Реферати » Реферати по біології » Докембрийские предтечі« піонерів суші »

Докембрийские предтечі« піонерів суші »

Докембрийские предтечі« піонерів суші »

Бурзін М.Б.

Лабораторія докембрійських організмів ПІН РАН

Загальновідомо, що одним з найважливіших етапів у розвитку біосфери був вихід життя на сушу. Сьогодні саме наземні екосистеми укладають велику частину живої біомаси і саме вони роблять визначальний вплив на газовий склад атмосфери, а тим самим і на клімат Землі. В результаті майже 150-тилетних досліджень палеоботаніків прояснена рання історія вищої наземної рослинності - основи наземних екосистем [1]. Найдавніші тетради копалин суперечка з трілетной щілиною разверзанія і найдавніші дисперсні фрагменти кутікулоподобних покривів (кутикула - просочені кутином оболонки епідермальних клітин і кутінізірованний зовнішній покрив листя і голих пагонів) без продихів знайдені в середньому ордовике, трахеіди - спеціалізовані клітини провідної системи - в нижньому силурі, а цілісні залишки найдавніших наземних рослин - рініевих (раніше їх називали псилофітами) - «піонерів суші» - відомі з відкладень верхів нижнього силуру [2]. Важливо відзначити, що з'явилися за останні роки новітні дані вже не змушують цілком переглядати раніше сформовану картину, а лише уточнюють і деталізують її.

Ясно, що становленню вищої наземної рослинності мало передувати розвиток наземної мікробного життя, яка й була здатна перетворити кори вивітрювання в прапочви і, зокрема, наситити їх настільки необхідними для вищих рослин розчинними сполуками азоту. Однак викопна літопис наземних мікробів вивчена досі вкрай слабо, в тому числі і через те, що наземні відкладення, представлені, в основному, корами вивітрювання, вкрай несприятливі для збереження викопних органічних залишків, а в басейнових відкладеннях, що містять викопні рештки, дуже важко розпізнати залишки водоростей і мікробів, які мешкали на суші і були знесені в воду, і відрізнити їх від тих, що мешкали у воді. Перш, ніж розглядати окремі приклади докембрийского етапу террестрізаціі життя, торкнемося властивостей самої докембрийской суші, пов'язаних з відсутністю на ній життя.

Особливості докембрийской суші

Є всі підстави вважати, що рельєф млявої докембрийской суші міг істотно відрізнявся від звичного нам сучасного рельєфу і визначалося це, в значній мірі, саме відсутністю наземної рослинності і, в першу чергу, грунтів. Як відомо, грунт - це закріплені корінням рослин пухкі опади, містять органічні речовини і специфічне населення. Ні наземної рослинності - немає і фіксації пухких опадів на суші. В такому випадку опади легко можуть змиватися поверхневими водами, розмиватися, даючи яри, або Перещеплювані вітром. Звичайно, самі корені рослин сприяють ерозії твердих грунтів, а виділювані гумінові кислоти підсилюють хімічне вивітрювання мінералів, однак відсутність фіксації кор вивітрювання корінням рослин повинно було приводити до різкого посилення (на порядки) ерозії за рахунок постійного оголення корінних порід, утворення мережі ярів, що перетворюють підняту сушу в бедленди, а потім в пенеплени з кутами нахилу поверхонь в 1-3 °, тобто такими, з яких текучі води вже не можуть зносити частинки. А.Г.Пономаренко [3] зазначив наступну особливість докембрийской суші: у відсутності наземної рослинності ландшафт мав бути тим більш пустельним (тобто не придатним для життя), чим більше випадало опадів (на відміну від сучасних пустель): вода активней розмиває гірські породи і зносить різноманітні опади, тоді як вітер, більшою мірою, лише Перещеплювані пухкі відкладення, а не переносить їх. Важливо відзначити і те, що у відсутності грунтів не могли існувати річки, так як сталість водного потоку річки визначається тим, що в річку протягом усього року вода надходить з грунту і грунтових вод - найважливішого водного резервуару суші. В умовах млявої суші могли існувати лише тимчасові потоки, обводнені у вологі сезони і пересихаючі в сухі, або тимчасові протоки між внутрішньоконтинентальні басейнами. Лише вічна мерзлота могла забезпечувати протягом спекотного сезону надходження вод і існування відносно постійних потоків.

За таких умов пониження базису дії ерозії (однаково, в результаті Чи пониження рівня моря або підняття суші) повинно було приводити до різкого посилення процесів ерозії, короткочасного, але інтенсивного зносу з суші терригенного матеріалу, а потім перетворенню суші в поєднання широких, плоских, слабо занурюються до моря рівнин і останцов більш міцних кристалічних порід. Такий характер рельєфу при підвищенні рівня моря неминуче призводив до утворення великих мілководних водних басейнів непостійних обрисів [4]. Невеликі варіації рівня моря (хоча б в результаті сезонних змін умов зволоження і випаровування або вітрових нагонів) повинні були приводити до грандіозних за площею змінам дзеркала вод. Така була сцена, на якій могли розігруватися перші акти процесу террестрізаціі життя. Перш, ніж перейти до прикладів з викопної літопису, охарактеризуємо особливості життя на суші.

