Донбасс, порожняки не гонит. Не делится на запад и восток — он однолик, поэтому высок…
Навигация
Топ новостей
Календарь
«    Ноябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 
Архив сайта
Ноябрь 2017 (2)
Август 2017 (4)
Июль 2017 (2)
Июнь 2017 (6)
Май 2017 (4)
Апрель 2017 (3)

Что ползало, летало и плавало?



На суше это, безусловно, пауки и скорпионы, перешедшие в каменноугольный период из более ранних эпох. Длина скорпионов достигала 25 сантиметров, а огромные многоножки (артроплевриды) вымахали в длину на 2 м и вышагивали на трехстах парах ног. В каменноугольном периоде жизнь насекомых протекала в похожей на валежник подстилке из опада крупных листьев и коры деревьев. Там резвились тараканы по 10 см длиной, разнообразные многоножки и паукообразные. От таких паучков уцелели лапки по 40 см длиной.

Илюстрации приведеные выше показывают огромное разнообразие растительности, покрывавшей заболоченные каменоугольные леса, и в этих пейзажах сегодня трудно найти сходство с нынешними пейзажами донецких степей.

Описываемая «крупноразмерность» насекомых в карбоне требует отдельного пояснения. Все дело в том, что концентрация кислорода в атмосфере того периода возросла до 35% в отличие от современных 21%. И если в конце девона концентрация кислорода составляла около 15%, то ее повышение до столь высокого уровня должно иметь на то вескую причину. (Если бы содержание кислорода перевалило за 35%, вся наземная органика самовозгорелась бы. Впрочем, даже при таком его уровне с середины каменноугольного периода участились лесные пожары).

Произошло это вследствие появления в девоне первых деревьев. Их широкое распространение по планете в карбоне способствовало усилению процессов фотосинтеза, в результате которого потреблялся углекислый газ атмосферы (связывался углерод), а вода расщеплялась на водород и кислород. В принципе, процесс фотосинтеза балансирует соотношение кислород - углекислый газ. Углерод усваивается деревьями, а кислород попадает в атмосферу и участвует в окислении отмершей древесины.

Однако, как мы помним, в карбоне значительная часть растительной массы консервировалась в прибрежных зонах, чтобы со временем превратиться в уголь, т.е. достаточно много кислорода оставалось не использованным, и соответственно, нарушался баланс. По одной из гипотез американских ученых причина повышения концентрации кислорода заключается в том, что деревья каменноугольного периода имели более толстую кору, которая содержит много лигнина, т.е. отмиравшие стволы состояли в большей степени из лигнина, чем из целлюлозы. Лигнин же, как известно, разлагается хуже, чем целлюлоза и, таким образом, тратится значительно меньше кислорода для окисления органики.

Теперь о самих насекомых. "Кровь" насекомых (гемолимфа) лишена дыхательных пигментов и не участвует в переносе кислорода. Дыхание же осуществляется при помощи трахей - ветвящихся трубочек, непосредственно соединяющих клетки внутренних органов с воздушной средой. Приток кислорода внутрь тела (так же, как отток углекислого газа) происходит за счет диффузии при разнице парциальных давлений этих газов на внутреннем и внешнем концах трубки. Такой механизм подачи кислорода жестко ограничивает длину трахейной трубки, поэтому максимальный размер тела самого насекомого не может превышать двойной длины трахейной трубки. Поэтому существование в карбоне таких гигантов, как стрекоза-меганевра или основная ее добыча - диктионевриды размером с голубя, объясняется тем, что в те времена парциальное давление кислорода в земной атмосфере было заметно выше, чем ныне - как оно и должно быть при захоронении больших количеств неокисленного углерода. Кстати, видимо именно это увеличение соотношения 02/С02 в атмосфере планеты вызвало "обратный парниковый эффект", приведший к Гондванскому оледенению.

К концу каменноугольного периода среди насекомых появились хищники с внешними хватательными органами (стрекозы и прямокрылые). Самыми крупными из них были стрекозы с подвижной головой, несущей огромные глаза и режущие челюсти.

Благодаря повышенной концентрации кислорода, стрекозы размахнули крылья на 70 см, диктионевриды - более, чем на 40 см. Диктионевриды (греч. «сетчатожилкованные») были каменноугольными насекомыми с колющим хоботком, крупными расправленными крыльями и парой длинных членистых хвостовидных придатков (чем напоминают современных поденок). Прекрасные летуны с клювовидной головой они протыкали и высасывали жестким колющим хоботком семязачатки кордаитов и других растений.

