§22. По страницам истории жизни

Определения и обозначения

Ископаемые остатки — сохранившиеся в горных породах остатки или следы жизнедеятельности древних организмов. Это могут быть кости, раковины, отпечатки листьев и следы передвижения. По ним учёные судят о внешнем виде и образе жизни существ, которых уже нет на Земле.

Палеонтология — наука, изучающая ископаемые остатки и древнюю жизнь. Палеонтологи находят и сравнивают окаменелости, чтобы понять, какие организмы жили в прошлом и как они были устроены. Благодаря этой науке отдельные находки складываются в общую картину жизни давних времён.

Геологическая летопись — последовательность сведений об истории Земли и развитии жизни, восстановленная по горным породам и ископаемым остаткам. Слои пород и находки в них сохраняют свидетельства разных эпох. Сопоставляя эти свидетельства, учёные выясняют, какие изменения происходили на планете и когда жили разные организмы.

Геологическая эра — крупный промежуток истории Земли, выделяемый по характерным изменениям природы и живых организмов. Границы таких этапов связаны с большими переменами: появлением новых групп или массовым вымиранием прежних. Деление на эры помогает не путаться в огромной продолжительности земной истории.

Как это устроено

Миллионы лет назад не было людей, которые могли бы записывать события, поэтому учёные обращаются к свидетельствам, сохранившимся в породах. Организмы после гибели обычно разрушаются, но иногда их остатки быстро покрывает ил или песок. Со временем осадок превращается в породу, а твёрдые части или отпечатки сохраняются. По форме находки и её расположению можно предположить, как выглядел организм, где он жил и чем мог питаться.

Слои осадочных пород часто накапливаются один поверх другого: новый осадок покрывает уже отложившийся. Поэтому в ненарушенной последовательности нижние слои обычно древнее верхних. В разных слоях встречаются разные ископаемые остатки, и это показывает, что состав живого мира менялся. Если сравнить такие находки по порядку слоёв, можно восстановить последовательность появления и исчезновения организмов.

Самые ранние свидетельства жизни относятся к очень древним временам и связаны с простыми одноклеточными организмами. Позже возникали новые формы жизни, а организмы постепенно осваивали разные условия и места обитания. В результате на Земле появились разнообразные растения и животные. Это не значит, что каждый организм обязательно становился сложнее: эволюция — это изменение живого мира на протяжении многих поколений, а её ход зависел от условий среды.

История Земли настолько длинная, что её удобнее делить на крупные части — геологические эры. У каждой эры есть характерные события и группы организмов, по которым её можно отличить от других. Архей и протерозой — самые древние этапы, когда жизнь была преимущественно простой; в палеозое широко распространились многие группы морских организмов, а затем появились растения и животные на суше. Мезозой известен господством пресмыкающихся, а кайнозой — широким распространением млекопитающих и появлением человека.

Новые группы организмов возникали не сами по себе: перемены среды создавали одни возможности и затрудняли жизнь в других условиях. Организмы с подходящими особенностями могли выживать и оставлять потомство, а не приспособившиеся группы иногда исчезали. Вымирания освобождали место для других живых существ, но не означали, что вся жизнь прекращалась. Поэтому история жизни — это чередование изменений, появления новых групп и исчезновения некоторых прежних.

Основные этапы развития жизни на Земле

Читайте таблицу сверху вниз: этапы расположены от древнейшего к самому позднему. Сопоставляйте характерные организмы и события, чтобы различать эры. Время указано примерно, потому что границы геологических этапов определяют по научным данным и со временем уточняют.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Объясните, что можно узнать по отпечатку древнего организма в горной породе. Отпечаток — это след формы организма, сохранившийся на поверхности или внутри породы. Нужно понять, какие выводы такая находка позволяет сделать, а какие требуют осторожности.

1. Сначала рассмотрите форму отпечатка: его контуры, размер и заметные части. Сравнение с современными организмами может подсказать, к какой группе относилось древнее существо.
2. Затем подумайте, что форма говорит об образе жизни. Например, отпечаток листа свидетельствует о растении, а следы конечностей могут подсказать, как организм передвигался.
3. Наконец, учтите породу и место находки. Они помогают предположить условия, в которых сохранился след, но одного отпечатка может быть недостаточно для точного вывода.