Умови життя на суші

Розглянемо коротко деякі особливості життя на суші в порівнянні з умовами проживання у водному середовищі. По-перше, на суші організми піддаються впливу прямої сонячної радіації, в тому числі і короткохвильової частиною спектра, яка повністю поглинається водою. По-друге, потрапляючи на сушу, організм переходить з постійно вологою середовища в майже постійно суху (вологість рідко буває 100%). Якщо у водному середовищі, завдяки більш високому вмісту солей в організмі, вода з навколишнього середовища прагнути проникнути через покриви всередину тіла, то на суші вода, навпаки, прагнути, завдяки випаровуванню, піти з організму в більш суху навколишнє середовище. По-третє, суша - це світ величезної сили тяжкості для організмів, адаптованих до умов практично невагомості у водному середовищі. По-четверте, у воді у організмів немає проблем з поширення: руху води розносять вегетативні частини або суперечки, а зооспори можуть плавати за допомогою джгутиків. На суші організмам потрібні спеціальні адаптації для розповсюдження, а саме: суперечки з міцною оболонкою (тобто спори здатні тривалий час зберігати життєздатність) і щілиною разверзанія для проростання крізь міцні оболонки в сприятливих умовах (про такі суперечках вже згадувалося у вступі), або структури для розкидання суперечка і т.п. Існує і ще ряд найважливіших адаптацій до умов проживання на суші, наприклад, харчування розчинними речовинами НЕ через всю поверхню, а тільки через спеціальний орган - кореневу систему та освіта провідної системи для розподілу поживних речовин по всьому тілу, але ці та подібні адаптації реалізовані вже вищими рослинами, у статті вони не будуть розглядатися.

Зниження рівня сонячної інсоляції

Напевно найдавнішим ознакою (якщо не наземні, то проживання в умовах крайньої мілководдя) вважатимуться інтенсивне забарвлення залишків еоентофізалесових ціанобактерій (синьозелених водоростей), виявлених В.Н.Сергеевим в середньому рифее північно-східного Сибіру [5]. В сучасних ціанобактеріальних матах подібна інтенсивна забарвлення пов'язане з накопиченням жовто-коричневого пігменту сцітонеміна у відповідь на інтенсивне сонячне опромінення в субаеральних умовах, завдяки чому знижується інтенсивність світла, що потрапляє на тилакоиди - мембранні структури, несучі пігменти і здійснюють оксигенів фотосинтез.

Для відкладень самих верхів середнього рифея Східної Сибіру і верхнього рифея Шпіцбергена по літописі микрофоссилий в кременях в карбонатних розрізах вдалося вивчити фаціальні ряди і послідовності населення мілководних обстановок, починаючи з верхів сублиторали і до лагун і екстремально мілководних ділянок [6]. Цікаво, що такі максимально мілководні зони були населені в рифее практично тими ж формами ціанобактерій, що і відносно більш глибоководні. Явно скорочується лише різноманітність форм, але на мілководді нічого не з'являється специфічних організмів. Нерізкість латеральної мінливості в таких фаціальних рядах ціанобактеріальних населення може свідчити, як це не здасться дивним, про відсутність у другій половині рифея принципових відмінностей між водним та передбачуваним наземним мікробним населенням. Одним з можливих пояснень цього незвичайного феномена є припущення І.Н.Крилова і Г.А.Заварзіна про те, що частина відомих рифейских мікробіоти була представлена ??угрупованнями, що мешкали в амфібіальних, тобто напівводних-напівназемні умовах [7]. Це стає зрозумілим, якщо врахувати передбачуваний характер рельєфу суші та особливості мілководних басейнів докембрію, що обговорювалися вище. Тобто можна припустити, що в рифее не було чіткої, в звичному нам розумінні, межі між басейном і сушею, а була велика зона переходу, окремі ділянки якої відрізнялися лише ступенем або тривалістю зволоження.

Боротьба за збереження вологи. Котлинський море-озеро

В пізньому венде з'являються колонії нитчатих ціанобактерій, що мали, можливо, спеціальну адаптацію до перебування в сухих (осушуваних) умовах. У викопному стані вони представлені фрагментами фосилізованій дерновин, в яких примхливо вигнуті і переплетені нитки укладені в плівку сапропелеподобного речовини. Аналіз схоронності і порівняння з іншими типами копалин дерновин і посмертними скупченнями залишків ниток показали, що така плівка, найвірогідніше, є фосилізованій щільною загальної слизом колонії, а не просто результатом розкладання залишків [8]. У сучасних ціанобактерій наявність потужної загальної колоніальної слизу (іноді навіть хрящевидной) є одним з ознак існування в сухих наземних умовах, так як слиз утримує вологу. В вендском палеобасейнів Російської плити, де такі дерновини і були знайдені, вони зустрічаються як раз в його крайових частинах, куди вони могли бути знесені з прибережних зон.

Поздневендскій палеобасейнів Російської плити становить великий інтерес у зв'язку з аналізованої проблемою террестрізаціі. Він утворився в результаті однієї з найбільших в історії Землі трансгресій, яку прийнято пов'язувати з підвищенням рівня Світового океану після танення льодовиків лапландської льодовикової

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар