Начавшийся 540 (по другим оценкам 570) миллионов лет назад, этот наиболее древний период палеозойской эры ознаменовался появленем первых животных с твёрдыми частями тела. Это был результат ускорения эволюции.
Поскольку кембрийский период весьма удалён от нас во времени, нам почти неизвестно, как выглядела в то время Земля. Тогда существовал один крупный материк и несколько маленьких, но животные засеяли только моря. В кембрийском периоде климат был тёплым, уровень мирового океана высоким, поэтому крупные участки земли, лежащие ниже этого уровня, находились под водой. В этих мелководных морях существовали идеальные условия для появления новых групп живых существ. Эти существа имели твёрдые покровы или скелет. Все они легко окаменевали — в отличие от существовавших раньше мягкотелых животных. Вот почему так много находят остатков животных кембрийского периода.

Раковины и скелеты.

Окаменевшие остатки животных кембрийского периода свидетельствуют о том, что твёрдые части тела образовались у них сравнительно быстро, в течение периода, длившегося приблизительно 20 млн лет.
ологам не даёт покоя вопрос, почему это произошло, если существование мягкотелых животных длилось так долго? Одно объяснение связано с атмосферой Земли. Благодаря жизнедеятельности цианобактерий и водорослей уровень содержания кислорода в воздухе постоянно повышался. Высокое содержание кислорода и достаточное потребление его животными могло помочь им усваивать больше питательных веществ. Кроме того, возросшие энергетические ресурсы благоприятствовали образованию новых частей тела у животных, например, раковин и жестких покровов.

Зачем быть жесткими?

Новые свойства развиваются у животных только в тех случаях, когда эти свойства полезны. Таким образом, новые части тела животных должны были «оправдать себя». Что касается малоподвижных и неподвижных животных, то им образование твёрдых частей тела давало большие преимущества. Так, например, похожие на губок животные археоциаты жили тем, что отфильтровывали крохотные частицы еды из морской воды. Развившийся скелет позволил им на несколько миллиметров приподняться над морским дном. Эти миллиметры помогли археоциатам решить проблему питания. Подвижным животным твёрдый покров тела мог быть полезен во многих отношениях. У моллюсков кембрийского периода твёрдый панцирь, или внешний скелет, представлял собой броню, которая защищала от вражеских нападений. Этот панцирь служил также в качестве опоры и связующего звена для развивающихся мягких частей тела. Что касается артропод (они включают в себя трилобитов и других членистоногих), то у них твёрдые части тела играли две самостоятельные роли. Твёрдый панцирь служил им защитой, но, будучи гибким, помогал этим животным передвигаться.

Кембрийский взрыв.

В кембрийском периоде произошло бурное развитие животного мира. Некоторые животные, появившиеся в это время, так и не пережили кембрийского периода, например, животные, найденные в Берджеских сланцах. В кембрийском периоде возникли также все основные группы животных, существующие и в настоящее время, включая позвоночных, то есть группу, к которой принадлежим и мы, люди.
Эта удивительная эволюционная вспышка, известная палеонтологам под названием «кембрийский взрыв окаменелостей», трудно поддаётся объяснению. Ничего похожего больше не происходило, так почему же произошло тогда? Учёные этого не знают, но высказали много предположений. Одно из них состоит в том, что этот «взрыв» вовсе не был таким удивительным, каким кажется нам теперь. В соответствии с этой теорией многие виды животных могли уществовать и до начала «взрыва», но поскольку они были мягкотелыми, следов их существования осталось немного. Многие учёные считают такое предположение правильным, но при этом они также полагают, что «кембрийский взрыв» действительно случился, хотя и не был столь резким, как могло бы показаться на первый взгляд. Он мог быть вызван изменениями уровня содержания кислорода в атмосфере или рельефа и строения морского дна. Возможно также, что жизнь достигла какой-то критической точки, что повлекло за собой цепную реакцию, в ходе которой сформировались многие новые формы живых существ.


