Девонский период (девон) является одним из подразделов палеозойской эры, коих насчитывается шесть. Девон имел место между Силурийским и Каменноугольным периодами, начался 419 млн. лет назад и продолжался вдвое больше предыдущего силурийского – около 60 млн. лет. Закончился он приблизительно 359 млн. лет до настоящего времени. Характерен данный период тем, что животный мир выбрался, наконец, на сушу, растения размножились, что послужило накоплению огромной толщи осадочных пород. Особых четко выраженных структурных изменений земной коры за данный период не возникло.

Подразделы девонского периода, географические изменения и климат

В отличие от предыдущего силура более продолжительный девонский период подразделяется сразу на три отдела – Верхний, Средний и, соответственно – Нижний, которые, в свою очередь, подразделяются на ярусы. Ярусы Верхнего девона – Фаменский и Франский, Среднего девона – Живетский и Эйфельский, Нижнего – Эмсский, Пражский и Лохковский.


В раннедевонской эпохе континентальный режим был частично преобразован. Образовалось множество внутриконтинентальных соленых водоемов, в то время как геосинкали сохраняли морской режим. В среднем девоне развилась новая трансгрессия, что было обусловлено сменой подъемов некоторых участков суши на резкое погружение под уровень мирового океана. Этот период характерен наступлением моря на материки, за счет чего площадь суши значительно уменьшилась. В целом по всей поверхности земной коры происходит относительное выравнивание, то есть – постепенная пенепленизация континентов. На момент начала позднего девона господство моря над сушей было подавляющим, но к концу девонского периода обширные объемы суши вновь стали подниматься.

Климат девонского периода на материках в основном был жарким и засушливым, поскольку образовавшиеся вдоль континентальных побережий горы препятствовали проникновению внутрь материков влажного морского воздуха.

Осадконакопление

Не смотря на то, что наземная растительность была еще сравнительно бедна, именно это время ознаменовано первыми отложениями осадочных пород, которые впоследствии превратились в такие каменноугольные бассейны, как кузнецкий в России и Медвежий в Норвегии. Волго-Уральский и Тимано-Печерский газовые горизонты, равно как и некоторые месторождения США, Канады и Амазонской впадины и Сахары также датируются девонским периодом. К главным отложениям девонского периода можно причислить:

  • континентальный красный песчаник;
  • сланец;
  • гипс;
  • соль;
  • известняк.

Животные девонского периода

Девонский период по праву считается рыбьим периодом. Такого разнообразия рыб еще не знали морские пространства. Это и панцирные рыбы, и чешуйчатые, и челюстные и бесчелюстные, с хрящевым, с костным скелетами. Плавники одних особей были жесткими и лучистыми, других – мясистыми, обросшими слоями мускул. Примером бесчелюстных рыб служат агнаты, не имеющие в своем строении костного скелета. Такие рыбы имели хрящевой скелет и в большинстве своем были покрыты панцирями. Попадались и такие, у которых панцирь перемежался с полосами чешуек, что давало им большую обтекаемость, маневренность, гибкость и подвижность. Такие особи были небольших размеров, лишь немногие из них достигали полутора метров в длину. Немногие из бесчелюстных рыб девонского периода смогли дожить до наших дней, в основном это миноги, миксины и прочие угреобразные. За время эволюции они полностью избавились от панцирного покрова и стали заядлыми хищниками, что и помогло их роду просуществовать миллионы лет. Миноги сейчас паразитируют, приклеившись к другим рыбам, а миксины питаются падалью, останками морских животных, трупы которых оседают на морское дно.

Животные девонского периода


Рис. 1 – Животные девонского периода

Озера девона были заполонены плакодермами, беспрестанно охотящимися за добычей, на которую раннее не позарился бы ни один хищник. Девонские акулы беспрестанно бороздили водные просторы в поисках жертвы. Отрастившие огромные плоские мускулистые плавники и обладавшие обтекаемым и подвижным телом они охотились на все, что двигалось. Количество зубов в их пасти постоянно пополнялись все новыми рядами. Тогда же появились и скаты. Наряду с акулами возникли и первые виды костных рыб (остеихтии), которые стали наиболее перспективными в плане развития и расселения по всему пространству мирового океана. Именно к ним принадлежит наибольшее количество современных видов рыб.

Жаркий засушливый климат девонского периода послужил тому, что множество мелких озер, рек, лагун и болот начали пересыхать. Этому же воздействию подверглись и внутриконтинентальные моря, из-за чего водные животные вынуждены была приспосабливаться к этим непростым условиям. Здесь выжили лишь те виды морских животных, которые вовремя отрастили помимо жабр еще и легкие. Происходило это следующим образом. Древние рыбы все чаще поднимали голову над водной поверхностью, заглатывая воздух. В какой-то момент их внутренняя глотка, сплошь покрытая мелкими кровеносными, сосудами, стала превосходно усваивать кислород посредством мелких кровеносных капилляров. В процессе эволюции данная часть глотки эволюционировала в легкие, а над ротовой полостью образовались ноздри для втягивания воздуха. Ярким примером таких амфибий были двоякодышащие кистеперые рыбы, имевшие в ротовой полости массу острых роговых зубов, а также защищавшие свою грудную клетку с находившимися в ней легкими острыми ребрами.

iv>

Вообще с девонского периода все рыбы стали разделяться на два основных вида – кистеперые, к коим и относятся вышеуказанные двоякодышащие рыбы, и лучеперые. Почти все рыбы, населяющие современный мировой океан относятся ко вторым. Из кистеперых же остались лишь небольшая популяция двоякодышащих рыб и целакантов. Именно из них развились впоследствии все позвоночные животные, как пресмыкающиеся и птицы, так и млекопитающие, живущие на данный момент на суше, и приматы в том числе. У лучеперых же рыб недоразвитые легкие с течением времени превращались в воздушный плавательный пузырь, который, так или иначе, тоже им весьма пригодился.

