СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть - Какой была Земля до Динозавров? Рассвет гигантских насекомых

Какой была Земля до Динозавров? Рассвет гигантских насекомых

350 миллионов лет назад. Душный тропический лес каменно-угольного периода. Перед вами одно из самых ужасающих созданий, когда-либо обитавших на нашей планете.

Гигантская многоножка, длиной более двух с половиной метров. Существо, словно сошедшее со страниц фантастической книги, но существовавшее на самом деле. Пожалуй, можно лишь порадоваться, что оно исчезло задолго до появления первого человека.

Несколько сотен миллионов лет назад Земля значительно отличалась от современной. Взглянув на нее из космоса, мы бы не нашли знакомых очертаний материков и океанов, ведь тогда вся суша была собрана в гигантский суперконтинент, получивший название Пангея. В настоящее время его осколки представляют собой привычные нам материки.

Часть из них объединилась, образовав единые массивы суши. Остальные же изменились из-за гор и разломов. Берега древнего континента омывали поистине великие океаны.

Крупнейшим из них был Панталаса, занимавший более 50% площади планеты. Два других, Тетис и Палеотетис, прилегали к восточному побережью Пангеи. Так как океаническая кора сменяется намного быстрее континентальной, большая часть пород, составляющих дно этих великих океанов, давно растворилась в недрах нашей планеты.

Предполагается, что лишь отдельные участки морского дна в Тихом океане еще помнят касание вот Панталасы. Пангея того времени простиралась через всю планету от самых северных широт до самых южных. И включала в себя широкий спектр климатических поясов.

Однако общий климат нашей планеты в данный период был засушливым и прохладным, а уровень мирового океана относительно низким. В сочетании с бескрайними просторами суперконтинента, это приводило к тому, что на большей части Пангеи царствовал континентальный или резко континентальный климат. Для него характерна низкая влажность и большие перепады температур.

Холодные малоснежные зимы перемежались с жарким засушливым летом. Поэтому огромные площади Пангеи представляли собой безжизненные каменистые пустыни. И лишь вдоль экватора и побережья протянулись полосы душных и влажных экваториальных лесов, наполненных древовидными папоротниками, хвощами и плуунами.

В настоящее время большинство из этих растений вымерло без следа, оставив лишь несколько реликтовых видов. Именно в это время сформировались огромные залежи каменного угля, которые и дали название данному периоду. Каменноугольный или карбон.

Несмотря на очевидную пользу для человека, это явление след глобального дисбаланса в кругообороте элементов на нашей планете. Дело в том, что древовидные папоротники еще не имели развитой корневой системы, а бактерии карбона еще не научились перерабатывать природный полимер лигнин, главную составляющую их стволов. Поэтому поваленные ветром или погибшие от старости деревья образовывали обширные труднопроходимые завалы, которые впоследствии погружались под воду или землю и медленно разлагались без доступа кислорода и помощи бактерий.

Так образовались залежи каменного угля, которые мы используем до сих пор. Данный процесс стал основой для глобальных изменений и трансформаций. Дело в том, что древесные стволы, не подверженные разложению, запирали в себе огромное количество углерода.

Это стало причиной снижения уровня углекислого газа и повышению концентрации кислорода в атмосфере, даже несмотря на отсутствие современных высокоэффективных растений и синезеленых водорослей. Это был не плавный процесс нарастания и спада, а крайне неровная, рваная и противоречивая динамика. На данном графике вы можете наблюдать, как уровень кислорода в течение миллионов лет постепенно возрастает от 15 до 30% и спадает вновь.

Тем не менее, в течение долгого времени содержание кислорода в воздухе ощутимо превышало современный уровень. Данный фактор стал одним из ключевых для появления поистине гигантских насекомых. Другими причинами было отсутствие конкуренции со стороны более продвинутых существ.

Позвоночные пока только начинали свой путь на сушу. И именно в это время на Земле жили самые крупные известные насекомые – меганевры. Меганевра – вымерший род крупных насекомых.

Период существования – около 300 миллионов лет назад. Размах крыльев – до 75 сантиметров, что делает меганевру крупнейшим известным насекомым. Масса – 100-150 граммов, что очень мало для таких размеров и свидетельствует о хрупком телосложении и облегченном экзоскелете.

