ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА (albercul) wrote,
ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА
albercul

57. Соль биосферы Земли

Лимитирующий фактор жизни

Начало: (43), (44), (45), (46), (47), (48), (49), (50), (51), (52), (53), (54), (55), (56)

соль

15. Минеральные останки свидетельствуют

В предыдущих разделах темы «Соль биосферы Земли» я уделил главное внимание растениям, поскольку именно они, будучи первичными продуцентами органического вещества, создают материально-энергетическую основу биосферы. Теперь же возвращаюсь к тому, с чего было начато мое исследование, - к животным. Специфика животного организма состоит помимо всего прочего в наличии твёрдого минерализованного скелета (наружного или внутреннего), который даёт телу опору, защищает его от механических повреждений, а также выполняет ряд других жизненно важных функций. На образование скелета требуется большая масса строительного материала. В этой связи потребность животного организма в определённых элементах минерального питания существенно возрастает.

Тенденция к обзаведению скелетом исторически проявилась в мире животных очень рано – уже на уровне древнейших одноклеточных форм. Цитоплазматическое тело корненожек фораминифер (Foraminifera) из класса саркодовых, которые существовали на дне океанов в кембрии (а, возможно, даже и раньше) было заключено в известковую раковинку различной формы.

сбз15-фораминиферы


сбз15-фораминиферы1

Их сородичи по классу - радиолярии, или лучевики (Radiolaria), известные ещё из докембрия, вели, в отличие от фораминифер, планктонный образ жизни. Они также обладали наружным минеральным ске­летом, только он был иначе сконструирован и выполнен главным образом из кремнезёма. Лёгкие и прочные (сложенные из геометриче­ски правильно расположенных игл, решёток, шаров, многогран­ников, колец и т. п.), чрезвычайно разнообразные в пределах таксона, эти изящные микроскопические творения природы не только несли защитную функцию, но и способст­вовали увеличению удельной поверхности, а стало быть, удержанию радиолярий в толще воды.[1]

сбз15-радиолярии


сбз15-радиолярии1сбз15-радиолярии2

сбз15-радиолярии4

Многоклеточные животные уверенно продолжили курс (особенно после так называемого кембрийского взрыва) на развитие и совершенствование минерализованных скелетных образований. Прежде всего, следует упомянуть возникших ещё в докембрии губок (Porifera, или Spongia), которые приобрели внутренний скелет, построенный из кремневых или известковых игл – спикул (одноосных, трех-, четырех-, шестилучевых и их производных).

сбз15-скелет губок


сбз15-скелет губок1

В кембрийских морях получили широкое распространение также примитивные беспозвоночные животные, относящиеся к вымершему типу археоциатов (Archaeocyatha). Они имели известко­вый, обычно кубкообразный или рого­видно изогнутый пористый скелет (греч. kyathos - кубок) длиной в среднем 5 - 10 см (иногда до 1 м), диаметром 1,5 - 3 см (изредка до 50 см.) и вели, как и губки,
прикрепленный образ жизни.                                                     

                                                   


          сбз15-архиоциатсбз15-скелеты археоциатов1сбз15-скелеты археоциатов


Далее получил развитие известковый скелет у кишечнополостных животных (Coelenterata), особенно мощное - у коралловых полипов (Anthozoa).



сбз15-скелет кораллов2


сбз15-скелет кораллов3


сбз15-кораллы


сбз15-кораллы1

Плеченогие (Brachiopoda) и особенно мягкотелые (Molluska) заключили свое тело в массивные известковые раковины (у моллюсков - спирально закрученные, двуствор­чатые, многокамерные и др.).


сбз15-плеченогие

сбз15-раковины моллюсков

сбз15-раковины моллюсков2

Вымершие в конце палеозоя трилобиты (Trilobita) имели известково-хитиновый панцирь. Кутикула членистоногих (Arthropoda), в том числе наземных, но особенно у морских ракообразных (Crustacea), включает значительную долю минерального компонента.


сбз15-триобит1

Иглокожие (Echinodermata) также имеют своеобразно устроенный минерализованный скелет, который состоит из известковых пластинок, часто образует сплошной известковый панцирь и несёт большое количество торчащих наружу, иногда очень крупных, известковых игл.

сбз-15-иглокожие


сбз15-скелет иглокожих

Высшим достижением на пути к всеобщей скелетизации животных стала кость - основной элемент скелета позвоночных животных (Vertebrata, или Craniata), известных с ордовика – нижнего силура. Около 50% объёма костной ткани составляют нерастворимые соли (главным образом в виде уже известного нам по агрономическим рудам кристаллов апатита). Кстати, в первой половине 19-го столетия в качестве фосфорного удобрения использовали главным образом костную муку, которая в настоящее время применяется и как минеральная подкормка сельскохозяйственных животных (для построения ими собственного скелета). Кость может образовываться у взрослых позвоночных животных не только в составе внутреннего скелета, но и вне его – в любом участке соединительной ткани (экотопическое костеобразование). Помимо скелетной опоры кость выполняет функции депо кальция и фосфора в организме позвоночных животных, отчего костная ткань постоянно обновляется и, стало быть, потребность животного организма (и без того высокая) в этих минеральных элементах возрастает ещё больше.