Граптолиты и цистодеи в девоне дожили свой век. Разнообразие форм трилобитов и наутилоидей резко сократилось. Им на смену пришли брахиподы, замковые плеченогие, относящиеся к семейству спириферид и пентамерид. Значительный толчок в развитии получили табуляты и четырехлучевые кораллы. Отлично чувствовали себя и головоногие моллюски. К позднему девону появились первые климении – аммоноидеи, сифон которых был расположен ближе не к брюшной, а к спинной стороне, что не характерно для большинства представителей аммоноидей. Появились и размножились двустворчатые моллюски, процветали низшие ракообразные остракоды и филлоподы, получившие толчок в развитии за счет появления в девонском периоде многочисленных ненормально соленых озер внутри континентов.


Поздний девон отличился вторым пиком расцвета конодонтов (хордовых), которые вели свой род еще от среднего кембрия и достигли первого и самого внушительного расцвета в ордовике. Затем в их эволюции наблюдался явный застой и спад, но с пришествием среднего девона они вновь дали о себе знать и начали видоизменяться и прогрессировать с поразительной скоростью.

И все ощутимее стала заметна доминанта позвоночных над всеми остальными видами живых существ. К концу девонского периода на сушу стали выбираться первые их виды – стегоцефалы. Но, как оказалось, они были не первыми из живых существ, кто заселил сушу. Здесь, к их величайшему удовлетворению, уже было полно живой добычи, такой, как различные скорпионы, многоножки, выползшие из морских глубин еще в силуре, и прочие бескрылые насекомые.

Растения девонского периода

Наземные растения с началом девонского периода стали развиваться с большой интенсивностью. Псилофиты (риниофиты) верхнего девона достигли пика своего расцвета и заселили все болотистые и мелковожные участки суши. Но как бы то ни было их время прошло, и с началом среднего девона они вымерли, дав начало развитию папоротников, которые, в свою очередь, зачастую преобразовывались в растения листовидных видов. Тогда же развились основные группы споровых растений, в большинстве своем представленных плауновыми, членистостебельными, и все теми же папоротниками. А окончание нижнего девона было ознаменовано появлением первых голосеменных растений, а многие кустарниковые начали превращаться в первые древовидные.

>

В большей степени на изменение и эволюцию растений, как и животных девонского периода, оказали изменения физико-географических условий. Территории морей и океанов еще более подверглись заселению сифоновыми, сине-зелеными, красными, а в лагунах – харовыми водорослями.

Псилофиты раннего девона уже обзавелись сравнительно сложной организацией, а именно – имели разделение на корень, стебель, ветви. И постепенно некоторые их виды стали преображаться в первые папоротники. Большинство псилофитов обзавелось древесными стеблями, ветки которых на концах начинали рассекаться на некоторое подобие листьев, посредством которого и осуществлялся фотосинтез. Ползунообразные и членистостебельные, как уже было отмечено ранее – еще одна ветвь развития псилофитов. Эти растения девонского периода имели на порядок усложненную организацию, большую приспосабливаемость и еще ряд особенностей, которые позволили им постепенно вытеснить своих предков из мелких лагун, влажных местностей и болотистых зон. Таким образом, псилофиты полностью исчезли под давлением своих же потомков, как и плауновые в последствии станут вытесняться появившимися в преддверии каменноугольного периода семенными растениями.


Эволюция растений девонского периода происходила следующим образом. На начало девона суша в основном представляла собой безжизненные окаменелости, голые и бесплодные материковые поверхности, на которые со стороны морей и океанов начала неумолимо наползать растительность в виде псилофитов, мхов и лишайников. И вот уже через несколько десятков миллионов лет огромные континентальные области уже заросли густыми девственными лесами. Пока они в основном заполонили болотистые местности или прибрежные участки морей и океанов. Разросшиеся плауновые и членистостебельные все разрастались и усложнялись, пока, наконец, не превратились в настоящих гигантов каменноугольных болотистых местностей, порой достигающих 38-ми метровой высоты.

Растения девонского периода

Рис. 2 – Растения девонского периода

С течением времени растительность прогрессировала. Прибрежные и низменные болотистые участки все более покрывались густыми зарослями. В этой зеленой глуши становилось все более мрачно, и растениям, чтобы получить доступ к солнечному свету, приходилось все более вытягиваться в росте, соперничая со своими не менее прыткими соседними конкурентами. В результате этого у них появилась необходимость в прочной основе и опоре, в результате чего и начала вырабатываться древесная ткань, что и послужило появлению первых настоящих деревьев.


Далее отмирающая бурная растительность все более загромождала лесные массивы мертвой древесиной и прочими останками. Леса в своих глубинах превратились в настоящие фабрики перегноя, над переработкой которого неустанно трудились бесчисленные мириады бактерий. Именно так и был сформирован первый почвенный слой земной коры.

С течением девона растительный мир постоянно развивался, становясь все более сложным и многообразным. И к концу девонского периода множество растений начало медленно, но верно наступать на сушу, все дальше отодвигаясь от болотистых и влажных участков.

Полезные ископаемые девонского периода

За время девонского периода образовалось множество первых нефтяных, угольных и природно-газовых бассейнов, востребованных ныне. Также осадочные толщи девона породили и другие виды полезных ископаемых. К примеру, на уральских склонах, в Татарии, Испании, Аппалачах, Турции и еще в ряде мест были образованы залежи бокситов и железных руд. Там, где в то время процветал аридный климат, были сформированы месторождения калийных солей (канадский Саскачеван и белорусское Старобинское). А в результате вулканической деятельности, которая в девонский период вновь реабилитировалась, возникли залежи уральских медноколчедановых руд, алтайских колчедано-полиметаллических, казахстанских свинцово-цинковых и железомарганцевых. Именно в это время была сформирована часть алмазоносных трубок в Западной Якутии, а также залежи железных руд на горах Высокая и Благодать уральского кряжа.