Род меганевра являлся частью отряда протодоната – родственного современным стрекозам. Исследования показывают, что меганевра была адаптирована к открытым местам обитания и по поведению похожа на современных соколов. У нее были крупные, сложно устроенные глаза, что свидетельствует о хорошем зрении.

А на голенях и концах ножек имелись острые шипы, которые функционировали как летательная ловушка для захвата добычи. Кроме того, моделирование физиологии меганевры показывает, что она с высокой вероятностью была подвержена перегреву. Возможно, этот хищник предпочитал быстрые, но короткие перелеты, делая ставку в охоте на скорость реакции и молниеносные рывки.

Также существует гипотеза, согласно которой дыхательная система этих существ была более продвинутой, чем у большинства членистоногих, и использовала принудительное нагнетание воздуха в дыхательные трахеи. Так делают и некоторые современные насекомые, например, мотыльки или крупные жуки. На основании всех этих фактов можно сделать вывод, что меганевры обитали на открытых пространствах у побережья водоемов, таких как ручьи, реки и озера.

Будучи плотоядными, они питались другими насекомыми и, возможно, мелкими позвоночными, используя шипастые ноги для захвата и удержания добычи. В то время как воздух каменно-угольного периода рассекали крылья гигантских стрекоз, на суше обитали монстры совсем другой весовой категории. В просторном редколесье возле кромки воды проживала, пожалуй, наиболее ужасающая членистоногая за всю долгую историю этого типа – гигантская многоножка артроплевра.

Анализ большого количества ископаемых останков, а также найденных троп, проложенных этими монстрами во влажной почве, показывает, что их размер мог достигать порядка 2,5 метров, а ширина – 50 сантиметров. Также на основании моделирования можно предположить, что масса этих гигантских многоножек находилась в пределах от 50 до 100 килограммов. Появившись в самом начале карбона, артроплевры успешно развивались в течение всего периода, став одной из его визитных карточек.

По расположению известных находок можно предположить, что данные существа предпочитали мелководье и побережье экваториальной зоны. На основании этого некоторых других фактов считается, что артроплевра была амфибией как минимум на некоторых стадиях жизненного цикла. По мере роста она несколько раз линяла, сбрасывая панцирь и временно становясь более уязвимой для хищников.

Предполагается, что в период линьки она могла вести полностью водный образ жизни, так как ее многочисленные лапки становились мягкими и не могли нести массивное тело. Другая гипотеза гласит, что артроплевры могли пережидать этот опасный период в пустотах внутри сочных стволов плавновидных деревьев или в норах, специально вырытых во влажной почве. Артроплевра имела вытянутое уплощенное тело, разделенное на множество сегментов, каждый из которых обладал парой конечностей.

Их близкое расположение и строение указывает на то, что представители данного вида были довольно медлительными существами. Учитывая слабые жвалы и отсутствие резервуаров для яда, можно предположить, что они не были хищниками. Скорее всего, эти гиганты, несмотря на свой ужасающий вид, питались омертвелой растительностью и, возможно, падалью.

В настоящее время считается, что артроплевра, а также другие членистоногие того периода, достигли гигантизма благодаря комфортным условиям и отсутствию конкуренции со стороны других типов, например, позвоночных. Когда же в начале Пермского периода климат стал менее влажным, а обширные преэкваториальные территории подверглись опустыниванию, артроплевра и прочие членистоногие гиганты вымерли естественным путем. Тем не менее, несмотря на бурное развитие сухопутной биосферы, большая часть жизни все еще предпочитала море.

Вытянутая и извилистая береговая линия древнего суперконтинента предоставляла обширные пространства океанического шельфа, комфортного для проживания множества живых существ. Изобилие солнечного света и питательных веществ позволяло активно развиваться самым разнообразным созданием. Одной же из наиболее распространенных групп в морях и пресных водах Древней Земли были ракоскорпионы.

Вопреки своему названию, эти удивительные членистоногии не являются предками ни современных ракообразных, ни скорпионов, а представляют собой отдельную ветвь эволюции. И хотя сейчас на нашей планете их не встретить, в каменно-угольном периоде они достигли пика своего развития. Его физическим воплощением стал настоящий монстр – гигантский Якелоптерус, длина которого достигала 2,8 метра.