Ответ. Отпечаток помогает судить о внешнем виде организма, некоторых особенностях его образа жизни и условиях существования. Выводы проверяют по другим находкам и по породе, в которой обнаружен след.

Задача 2

Условие. Расположите этапы истории жизни в правильной последовательности: мезозой, архей, кайнозой, палеозой, протерозой. Перечисленные названия даны не по порядку. Чтобы не перепутать их, нужно найти самый древний этап и двигаться к более поздним.

1. Вспомните, что архей — древнейший этап из списка, а за ним следует протерозой.
2. После протерозоя наступает палеозой, затем мезозой. Эта последовательность отражает переход от ранних форм жизни к более разнообразным организмам.
3. Кайнозой идёт последним: это самая поздняя эра, которая продолжается сейчас. Проверьте, что все пять названий использованы по одному разу.

Ответ. Архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой. Для самопроверки можно вспомнить: человек появился только на последнем этапе — в кайнозое.

Задача 3

Условие. Определите геологический этап по описанию: господство пресмыкающихся, появление первых птиц и млекопитающих. В описании есть сразу несколько признаков, и их полезно проверить вместе. Так меньше риска выбрать этап лишь по одному знакомому слову.

1. Сначала найдите самый заметный признак — господство пресмыкающихся. Он характерен для мезозоя.
2. Проверьте ответ по другим событиям: первые птицы и млекопитающие также появились в мезозое. Совпадение нескольких признаков подтверждает выбор.
3. Сравните с соседними этапами: палеозой предшествовал мезозою, а кайнозой наступил после него. Значит, описание не относится ни к самому древнему, ни к самому позднему времени.

Ответ. Это мезозой. Его основные признаки в задаче совпадают с событиями, характерными для этой геологической эры.

Типичные ошибки

Ошибка — считать ископаемыми остатками только целые скелеты. Так думают, потому что именно кости часто приводят как наглядный пример, но сохраниться могут и отдельные части организма, отпечатки или следы. Проверьте себя: если находка сохранилась в породе и свидетельствует о древнем организме или его жизнедеятельности, она тоже относится к ископаемым остаткам.

Ошибка — путать последовательность эр и называть кайнозой древнейшим временем. Названия легко перепутать, если учить их без порядка. Проверьте себя, восстановив цепочку от начала к настоящему: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой; человек появился в последней эре.

Ошибка — думать, что все организмы прошлого исчезли полностью. Вымирание одних групп не означает исчезновения всех древних организмов: некоторые группы сохранились до наших дней, а современные виды имеют долгую историю развития. Проверяйте себя, различая вымершие группы и те, у которых есть ныне живущие представители или потомки.

Ошибка — объяснять смену организмов только их стремлением становиться сложнее. Такое объяснение забывает, что жизнь менялась под влиянием условий среды и вымираний, а усложнение не было обязательным для каждого организма. Проверьте себя вопросом: какие изменения среды могли повлиять на выживание и распространение разных групп?

Связь с другими темами

Чтобы понять, как находки рассказывают о прошлом, полезно знать строение Земли и различать горные породы. Представление об условиях существования организмов помогает объяснить, почему одни формы жизни выживали, а другие исчезали. Знание основных признаков живого позволяет отличать следы организмов от неживых природных образований.

Дальше эти знания пригодятся при изучении происхождения и разнообразия растений, животных и человека. Геологическая летопись помогает проследить, когда возникали разные группы, а сведения об условиях среды — понять их приспособления. Так история жизни связывает темы о живых организмах и их взаимоотношениях с окружающим миром.

Что запомнить

• Историю древней жизни восстанавливают главным образом по ископаемым остаткам.
• Палеонтология изучает древние организмы и следы их жизнедеятельности.
• Слои горных пород образуют важную часть геологической летописи.
• Историю Земли и жизни на ней разделяют на крупные геологические эры.
• Жизнь на Земле постепенно изменялась, а её разнообразие увеличивалось.
• Изменения среды и вымирания влияли на смену групп организмов.
• Человек появился на самом позднем этапе истории жизни — в кайнозое.