Развитие жизни в кайнозойской эре и ее современный этап

Реферат

Тема: Развитие жизни в кайнозойской эре и ее современный этап

1 КАЙНОЗОЙСКИЙ ЭТАП

Отсчет последней, кайнозойской, эры в геологической истории и развитии биосферы начался с палеогена (67-25 млн лет назад) (рис. 2.7). Палеоген и последовавший за ним неоген (25--1,6 млн лет назад) обычно объединяют в третичный период, в течение которого формировалась арктотретичная флора -- предвестница современной растительности тропического, субтропического и умеренного поясов Северного полушария. С кайнозойской эрой связано образование в результате Альпийского орогенеза молодых горных систем Евразии и Америки. Океан Тетис сменился горными системами, включающими Альпы, Карпаты, Кавказ, Тянь-Шань, Памир и Гималаи. В качестве реликтовых морских бассейнов сохранились только Средиземное, Черное и Каспийское моря. Альпийская складчатость проявилась и в Тихоокеанском горном поясе, в котором охватила меньшие площади и развивалась слабо. Вследствие глобальной неотектоники литосферные плиты заняли положение, соответствующее современным материкам и океанам.

Климат на Земле оставался теплым и влажным. Средняя температура превышала современную на 8-9 °С. В течение всего палеогена на суше господствовала богатейшая тропическая флоракрокодилы, черепахи, змеи и ящерицы, наружный покров которых надежно защитил тело от чрезмерной потери влаги. Способствовали выживанию также их неприхотливость в пище и свойственный некоторым из них прием - зарываться в ил высыхавших водоемов(в более полярных широтах -- субтропическая). В Северном полушарии она получила название полтавской. В палеогеновых лесах росли пальма сабаль, магнолии, вечнозеленые дубы и буки, эвкалипты, фикусы, камфорный лавр, хлебное дерево, олеандры, гранаты и др. Сходство лесам Евразии и Северной Америки придавали секвойя, болотный кипарис, гинкго, ликвидамбар, тюльпанное дерево и протейные. На более северных территориях (Сибирь, Дальний Восток, Гренландия, Шпицберген, Северная Америка) широкое развитие получили листопадные широколиственные леса.

В конце палеогена, примерно 30 млн лет назад, началось постепенное похолодание климата Земли, вызванное уменьшением содержания углекислого газа в атмосфере (Будыко, 1980), увеличением площади суши и ее высоты над уровнем моря, а также уменьшением теплообмена в океане. Это похолодание вызвало прежде всего оледенение в Антарктиде, которая заняла свое приполюсное положение, вначале в горах, а затем (около 20 млн лет назад) образовался сплошной ледниковый покров. Материковые ледники в Северном полушарии появились в последнем миллионолетии.

Прогрессирующее с конца палеогена похолодание привело к смене полтавской флоры Евразии тургайской, представители которой сначала по горным хребтам, а с наступлением неогена по более широким путям проникли в Европу, вытесняя вымирающую субтропическую флору. Из представителей тургайской флоры сформировались современные листопадные широколиственные леса. На лагунных засоленных берегах высыхающего океана Тетис тургайская флора сменялась солонцеватой, а на водоразделах -- близкой к саванновой.

В начале палеогена на суше преобладали клоачные, сумчатые и примитивные плацентарные млекопитающие. Причем географическая изолированность Австралии привела к сохранению на материке сумчатых и клоачных, в то время как на остальных континентах господствующими оказались плацентарные млекопитающие. Теплокровные, живородящие млекопитающие меньше, чем их предшественники пресмыкающиеся, зависели от изменений окружающей среды. Они смогли освоить не только сушу, но и водную (китообразные и ластоногие), и воздушную среду (летучие мыши). Расширялась область распространения птиц. Костистые рыбы заселили все пресные и морские водоемы. Продолжали развиваться земноводные и пресмыкающиеся, появились новые группы форами-нифер, моллюсков, мшанок и иглокожих. До конца палеогена существовала индрикотериевая фауна, названная так по типичному для нее крупному безрогому носорогу индрикотерию.