Кембрийский период известен как время процветания трилобитов из-за той важной роли, которую эти животные играли в жизни на морском дне. Здесь мы видим, как трилобиты нескольких различных видов ползают около губок археоциат, похожих на кубки, над ними плавают медузы. У большинства трилобитов были хорошо развитые глаза, но акадагностус (мелкий вид на переднем плане) был слепым и для самообороны сворачивался в шарик. Парадокситес (крупный трилобит в центре) обычно был 20 см в длину, но мог достигать и 1 м.

Источник: dinozavrikus.ru

Кембрийская система (кембрий) (от Cambria (Камбрия) – латинское название Уэльса) – первая система палеозойской эры, соответствующая первому периоду палеозойской эры геологической истории. Система впервые выделена английским исследователем А. Седжвиком в 1835 г.

Кембрийский период начался 542 ± 2 млн. лет назад и продолжался ~54 млн. лет. Начало этому периоду положил поразительной силы эволюционный взрыв, в ходе которого на Земле впервые появились представители большинства основных групп животных, известных современной науке. Граница между докембрием и кембрием проходит по горным породам, в которых внезапно обнаруживается удивительное разнообразие окаменелостей животных с минеральными скелетами — результат "кембрийского взрыва" жизненных форм.

Одна из величайших загадок в истории развития жизни на Земле. Понадобилось 2,5 млрд лет, чтобы простейшие клетки развились в более сложные эукариотные клетки, и еще 700 млн лет для возникновения первых многоклеточных организмов. А затем, всего за какие-то 100 млн лет, мир оказался заселен невероятным разноооразием многоклеточных животных. С тех пор за более чем 500 млн лет на Земле не появилось ни одного нового типа (принципиально иного строения тела) животных.

Животные, пока у них не сформировались твердые скелеты, очень редко сохранялись в виде окаменелостей. Соответственно и сведений о них дошло до нас крайне мало.

Но почему же у такого количества животных скелеты развились именно теперь, а не прежде, в докембрии? Создается впечатление, что для того, чтобы в организме животного откладывались минералы, необходимые для формирования скелета, требуется определенное количество кислорода. Возможно, концентрация кислорода в атмосфере стала достаточной для этого только в раннем кембрии.

В кембрийский период на Земле существовали громадные области, занятые континентальным шельфом, или материковыми отмелями. Здесь создались идеальные условия для жизни: дно, покрытое слоем мягкого ила, и теплая вода. К этому времени в атмосфере образовалось много кислорода, хотя его и боыло меньше, чем сегодня.

Новые хищники поедали древние строматолитовые рифы, и те, разрушаясь, выбрасывали в воду океанов все больше и больше кальция, пригодного для формирования скелетов и раковин. К тому же климат кембрия был умеренным, материки неизменными. В результате увеличения смыва солей из суши, морские животные получили возможность усваивать в больших количествах минеральные соли.

А это, в свою очередь, открыло перед ними широкие пути построения жёсткого скелета. Именно в кембрийский период впервые в геологической истории появились скелетные организмы. Скелеты были секреционные минеральные – фосфатные, известковые, кремниевые.

Раковины и панцири не только служили надежной опорой организму животных, но и защищали их от появившихся вокруг в изобилии хищников.

Более жесткие скелеты позволяли животным перейти к новому образу жизни: они смогли приподниматься над донным илом, а стало быть, и быстрее передвигаться по морскому дну. Как только у животных развились членистые конечности, им стали доступны самые разнообразные способы передвижения, в том числе ходьба и плавание. Щетинистые конечности годились также для фильтрования пищи из морской воды, а членистые ротовые органы открывали новые возможности для захватывания добычи.

Развитие твердых покровов привело к появлению новых жизненных форм, таких, как членистоногие, артроподы. Животным понадобились новые способы защиты от новых высокоорганизованных хищников. Улучшились средства их защиты — и уже хищникам пришлось вырабатывать новые методы охоты, чтобы преодолеть сопротивление жертвы.