Источник: vse-lekcii.ru


Девонская эра

Девонский период часто называют «веком рыб». Самые разнообразные формы жизни изобиловали в реках, внутренних морях и пресноводных озерах.
Период был назван в честь графства, которое расположено в южно-западной части Англии. Именно на этом участке были образованы новые геологические породы. Предполагается, что именно здесь появились первые скалы. За 10 миллионов лет до окончания периода на Земле произошла глобальная палеогеографическая реформа.

Девонская эра

Девонский период продолжался с 417 до 354 млн. лет назад. В этом периоде окончательно закрылся океан Япетус, Северная Америка и Гренландия (Лаврентия) столкнулись с южной частью Британских островов (Авалония) и Скандинавией (Балтика), образовав единый континентальный массив. От Скандинавии через Британию к Ньюфаундленду и Канаде протянулся центральный горный пояс. А суперконтинент Гондвана смещался от Южного полюса к северу. В девонском периоде климат на Земле оставался теплым. Образование новых массивов суши привело к появлению обширных сухих внутриконтинентальных равнин, которые превратились в огромные пустыни. Могучие реки пересекали континенты, впадая во внутренние моря и озера. В них нашла себе приют первая многочисленная пресноводная фауна. В середине девонского периода полярные ледовые шапки начали таять, уровень моря поднялся, позволив коралловым рифам вырасти у берегов Лаврентии и Австралии.


Девонская эра

В процессе эволюции животного мира одно и то же приспособление часто «изобреталось» несколько раз. Так и случилось в девонский период с группой рыб, известных под именем плакодермы.
У плакодерм были мощные челюсти — похожие на лезвия пластины с зубообразными выступами. Но поскольку плакодермы не были прямыми потомками первых челюстных рыб, большинство специалистов полагает, что это ценное приспособление развилось у разных рыб самостоятельно. Наряду с челюстями, у этих рыб было два жестких щитка — один покрывал голову, а другой переднюю часть туловища. Щитки соединялись парой «петель», позволявших надголовному щитку приподниматься тогда, когда рыба кусала добычу.

Девонская эра

Некоторые плакодермы жили на морском дне, где питались моллюсками и другими раковинными животными, но к концу девона часть из них стала охотиться в открытом море. Здесь они были самыми крупными хищными рыбами. Один из видов — дунклеостеус — достигал почти 4 метров в длину и мог своими ротовыми пластинами перекусить пополам любую другую рыбу.

Девонская эра

Гигантская панцирная рыба дунклеостеус приближается к кладоселахии — первобытной акуле. У дунклеостеуса зубные пластины не менялись в течение жизни, а у кладоселахии, как и у сегодняшних акул, на внутреннем крае челюстей не переставая росли дюжины треугольных зубов. Обе эти первобытные рыбы плавали за счёт волнообразных движений хвоста; их плавники были жесткими и стабилизировали её положение в воде, помогая придерживаться избранного курса.

Девонская эра

В девонский период плакодермы делили моря с несколькими другими группами челюстных и бесчелюстных рыб. Существовали виды бесчелюстных с причудливо бронированными телами, но были и небронированные виды, которые во многом походили на современных. Беспанцирные рыбы делились на две группы: у одних скелет состоял из хрящей, а у других — из настоящих костей.

Девонская эра

Хрящевые рыбы были предками современных акул и скатов. Их тела покрывали маленькие грубые чешуйки, называемые кожными зубчиками, а в их пастях те же самые зубчики увеличились и преобразовались в бесконечный ряд острых зубов. С самого начала своего существования многие из этих рыб напоминали современных акул, и к концу девона представители одной из групп, кладоселахии, уже вырастали до двух метров. Костные рыбы были обычно маленькими, и покрывавшие их чешуйки становились всё тоньше и легче. У этих рыб развился заполненный газом плавательный пузырь, который придавал им плавучесть, и подвижные плавники, помогавшие им маневрировать.

Девонская эра

У одной группы костных рыб, называемых лопастиперые или саркоптеригии, развились мясистые плавники. Эти рыбы особенно интересуют учёных, потому что именно от них происходят четвероногие позвоночные. Не все лопастиперые могли покидать воду: несколько видов, включая двоякодышащих и целакантов, обитали в пресных и солёных водах, где и живут по сей день.

Девонская эра

Прекрасно себя чувствовали в девонских морях головоногие моллюски. В девонский период появились первые аммониты — моллюски с закрученной в плоскую спираль раковиной. Они обзавелись удивительным приспособлением — наружной раковиной, разделенной перегородками на изолированные камеры. Эти пустые полости моллюск заполнял газом или водой и, изменяя плавучесть, мог подниматься к поверхности моря или погружаться в толщу воды.

Девонская эра

Аммониты были весьма активными хищниками. Выталкивая воду из полости тела и используя реактивный способ движения, они совершали быстрые плавательные движения. Добычей аммонитов становились другие моллюски и мелкие рыбы.

Девонская эра

Раковины аммонитов были закручены в 5—7 оборотов. Тело моллюска помещалось лишь во внешней — жилой камере, вся остальная раковина использовалась как поплавок. Аммониты имели несколько щупалец, окружавших рот, который был вооружен острым клювом и парой глаз. Их «звездный час» наступил в более позднем, по сравнению с девоном, мезозое, когда аммониты достигли небывалого разнообразия форм и размеров, а затем исчезли с лица Земли.

Девонская эра

В девонский период дотоле безжизненная суша постепенно покрывалась ковром зеленой растительности, наползавшей на нее со стороны моря. В начале девона суша являла собой совокупность голых бесплодных материков, окаймленных теплыми мелкими морями и болотами, а ближе к концу обширные области се уже поросли густыми девственными лесами.
Важнейшие сведения о растительном мире той эпохи ученые почерпнули из раннедевонских отложений поблизости от города Райни в Шотландии, где обнаружено много ископаемых растений. Они произрастали в болотистой местности у края небольшого озера. Их останки оказались в толще кремнистого сланца и сохранились вплоть до мельчайших деталей.

Девонская эра

В те времена уже существовало несколько групп сосудистых растений. Наиболее распространены были рипии — так их назвали в честь города Райни. В толще ила размещался ползучий корень ринии, от которого ответвлялось несколько коротких стеблей, каждый не выше 17 см. На стеблях не было листьев, однако на их кончиках имелись круглые спорангии со спорами. Эта группа растений — так называемые риниофиты — предшественница папоротников, хвощей и цветковых растений.

Девонская эра

Другая группа ранних растений дала начало плауповидным растениям, от которых произошли современные плауны. Их стебли были покрыты тонкими переплетающимися зелеными чешуйками. На протяжении девонского периода они становились все крупнее и многочисленнее, пока наконец не превратились в огромные деревья каменноугольных болот высотой до 38 м. Окаменевшие стволы плауновидных растений часто несут па себе восхитительный ромбоидальный узор из отметин, оставленных листьями, поэтому их поверхность порой сильно смахивает на змеиную кожу.

Девонская эра

Постепенно участки суши вдоль берегов озер и водных артерий покрывались все более густыми зарослями растений. Там становилось все темнее и темнее. Растениям, чтобы получать больше света, приходилось тянуться кверху, обгоняя в росте соседей. Появилась необходимость в прочной опоре. Со временем растения начали вырабатывать древесную ткань, и возникли первые деревья. Преимуществом перед соседями была и способность к более быстрому росту. Растениям требовалось еще больше света, и в результате у них развились более широкие и плоские листья. Древние леса выглядели совсем не так, как нынешние. Деревья покоились на корнях, ветвившихся над слоем почвы. Их стволы покрывала не кора, а блестящи чешуя, как у рептилий.

Девонская эра

С девонскими отложениями связано большое количество полезных ископаемых: нефть, каменная соль, горючие сланцы, бокситы, железная руда, медь, золото, марганцевые руды, фосфориты, гипсы, известняки.

Большой выход, или зачем рыбе понадобилось дышать воздухом?

Около 360 миллионов лет назад, в конце девонского периода, на сушу ступила лапа позвоночного. Это были амфибии — первые из тетрапод (четвероногих).

Девонская эра

Предками амфибий были кистеперые рыбы, которые перед выходом на сушу претерпели значительную "реконструкцию". Они обзавелись легкими и малым кругом кровообращения, по которому к легким поступала кровь и утекала обратно в сердце, а само сердце стало трехкамерным — появилось еще одно предсердие, в которое поступает обогащенная кислородом кровь. Вместо мускулистых плавников у амфибий появились рычажные конечности, имеющие два сустава. Такие конечности служили опорой телу и двигали его вперед и назад. Земноводным также понадобились подвижная голова (на суше неудобно поворачиваться всем телом) и подвижный язык, которым можно проталкивать добычу к пищеводу. Кроме того, предки амфибий развили себе обоняние и великолепный вестибулярный аппарат.

Девонская эра

Очевидно, что все упомянутые приспособления для сухопутной жизни должны были возникнуть еще в воде. Ведь, оказавшись на суше, вырабатывать воздушное дыхание уже поздно. Но зачем рыбе понадобилось дышать воздухом? И что это за условия, в которых водное существо могло превратиться в земноводное?

Современное естествознание дает официальный ответ на этот вопрос, но ответ неточен. Иным он и не может быть. Эволюционные преобразования занимают сотни тысяч лет, поэтому ни наблюдать их, ни воспроизвести в лаборатории нельзя. Можно лишь строить предположения на основании палеонтологических данных и тех сведений, которые современная наука имеет о девонском периоде.

Девонская эра

Светлый путь

По резонному мнению многих эволюционистов, путь из воды на сушу лежит через мелководье. А мелкой воды в девоне было сколько угодно. В конце силурийского — начале девонского периодов часть суши опустилась, и во множестве возникли внутренние водоемы: довольно обширные, неглубокие и хорошо прогреваемые. По берегам они густо заросли гигантскими псилофитами, хвощами и папоротниками. Климат в девоне установился засушливый и континентальный, с выраженной сменой сезонов. При засухе и в холодное время года растительность отмирала и попадала в ближайший пруд, а в теплое время года там же гнила. Поэтому каждое лето в таких водоемах не хватало кислорода, и местным рыбам приходилось плохо. Стали они всплывать, чтобы глотнуть воздуха, а потом и вылезать на бревна и камни, потому что дышать воздухом можно и через кожу. У рыб была еще одна причина выбраться на берег: их выгоняла нехватка воды. Засушливым девонским летом мелкие водоемы регулярно пересыхали, и некоторые рыбы, желая остаться в воде, ползли на поиски ближайшей лужи.

Девонская эра

Особыми успехами в этих странствиях отличались мелководные кистеперые рыбы из отряда рипидистий, обладатели парных лопастеобразных мускулистых плавников. В конце концов параллельно с жабрами у них возникли легкие, которые со временем приняли на себя основную функцию дыхания, а из плавников развились лапы.

В воздушной среде предки амфибий закусывали, сбивая пролетающих над водой насекомых. Для этого им пришлось научиться задирать голову и глотать пищу "всухомятку", а не всасывать ее с водой. (Недавно бельгийские ихтиологи обнаружили, что кормиться похожим образом могут африканские сомики, иногда выползающие на бережок. Они ловят наземных насекомых, изгибая шею, прижимают добычу к земле и втягивают в рот.)

