2.2. Ֆաներոզոյիկ. Քեմբրիական շրջանի կենդանական աշխարհ. Քեմբրիական պայթյուն

2.2. Ֆաներոզոյիկ. Քեմբրիական շրջանի կենդանական աշխարհ. Քեմբրիական պայթյուն

Քեմբրիական շրջանը սկսվել է մոտավորապես 570 միլիոն տարի առաջ, գուցե մի փոքր ավելի վաղ, և տևել է 70 միլիոն տարի։ Այս շրջանը սկսվեց ապշեցուցիչ էվոլյուցիոն պայթյունով, որի ընթացքում Երկրի վրա առաջին անգամ հայտնվեցին ժամանակակից գիտությանը հայտնի կենդանիների հիմնական խմբերի ներկայացուցիչները (նկ. 2.2.1): Այս շրջանը էվոլյուցիոն տարօրինակ գնդակների ծաղկման շրջանն էր: Օրինակ՝ ծովերը տուն էին անողնաշարավորների համար՝ զրահապատ մարմիններով, բարդ աչքերով և ամենազարմանալի ձևերով դասավորված բազմաթիվ ոտքերով:

Precambrian-ի և Cambrian-ի միջև սահմանը նշվում է ժայռերով, որոնք հանկարծ բացահայտում են հանքային կմախքներով կենդանական բրածոների զարմանալի բազմազանություն՝ կյանքի ձևերի «Քեմբրյան պայթյունի» արդյունք:

Կենդանիները, քանի դեռ չեն ձևավորել ամուր կմախքներ, շատ հազվադեպ են պահպանվել բրածոների տեսքով: Ըստ այդմ, նրանց մասին մեզ շատ քիչ տեղեկություններ են հասել։

Բայց ինչու՞ այսքան շատ կենդանիների կմախքներ են առաջացել այժմ, և ոչ նախկինում, նախաքեմբրյան դարաշրջանում: Թվում է, թե որոշակի քանակությամբ թթվածին է պահանջվում, որպեսզի կենդանու օրգանիզմում կուտակվեն կմախքի ձևավորման համար անհրաժեշտ հանքանյութերը։ Հավանաբար, մթնոլորտում թթվածնի կոնցենտրացիան դրա համար բավական է դարձել միայն վաղ Քեմբրիում:

Առաջին կմախքները հիմնականում կազմված էին կալցիումի կարբոնատից։ Նոր գիշատիչները կերան հնագույն ստրոմատոլիտային խութերը, և երբ դրանք փլուզվեցին, նրանք ավելի ու ավելի շատ կալցիում էին թողնում օվկիանոսի ջրերում, որը հարմար էր կմախքների և խեցիների ձևավորման համար: Ռումբերն ու պատյանները ոչ միայն հուսալի հենարան էին կենդանիների մարմնի համար, այլև պաշտպանում էին նրանց շուրջը հայտնված գիշատիչների առատությունից:

Ավելի կոշտ կմախքները կենդանիներին թույլ տվեցին անցնել կյանքի նոր ձևի. նրանք կարողացան բարձրանալ հատակի տիղմից և, հետևաբար, ավելի արագ շարժվել ծովի հատակով: Հենց որ կենդանիները զարգացրեցին հոդակապ վերջույթներ, նրանց համար հասանելի դարձան շարժման մեթոդների լայն տեսականի, ներառյալ քայլելը և լողալը: Կտրուկ վերջույթները հարմար էին նաև ծովի ջրից սնունդը զտելու համար, իսկ բերանի հոդակապ մասերը նոր հնարավորություններ էին բացում որսին բռնելու համար:

Քեմբրիական էվոլյուցիոն պայթյունը Երկրի վրա կյանքի զարգացման պատմության ամենամեծ առեղծվածներից մեկն է: 2,5 միլիարդ տարի պահանջվեց, որպեսզի ամենապարզ բջիջները վերածվեն ավելի բարդ էուկարիոտային բջիջների, և ևս 700 միլիոն տարի՝ առաջին բազմաբջիջ օրգանիզմների առաջացման համար: Եվ հետո, ընդամենը 100 միլիոն տարվա ընթացքում, աշխարհը բնակեցվեց բազմաբջիջ կենդանիների անհավատալի բազմազանությամբ: Այդ ժամանակից ի վեր, ավելի քան 500 միլիոն տարի, Երկրի վրա կենդանիների ոչ մի նոր տեսակ (մարմնի սկզբունքորեն տարբեր կառուցվածք) չի հայտնվել:

Քեմբրիական ժամանակաշրջանում Երկրի վրա հսկայական տարածքներ կային, որոնք զբաղեցնում էին մայրցամաքային շելֆը կամ մայրցամաքային ծանծաղուտները։ Այստեղ կյանքի համար ստեղծվել են իդեալական պայմաններ՝ փափուկ տիղմի շերտով ծածկված հատակ և տաք ջրով։ Այդ ժամանակ մթնոլորտում շատ թթվածին էր գոյացել, թեև այն ավելի քիչ էր, քան այսօր։ Կոշտ մակերեսների զարգացումը հանգեցրեց կյանքի նոր ձևերի առաջացմանը, ինչպիսիք են հոդվածոտանիները և հոդվածոտանիները: Կենդանիներին անհրաժեշտ էին նոր միջոցներ՝ պաշտպանվելու նոր բարձր կազմակերպված գիշատիչներից: Նրանց պաշտպանության միջոցները բարելավվել են, և գիշատիչները ստիպված են եղել որսի նոր մեթոդներ մշակել, որպեսզի հաղթահարեն որսի դիմադրությունը:

Քեմբրիական ժամանակաշրջանում ծովի մակարդակը բազմիցս բարձրացել և իջել է։ Միևնույն ժամանակ, որոշ պոպուլյացիաներ մահացան, և նրանց բնակավայրերը զբաղեցրին այլ կենդանիներ, որոնք, իրենց հերթին, ստիպված էին հարմարվել նոր կենսապայմաններին: Ժամանակի ընթացքում քեմբրիական կենդանիները (նկ. 2.2.2) յուրացրել են կերակրման ավելի ու ավելի մասնագիտացված մեթոդներ։ Կենդանական աշխարհը դարձավ ավելի բազմազան, և ավելի ու ավելի շատ կենդանիների տեսակներ կարող էին գոյություն ունենալ կողք կողքի՝ չպահանջելով իրենց հարևանների սննդի պաշարները: Այլևս երբեք մեր մոլորակի վրա չեն լինի այդքան չզբաղեցրած էկոլոգիական խորշեր և տեսակների միջև այդքան թույլ մրցակցություն, այլ կերպ ասած՝ բնության կողմից փորձերի նման անսահմանափակ հնարավորություններ:

Թվում է, թե Քեմբրիական ժամանակաշրջանի «էվոլյուցիոն պայթյունի» ժամանակ բնությունը գրեթե միտումնավոր փորձեր է կատարել հսկայական թվով տարբեր կյանքի ձևերի հետ: Ճիշտ է, ի վերջո դրանցից շատ քչերն են պահպանվել մինչ օրս։ Քեմբրիական ժամանակաշրջանում ի հայտ են եկել կենդանիների կառուցվածքի բազմաթիվ տարօրինակ տեսակներ և «նախագծեր», որոնք վաղուց անհետացել են մեր մոլորակի երեսից: Կային բազմաթիվ կենդանիների խմբեր, որոնք մեզ լավ հայտնի էին այն ժամանակ։ Փաստորեն, Քեմբրիական ժամանակաշրջանի վերջում ի հայտ եկան պինդ մարմնով կենդանիների գրեթե բոլոր ներկայիս տեսակները։ Այս ժամանակաշրջանում ապրող որոշ կենդանիներ արդեն ունեին բավականին բարդ ուղեղ, որը համեմատելի է ժամանակակից միջատների և որոշ խեցգետնակերպերի ուղեղների հետ:

Ուրեմն ինչու՞ էվոլյուցիան դրանից հետո նոր տեսակի կենդանիներ չի ստեղծել: Միգուցե նրանց գենետիկ կառուցվածքում ինչ-որ փոփոխություններ են տեղի ունեցել, և նրանք կորցրել են այդքան արագ վերափոխվելու ունակությունը: Թե՞ տեսակների մեծ բազմազանությունը ստեղծել է միջտեսակային ինտենսիվ մրցակցություն՝ չափազանց քիչ տեղ թողնելով փորձերի համար: Մի բան հաստատ է. մեր օրերում ցանկացած ազատված էկոլոգիական խորշ ակնթարթորեն լցվում է արդեն գոյություն ունեցող կենդանիներով՝ կատարելապես հարմարեցված տվյալ միջավայրին։