Постепенное похолодание и нарастание континентальности климата в первой половине неогена оттеснило тургайские леса на океанические фланги Евразийского континента -- в Средиземноморье, Западную и частично Восточную Европу, на юг Дальнего Востока, а также в Карпаты, Крым, на Кавказ. В это время в горах Северо-Восточной Сибири появился пояс темнохвойной елово-пихтовой тайги, который по мере похолодания и нарастания континентальности климата стал расширяться и постепенно занял огромные пространства Сибири, Урала и бассейна Печоры. В Западной Европе развилась тепло-умеренная флора. Севернее тайги образовалась тундровая растительность. Параллелизм в развитии флоры Евразии и Америки сказался на появлении в последней травянистых равнин (степей и прерий). Следует упомянуть о господстве в заболоченных низинах самых высоких в истории зеленого покрова Европы так называемых янтарных лесов из смолоносных гигантских деревьев -- таксодиума (болотного кипариса), секвойи и ликви-дамбара. Их окаменелую смолу -- янтарь находят не только на берегах Балтийского моря, но и в Полесье. Травянистые поляны обеспечивали кормом оленей, косуль и антилоп. Длиннохоботные слоны со слабоизогнутыми бивнями и крупные однопалые лошади пришли на смену гуишарионовой фауне -- мастодонтам, трехпалым гиппарионам и махайродам, гиенам, носорогам, жирафам, оленям и разнообразным обезьянам, достигшим расцвета в начале неогена. В образовавшихся степях Евразии паслись предки травоядных туров и бизонов.

Аридизация африканского континента привела к тому, что отступавшие к экватору леса сменились зоной саванн. Сокращение лесных массивов заставило часть живших в них приматов осваивать новое жизненное пространство. Вероятно, это были хуже приспособленные к условиям наземной жизни и менее конкурентоспособные в этих условиях приматы. За относительно короткий срок возникли популяции людей, владевших навыками создания каменных орудий и использования огня. В конечном итоге появился человек разумный (Ношо sapiens).

В антропогене (последние 1,6 млн лет) на фоне общего снижения температуры периодически повторялись фазы JM Iп.Iо похолодания, приводившие к образованию обширных ледниковых покровов в средних и полярных ВI и рога X материков Северного полушария. В большей «1й«"|'и тропического и в экваториальном поясе климат менялся слабее, хотя и становился аридным, сокращалась площадь лесов.

Похолодания, образование материковых ледниковых покровов сильно изменили органический мир в Северном полушарии. В Евразии флора неоднократно оттеснялась материковым оледенением в более южные широты, неся невосполнимые потери, прежде всего представителей хвойных. На этом огромном континенте нет горных систем меридионального простирания, которые достигали бы субтропиков и тропиков. Флора хвойных оказалась зажатой между наступающим ледниковым покровом и субтропическим поясом с климатическими условиями, чуждыми для данной группы растений. Арктотретичная флора отступала в рефугиумы (убежища) -- на Волыно-Подольскую возвышенность, Кавказ (Талыш), в горы Средней Азии и Восточный Китай (особенно в период максимального материкового оледенения).

Несколько иная ситуация складывалась в Северной Америке. Система Кордильер меридионального простирания позволила флоре хвойных, отступавшей на юг, проникнуть в пояс субтропиков, поднимаясь в горы, и сохранить свое видовое разнообразие. Поэтому именно в Северной Америке, особенно в области Скалистых гор, сохранились флористически богатые леса из дугласий, сосен, елей, туй и других хвойных пород.

Материковый ледниковый покров и низкие температуры одновременно с аридизацией климата приводили к резкому сокращению лесистых территорий (рис. 2.8). К тому же образование ледников изымало из гидросферы большое количество воды, что вызвало понижение 5фОвня Мирового океана до 100 м. Над материковым ледниковым покровом существовал постоянный антициклон, который сместил к югу траекторию циклонов, приносящих осадки. У сухих и холодных окраин ледника образовалась тундростепь, включившая элементы предшествующих степей. В тундростепные растительные сообщества вошли также травы северных хвойных лесов. В обширной холодной и засушливой тундростепи обитала "ледниковая" фауна, в составе которой были мамонты, шерстистый носорог, северный олень, овцебык, песец, лемминги, белая куропатка, и явно степные и лесостепные виды -- бизон, большеро-гий олень, лошадь, сайга, верблюд и др. В послеледниковое время произошло окончательное формирование современного облика биосферы.

Следует отметить, что рассмотренная последовательность развития органической жизни на Земле и эволюции биосферы - только один из предполагаемых вариантов этого сопряженного процесса, более или менее подтвержденного палеонтологическими данными. Дискуссию вызывают многие его толкования. В частности, некоторые геологи отрицают полный расплав планетного вещества на раннем этапе образования Земли и признают только частичный.

Накопление кислорода в атмосфере могло происходить и в результате дегазации недр. По мнению геолога О.Г.Сорохтина (1974), 30 % кислорода в атмосфере образовано именно в ходе этого процесса. По данным некоторых исследователей, уже полтора миллиарда лет назад содержание кислорода в атмосфере достигло современного уровня. Дискутируется учеными и роль углекислого газа в развитии литосферы* гидросферы и органической жизни.

Вызывают дискуссию также причины появления и вымирания тех или иных групп организмов и их эволюционная судьба. Не совсем ясна роль различных факторов в этой судьбе. Предложено множество гипотезе динамике климатических условий на Земле, в частности, о глобальных похолоданиях, завершавшихся материковыми оледенениями. Даже процесс своего появления на Земле человечество еще не выяснило до конца. До сих пор нет ответа на вопрос: человек разумный -- случайный или закономерный этап в мировом эволюционном процессе самоорганизации материи. Не вызывает сомнения, что современный уровень развития жизни на Земле и организованности биосферы есть следствие непрерывного возрастания сложности этой жизни и надорганизменных систем, образуемых ею при взаимодействии с природной средой.

2 СОВРЕМЕННАЯ ОЙКУМЕНА. НООСФЕРА

Под ойкуменой понимается часть планеты, населенная человеком. В этом понимании термин "ойкумена" впервые был употреблен древнегреческим географом Гекатеем Милетским (около 546-480 до н.э.) в его "Землеописании". Незаселенная человеком территория, независимо от ее географического содержания, считалась пустыней, т.е. природа без человека пуста, она должна быть домом для человека.

Человек являет собой высшую ступень развития живых организмов на Земле. Подобно животным и растениям, он -- природное существо, но в своем отношении к природе возвышается над всеми другими организмами. Это его положение обусловлено тем, что в отличие от других организмов, над которыми полностью господствует природа. Человек способен противостоять ей как общественное, обладающее сознанием существо. Сознание позволяет ему оценивать результаты своего труда, включая и рукотворные изменения окружающей среды. Поэтому отношение человека к природе отличается активностью На начальном этапе эволюции человека, примерно 2 млн лет назад, взаимодействие между ним и биосферой не носило всеохватывающего характера, и человек больше зависел от природы, чем она от него. Применяя простейшие орудия, прежде всего палку, гоминиды выработали способность к коллективной защите от крупных хищников, добывали пищу. Затем палка из средства защиты превратилась в средство нападения. Со временем все шире стали использоваться земельные и биологические ресурсы, появились города. Резкий рост населения земного шара в последние столетия (рис.2.10), увеличивающаяся потребность в пище и сырье привели к рукотворному преобразованию обширных территорий планеты. Изменение природы человеком постепенно приобрело глобальный, биосферный характер. Истощение биологических ресурсов и загрязнение почв, воздуха и водной среды приняли угрожающие масштабы. Была изобретена атомная бомба - средство самоуничтожения человека. Все это чрезвычайно обострило экологическую ситуацию к концу XX века и поставило под вопрос существование человека как биологического вида. В наши дни стал реальностью кризис природно-общественных отношений, за которым просматривается и экологический кризис, связанный с разрушением природной среды.

Движущим мотивом преобразования природной среды служит стремление человека к экологическому комфорту, представление о котором в процессе развития общества претерпевало большие изменения, поскольку требования, предъявляемые к окружающему миру, непрерывно возрастали. Развитие медицины, успехи сельского хозяйства, способствовавшие увеличению численности населения Земли, привели к тому, что улучшение условий обитания человека породило серьезные экологические проблемы.

Современную среду обитания человека (ойкумену XX века) по степени антропогенного изменения биоты можно классифицировать следующим образом. В первую очередь выделяются урбанизированные территории, на которых прежняя, естественная биота практически полностью уничтожена. К ним относятся города с высоким уровнем концентрации промышленности. Следующими по степени изменения являются территории, где естественный растительный покров полностью заменен возделываемым, т.е. сельскохозяйственные земли. Несколько меньшему антропогенному воздействию подверглись территории с островным нахождением естественных экосистем (лесов, озер и др.).

На больших площадях природная среда не изменена непосредственно человеком, но оказалась в зонах рассеивания загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу или гидросферу. Вовлеченные в биологический круговорот, эти вещества приводят к изменению видового разнообразия и структуры биоценозов. Загрязняюшие вещества поступают и на территории, полностью или частично преобразованные человеком.

Чрезвычайно трудно обнаружить участки земной поверхности, на которых природная среда сохранилась бы в своем естественном состоянии. Наиболее значимые из них включены в заповедники, заказники и другие охраняемые объекты. Однако и здесь нередко проявляется негативное влияние человека (вырубка леса, браконьерство и т.д.). V

Особую категорию земель в ойкумене составляют пустыни, возникновение которых связано с антропогенной деятельностью, эродированные сельскохозяйственные угодья, карьеры, отвалы и другие объекты техногенного происхождения, большей частью или полностью лишенные растительного покрова. Разительно отличаются от них ботанические сады, парки, садово-парковые ансамбли, природные объекты ритуального назначения и благоустроенные зоны отдыха. Естественно, современная среда обитания человека немыслима без инфраструктуры -- шоссейных и железных дорог, каналов, аэродромов, энергетического хозяйства, связи и т.д. Горными выработками освоена литосфера.

Приведенная упрощенная классификация территорий указывает на чрезвычайно непростую ситуацию в среде обитания человека, сложившуюся в результате антропогенной деятельности, и на величайшую средообразующую роль человека в биосфере. Современные масштабы техногенного воздействия на биосферу позволяют говорить о ней как о технобиосфере или антропобиосфере, развитие которой определяется взаимодействием человека, природной среды и техники. Охватив своим влиянием всю биосферу, человек изменяет воздушную оболочку Земли, химический состав природных вод и производит существенные нарушения естественного хода эволюции жизни, создавая, в частности, культурные сорта растений и породы домашних животных.

Сфера взаимодействия общества и природы, в пределах которой разумная деятельность предстает главным, определяющим фактором развития биосферы и человечества, называется ноосферой в значении "новый покров", "мыслящий пласт", который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается вне биосферы над миром растений и животных. В их представлении ноосфера -- идеальная, дзосовная ("мыслящая") оболочка Земли, возникшая с появлением и развитием человеческого сознания. Заслуга заполнения данного понятия материалистическим содержанием принадлежит академику В.И.Вернадскому.

В представлении В.И.Вернадского, человек -- часть живого вещества, подчиненного общим законам организованности биосферы, вне которой оно существовать не может. Человек является частью биосферы, утверждал выдающийся ученый. Целью общественного развития должно быть сохранение организованности биосферы. Однако сохранение ее первичной организованности -- "нетронутой природы" - не несет в себе творческого начала и уже невозможно, потому что человечество превращается в мощную геологическую силу. "И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого приближаемся, и есть "ноосфера". Ноосфера представляет собой качественно новый этап эволюции биосферы, в котором создаются новые формы ее организованности как новое единство, возникающее в результате взаимодействия природы и общества. В ней законы природы тесно переплетаются с социально-экономическими законами развития общества, образуя высшую материальную целостность "очеловеченной природы".

В.И.Вернадский, предугадавший наступление эпохи научно-технической революции в XX веке, основной предпосылкой перехода биосферы в ноосферу считал мысль. Материальным ее выражением в преобразуемой человеком биосфере является труд. Единство мысли и труда не только создает новую социальную сущность человека, но и предопределяет переход биосферы в HOOсферу/ "Наука есть максимальная сила создания ноо-сферы" -- таково главное положение В.И.Вернадского в учении о биосфере, призывающем преобразовывать, а не разрушать ойкумену.

Свои функции в биосфере живое вещество может выполнять лишь при определенных ее физических и химических параметрах, сохранившихся на протяжении нескольких миллиардов лет геологического развития Земли. Человек, изменяя эти параметры, создает реальную угрозу разрушения среды своего обитания. Теоретически возможно полное уничтожение человеком биосферы.

Возникшие в XX веке глобальные экологические проблемы показали, что существуют естественноисторические ограничения, накладываемые биосферой на развитие человечества. Биосфера настолько сложна, что нарушение ее современной устойчивости может привести к принципиально новому, непредсказуемому состоянию этой оболочки. Накопилось уже достаточно фактов и признаков возможного наступления очередного общебиосферного биоценотического кризиса, причины которого -- в разрушении естественных экосистем и уничтожении многих видов, а также популяций организмов, ареалы и численность которых необратимо сокращаются. В то же время существуют явные признаки активизации эволюционного процесса, прежде всего в мире микроорганизмов. Последствия вероятного быстрого эволюционирования биоты малопредсказуемы. Таким образом, очевидна необходимость сохранения всего разнообразия живых организмов (биоразнообразия) на Земле.

Антропогенные изменения в биосфере происходят на фоне увеличения численности населения Земли с одновременным истощением природных ресурсов. Хотя создание ноосферы как высшей материальной целостности "очеловеченной природы" представляется уже нереальным, необходим механизм регулирования отношений человека с биосферой.

В середине XIX века в естествознани и философии родилась идея управления природой. Позднее ее развил представитель русского космизма, мыслитель-утопист Н.Ф.Федоров (1828--1903). По его мнению, высшая цель регуляции природы средствами науки и техники -- воскрешение предков, которое достигается овладением тайн природы, переустройством человеческого организма, освоением космоса и управлением космическими процессами. Именно эта идея управления природой получила уже материалистическое воплощение в учении о ноосфере. А.Л.Чижевский, например, утверждал: "В покорении природы и победе над ней заключается конечный итог, конечное торжество человеческого знания. Но для того, чтобы уметь победить природу, надо ее изучить до возможной глубины. Без этого глубокого изучения победа над природой невозможна и попытки бороться с ней бессмысленны".

Усилия по созданию ноосферы, без глубокого познания законов развития и функционирования природы и общества, ведут к разрушению биосферы. Тем самым становится реальностью пророчество итальянского мыслителя и художника средневековья Леонардо да Винчи: "На Земле появятся существа, которые будут убивать друг друга. Их злоба будет безгранична; их неистовая сила уничтожит огромные леса планеты; и даже насытившиеся, они не остановятся в распространении разрушений, мук и гонений среди живых существ. Ничего не останется ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвергалось бы искоренению; тот, кто жил в одной стране, будет изгнан в другую".

В современном мире экологические, социально-экономические и политические проблемы человечества переплелись настолько тесно, что каждая из них не может иметь изолированного, независимого решения. Ученые и политики ищут пути их преодоления.

Литература

1. Киселев В.Н. Основы экологии: Учеб. пособие.- Мн.: Універсітзцкае, 1998.- 367 с.

2. Запольський А.K., Салюк А.І.Основи екології: Підручник / За ред. К.М. Ситника. -- 2-ге вид., допов. і переробл. -- K.: Вища шк., 2004. -- 382 с