Девонская эра

А вот развитое обоняние, видимо, водное приобретение. Вы спросите, что нюхать обитателю зловонного водоема? Ну, во-первых, не всегда там плохо пахло, а во-вторых, пахло не только гнилью. Мелководные рипидистий были подстерегающими хищниками, довольно неповоротливыми. Чтобы поймать добычу, нападать надо было внезапно, вот они и прятались в укрытии, принюхивались — не плывет ли кто? У многих рыб очень хорошее обоняние, но обонятельный орган расположен во рту, поэтому им приходится все время прокачивать воду через ротовую полость. У предков амфибий постепенно возник настоящий нос, которым можно было нюхать, не гоняя воду туда-сюда и не пугая тем самым потенциальную жертву.

Девонская эра

Выход на сушу первых позвоночных — это не смена среды обитания, а ее расширение. Просто некоторые рыбы стали регулярно выползать на берег, не слишком удаляясь от воды, а первые амфибии еще долго вели такой же образ жизни.

Это, как мы помним, только гипотеза, но гипотеза, подкрепленная палеонтологическими доказательствами — своеобразной "лестницей существ", ведущей из воды на сушу. Так, специалисты досконально изучили останки кистеперой рыбы эустеноптерона из позднедевонских отложений Северной Америки. Эустеноптерон был подвижным пресноводным хищником длиной около 40 см, имел торпедовидное тело, мощный хвост и достаточно развитые парные плавники с короткими мясистыми основаниями, предназначенные скорее для плавания, чем для ползания по дну. Рот его был оснащен двумя рядами мощных конических зубов, часть которых превратилась в своего рода клыки для удержания добычи. Ученые предполагают, что эустеноптерон имел развитые легкие, позволявшие дышать атмосферным воздухом.

Девонская эра

За эустеноптероном следует существо, названное Tiktaalik roseae и жившее примерно 383 млн. лет назад. Тиктаалик внешне напоминал чешуйчатого крокодила с ластами, которые представляли собой промежуточный этап между плавником кистеперой рыбы и рычажной конечностью амфибии. Правда, на ластах у него были шипы, как у рыбы на плавниках. Зато голову животное имело плоскую, с глазами в верхней ее части, и даже некоторое подобие шеи. Такое строение головы характерно для существ, обитающих на мелководье.

Следующей ступенью на этом пути была ихтиостега — древнейшее четвероногое с пятипалыми конечностями и рыбьим хвостом. У ихтиостеги была продолговатая голова, огромная зубастая пасть и кожа, покрытая мелкой костной чешуей. Дышала ихтиостега еще ртом и ходила плохо: задние лапы были слабыми, а на передних конечностях при ходьбе работали только суставы плеча и запястья, а локти не сгибались и не разгибались. Чем она питалась на суше, непонятно. Наземных беспозвоночных ей явно не хватало, да и прыти не было, чтобы их поймать. Одни ученые считают, что ихтиостеге больше всего нравилась рыба, по мнению других, она подстерегала и ловила собратьев по виду, более мелких и более неуклюжих, чем она сама. С такими недостатками ихти¬остега недолго задержалась на суше и вымерла. Однако следующие попытки выхода были удачнее.

Девонская эра

Сомнения

Не все эволюционисты согласны с тем, что кистеперые рыбы стали амфибиями, шлепая по мелководью. Начнем с того, что для жизни в бедных кислородом и периодически высыхающих водоемах рыбам не очень-то нужны конечности. Надо воздуха глотнуть? Пожалуйста! Высовывай голову и дыши сколько хочешь. Именно так и поступают двоякодышащие рыбы. Кроме жабр, они имеют одно или два легких (видоизмененный плавательный пузырь). Газообмен происходит через стенки легких, оплетенные капиллярами. У них даже есть зачатки второго круга кровообращения.

Двоякодышащие — придонные обитатели заросших тропических водоемов. Атмосферный воздух они захватывают ртом, поднимаясь к поверхности. Когда водоем пересыхает, они отсиживаются в оставшихся ямах с водой. Вода стоячая и очень теплая, поэтому практически лишена кислорода; другие рыбы в этих ямах дохнут, а двоякодышащие выживают благодаря легочному дыханию. Когда лужи окончательно пересыхают, африканские и американские двоякодышащие впадают в спячку. Африканский протоптерус, например, роет в грязи нору, выстилает ее собственной слизью и закрывает сверху крышечкой из глины и слизи. В таком состоянии он спокойно переносит девятимесячные африканские засухи, а в одном эксперименте провел в спячке без вреда для себя более четырех лет. Когда начинаются дожди, кокон растворяется и рыба как ни в чем не бывало начинает плавать.

Девонская эра

Да и не только двоякодышащие, а самые простые жаберные рыбы спокойно переносят недостаток кислорода, обходясь не только без лап, но и без легких. Небольшая рыбка вьюн, населяющая многие заболоченные водоемы, может дышать и жабрами, и поверхностью кожи, и с помощью кишечника. А если водоем пересыхает, вьюны зарываются в ил и впадают в спячку до ближайших дождей.

Еще одна рыба, илистый прыгун, появилась как раз в девоне, и образ жизни у нее по сей день самый девонский. Живет она на мелководье, в топких лужах среди ила, но в воду с головой погружаться не любит. В воде прыгуны дышат жабрами, а на суше кожей. Они ползают по суше при помощи мускулистых грудных плавников или прыгают, отталкиваясь хвостом. Кстати, плавники илистого прыгуна уже превратились в рычажные конечности: у них есть второе сочленение, между костями основания плавника и плавниковыми лучами. Благодаря этому преобразованию передние конечности прыгунов сгибаются и разгибаются, как у четвероногих. Прыгун даже может очищать ими голову и глаза, а это важно для рыбы, живущей вне воды. Однако в сухопутных странствиях илистым прыгунам приходится следить, чтобы не пересохла кожа, иначе они не смогут дышать.