Բրինձ. 2.2.3. Տրիլոբիտներ.Վաղ Քեմբրիանի էվոլյուցիոն պայթյունը ստեղծեց արարածների լայն տեսականի: Դրանցից ամենակարեւորը տրիլոբիտներն են (նկ. 2.2.3), հոդվածոտանիները, շատ առումներով նման են ժամանակակից պայտավոր խեցգետիններին։ Նրանց մարմինները ծածկված էին վահանանման խեցիներով։ Վաղ տրիլոբիտների մեծ մասն ապրում էր ծովի հատակին, բայց ոմանք լողում էին ներքևի մակերևույթից վերև գտնվող ջրի մեջ և, հնարավոր է, որսում էին իրենց հարազատներին, ովքեր ապրում էին ցեխի մեջ: Տրիլոբիտները նաև մեզ հայտնի առաջին կենդանիներն էին բարձր զարգացած տեսողությամբ: Ինչպես ժամանակակից միջատների և խեցգետնակերպերի աչքերը, այնպես էլ տրիլոբիտների աչքերը բարդ էին և բաղկացած էին փոքրիկ ոսպնյակների խմբերից: Պարզվեց, որ այս ոսպնյակները բավականաչափ ամուր են, որպեսզի գոյատևեն բրածո տեսքով:

Քեմբրիական ժամանակաշրջանում տրիլոբիտների հետ միասին լոբիոտները՝ հոդվածոտանիների նախնիները, որոնք ներառում են ժամանակակից միջատներ, խեցգետնակերպեր և արախնիդներ, ձեռք բերեցին կոշտ կմախք: Միջատների էկզոկմախքի առաջացման գործընթացը սկսվել է այն ժամանակ ապրող նրանց նախնիների վերջույթներից, ինչպիսին է «քայլող կակտուսը» (Diania cactiformis), և նրանցից շատերը հատուկ ոտքեր են օգտագործել սնունդ ստանալու համար։

Բրինձ. 2.2.4 Քեմբրիական շրջանի ծովային կենդանական աշխարհ.Շատ այլ օրգանիզմներ նույնպես ապրում էին ծովի ջրում (նկ. 2.2.4): Նրանք ձևավորեցին սննդի շղթա (կենդանի էակների հաջորդականություն, որոնք միմյանց կերակուր են ծառայում), որը հիմնված էր միլիոնավոր լողացող ջրիմուռների և մանրադիտակային կենդանիների վրա։ Նրանցից մի քանիսը, ինչպիսիք են ֆորամինիֆերանները և պարզունակ ծովախեցգետինները, որոնք հայտնվել են նախաքեմբրյան դարաշրջանում, աստիճանաբար զարգացրել են կոշտ ծածկույթներ։ Ծովային ալիքները տեղից տեղ տեղափոխում էին մեդուզաներին և հարակից կենդանիներին, և Կեմբրիական ժամանակաշրջանի վերջում ծովերում հայտնվեցին շատ բարձր կազմակերպված գիշատիչներ, ինչպիսիք են գլխոտանիները, որոնք ժամանակակից ութոտնուկների և կաղամարների նախնիներն էին կամ պարզունակ զրահապատ ձկները: Ժամանակակից ութոտնուկների նախնիները եղել են փոքր չափերով՝ 2-5 սմ, օրինակ՝ Nectocaris pteryx:

Բազմաթիվ ճիճուներ թափվեցին ներքևի ցեխի մեջ՝ սնվելով լեշով, պարզունակ փափկամարմիններով, որոնք նման են ժամանակակից կաղապարներին և ծովային խխունջներին, ինչպես նաև բրախիոպոդներին՝ երկփեղկանի խեցիներով կենդանիներ, ցողունի վրա երկփեղկավորների նման մի բան, որոնք սնունդ են հանում շրջակա ջրից: Ծովի փետուրների ամբողջ անտառները, զգուշորեն զտելով ջուրը, կակաչների տեսքով, օրորվում էին ծովի հատակից վեր։ Կոթիլեդիոն թիլոդներ և Siphusauctum gregarium,տարբեր տեսակի քորոցներ,իսկ անշարժ ջրերում ապրում էին փխրուն ապակե սպունգեր: Ժամանակաշրջանի վերջում ի հայտ եկան բազմաթիվ տարբեր էխինոդերմներ, այդ թվում՝ ծովաստղերը և ծովային ոզնիները։ Նույն ժամանակաշրջանից հայտնի են կենդանիների կողմից փորված և ձու ածելու համար օգտագործվող առաջին փոսերը։

Քեմբրիական շրջանի վերջում հայտնվեցին առաջին թունավոր կենդանիները՝ կոնդոնտները (կոնոդոնտներ), որոնք ունեցել են թունավոր ատամներ՝ երկայնական ակոսներով։

Բրինձ. 2.2.5. Քեմբրիական շրջան. Archiocyathae, Microdictyon և Tommotia:Գիշատիչները ջանասիրաբար ոչնչացնում էին հնագույն նախաքեմբրյան ստրոմատոլիտային առագաստանավերը, սակայն նոր անխոնջ կրաքար արտադրողներն արդեն ստանձնել էին աշխատանքը։ Սրանք արխեոցիաթներն էին (նկ. 2.2.5), պարզունակ սպունգիանման օրգանիզմներ, որոնք, սակայն, արագորեն տարածվեցին աշխարհով մեկ և վերածվեցին բազմաթիվ տարբեր տեսակների: Արքեոկիաթները, իրենց հերթին, հանկարծակի անկում ապրեցին և ամբողջովին անհետացան Քեմբրիի կեսին, բայց այդ ժամանակ առաջին կորալները հայտնվեցին ծովերում, չնայած նրանք դեռ չէին սկսել ժայռերի կառուցումը:

Բրինձ. 2.2.6. Քեմբրիական գիշատիչ Պեյտոիայի (Լագգանիա) վերակառուցումըԱմենամեծ գիշատիչները, որոնք ապրել են Քեմբրիական ժամանակաշրջանի ծովերում Անոմալոկարիդներ. Դրանցից մի քանիսի չափերը, ինչպես օրինակ՝ Պեյթոյան Քեմբրիոսի վերջում, հասնում էր մեկ մետրի (նկ. 2.2.6), իսկ թրթուրանման արարածի չափը՝ 33 ոտքերով և մեջքին փափուկ պատյանով։ Tegopelte gigas - 30 սմ: ]

Քեմբրիոսի ավարտը նշանավորվեց նոր սառցե դարաշրջանով: Ծովի մակարդակը կտրուկ իջել է. Դա հանգեցրեց բազմաթիվ բնական տարածքների ոչնչացմանը և, համապատասխանաբար, բազմաթիվ կենդանիների տեսակների ոչնչացմանը:

Առաջին ակորդային ձուկն ուներ պոչային լողակ, V-աձև մկանային խմբեր և կառուցվածք, որը հիշեցնում էր առանց ծնոտ ձկան բերանի մասերը, ատամներով և էմալից պատրաստված, ինչպես ողնաշարավորների ատամները: Ժամանակաշրջանի վերջում ի հայտ են եկել նաև առաջին ողնաշարավորները, այսպես կոչված, պտրասպիդ ձուկը։

Ի թիվս այլ բաների, առաջին ակորդատները հայտնվեցին Քեմբրիում, հենց այն խմբի ներկայացուցիչներ, որոնց էվոլյուցիան ի վերջո հանգեցրեց Երկրի վրա մարդկանց առաջացմանը: Բոլոր ակորդատները, իրենց զարգացման ինչ-որ փուլում, ունեն մաղձի ճեղքեր և հստակ սահմանված նյարդային խողովակ, որն անցնում է մեջքի երկայնքով, որի երկու կողմերում կան զույգ մկանային խմբեր: Հետագայում նյարդային խողովակի շուրջ ձևավորվում է ոսկրային ողնաշար կամ ողնաշար, ինչի պատճառով էլ ավելի բարձր ակորդները կոչվում են ողնաշարավորներ։ Նման սրածայրի այն հատվածը, որը ձգվում է կենդանու հետանցքի ետևում, կոչվում է պոչ։ Քորդատները նաև ունեն կոշտ աճառային թել (նոտոխորդ), որն անցնում է կենդանու մեջքի երկայնքով նրա կյանքի ցիկլի ինչ-որ պահի։ Նոտոկորդը դեռ առկա է ողնաշարավորների, այդ թվում՝ մարդկանց սաղմերում։