План:
1. Введение.
А.Предисловие
Б. Масштабы Геологического Времени
В.Основные Подразделения Геологической Истории Земли
2. Развитие жизни в криптозое.
А. Предисловие
Б. Отложения Криптозоя
В. Резкое Увеличение Богатства Ископаемой Фауны
3. Заключение.
Введение.
Эволюционное развитие организмов исследуется целым рядом наук,
рассматривающих разные аспекты этой фундаментальной проблемы естествознания. Ископаемые остатки животных и растений существовавших на Земле в прошедшие геологические эпохи, изучает палеонтология, которую и следует поставить на первое место среди наук, непосредственно связанных с
исследованием эволюции органического мира. Изучая остатки древних форм и
сопоставляя их с ныне живущими организмами, палеонтологи реконструируют облик, образ жизни и родственные связи вымерших животных и растений, определяют время их существования и на этой основе воссоздают филогенез —
историческую преемственность разных групп организмов, их эволюционную историю. Однако в решении этих сложных проблем палеонтология должна опираться на данные и выводы многих других наук, относящихся к кругу
биологических, геологических и географических дисциплин (сама
палеонтология, изучая ископаемые остатки организмов, находится как бы на стыке биологии и геологии). Для понимания условий жизни древних организмов, определения времени их существования и закономерностей перехода их остатков в ископаемое состояние палеонтология использует данные таких наук, как
историческая геология, стратиграфия, палеогеография, палеоклиматология и др. С другой стороны, для анализа строения, физиологии, образа жизни и
эволюции вымерших форм необходимо опираться на детальное знание
соответствующих сторон организации и биологии ныне существующих организмов.
Такое знание дают прежде всего работы в области сравнительной анатомии.
Одной из основных задач сравнительной анатомии является установление
гомологии органов и структур у разных видов. Под гомологией понимается сходство, основанное на родстве; наличие гомологичных органов доказывает прямые родственные связи обладающих ими организмов (как предков и потомков
или как потомков общих предков). Гомологичные органы состоят из сходных элементов, развиваются из сходных эмбриональных зачатков и занимают сходное положение в организме. Развивающаяся ныне функциональная анатомия, а также сравнительная физиология дают возможность подойти к пониманию
функционированля органов у вымерших животных. В анализе строения,
жизнедеятельности и условий существования вымерших организмов ученые
опираются на принцип актуализма, выдвинутый геологом Д. Геттоном и глубоко
разработанный одним из крупнейших геологов XIX в. — Ч. Лайелем. Согласно
принципу актуализма, закономерности и взаимосвязи, наблюдаемые в явлениях и
объектах неорганического и органического мира в дате время, действовали и в
прошлом (а отсюда “настоящее есть ключ к познанию прошлого”). Конечно, этот
принцип является допущением, но, вероятно, он верен в большинстве случаев
(хотя всегда нужно принимать во внимание возможность какого-то своеобразия
в протекании тех или иных процессов в прошлом по сравнению с
современностью). Палеонтологическая летопись, представленная ископаемыми
остатками вымерших организмов, имеет пробелы, иногда очень крупные,
обусловленные специфичностью условий захоронения остатков организмов и
крайней редкостью совпадения всех необходимых для этого факторов. Для
воссоздания филогенеза организмов во всей полноте, для реконструкции
многочисленных “недостающих звеньев” па родословном древе (графическом
изображении филогенеза) чисто палеонтологические данные и методы
оказываются во многих случаях недостаточными. Здесь приходит на помощь так
называемый метод тройного параллелизма, введенный в науку известным
немецким ученым Э. Геккелем и основанный на сопоставлении
палеонтологических, сравнительно-анатомических и эмбриологических данных.
Геккель исходил из сформулированного им “основного биогенетического
закона”, гласящего, что онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть
сжатое и сокращенное повторение филогенеза. Следовательно, изучение
индивидуального развития современных организмов позволяет в какой-то мере
судить о ходе эволюционных преобразований их далеких предков, в том числе и
не сохранившихся в палеонтологической летописи. Позднее А. Н. Северцов в
своей теории филэмбриогенезов показал, что соотношение онтогенеза и
филогенеза гораздо сложнее, чем считал Э. Геккель. В действительности не
филогенез творит индивидуальное развитие (новые эволюционные приобретения
удлиняют онтогенез, прибавляя новые стадии), как полагал Геккель, а,
наоборот, наследственные изменения хода онтогенеза приводят к эволюционным
перестройкам (“филогенез есть эволюция онтогенеза”). Лишь в некоторых
частных случаях, когда эволюционная перестрой ка какого-либо органа
происходит посредством изменения поздних стадий его индивидуального
развития, т. е. новые признаки формируются в конце онтогенеза (такой способ
эволюционной перестройки онтогенеза Северцов назвал анаболией),
действительно наблюдается такое соотношение между онтогенезом и
филогенезом, которое описывается биогенетическим законом Геккеля. Только в
этих случаях можно привлекать эмбриологические данные для анализа
филогенеза. Сам А. Н. Северцов дал интересные примеры реконструкции гипо
тетических “недостающих звеньев” в филогенетическом древе. Изучение
онтогенезов современных организмов имеет еще и другое, не менее важное для
анализа хода филогенеза значение: оно позволяет выяснить, какие изменения
онтогенеза, “творящие эволюцию”, возможны, а какие — нет, что дает ключ к
пониманию конкретных эволюционных перестроек.
Для понимания сущности эволюционного процесса, для причинного анализа
хода филогенеза самое первостепенное значение имеют выводы эволюционистики
— науки, называемой также теорией эволюции или дарвинизмом, по имени
великого создателя теории естественного отбора Ч. Дарвина. Эволюционистика,
изучающая сущность, механизмы, общие закономерности и направления
эволюционного процесса, является теоретической базой всей современной
биологии. По сути дела, эволюция организмов представляет собой форму
существования живой материи во времени, и все современные проявления жизни,
на любом уровне организации живой материи, могут быть поняты лишь с учетом
эволюционной предыстории. Тем в большей мере важны основные положения
теории эволюции для изучения филогенеза организмов.
Перечисленные науки отнюдь не исчерпывают перечень научных дисциплин,
причастных к изучению и анализу развития жизни на Земле в прошедшие
геологические эпохи. Для понимания видовой принадлежности ископаемых
остатков и преобразований видов организмов во времени чрезвычайно важны
выводы систематики; для анализа смены фаун и флор в геологическом прошлом —
данные биогеографии.
Особое место занимают вопросы происхождения человека и эволюции его
ближайших предков, имеющей некоторые специфические особенности по сравнению
с эволюцией других высших животных, благодаря развитию трудовой
деятельности и социальности.
Масштабы Геологического Времени
Изучая эволюцию организмов, необходимо иметь представление о ее ходе
во времени, о продолжительности тех или иных ее этапов. Историческая
последовательность образования осадочных пород, т. е. их относительный
возраст, в данном районе устанавливается сравнительно просто: породы,
возникшие позднее, отлагались поверх более ранних пластов.
Соответствие относительного возраста пластов осадочных пород в разных
регионах можно определить, сопоставляя сохранившиеся в них ископаемые
организмы (палеонтологический метод, основы которого были заложены в конце
XVIII — начале XIX в. работами английского геолога У. Смита). Обычно среди
ископаемых организмов, характерных для каждой эпохи, удается выделить
несколько наиболее обычных, многочисленных и широко распространенных видов
- такие виды получили название руководящих ископаемых.
Как правило, абсолютный возраст осадочных пород, т. е. промежуток
времени, прошедший со времени их образования, непосредственно установить
нельзя. Информация для определения абсолютного возраста содержится в
изверженных (вулканических) породах, которые возникают из остывающей магмы.
Абсолютный возраст изверженных пород можно определить по содержанию в
них радиоактивных элементов и продуктов их распада. Радиоактивный распад
начинается в изверженных породах с момента их кристаллизации из расплавов
магмы и продолжается с постоянной скоростью до тех пор, пока все запасы
радиоактивных элементов не будут исчерпаны.
Поэтому, определив содержание в горной породе того или иного
радиоактивного элемента и продуктов его распада и, зная скорость распада,
можно достаточно точно (с возможностью ошибки около 5%) вычислить
абсолютный возраст данной породы. Для осадочных пород приходится принимать
приблизительный возраст по отношению к абсолютному возрасту слоев вулканических пород. Длительное и кропотливое изучение относительного и абсолютного возраста горных пород в разных регионах земного шара, потре-
бовавшее напряженной работы нескольких поколений геологов и палеонтологов, позволило наметить основные вехи геологической истории Земли. Границы между этими подразделениями соответствуют разного рода изменениям геологического и биологического (палеонтологического) характера. Это могут быть изменения режима осадконакопления в водоемах, приводящие к формированию иных типов