Девонская эра

Вот и получается, что взобраться на камень и даже на невысокую ветку запрыгнуть вполне можно без двух пар рычажных конечностей, а в топких лужах они даже мешают: по илистой грязи удобнее ползать, чем месить ее лапами.

Несколько интересных возражений против мелководной гипотезы выдвигает доктор биологических наук, профессор Сергей Вячеславович Савельев, уделивший особое внимание органам чувств предков примитивных тетрапод. Анализ слуховой системы показывает, что лабиринт у этих животных развит намного лучше, чем у их потомков. Он включает в себя слуховой аппарат, рецептор линейного ускорения (гравитационный рецептор) и рецептор углового ускорения. Такая сложная система управления движением не нужна животному, которое ползает по плоскому илистому дну. Очевидно, обладатели развитого лабиринта жили в трехмерной среде, а не в пересыхающих лужах.

Кроме того, у предков амфибий были маленькие глазки и специфические рецепторы, расположенные близ поверхности тела и необходимые для ориентации в темноте. Но на мелководье светло!

Может быть, путь на сушу лежал все-таки не через мелкие грязные лужи? Профессор С.В.Савельев предложил свою гипотезу.

Свет в конце тоннеля

Чтобы водное существо могло стать земноводным, ему нужны вода и воздух.

И то, и другое кистеперые рыбы могли найти в прибрежных лабиринтах. Лабиринты были земляные — соединенные между собой полости, наполовину заполненные водой. Такие и в наши дни часто встречаются в почве на границе мангровых зарослей или на пещеристых берегах заболоченных районов острова Шри-Ланка. Но были еще лабиринты древесные. В девоне все берега и водоемы были завалены упавшими растениями. Они гнили очень медленно, потому что разлагающая клетчатку микрофлора еще не возникла. (Из-за ее отсутствия и обилия растительности впоследствии образовались каменноугольные залежи.) В позднем девоне у большей части растений были полые стволы. И лежали они одним концом в воде, другим на суше, наполовину заполненные воздухом, наполовину водой.

В этих влажных закрытых и разветвленных лабиринтах удобно прятаться и размножаться. Там поселились беспозвоночные и рыбы, а в определенные сезоны скапливалось много икры и личинок. В лабиринтах жилось гораздо сытнее, чем на мелководье, где конкуренция за добычу была острой, и не всегда в ней побеждали неуклюжие рипидистии. Поэтому кистеперые рыбы тоже радостно устремились в это кормилище и убежище — и остались в нем на миллионы лет.

Благодаря постоянной влажности в лабиринтах можно было спокойно дышать жабрами и в то же время не спеша развивать воздушное дыхание. Для дыхания воздухом могли служить влажная кожа, плавательный пузырь и выросты пищеварительной системы. У первых амфибий дыхание было, скорее всего, жаберно-кожным, но впоследствии стало легочным. При высокой и постоянной влажности они могли без проблем обходиться несовершенными легкими и не опасаться, что кожа пересохнет.

В этих же узких ходах могли возникнуть лапы. Большинство первых амфибий сохранило длинное тело, которое изгибалось в горизонтальной плоскости и позволяло плавать в открытой воде. Но ползать таким манером внутри полого бревна неудобно — места мало. Гораздо эффективнее отталкиваться от стенок туннеля, поэтому предки амфибий преобразовали парные плавники в коротенькие конечности рычажного типа: задние лапы толкали тело вперед, а передние назад.

Впрочем, некоторые почвенные амфибии так и не обзавелись лапами, ограничившись ползаньем. У тетрапод для управления парными конечностями возник в среднем мозге специальный центр — красное ядро. Оно есть у всех амфибий, рептилий и млекопитающих, как обладающих конечностями, так и утративших их в процессе эволюции. Но у некоторых безногих амфибий Сейшельских островов и Шри-Ланки красного ядра нет, значит, и лап никогда не было.

По мнению С.В.Савельева, именно в закрытых туннелях мог возникнуть и усовершенствоваться такой уязвимый этап развития, как метаморфоз (превращение головастика с жабрами во взрослую особь с легкими). В начале своего становления этот процесс должен был занимать довольно много времени, поэтому спокойно превращаться можно было только в укромных местах. Впоследствии амфибии научились делать это быстро, и их метаморфоз происходит в мелких лужах.

В темном лабиринте не очень нужно зрение, зато важную роль играет водно-воздушное обоняние. Пищу и полового партнера приходится искать по запаху, и поиск идет намного успешнее, если анализировать сразу обе среды обитания. Для ползанья и ориентации в полузатопленных лабиринтах жизненно необходим хороший вестибулярный аппарат, а также способность воспринимать колебания воды и воздуха. Поэтому амфибии сохранили боковую линию — орган ориентации рыб, а параллельно развили слуховую систему с наружной барабанной перепонкой. У древних амфибий барабанная перепонка и стремя были такими массивными, что, возможно, служили для определения колебаний воды, а не воздуха. Имея хороший слух, амфибии развили звуковую коммуникацию, очень удобную для общения в темноте на большом расстоянии. Они больше не молчали как рыбы.

Лабиринтный период эволюции породил огромное разнообразие форм амфибий. Они конкурировали между собой и охотились друг на друга. В конце концов амфибиям стало тесно в этих катакомбах, почвенных и древесных, и наиболее приспособленные животные стали выбираться на сушу. По всей видимости, таких выходов было много, и каждый раз тетраподы, покидавшие лабиринты, заметно отличались от предыдущей версии.

Первые удачные выходы древних амфибий из лабиринтов на свет состоялись в верхнем девоне (360 млн. лет). В лабиринтах они обзавелись вполне развитыми конечностями, эффективной системой передвижения и адаптированными к наземному существованию органами чувств, так что ощущали себя в новых условиях вполне уверенно.

Это тоже только гипотеза, основанная на особенностях строения нервной системы амфибий. Но возможно, в прибрежных районах с развитой древней растительностью палеонтологи найдут следы животных, обитавших в лабиринтных системах.

Тем ли путем, этим ли, но древние амфибии вышли на сушу и покорили ее. Наступивший за девоном карбон стал для них настоящим раем. Климат был ровный, теплый и влажный, а кругом полным-полно болот и непросыхающих водоемов. Амфибии осваивались на суше, расселялись по Земле, а к концу карбона их расплодилось множество: повсюду прыгали, ползали, ходили представители двадцати семейств самого разного вида и размера. Некоторые из них вернулись в воду, став крупными и агрессивными хищниками. Появились и гигантские амфибии, не прижившиеся на нашей планете. Но эволюция не стояла на месте. В середине карбона возникли рептилии и заметно потеснили амфибий. Их господство кончилось.

Источник: www.the-submarine.ru

Девонская система

Впервые этот термин был выделен учеными – англичанами Адамом Седжвиком и Родериком Мурчисоном — в 1839 году в графстве Девоншир, отсюда произошло и название периода. С помощью радиологических исследований установлены времена (420-350 млн лет назад) и продолжительность девонского периода, которая становит около 60 млн лет. В 1845 году немецкие ученые братья Занбергер, проведя расчленения ярусов в Арденах и Рейнских горах, составили первое подразделение системы. На данный момент Девон разделен на три периода и семь ярусов, которые со времен первых экспериментов подверглись некоторым изменениям.

Окаменелости – индикаторы эпохи

Палеонтология – наука о растительности, животном мире, геологии прошлых периодов. Извлеченные из слоев породы своего времени останки служат индикатором своей эпохи. Составить правильное представление о климате, условиях существования организмов, об их эволюции и приспособлении к природной среде, которая постоянно менялась под действием катаклизмов, помогают ископаемые окаменелости. Девонский период — это время первых папоротников, первых наземных животных, споровых растений, двустворчатых моллюсков, трилобитов, рыб, кораллов, первых земных насекомых и земноводных.

Начало

Геологический период девона характеризуют как эпоху господства суши, которая поднялась вследствие регресса моря. После ряда землетрясений и вулканических извержений раннего периода, значительно сократились моря в складках Урало-Тянь-Шаньской, Кордильерской и Тасманской геосинклинали, прогибы в которых постепенно заполнялись песком и галькой, которые образовались в процессе размытия суши. Как результат, образовались огромные территории красного песчанника. Множественные реки, выносящие к морям осадки, образовали болотистые дельты, очень удобные для жизни и развития различных форм и видов живых существ. Сухими стали территории Восточно-Европейской платформы, Западного Саяна и Центрального Казахстана. В результате столкновения Восточной Европы и Северной Америки образовался материк Лавруссия.

Время катаклизмов

Во времена среднего девонского периода моря опять начало свое наступление. Способствовала этому активизация вулканов. Суша опять начала погружаться по воду. Урало-Тянь-Шаньская геосинклиналь стала шире. Большие части Восточно-Европейской и Сибирской платформ оказались затопленными, море заполнило и некоторые территории Северо-Американской и Австралийской платформ. Параллельно Африканская и Южно-Американская платформы оставались сухими.

Геологический период Девона завершился тем, что Сибирская платформа полностью перешла в сушу и образовала материк Ангариду, в Африке площадь моря уменьшилась, а Южная Америка освободилась от моря целиком.

Климатические условия

Девонский период палеозойской эры характеризуется засушливыми и жаркими климатическими условиями, которые способствовали испарению влаги и уменьшению территории водоемов. Засушливый пустынный климат установился на большей части континентов. На суше образовывались пустыни и полупустыни, концентрация соли в морях увеличивалась. Установилась климатическая зональность, которая носила более выраженный характер, чем в начале эры.

Химический анализ останков того периода позволил установить примерную шкалу температур, характерных тому времени. Территория современной Восточной Европы и Урала находилась в экваториальном поясе, а Закавказье – в тропиках.

Девонский период в завершающей фазе отличается более мягким и влажным климатом, ослаблением вулканических процессов. Установившиеся условия стали подходящими для освоения суши живыми организмами.

Бесчелюстные и панцирные

Вулканическая деятельность, перераспределение суши и моря, космические и атмосферные явления привели в девонский период к массовому вымиранию живых существ, которые появились в предыдущие геологические периоды. Произошла революция видов на суше и на море. Но самое большое возрождение пришло в мир рыб. Эту часть палеозойской эры ученые называют эрой рыб.

Рыбы – агнаты не имели челюстей и зубов, переднюю часть их туловища покрывал костный скелет, который был огромным преимуществом в борьбе за выживание. Одна из панцирных ископаемых рыб, динизтис, имела страшную голову с каменным «мешком» длиной около метра. Рыбы жили в водоемах, передвигаясь по дну с помощью острых плавников – шипов. Впоследствии панцирные бесчелюстные рыбы вымерли, уступив место костным и кистеперым сородичам, но некоторые из них сохранились до сих пор. Это океанские миноги и миксины. Эти древние хищники, конечно, избавились от тяжелого панциря, а по остальному строению и образу жизни очень напоминают древних предков.