На протяжении кембрийского периода уровень моря неоднократно повышался и понижался. При этом некоторые популяции вымирали, а места их обитания занимали другие животные, которым, в свою очередь, приходилось приспосабливаться к новым условиям жизни. Со временем животные кембрия осваивали все новые, более и более специализированные способы питания. Животный мир становился разнообразнее, и все больше видов животных могло существовать бок о бок, не претендуя на пищевые ресурсы соседей. Никогда больше на нашей планете не будет такого количества незанятых экологических ниш и столь слабой конкуренции между видами — иными словами, столь неограниченных возможностей для экспериментирования со стороны природы.

Создается такое впечатление, что в ходе "эволюционного взрыва" кембрийского периода природа чуть ли не намеренно экспериментировала с огромным количеством самых разных жизненных форм. Правда, в итоге лишь очень немногие из них дожили до наших дней. В течение кембрия возникло множество странных типов и "проектов" строения животных, которые давно исчезли с лица нашей планеты. Были в то время и многие хорошо знакомые нам группы животных. В сущности, к концу кембрийского периода появились практически все нынешние типы твердотелых животных.

Так почему же с тех пор эволюция не породила новые типы животных? Может, в их генетической структуре произошли какие-то изменения и они утратили способность к столь быстрой трансформации? Или же великое разнообразие видов создало сильнейшую межвидовую конкуренцию, оставляющую слишком мало возможностей для экспериментаторства? Несомненно одно: в наши дни любую освободившуюся экологическую нишу моментально заполняют уже существующие животные, отлично приспособленные к данной среде обитания.

Для раннего кембрия характерны фораминиферы и примитивные креветки, трилобиты и археоциаты; существовали брахиоподы, гастроподы, моллюски, губки, кишечнополостные, черви, остракоды, иглокожие; микродиктион и томмотия, в конце кембрийского периода распространены табуляты и граптолиты, и весьма высокоорганизованные хищники — такие, как головоногие моллюски (вроде современных осьминогов и кальмаров) или примитивные панцирные рыбы, стекловидные губки. Могли уже существовать черви и многоножки, вышедшие на сушу.

Вообще же из отложений кембрия известны все типы животных, известных в настоящее время, за исключением мшанок.

Хищники усердно разрушали древние докембрийские строматолитные рифы, однако за работу уже взялись новые неутомимые производители известняка. Это были археоциаты, примитивные губкообразные организмы, которые, однако, быстро распространились по всему миру и эволюционировали во множество различных видов. Археоциаты, в свою очередь, внезапно пришли в упадок и полностью вымерли в середине кембрия, но к тому времени в морях появились первые кораллы — правда, они еще не начали строить рифы.

Конец кембрия ознаменовался новой ледниковой эпохой. Уровень моря резко понизился. Это привело к уничтожению многих природных зон и, соответственно, вымиранию многих видов животных.

Первое хордовое животное рыба была с хвостовым плавником, V-образными группами мышц и некой структурой, напоминающающую ротовую часть бесчелюстной рыбы, с зубами из дентина и эмали, как у позвоночных. К концу периода возникли и первые позвоночные, так называемые птераспидные рыбы.

Помимо всего прочего, в кембрии появились первые хордовые животные, представители той самой группы, эволюция которой в конечном итоге привела к возникновению на Земле человека. Первым кандидатом в предки всех хордовых можно считать маленькое рыбообразное животное пикайю из бургесских глинистых сланцев. Внешне оно походило на ланцетника, с длинной твердой полосой вдоль всего тела и отдельными сегментами, похожими на группы мышц. Растительный мир кембрийского периода представлен сине-зелёными и красными водорослями и примитивными высшими растениями. Из полезных ископаемых кембрийского периода значительны месторождения фосфоритов.

Источник: www.the-submarine.ru

География в кембрийский период

Нужно начать с процессов, которые происходили в неживой природе, так как они и явились факторами, которые двигали эволюцию, заставляя животный и растительный мир кембрийского периода приспосабливаться к условиям окружающей среды.

Поверхность планеты в эти далёкие времена была абсолютно другой, современные материки ещё не были на привычном современному человеку месте. Их основные платформы только зарождались, но до конца сформированы не были. Большая платформа сформировалась в районе экватора и южного полушария. Многие учёные считают её праматерью таких современных частей света, как Южная Америка, южная Европа, Африка, Индийская Азия. Называют этот участок суши Гондвана.