Таким образом, ставя это существо в ряды крупнейших известных членистоногих за всю историю нашей планеты. Ракоскорпионы – род вымерших членистоногих, период существования – от 500 до 250 миллионов лет назад, места обитания – пресноводные водоемы и океанический шельф. Тело ракоскорпионов состояло из трех основных частей – просома или голова, на ней также располагались глаза, мезосома или туловище, к нему укрепились крыловидные придатки, используемые для передвижения, и метосома или брюшка, оканчивающаяся хвостовым придатком под названием тельсон.

Строение тела этих удивительных животных предполагает, что они были хорошо приспособлены к водному образу жизни, а также, вероятно, могли на короткое время выходить и на сушу. Гидромеханика плавательных лопастей хвостового плавника Якилоптеруса и близких ему видов предполагает, что все они были способны к зависанию в толще воды, направленному движению вперед и быстрым поворотом. К тому же, пластины хитиновой брони Якилоптеруса были очень тонкими и легкими в сравнении с другими членистоногими.

Исключением являлись лишь прочные минерализованные когти, а также массивные удлиненные хелицеры – выросты на передней части тела, оснащенные мощными клешнями и шипами для захвата добычи. Скорее всего, эти животные не были рекордсменами в скорости, но являлись ловкими и активными хищниками. Их добычи были как другие членистоногие, так и рыбы, в изобилии населявшие воды древних морей.

Несмотря на свои титанические размеры, Якилоптерус, скорее всего, не был самым тяжелым в своем роде из-за облегченного экзоскелета. К сожалению, точно определить вес этих существ невозможно из-за древности и скудности палеонтологических находок. Мы можем сравнивать их лишь по косвенным признакам, таким как толщина экзоскелета и общее телосложение.

По всей видимости, Якилоптерус превосходил массой Хибертоптерус – массивный бронированный ракоскорпион из соседнего подотряда. Длина его тела составляла порядка 180-200 см, однако ширина была даже больше, чем у хищного собрата – до 65 см. Судя по строению тела и расположению останков, Хибертоптерус, скорее всего, вел придонный образ жизни, прочесывая субстрат в поисках пищи, например, ила или мелких животных.

В этом ему помогали передние конечности, имеющие специфическое строение. Хватательные же конечности этих массивных гигантов были слабыми и, скорее всего, непригодными для того, чтобы удерживать добычу. Известно, что этот вид был способен передвигаться и по суше, правда медленно и неуклюже.

Палеонтологами были найдены следы такого перемещения, которые указывают на тяжелое волочащееся движение. Предполагаются два возможных варианта, как эти животные могли выживать на суше. Первая гипотеза гласит, что пока их жабры оставались влажными, они могли функционировать в воздушной среде.

Согласно другому предположению, ракоскорпионы могли иметь двойную систему дыхания, то есть являлись амфибиями. К сожалению, большинство найденных ископаемых останков представляют собой сброшенные после линьки панцири, по которым невозможно определить подробности внутреннего строения их носителей. Поэтому данный вопрос пока остается открытым.

На самом деле, основное разнообразие животного и растительного мира Древней Земли было сосредоточено на относительно небольшой территории вдоль экватора. Высокая влажность и теплый климат привели к образованию обширных лесов, одновременно и похожих на современные, и отличных от них. В первую очередь надо помнить, что до появления цветковых растений оставалось еще несколько сотен миллионов лет.

Поэтому в лесах Древней Земли не было ни сочных фруктов, ни ярких цветов, ни насекомых опылителей. Зато можно было наблюдать изобилие пышной зелени и причудливых стволов. В основном все эти растения относились к хвощам, плаунам и папоротникам.

Например, практически повсеместно встречались липидодендроны – деревья из отряда плауновидных толщиной до 100 сантиметров и высотой от 10 до 40 метров. Их стволы и ветви отличались специфическим строением – очень толстой корой и тонкой древесиной. А листья росли прямо из коры, без черешков.

Отслужив свой срок, они опадали, оставляя на поверхности дерева специфические рубцы. Они формировали характерную текстуру, похожую на чешуйчатую шкуру змеи или аллигатора. Другие гигантские плауны, также широко распространенные в этот период, известны как сигиллярии.

Это были высокие деревья с прямыми стволами, произраставшие в основном в болотистой местности. Примечательно, что древесина сигиллярии была довольно рыхлой и мягкой, в то время как кора обладала гораздо большей прочностью и жесткостью. Высоту данный вид достигал 20-25 метров, а в толщину – полутора метров.

Существенная доля используемого нами сейчас каменного угля является останками коры сигиллярий. Если же мы покинем материковую часть планеты и перенесемся на противоположную ее сторону, то обнаружим бескрайний величественный океан. Его воды скрывали горные хребты разломы протяженностью в тысячи километров, а течения сталкивались с суперматериком, закручиваясь в гигантские круговороты.

Именно здесь обитали одни из древнейших многоклеточных существ нашей планеты – трилобиты. Древнейшие ископаемые находки этих созданий имеют возраст в 530 миллионов лет, однако их разнообразие и распространенность свидетельствуют о том, что трилобиты появились заметно раньше. И хотя расцвет данной группы предшествовал появлению стремительных меганевр и ужасающих артроплевр, трилобиты жили и развивались в течение долгих сотен миллионов лет параллельно другим ветвям эволюции.

Как и прочие представленные нами существа, они были членистоногими и являются дальними родственниками современных насекомых. Хотя большинство из трилобитов были относительно небольшими, встречались и настоящие гиганты. Например, в 1999 году в Миннесоте была обнаружена самая крупная на настоящий момент цельная окаменелость, принадлежащая виду Изотелус рекс.

Ее длина составляет 72 сантиметра, а ширина порядка 40. Однако по фрагментам иных панцирей можно предположить, что некоторые трилобиты были заметно крупнее и достигали 90 сантиметров в длину. Трилобиты – класс вымерших морских членистоногих.

Период существования – от 500 до 250 миллионов лет назад. Места обитания – глубины океана и океанический шельф. Данные существа не оставили прямых потомков, однако современные макрицы и мечехвосты близки к ним как эволюционно, так и по внутреннему строению.

При всем разнообразии трилобитов, их организмы были построены по единому принципу, полностью соответствующему структуре тел членистоногих. Известно, что эти существа имели уплощенные сегментированные тела, покрытые мощным экзоскелетом-панцирем. Их голова была также защищена прочным хитиновым щитом и несла на себе довольно развитые органы чувств, а также видоизмененные конечности, служащие для добычи пищи.

Хвост трилобитов был короче туловища и завершался острым шипом. На нижней же части тела располагались ноги и рот, что свидетельствует о том, что данные создания вели преимущественно придонный образ жизни. Однако известны также и свободноплавающие и роющие виды.

Кроме того, у некоторых отпечатков замечены щупальца, не присущие современным членистоногим. Значительно выделяющейся особенностью трилобитов являются их глаза. Известно, что эти существа имели хорошо развитое зрение, а их оптические органы состояли из множества отдельных простых глазков.

Подобные глаза называются фасеточными и характерны для всех современных членистоногих. Однако зрение трилобитов имело свои уникальные черты. У абсолютного большинства современных животных хрусталик состоит из кристаллина, набора твердых белков, специфичных для разных видов.

Но у трилобитов хрусталики глаз были минеральными и состояли из карбоната кальция, известного также под названием кальцит. В природе крупные пласты этого минерала образуют залежи известняка и мрамора. В настоящее время минеральные глаза известны только у морских звезд офиур и моллюска хитона, однако их органы зрения намного примитивнее.

Известно, что разные виды трилобитов питались отличающейся пищей. Некоторые – илом, другие – планктоном, третьи же являлись хищниками, несмотря на отсутствие мощных челюстей. Также большинство представителей этой группы умели сворачиваться, пряча мягкое брюшко внутри прочного панциря.

При этом трилобиты, несмотря на все свое разнообразие, не были единственными обитателями древних морей. Одновременно с ними жил один из первых известных суперхищников планеты – монстр под названием Аномалокарис. Эти существа относились к ныне вымершему классу Динокорид, эволюционно очень близким к современным членистоногим и визуально напоминающим гигантских креветок.

Крупнейшие Аномалокарисы достигали 38 сантиметров в длину, не считая вытянутых лобовых придатков и веероподобного хвоста. Вдоль всего тела у них проходили плавательные лоскуты, позволяющие животному быстро и ловко передвигаться в водной среде. Также у этих созданий были крупные чувствительные глаза со сложным строением и мощные хватательные конечности на передней части тела.

Все эти факты свидетельствуют о том, что Аномалокарис был быстрым и ловким активным хищником – настоящей грозой древних морей. Считается, что Аномалокарис передвигался в воде, волнообразно двигая гибкими лоскутами по бокам своего тела. Моделирование показывает, что подобный тип передвижения внутренне стабилен и не требует высокоразвитой нервной системы для поддержания синхронности и равновесия.

-

Попробуйте РЖДТьюб - видеохостинг для железнодорожников!

Также у Аномалокариса были хорошо развитые фасеточные глаза, позволяющие находить добычу. Изучение ископаемых останков показало, что в глазу этого животного было около 16 тысяч линз, в то время как у современной мухи – в 4 раза меньше. Даже удивительно, как столь древнее существо могло иметь настолько развитую зрительную систему.

Находки свидетельствуют, что Аномалокарис имел необычный дисковидный рот, известный как ротовой конус. Он состоял из нескольких пластин, расположенных по кругу, с явно выраженной треугольной симметрией. Три пластины были самыми крупными.

Между ними же располагались 3-4 пластины среднего размера, а между теми, в свою очередь, несколько совсем маленьких. Большинство из этих зубов пластин были морщинистыми и имели чешуевидные бугорки около ротового отверстия, скорее всего, служившие для более надежного захвата пищи. Общепринятая гипотеза гласит, что Аномалокарис был активным хищником, однако, скорее всего, он питался только мягкотелой добычей.

Об этом, в частности, свидетельствует отсутствие минерализованных частей тела, с помощью которых Аномалокарис мог бы разрушать прочные панцири. Кроме того, найденные окаменелости хватательных придатков демонстрируют отсутствие следов износа и стирания, а значит, их не использовали для разламывания твердых панцирей. Тем не менее, на основе анализа механики тела данного животного было высказано предположение, что Аномалокарис мог разламывать экзоскелет своей добычи с помощью особой техники.

Для этого он хватался за переднюю часть пойманного животного ртом, а лобными придатками раскачивал его заднюю часть. Из-за этого пластины хитина разрушались в местах сочленений, и хищник получал доступ к мягким и питательным внутренностям. Несмотря на свои размеры и хорошую приспособленность, Аномалокарис все же вымер к концу Кембрийского периода.

Предполагается, что причиной этому стало изменение климата и нарастающая конкуренция со стороны других видов. Планета менялась, и жизнь двигалась вместе с ней. Эпоха гигантских насекомых завершилась на апокалиптичной ноте, великим массовым вымиранием, в ходе которого с лица Земли были стерты 96% морских и порядка 80% наземных видов.

Это вымирание сильно ударило и по насекомым. Исчезло 83% всех видов этого класса, включая и гигантов. Освободившееся жизненное пространство дало толчок развитию новых форм.

Разумеется, насекомые и другие членистоногие никуда не исчезли. В течение сотен миллиардов лет они продолжали развиваться, порождая новые, все более совершенные и приспособленные формы. Однако природа больше не порождала в этой группе столь титанических и ужасающих созданий, как ранее.

На их место пришли другие гиганты. Сперва динозавры, а затем и млекопитающие. Однако они заслуживают отдельного путешествия.

Друзья, история развития жизни на нашей планете поистине удивительна. И мы очень рады представить вам очередной результат долгого и упорного труда всей нашей команды. Мы старались превратить сухие научные данные в увлекательное и познавательное повествование, интересное каждому.

И если вам понравился результат, вы можете поставить лайк под видео и рассказать о своих впечатлениях в комментариях. Если же вы хотите активнее поддержать канал и внести вклад в производство наших фильмов, то для вас существуют такие сервисы, как Patreon и Boosty. Там вы сможете прикоснуться к процессу производства наших выпусков и просто поддержать подпиской.

Кроме того, у нас есть свой космический телеграм-канал, где ежедневно выходят актуальные статьи из мира науки и космоса. Оставайтесь вместе с нами и... услышимся!