сбз15-кость позвоночных1


сбз15-кость1

Наличие минерализованного скелета у животных, которые существовали в далёком прошлом, имеет три очень важных следствия.
Во-первых, породообразующее: поскольку минерализованные скелеты хорошо сохраняются в ископаемом состоянии, в отложениях земной коры с течением времени образовались осадочные горные породы – известняки, трепел (нередко они целиком состоят из скелетов радиолярий, фораминифер, коралловых полипов, моллюсков) и некоторые другие. Эти горные породы приобрели, как известно, большое хозяйственное значение, в том числе они стали использоваться как агрономические руды для производства минеральных удобрений.


сбз15-известняки

сбз15-ракушечник

сбз15-ракушечник1

сбз15-ракушечник2

Во-вторых, ископаемые остатки скелетов животных оставили вещественную историческую память о прошлом биосферы, поскольку их твёрдые минерализованные элементы (раковины, панцири, кости, зубы и т.д.), в отличие от мягких органических тканей, хорошо сохраняются во времени (особенно в водных бассейнах). Ископаемые остатки сохраняют свой первичный состав или дополнительно минерали­зуются в процессе фоссилизации (окаменения), т. е. замещения твёрдых (реже мягких) частей организма минеральными веществами, которыми могут быть пирит, кварц, углекислый кальций и др. Кроме того, твёрдые минерализованные скелеты животных в случае своего разрушения (что случается чаще в подверженных гипергенезу наземных условиях) успевают оставить, в отличие от мягких органических тканей, хорошие отпечатки как на поверхности (экзоглифы), так и внутри осадочных пород (эндоглифы).

Палеонтологическая летопись стала основным документом для восстановления истории развития отдельных групп животных: времени появления и вымирания, темпов эволюции, филогении, расширения и сужения ареалов, миграций и т. д. После палеозоологических работ В.О. Ковалевского (позвоночные животные) и М. Неймайра (беспозвоночные животные) теория биологической эволюции Ч. Дарвина приобрела ту вещественную базу, в которой она так сильно нуждалась.

По объекту исследования палеонтология - наука биологи­ческая, но возникла она и стала развиваться в теснейшей взаимной связи с геологией, широко пользующейся дан­ными палеонтологии и вместе с тем служащей для неё достоверным источником    разнообразной   информации об условиях жизни в прошлые времена. Будучи главным потребителем результатов палеонтологических исследований, геология в свою очередь, ставит перед ними новые и всё более сложные задачи. Именно эта связь и сделала палеонтологию целостной наукой о развитии живой природы в геологическом прошлом. Без неё невозможно понимание истории биосферы, смены палеобиосфер и становления современной биосферы.

Сама же геология приобрела значение подлинно исторической науки только с возни­кновением стратиграфии на рубеже 18 и 19 вв., когда был найден способ определения относительной хронологии геологических образований по ископаемым остаткам животных организмов. Важнейшими руководящими ископаемыми при этом стали: фораминиферы (начиная с девона), археоциаты, плеченогие (палеозой), три­лобиты (нижний палеозой),   аммоноидеи (девон - мел), белемниты (юра - мел), граптолиты (нижний палеозой), конодонты (ордовик - триас), двустворчатые моллюски (с карбона), остракоды и конхостраки (с девона), земноводные (пермь, триас), пресмыкающиеся (пермь - мел), млеко­питающие (с мела). Палеонтологический метод в геологии (его часто называют биостратиграфическим) стал основным при определении границ и продолжительности эр, периодов, эпох и других подразделений геохронологической шкалы.

Наконец, в-третьих. Не только представление о былых биосферах, но и собственная наша история (антропогенез) как биологического вида Homo sapiens построена главным образом на палеонтологическом материале. Ископаемые остатки минерализованных скелетов позволяют достоверно определить наше собственное место в истории животного мира, исследовать тот путь, по которому шла эволюция высших приматов.

В 20 - м веке на африканском, европейском и азиатском континентах было найдено огромное количество иско­паемых остатков высших приматов и чело­века (гигантопитеков, австралопите­ков, питекантропов, неандертальцев и т. д.). На основании собранного фактического материала возникла палеоант­ропология - наука, которая изучает костные останки иско­паемых людей (Homo habilis, Homo erectus, Homo sapiens) и близких родичей чело­века - высших приматов. Исследования в области палеоантропологии охватывают эпохи палеолита и неолита. Важными методами антропологических исследований стали основанные на костной ткани краниология, остеология, одон­тология.


сбз15-австралопитек

сбз15-австралопитек1

сбз15-питекантроп

сбз15-палеоантропология

Фактический материал палеоантропологии позволил русскому геологу А.П. Павлову (1922) выделить последний из геологических периодов (от возникновения рода Homo до современности) продолжительностью, по разным оценкам, от 1,8 до 5,5 млн. лет, и назвать его антропогеном.











[1] Значительно позднее (в юрском периоде) появились одноклеточные диатомовые водоросли (Diatomeae), сопоставимые по размерам с фораминиферами и радиоляриями, тело которых было заключено в твёрдую двустворчатую кремнезёмную оболочку - панцирь. В кайнозое, появились одноклеточные водоросли кокколитофориды (Coccolithales), тело которых было покрыто мелкими известковыми плас­тинками (кокколитами), имевшими видоспецифичную форму.

Tags: антропоген, археоциаты, губки, иглокожие, коралловые полипы, кость, минеральный скелет, моллюски, палеоантропология, палеонтологическая летопись, палеонтологический метод, палеонтология, плеченогие, позвоночные, радиолярии, скелетизация животных, стратиграфия, трилобиты, фораминиферы, членистоногие
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 5 comments