно с трилобитите през камбрийския период, лобоподите са предците на членестоноги, които включват съвременни насекоми, ракообразни и паякообразни придобиват солиден скелет. Процесът на появата на екзоскелета на насекомите започва с крайниците на техните тогавашни живи предци, като "ходещия кактус" (Diania cactiformis), като много от тях са използвали специални крака, за да получат храна.

Ориз. 2.2.4 Морска фауна от камбрийския период.Много други организми също са живели в морска вода (фиг. 2.2.4). Те образуваха хранителна верига (последователност от живи същества, обслужващи храната си), в основата на която бяха милиони плаващи водорасли и микроскопични животни. Някои от тях, като фораминиферите и примитивните скариди, които се появяват през докамбрия, постепенно развиват твърди корици. Морските вълни пренасяха медузи и сродни животни от място на място и до края на камбрийския период в моретата се появяват силно организирани хищници, като главоногите, които са предците на съвременните октоподи и калмари или примитивните раковини. Предците на съвременните октоподи са били малки, с размери 2-5 см, като Nectocaris pteryx.

В дънната тиня се рояха многобройни мършави червеи, примитивни мекотели, подобни на съвременните чинии и морски охлюви, както и брахиоподи - животни с двучерупчести черупки, нещо като двучерупчести мекотели на стъбло, които извличат храна от заобикалящата ги вода. Цели гори от морски пера се люлееха над морското дъно и внимателно филтрираха водата, като лале Тилоди на котиледии и Siphusauctum gregarium,различни видове върхове,а спокойните води бяха пълни с крехки стъклени гъби. До края на периода се появиха много различни бодлокожи, включително морски звезди и морски таралежи. От същия период са известни първите дупки, изкопани от животни и използвани за снасяне на яйца.

Към края на камбрийския период се появяват първите отровни животни – конодонти (конодонти), които имаха отровни зъби с надлъжни канали.

Ориз. 2.2.5. Камбрийски период. Archiocyates, Microdiction и Tommotia.Хищниците усърдно унищожават древните докамбрийски строматолитни рифове, но нови неуморни производители на варовик вече се заеха с работа. Те са били археоциати (фиг. 2.2.5), примитивни спонгиформни организми, които обаче бързо се разпространили по целия свят и еволюирали в много различни видове. Археоциатите от своя страна изведнъж изпаднаха в разпад и изчезнаха напълно в средата на камбрия, но по това време в моретата се появиха първите корали - те обаче все още не бяха започнали да изграждат рифове.

Ориз. 2.2.6. Реконструкция на камбрийския хищник Peytoia (Laggania)Най-големите хищници, обитаващи моретата от камбрийския период, са били аномалокариди. Някои от тях, като Пейтоя в края на камбрия, достигали размери до един метър (фиг. 2.2.6), а размерите били подобни на гъсеница с 33 крака и имала мека черупка на гърба. Tegopelte gigas - 30 см. ]

Краят на камбрия е белязан от нов ледников период. Нивото на морето рязко падна. Това доведе до унищожаване на много природни зони и съответно до изчезване на много животински видове.

Първото хордово животно е риба с опашна перка, V-образни мускулни групи и структура, наподобяваща устата на безчелюстна риба, с дентин и емайлови зъби, подобни на гръбначните. В края на периода се появяват първите гръбначни животни, така наречените птераспидни риби.

Освен всичко друго, първите хордови се появяват в камбрия, представители на самата група, чиято еволюция в крайна сметка довежда до появата на човека на Земята. Всички хордови на определен етап от своето развитие имат хрилни процепи и ясно очертана неврална тръба, минаваща по гърба, от двете страни на която има сдвоени мускулни групи. В бъдеще около невралната тръба се образува костен гръбнак или гребен, поради което висшите хордови се наричат ​​гръбначни. Частта от такъв хребет, простираща се зад ануса на животното, се нарича опашка. Хордовите също имат твърда хрущялна струна (акорд), която минава по гърба на животното на определен етап от жизнения му цикъл. Хордата все още присъства в ембрионите на гръбначните животни, включително хората.