Необходимо заметить, что появление в конце раннего карбона крылатых насекомых вообще было одним из ключевых событий в истории жизни на суше. Собственно говоря, вся история наземных экосистем - это фактически история трех групп живых организмов: сосудистых растений, насекомых и позвоночных-тетрапод, а также их взаимодействия между собой. Оговорка насчет "крылатых" насекомых не случайна: вообще-то первые насекомые появились в девоне, однако именно с возникновением способности к полету у крылатых насекомых эта#группа стала самой процветающей в животном царстве. Большая плотность воздуха обеспечила достаточную подъемную силу и условия для полета. И не только для планирования. Машущий полет требует постоянного и скорого обновления кислорода в организме, что возможно при высоком атмосферном давлении и быстром обновлении газа в трахеях. Крылья развились у крупных прыгающих насекомых из боковых пластинчатых выростов, служивших для контроля положения в воздухе. У каменноугольных диктионеврид было даже три пары пронизанных жилками и покрытых щетинками крыловидных выростов. Но двигались только две последние пары. С такими крыльями трудно было спрятаться, но можно было улететь помимо своего желания с порывом ветра.

С лесом связано становление наиболее многочисленной группы животных насекомых- шестиножек. Небольшие размеры позволяли им проживать в очень ограниченном пространстве (почве, растениях и их остатках, на животных). Насекомые смогли превратить в пищу практически любое живое и мертвое органическое вещество, включая мало-мальски перевариваемую и совершенно непитательную древесину. Первые насекомые довольствовались грубым измельчением спор и семязачатков челюстями. Вопреки всем ухищрениям многоножек, клещей и насекомых зеленая масса растений оставалась недоупотребленной и уходила в опад, а оттуда - практически прямо в уголь.

Признаки «четвероногости» и «земноводности» независимо накапливались в разных ветвях кистепёрых рыб в течение всего девонского периода.

Это были легочное и кожное дыхание, трехкамерное сердце и смешанное кровообращение, способность выделять мочевую кислоту вместо аммиака (для выведения лишнего азота, что обеспечивало более разумный расход воды) и опорная конечность. У двоякодышащих рыб тоже появилось трехкамерное сердце из плавательного пузыря.

Но морские кистепёрые рыбы обрели больше земноводных признаков, чем пресноводные двоякодышащие и опередили их, заняв это многообещающее для продвижения по эволюционной лестнице место.

Первые, еще девонские, тетраподы - примитивные амфибии лабиринтодонты (название это происходит от их зубов с лабиринтоподобными складками эмали - структура, прямо унаследованная от кистеперых), такие как ихтиостега и акантостега, в захоронениях всегда встречаются вместе с рыбами, которыми, судя по всему, и питались. Например, акантостега, обитала в болотах, располагавшихся на территории современной Восточной Гренландии, примерно 360 млн. лет назад. Благодаря четырем конечностям животное поднимало голову из воды и дышало атмосферным воздухом, но выбраться на берег оно еще не могло. Лабиринтодонты были покрыты чешуей, как рыбы, имели хвостовой плавник (похожий на тот, что мы видим у сома или налима), органы боковой линии и - в некоторых случаях - развитый жаберный аппарат; конечность их еще не пятипалая (число пальцев достигает 8), и по типу сочленения с осевым скелетом - типично плавательная, а не опорная. Все это не оставляет сомнения в том, что существа эти были чисто водными; если они и появлялись на суше при неких "пожарных" обстоятельствах (пересыхание водоема), то компонентом наземных экосистем наверняка не являлись.

Ситуация принципиально изменилась с начала карбона, когда в уже знакомых нам "лесах-водоемах" возникла богатая фауна из амфибиотических и наземных членистоногих - паукообразные, многоножки, а потом и насекомые. Среди карбоновых амфибий появляются небольшие (менее 1 м), похожие на современных саламандр антракозавры, имеющие несомненные приспособления к наземной жизни и явно ориентированные на питание беспозвоночными (а не рыбой - как их более крупные родственники). Именно антракозавров считают предками рептилий. Первые рептилии - карбоновые капториниды - напоминали по внешнему виду крупных ящериц, причем, судя по строению их челюстного аппарата, они специализировались именно на питании насекомыми.

Название «антракозавр» означает «угольная ящерица», поскольку их остатки часто встречаются в угольных пластах. Конечности у этих короткотелых животных были развиты, но недостаточно для передвижения по суше. Они так и остались водными обитателями, даже с хвостовым плавником, и вымерли к середине триасового периода.

В позднекаменноугольную эпоху существовали полуметровые тупорылые потомки антракозавров сеймурии. Будучи личинками, они сохраняли жаберные дуги, но взрослые выглядели настоящими пресмыкающимися: голова поворачивалась относительно туловища, легкие всасывали воздух, а органы слуха слышали звуки, разносимые в воздушной среде. Отпала необходимость в кожном дыхании, и чешуя покрыла тело, защищая от высыхания, гибельного для земноводных.

В каменноугольном периоде появляются крокодиловидные лабиринтодонты. Это были похожие на лягушек (своих возможных потомков) и одновременно на крокодилов земноводные с большими глазами и длинным рылом. Их личинки с короткой головой, длинным хвостом, хрящевым скелетом и внешними жабрами напоминали головастиков с лапками. Среди лабиринтодонотов встречались настоящие гиганты до полутора метров длиной, с головой в треть тела. Из нёба и нижней челюсти у них торчали клыкообразные зубы. Такие живые капканы скрывались на дне, прикидываясь бревном, и выжидали, кто заплывет в широкий лягушачий рот.