Костные рыбы

Тяжелые панцирные рыбы уступили место более легким подвижным потомкам, с гибким хвостом и мощными плавниками. Они имели мощные развитые челюсти и тонкую чешую. Первые костные рыбы — остеихтии и являются предками большинства современных рыб. Легкие остеихтии с костными скелетами вместо хрящевых, оснастились новым важным органом – воздушным пузырем. Пращуры современных акул и скатов также появились в девонский период. Рыбы постепенно разделились на лучеперых (большинство современных рыб) и кистеперых.

В эпоху, когда суша и водоемы постоянно сменяли друг друга, кистеперым рыбам удалось сохранить завидную жизнестойкость. Их плавники перерождались в подобии кисти, с помощью которых рыбы легко переползали из засушливого места в другой водоем. Кроме того, эти амфибии имели способность дышать как на суше, так и в воде, и обрели название двоякодышащих. В настоящее время, некоторые виды двоякодышащих кистеперых амфибий обнаружены в Южной Америке и Африке – местах, которые подвергаются частым засухам. В Индийском океане не так давно обнаружили древний вид рыб – кистеперая латимерия.

Завоевание суши

В начале девона поверхность земли представляла собой совокупность голых каменистых материков в соседстве с мелкими болотами и морями. Постепенно теплый влажный климат благотворно повлиял на развитие растительности. Животные и растения стали массово завоевывать новое пространство. В глинистых сланцах девонской системы обнаружено множество останков членистоногих беспозвоночных. На первых растениях обосновались примитивные насекомые, зелеными листьями с растительным соком питались миниатюрные клещи. За этими насекомыми и клещами охотились такие же миниатюрные предки пауков. Жизнь кипела!

Новые жители морей

Еще больше изменений перетерпел подводный мир. Кроме множественных видов рыб, в девонский период развитие коснулось беспозвоночных моллюсков. Только двустворчатых, зарожденных в те времена насчитано 56 родов, кроме них 24 рода кораллов и 28 – головоногих моллюсков. На дне морском активный образ жизни вели трилобиты, табуляты, иглокожие и различные брюхоногие моллюски. Максимального расцвета достигли брахиоподы, особенно такие их виды, как спирифериды и атрипиды.

Предки земноводных

Все предпосылки к переходу жителей водоемов на сушу подготовил именно девонский период. Характеристика новых видов морских хищников, как и активное развитие кистеперых двудышащих рыб, тому подтверждение. Внушительный житель девона – ракоскорпион, предок современных скорпионов. Эти хищники имели длинное туловище, которое заканчивалось хвостом с длинным шипом, конечности в форме весла – для плавания, и ноги, для набегов на берег, где можно было поохотиться за мелкими насекомыми. Предполагают, что эти твари носили на спинах раковины в форме спирали, которые служили для них жабрами. Конец периода девона – время появления первых земноводных, которых назвали стегоцефалы.

Стегоцефалы – это некий сборный тип от земноводных, пресмыкающихся и рыб. Внешне они напоминали современных ящериц или саламандр, но с твердым панцирем. Размеры первых земноводных весьма разнообразны – от небольших, в несколько сантиметров, до огромных четырехметровых особей.

Растительный мир

Первые водоросли, адаптировавшие к жизни на берегу водоемов, появились еще в силурийском периоде и продолжали свое существование в раннем девоне. Риниофиты не имели корневой системы и лиственных побегов. Постепенно, теплый и влажный климат девона позволил им переродиться в плауны, заросли которых становились все гуще. Для обеспечения жизненных процессов растения тянулись к солнцу, и становились все выше. Для обеспечения высокой опоры требовался плотный древовидный ствол. Мягкие стебли стали деревенеть и превращаться в первые кустарники и деревья. В период позднего девона на земле шумели уже густые и высокие леса, которые достигали местами до 38 метров. Виды растений также становились более разнообразными, наряду с плаунами соседствовали хвощи и папоротники. Ринии потеряли свое преимущество, и к концу периода вымерли.

Животные и растения в девонском периоде успешно осваивали сушу, но все же, их существование значительно зависело от воды, и активное освоение новых территорий шло в небольшом отдалении от берегов водоемов. Места, значительно отдаленные от морей, оставались голыми и незаселенными. И только в конце периода появились семенные папоротники, которые стали прародителями семеносных растений. Все более сложный растительный мир зарождался, жил и отмирал. Множество опавших листьев и древесины перерабатывались микроорганизмами. С эволюцией флоры и фауны складывался первый почвенный слой.

Полезные ископаемые девонского периода

Палеозойская эра – время зарождения многих залежей полезных ископаемых, которые так важны для человечества в современный период. В девоне, в местах с повышенной влажностью, образовались оксиды марганца и гидрооксиды железа. Богатыми на эти элементы оказались районы Восточной Сибири. Территории современных Уругвая, Аргентины, Австралии, а также некоторые места северо-востока и юга Азии оказались наполненными рифовыми известняками. К девонскому периоду относятся и самые старые угольные месторождения планеты, пласты нефти и газа Уральской области России, в нефтяных районах США, Канады, Ближнего Востока.

В местах повышенной влажности образовывались залежи калийных солей. Активные вулканические процессы привели к накоплению руд медного колчедана, свинца и цинка, железа марганца. Так образовались богатые месторождения Урала, Северного Кавказа, Татарстана и центрального Казахстана. Вспышки магматизма привели к образованию кимберлитовых трубок с алмазами.

Период девонский: основные события

Подводя итоги, можно выделить основные события девона, которые значительно повлияли на развитие мир в дальнейшем:

  • Определились основные континентальные массивы суши
  • Формирование зеленого покрова суши.
  • Эволюция растений, появление новых форм и видов.
  • Метаморфозы в мире рыб.
  • Зарождение легких, появление двоякодышащих рыб, и первых земноводных.
  • Формирование первого почвенного слоя.
  • Зарождения массивов полезных ископаемых.

Источник: www.syl.ru