Кроме неё в период кембрия на поверхности Земли выделяют ещё четыре материка. Это Лаврентия – праматерь Северной Америки, Сибирский материк – основа современной Сибири, Китайский – основа территории современного Китая и Русский – теперешняя северная Европа. В кембрийский период на Земле суши было больше, чем воды.

Земная кора в то время была довольно подвижна, что не могло, не отразится на уже существовавшей суше. Образовывались самые старые горные цепи мира. Это Северные Аппалачи, горы Чингизтау на территории Казахстана, Салаиро – основа Саянского хребта.

Морское дно в этот период тоже не отличалось большой стабильностью, так как процесс формирования материков ещё не был завершён. Уровень воды существенно колебался, то повышаясь, то понижаясь.

Геологический состав земной поверхности в кембрийский период характеризуют известняк, сланцы, доломиты, песчаник и глины. На формирование многих из них, например, на известняк, повлиял молодой животный и растительный мир планеты. Именно из находок и известковых отложениях учёные узнали, как выглядели живые существа кембрийского периода.

Климат кембрийского периода

Несмотря на нестабильность земной коры, климат кембрийского периода был благоприятный для развития флоры и фауны на нашей планете. Его температура в среднем была выше современной. Он больше походил на условия сегодняшних тропиков и субтропиков, зон, известных своим видовым разнообразием.

Однако, климат кембрия не был однородным, и уже начал разделяться на отдельные погодные зоны. В северном полушарии климат был жаркий и сухой, а южнее – жаркий и влажный. На суше ещё не было флоры, поэтому почва там ещё не образовалась. Отсутствие этого сказывалось и на климате. На материках были сильные ветра. Из-за повышенной влажности не редки были и осадки.

Некоторые учёные предполагают, что на части суши, которая была расположена в северном полушарии, климат был не столь благоприятен. Некоторые даже предполагают, что на севере Китайского материка были ледники. Но даже при этом, всё способствовало поддержанию зародившейся жизни.

Загадка кембрийского периода – резкий скачёк в эволюции

В этот период в живом мире земли наблюдается резкий скачёк в эволюции, хотя до этого развитие животного и растительного мира шло довольно медленными темпами. Потребовалось целых 700 миллионов лет, чтобы одноклеточные организмы превратились в простейшие многоклеточные формы.

А в кембрийский период сформировались все основные типы животных современного мира, организм которых имел не только множество клеток, но и все клетки которого имели разное строение и выполняли разные функции. То есть эволюция пошла сразу по многим направлениям. Природа как бы проводила эксперимент, какой вариант лучше. Революционным оказалось и то, что животные стали обретать более плотную оболочку и даже прообраз современного скелета.

Существует несколько теорий, чем был вызван такой резкий прогресс в живой природе кембрийского периода:

• некоторые связывают его с благоприятным климатом: земная поверхность стала более стабильной, тёплая температура (в современном мире разнообразие животных форм наблюдается именно в тропиках) была почти на всей территории;
• некоторые – с изменениями химических условий существования, ведь благодаря растениям на планете стало намного больше свободного кислорода, который стал попадать в атмосферу;
• некоторые с тем, что изменился химический состав воды из-за попадания туда пород с поверхности материков, которые из-за отсутствия растительного покрова и почвы, смывались осадками в океан в большом количестве;
• нашлись среди учёных и такие радикально настроенные элементы, которые отрицают и саму теорию «эволюционного взрыва» в этот период. Они утверждают, что типы животных выделились гораздо раньше, и просто не имели твёрдых составляющих в составе организма (раковин, хитиновых покровов, хорд), так что их отложения, в отличии от твёрдых собратьев не сохранились.

Наверно, свою роль сыграли все вышеприведенные факторы. Также, как и частично правы оказались ученые, которые считали, что формирование типов животных началось раньше кембрия. Недавно были открыты эдиакарская фауна, а также менее известные хайнаньская фауна и фауна Доушаньто. Следы животных, которые там нашли, были похожи на фауну кембрийского периода, но ещё имели совершенно мягкие тела.