Земноводные отличались большим разнообразием формы и размеров. Большую группу составляли амфибии до метра длиной, хотя преобладали в основном мелкие (около 30 см). Часто они теряли лапки, превращаясь в змеевидных существ, и обладали различной величиной и формой тела: одни походили на тритонов или ящериц, другие на крокодилов и змей. Их тело было покрыто панцирем, состоявшим из мелких чешуек или палочек. У некоторых форм значительных размеров панцирь состоял из больших толстых костных щитов. Голова была плоской, большею частью треугольной, пасть была вооружена острыми зубами.

Позднекаменноугольный диплокаул (греч. «двойная рукоятка») щеголял треугольным черепом с далеко выступавшими углами (глаза и ноздри сверху, маленький рот снизу).

К концу каменноугольного периода земноводные стали крупнейшими хищниками, несколько потеснив скорпионов, пауков, многоножек и насекомых. Впрочем, из-за пассивного дыхания тело на воздухе скоро остывало и теряло влагу, что привязывало земноводных к водной среде. Совмещение органов глоточного дыхания и питания мешало развитию челюстей и легких. Рот открывался широко, но «неудачно» расположенные челюстные мускулы не создавали значительного давления. Голова казалась вросшей в туловище. Земноводные приспособились к пассивной охоте по системе «живой капкан», но не могли преследовать свои жертвы. Не приспособились они к растительной пище. Господство их было недолгим.

Чем объяснить итоговый эволюционный неуспех амфибий? Ведь этот класс процветал только в карбоновом периоде (причем - только на территории тогдашних тропиков, в Еврамерике), когда у него не было конкурентов; во все же остальные времена они занимали сугубо подчиненное положение в экосистемах - как наземных, так и пресноводных. Судя по всему, амфибий сгубила даже не обязательная для них связь с водой (они не выработали яйца и размножались икрой), а неисправимое несовершенство их дыхательной системы. Слабость легочного дыхания не позволяет амфибиям освободить от дыхательных функций кожу. Об этом обычно упоминают в той связи, что земноводные должны всегда сохранять покровы влажными (именно в этой влаге и растворяется воздушный кислород, "всасываемый" затем кожей), а потому они навсегда прикованы к воде. Не освободив от дыхательных функций кожу, невозможно изолировать друг от друга большой и малый круги кровообращения и отделить венозную кровь от артериальной. У амфибий сердце трехкамерное - два предсердия и желудочек - и кислород приносят в сердце вены, идущие не только от легких (малый круг) но и от кожи (большой круг), а кровь в сердце всегда будет смешанной - артериально-венозной. Пока же кровь не разделена на артериальную и венозную, уровень энергетического обмена организма будет принципиально невысоким.

К тому же при постоянно влажных покровах любое повышение температуры тела будет тут же сводиться на нет за счет поверхностного испарения - термическое охлаждение. Все это полностью закрывает амфибиям путь к достижению любых вариантов эндотермии (теплокровности) - с понятными эволюционными последствиями.

Из-за единственно доступного для амфибий способа наполнения легких ("проглатывания" воздуха) необходимо сохранять "подчелюстной насос", поднимающий и опускающий дно ротовой полости. Размещение последнего требует совершенно специфической "лягушачьей" формы черепа - очень широкой и приплюснутой. При этом челюстная мускулатура оказывается размещенной крайне невыгодным образом: ее можно подсоединить лишь к самому челюстному суставу с задней его стороны Для того, чтобы развивать при помощи таких челюстей сколь-нибудь приличные усилия, приходится наращивать объем челюстной мускулатуры; в итоге эта мускулатура занимает практически все пространство черепа, попросту не оставляя места для мозговой коробки. То есть амфибии - существа принципиально "безмозглые", и это закрывает им путь к сложным формам поведения.

Самое красивое видео о Донбассе



Другие новости по теме:
Просмотров: 388 | Комментариев: (0) | В закладки: | |    
Опрос сайта
Считаете ли Вы себя патриотом Донбасса

Панель управления
Регистрация | Напомнить?






  Логин:
Пароль:
Друзья сайта
Бесплатная библиотека
Дизайн Вашего сайта
Рейтинг@Mail.ru
D o n p a t r i o t . r u
 Издательство: Я патриот Донбасса.
 Верстка: Raven Black
 Перепечатка: Использование и распространение материалов сайта одобряется
 Адрес: ДНР, г. Донецк, Донецкий краеведческий музей ул.Челюскинцев, 189а
 Соцсети: ВК, ОК, Facebook
 Периодичность: всегда с Вами
 Цена: информация беcценна
 Сайт работает до последнего посетителя.
Цель сайта donpatriot.ru рассказать о славной истории городов и поселков Донецкого края, об известных жителях региона. Распространяя информацию о донетчине, Вы вносите вклад в развитие историко-патриотического движения нашего региона. Гордитесь нашей историей, любите Донбасс.
Сделаем Донбасс лучшим совместными усилиями
.