Что большинство из нас знает о Каменноугольном периоде? В это время в недрах Земли сформировались огромные залежи каменного угля. А еще этот период можно назвать Эпохой гигантских насекомых. Но еще в Карбоне протекало множество других геологических процессов, а также на Земле обитало огромное количество самых разнообразных живых существ. Именно о них мы расскажем в сегодняшнем выпуске. Вы узнаете о механизме формирования угольных бассейнов, причинах гигантизма насекомых и особенностях выстраивания пищевой цепочки в Каменноугольном периоде.
Видеоролик на эту тему Вы можете посмотреть здесь!
Каменноугольный период начался около 359 и закончился около 299 миллионов лет назад. За эти 60 миллионов лет живые организмы окончательно колонизировали сушу, активно развивающиеся четвероногие обзавелись пятипалыми конечностями. Также за это время они разделились на несколько сильно отличающихся друг от друга групп. Кроме того, продолжалось движение тектонических плит, которое привело к появлению суперконтинента Пангея. Он объединил в себе все современные материки.
На востоке появился новый океан Тетис, а западный океан Реикум закрылся из-за объединения Гондваны и Лавразии. В начале периода уровень мирового океана был достаточно высоким, и практически вся поверхность суши была покрыта сетью мелководных морей. Ближе к середине Карбона климат начал меняться, что привело к образованию на части территории Гондваны, расположенной ближе к Южному полюсу, ледяного покрова.
Большую часть Каменноугольного периода содержание кислорода в атмосфере составляло примерно 35 процентов. Считается, что такой высокий уровень поддерживался из-за того, что отмершие древовидные растения практически не разлагались, удерживая в себе углекислый газ. Растения просто погружались в болотистую почву, образуя впоследствии залежи каменного угля и торфа. Ученые объясняют это явление тем, что грибы и микроорганизмы в то время еще не научились перерабатывать лигнин – один из основных компонентов растительных клеток. Соответствующие ферменты появились в их арсенале только ближе к концу периода.
Практически вся поверхность суши в Карбоне была покрыта лесами. Как и в предыдущем, Девонском, периоде, в основном они состояли из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Также в это время активно развивались голосеменные растения: хвойные, кордаитовые и цикадовые, они же саговниковые. Ближе к середине периода большое распространение получили споровые растения. Для размножения при помощи семян и спор не требовалось наличие воды. Поэтому высшие растения конца Каменноугольного периода могли спокойно заселять более засушливые регионы, удаленные от морских побережий и пресных водоемов.
Но жизнь в Карбоне продолжала развиваться не только на суше. Это время характеризуется расцветом многих групп подводных живых организмов. В качестве примера можно привести такую разновидность фораминифер, как фузулинды. Эти простейшие размером не более 1 сантиметра обитали в придонных слоях или вели планктонный образ жизни. Из остатков их многокамерных спирально-плоскостных раковин состоят огромные пласты известняка, добываемого в наше время.
Также в каменноугольном периоде получили большое распространение такие подклассы колониальных организмов, как табулятоидеи и хететиды. Первые относятся к примитивным кораллам, вторые – в свое время были переименованы в губки. На данный момент обе эти разновидности живых организмов являются вымершими.
Табулятоидеи образовывали колонии площадью около 150 квадратных сантиметров. В поперечнике каждый кораллит не превышал 1 сантиметра. В зависимости от вида кораллов они могли иметь трубчатую, призматическую или изогнутую форму. Колонии кораллов располагались тесно друг к другу, образуя так называемые цепочечные колонии.
А колонии хететидов представляли собой множество сросшихся капилярных волосовидных трубочек. Диаметр каждой такой известковой трубочки не превышал 1 мм. В совокупности они образовывали крупные структуры разной формы от пластинчатой до полусферической с бугристыми выступами. По краям колонии могли располагаться более плотные морщинистые слои.
Среди моллюсков в Карбоне большое распространение получили брюхоногие, вроде гастропод и головоногие – вроде наутилусов. Также на океанском дне обитали, мшанки, брахиоподы и различные иглокожие: морские ежи, морские лилии и морские звезды.
Высшими морскими хищниками в Каменноугольном периоде постепенно становились хрящевые рыбы: акулы и брадиодонты. Из-за отсутствия большого количества материала для изучения о хрящевых рыбах того времени известно достаточно мало. В основном от них остались только зубы. По их размерам можно судить, например, что такая акула, как камподус могла достигать в длину до 13 метров.
К брадиодонтам относят хрящевых рыб, обитавших до конца пермского периода практически по всей Европе. Также зубы и челюсти подобных рыб находят на территории Северной Америки и Австралии. Судя по форме, их зубы предназначались для разламывания панцирей различных моллюсков, которыми, видимо, в основном они и питались. Ученые предполагают, что тело большинства брадиодонтов было широким и плоским, как у современных скатов. На данный момент все представители этого отряда считаются вымершими. Их отдаленными родственниками можно считать современных химер.
В пресных водоемах были свои сверххищники – лопастеперые рыбы из семейства ризодовые. Рыбы, давшие название данному семейству, вырастали до 6-7 метров в длину и могли весить 2-3 тонны. На данный момент ризоды считаются самыми крупными пресноводными рыбами в истории нашей планеты. Они имели вытянутое, сужающееся к хвосту тело. Спинные, брюшные и анальные плавники этих рыб были смещены ближе к задней части тела. Вместе с мощным хвостом они составляли единый механизм, позволявший развивать в воде очень большую скорость. Обитали эти гиганты в болотистых водоемах на территории современной России, США и Британии.
Конкурентами лопастеперых рыб за звание главных пресноводных хищников могли быть крупные рептиломорфы. Этот термин был введен учеными для обозначения неких переходных форм от земноводных к настоящим рептилиям. У наиболее примитивных рептиломорфов – антракозавров также сохранялись и некоторые признаки рыб.
Одним из самых крупных антракозавров Каменноугольного периода считается эогирин, он же эогиринус или фолидерпетон. Судя по строению его тела, этот хищник вполне мог вести тот же образ жизни, что и современные крокодилы. Длина тела эогиринуса могла достигать 4,5 метров, а весил этот монстр более полутонны. Он обладал длинным вертикально сплющенным хвостом. С его помощью можно было быстро плавать, охотясь на рыбу и других обитателей пресных водоемов.
Эогирин является самым крупным из известных карбоновых четвероногих. Но во многом он сохранял в себе черты амфибий, он не мог удаляться далеко от берега. Но зато ему было вполне по силам напасть из-под воды на подошедшую близко к берегу добычу. На данный момент учеными описано 2 вида этих рептиломорфов. Один из них обитал на территории Канады, другой – в Шотландии. Подобные существа просуществовали достаточно долго и вымерли только в конце Пермского периода.
Также были среди амфибий Каменноугольного периода и совсем небольшие животные, например, бранхиозавр (не путать с гигантским динозавром-завроподом брахиозавром). Эти похожие на современных саламандр существа вырастали в длину не более 10-15 сантиметров. Они обладали широкой головой, продолговатым приплюснутым туловищем, длинным хвостом и короткими лапками. Личинки бранхиозавров обитали исключительно в воде и дышали жабрами. Взрослые животные обзаводились полноценными легкими.
Ближе к концу Каменноугольного периода появилась новая группа четвероногих – лепоспондилы или тонкопозвонковые. Некоторые ученые считают, что ближе к концу Пермского периода все тонкопозвонковые рептиломорфы вымерли. Другие исследователи предполагают, что они стали предками всех земноводных, ну или, как минимум – безногих. Среди них были как небольшие насекомоядные животные, так и крупные водные хищники.
К первой группе можно отнести сцинкозавра или зауроплевры. Они обитали в Европе и Северной Америки внешне напоминали современных тритонов. А к наиболее крупным лепоспондилам относились диплокаулулсы или диплокаули. Диплокаулус был очень интересным и своеобразным существом. Его длина составляла около 1 метра. Его голова была широкой и плоской. Поэтому внешне эти существа напоминали якорь. Уплощенная форма тела свидетельствует о придонном образе жизни. При этом, среди ученых до сих пор ведутся споры о назначении головы, похожей на бумеранг.
Название диплокаулулса означает «двойная перепонка». Эти самые перепонки как раз крепились к основанию их уплощенного якореобразного черепа. Некоторые ученые считают, что этот механизм помогал рептиломорфам плавать, изгибаясь в горизонтальной плоскости. Моделирование в аэродинамической трубе показало, что диплокаулусу было удобно держать такую голову на поверхности воды. Также есть мнение, что размеры выростов на голове были следствием полового диморфизма, то есть животные с их помощью привлекали противоположный пол.
Еще такой череп мог служить в качестве защиты от хищников. Но эту версию не подтверждают находки останков подобных рептиломорфов в желудках и гнездах пермских диметродонов. Вероятно, они становились легкой добычей хищников, когда пережидали засушливые периоды, закапываясь в ил.
Среди четвероногих, полноценно приспособленных к жизни на суше можно отметить педерпеса. Эти примитивные амфибии обитали на территории современной Шотландии в раннем Каменноугольном периоде. Они были потомками лопастеперых рыб, вроде описанной в прошлом выпуске акантостеги. Но их конечности уже были настоящими лапами. Практически полный скелет педерпеса был найден в 1971 году, но его классифицировали, как лопастеперую рыбу. И только в 2002 году это существо было описано, как тетрапод или четвероногое.
Эта находка позволила ученым заполнить промежуток между девонскими лопастеперыми, которые только начали осваивать сушу и настоящими четвероногими. Длина тела единственного обнаруженного педерпеса составляла около 1 метра, ученые считают, что это была особь средних размеров. Он имел узкий череп и дышал при помощи легких. По ряду признаков его нельзя отнести ни к одной группе земноводных. Разве что слуховой аппарат педерпеса был более приспособленным к жизни под водой. Скорее всего животное проводило немало времени в водоемах.
Родственником педерпеса может быть еще одно четвероногое, обитавшее на территории США примерно 340 миллионов лет назад. Оно было обнаружено в 1995 году и получило название ватчерия. В среднем это существо имело длину около 1 метра и высоту примерно 40 сантиметров. Это были еще достаточно примитивные тетраподы. Они даже сохранили такую черту лопастеперых рыб, как боковая линия. Их морда была заостренной, а череп гладкий и глубокий. Считается, что ватчерия вела полуводный образ жизни. Их личинки развивались в воде, а взрослые особи много времени проводили на суше. В воду они возвращались только для охоты и в период размножения, чтобы отложить яйца.
Среди более поздних четвероногих можно отметить веслотиану. Свое название этот небольшой хищник получил от местечка Вест-Лотиан в Шотландии, где он и был обнаружен. Длина тела этого животного составляла примерно 20-30 сантиметров. Обитала вестлотиана по берегам пресных заболоченных водоемов и питалась более мелкими животными. Самое интересное в этом существе – это то, что ученые до сих пор не могут отнести его ни к амфибиям, ни к рептилиям. По сути оно является переходной формой между этими группами животных.
Но главными наземными хищниками Каменноугольного периода были насекомые, которые в то время достигли просто огромных размеров. Мы в своих роликах уже неоднократно рассказывали о гигантской многоножке – артроплевре и не менее гигантской стрекозе – меганевре. Но кроме них, в Карбоне появилось немало других интересных членистоногих.
Например, на территории Шотландии в 1994 году был обнаружен самый крупный из когда-либо существовавших скорпионов – пульмоноскорпий. Его название буквально означает «дышаший скорпион». По найденным окаменелым фрагментам их тел удалось установить, что большинство этих существ имело размеры от 13 до 230 миллиметров. Но одна из найденных деталей говорит, что ее обладатель был размером примерно 70 сантиметров.
Еще одним интересным крупным членистоногим является мегарахна. Ее название, означающее «мегапаук», появилось при первом описании животного в 1980 году. Но более поздние исследования показали, что это существо относилось к ракоскорпионом или, по-научному – эвриптеридам. Этот ракоскорпион вырастал до 50 сантиметров и мог жить как в воде, так и на суше. Питался этот хищник беспозвоночными и ранними рептилиями.
Гигантские членистоногие встречаются на земле и в наше время. Такими существами являются камчатские крабы или появившиеся еще в Девоне мечехвосты. Но эти животные обитают исключительно в воде. Причиной же карбонового гигантизма их наземных родственников считается повышенное содержание кислорода в атмосфере. Мышцы насекомых, которые дышат при помощи трахей, при таком составе атмосферы могли перерабатывать больше полезных веществ. Также некоторые исследователи считают, что рост насекомых в то время не ограничивали никакие естественные враги. До появления птиц было еще далеко, и бросить вызов гигантам, вроде меганевры, было просто некому.
В этом свете очень интересна теория питания столь крупных существ. Если пересчитать рацион современной стрекозы на размеры меганевры, то получится, что каждой особи ежедневно потребуется съедать не менее 500 грамм мяса. Примерно столько же требуется сейчас здоровому взрослому мужчине.
Растительноядных насекомых, на которых могла бы охотится такая большая стрекоза в то время попросту не было. Ведь ткани, из которых состояли древние хвощи, папоротники и плауны, были малопитательными, и никто из животных не употреблял их в пищу. Конечно, меганевры и их личинки питались более мелкими насекомыми. Но и эти насекомые должны были быть хищниками.
Поэтому на суше карбонового периода сложилась очень интересная ситуация – пищевая пирамида перевернулась с ног на голову по сравнению с нашим временем. Очень вероятно, что основным источником белковой пищи для насекомых-монстров служили слабо защищенные и не приспособленные амфибии и ранние рептилии. То есть в Каменноугольном периоде не лягушки питались насекомыми, а тогдашние насекомые активно охотились на предков современных лягушек и ящериц.
В завершении мы предлагаем Вам ознакомится в нашим каналом на YouTube.