Животный мир кембрийского периода

Выше говорилось, что в животном мире кембрийского периода произошло два координальных изменения: разделение на современные типы и образование твёрдых составляющих организма.

В кембрийский период животные в своём большинстве ещё не заселили сушу. Все жизненные и эволюционные процессы происходили в воде. Это и наложило свой отпечаток на формирование типов животного мира. Почти все они кроме мшанки, сохранились и в современной фауне земли. Это черви, головоногие, моллюски, полипы, многоножки и членистоногие и хордовые.

Однако не следует думать, что животный мир кембрия был похож на тот, что можно наблюдать на Земле сейчас. Были животные, которые трудно отнести к какому-либо современному типу, настолько их строение не обычно. Некоторые организмы изменились до неузнаваемости, и только специалисты могут выделить их общие признаки с сегодняшними видами. Некоторые виды существ исчезли, не выдержав сурового естественного отбора, или погибли в результате природных катаклизмов.

Особенно благоприятен этот период был для трилобитов. Они обитали на морском дне, и играли большую роль в его формировании. Внешне они походили на многоножку в твёрдом панцире. Вода на всех уровнях была наполнена медузами и головоногими, которые были похожи на современных осьминогов и кальмаров. Жили на морском дне и ахеоциты. Были они не подвижны и являлись прародителями современных кораллов и губок. Внешне, как и эти животные они больше походили на растения, однако являлись хищниками, так как пищей им служил кембрийский планктон. А в морском иле копошились разные виды червей, как кольчатых, так и кишечнополостных, и многоножек. Появились первые хордовые и панцирные рыбы.

Растения кембрийского периода

Растительный мир в кембрийский период не мог пока похвастаться таким разнообразием, как животный. Его составляли водоросли различных типов: красные, зелёные и сине-зелёные. И если отдельные простейшие из животного мира пытались укрепиться на суше, то растения в это время обитали исключительно в воде.

Многие из водорослей выделяли известь, с чем некоторые ученые и связывают причину формирования твёрдых частей в кембрийских животных организмах. Такие растительные организмы до наших дней не сохранились. В конце стали появляться простейшие растения из высших.

Конец кембрийского периода

К концу кембрийского периода и в живой и в неживой природе стали происходить изменения. Климат похолодел, начался период оледенения. Морское дно приподнялось на значительную величину. Так как эти изменения происходили не за один день, флора и фауна планеты стала приспосабливаться к ним и тоже меняться.

По дну стали ползать ракообразные, которые стали вытеснять другие формы жизни. Хитинный покров позволял им быть проворнее, выше подниматься над морским дном, они были лучше защищены от разнообразных хищников. Всё это помогло им одержать победу в естественном отборе. К концу кембрия некоторые из них стали осваивать и пресные водоемы, которые уже существовали на суше. Это были далёкие предки современных речных раков.

Готовились к выходу на земную поверхность и многие многоножки и черви, их организм имел уже все, что нужно для жизни в атмосфере. Лапки же многоножек были развиты настолько хорошо, что даже в воде они предпочитали передвигаться пробежками по морскому дну, а не плавать.

Физическое развитие видов, не могло не повлечь за собой и развитие систем внутренних органов. Особенно это заметно по их нервной системе. У некоторых видов имелся и головной мозг. По своему функционалу у некоторых видов животных он не уступал, данному органу у современных насекомых и членистоногих.

В кембрийский период появились и первые хордовые, которые относятся к позвоночным. В настоящее время к данному классу относятся рыбы, пресмыкающиеся, земноводные, птицы, звери и даже венец творения – человек. Эти хордовые относились к классу рыб, имели головной мозг.

Кстати, многие учёные именно к этому периоду относят появление первых ядовитых животных, которые в процессе эволюции научились так охотиться и защищаться от врагов.

К концу кембрийского периода стали появляться и первые высшие растения. Правда, пока они были примитивными и ещё не начали заселять сушу, преобразуя её в удобное для жизни место. Однако повысить количество атмосферного кислорода они смогли.

В истории планеты начался новый период – ордовикский (ордовик). Флора и фауна готовились к освоению суши.

Источник: vse-lekcii.ru