Когда-то воды Мирового океана покрывали всю планету, а суша появлялась на его поверхности отдельными островами. Ученые указывают эти острова с большой точностью. Каким же образом? По угольным пластам, рассеянным по всему земному шару, даже в полярных странах. Каждая местность, где находят каменный уголь, была тогда островом, вокруг которого кипели волны Мирового океана. По протяжению залежей каменного угля можно узнать приблизительную величину лесов, покрывавших острова. А по толщине угольных пластов узнают, как долго они здесь произрастали. Миллионы лет тому назад эти островные леса захватили грандиозные запасы энергии солнечных лучей и погребли их вместе с собой в каменных могилах Земли.

Они на славу поработали, эти первобытные леса. Запасы углей на земном шаре исчисляют триллионами тонн. Считают, что при добыче по два миллиарда тонн в год человечество обеспечено ископаемыми углями на тысячелетия! И первое место в мире по запасам угля занимает Россия.

В земле сохранились естественные гравюры, отпечатанные самой природой, с изображением растительности лесов прошлых периодов. На кусках каменного угля, сланца, бурого угля часто попадаются поразительно четкие отпечатки растений, их современников.

Иногда природа консервировала части растений в янтаре; в нем находили включения и животного происхождения. Янтарь высоко ценили в древнем мире как украшение. Караваны судов снаряжались за ним к берегам туманной Балтики. Но что такое сам янтарь? Римский писатель и натуралист Плиний передает трогательную греческую легенду о его происхождении: то застывшие слезы девушек, дочерей Аполлона, неутешно оплакивавших смерть своего брата Фаэтона…

Не было известно происхождение янтаря и в средние века, хотя спрос на него сильно возрос. Он шел на изготовление богатых монашеских четок.

Тайну янтаря раскрыл М. В. Ломоносов: «Янтарь есть произведение царства растений». Это застывшая смола хвойных деревьев, когда-то произраставших в тех местах, где теперь добывают янтарь.

В горных пластах при помощи микроскопа открыли остатки цветочной пыльцы, споры древних растений.

Находки из разных слоев сравнивают между собой и с современными растениями и таким образом изучают растительный мир далеких времен. «Много подземных тайностей открывает сим образом натура», - так можно сказать об этом словами М. В. Ломоносова.

Чаще всего они совсем не похожи на наши растения, иногда напоминают их в какой-то степени и все же резко отличаются. То был иной растительный мир, и только иногда, преимущественно в тропических странах, встречаются растения - живое напоминание о давних временах.

По отпечаткам можно восстановить лесные ландшафты каменно-угольного периода и более поздних. «Мы можем даже воссоздать эти ландшафты с такою полнотою, - пишет немецкий исследователь Карл Мюллер в книге «Мир растений. Опыт космической ботаники», - как будто природа передала нам собрание всех тогдашних растений».

… Леса каменноугольного периода вставали прямо из воды; они занимали низменные берега и заболоченные равнины внутри островов. Ничего похожего на современные леса любых земных широт с их жизненными формами и красками.

В середине каменноугольного периода развились гигантские формы плаунов - лепидодендроны и сигиллярии, мощные стволы которых, до двух метров в диаметре, достигали 20-30 метров в высоту. У них узкие щетинообразные листья, рассеянные по стволу. Несколько пониже были гигантские хвощи - каламиты.

Лепидодендроны и сигиллярии селились на илистых берегах, где задыхались другие растения без таких разветвленных корней с вертикальными выростами для дыхания.

Появились и настоящие папоротники с широкими перисторасчлененными пластинками - ваями. Но их положение было много скромнее, чем плаунов и хвощей. Они не дали таких гигантских форм, зато превзошли плауны и хвощи в разнообразии: от древовидных до нежных травянистых. Тонкие темно-бурые стволы их с утолщениями и рубцами от спавшей листвы, заросшие зелеными мхами, поднимали к вечно хмурому тогда небу пучки огромных, красиво рассеченных листьев, подобных великолепным опахалам. Вьющиеся виды папоротников обвивали стволы древовидных пород и смешивались внизу с травянистым покровом из папоротников же.

Над нежным сводом зеленого навеса простиралось темное небо с тяжелыми тучами. Частые ливни, грозы, испарения, теплые и ровные температуры создавали условия, исключительно благоприятные для развития папоротникообразных. Под древовидными папоротниками разрастались роскошные кустовидные формы. Почву, где перегнивали мхи и водоросли, устилали травянистые папоротники. Но эти леса представляли собой картину однообразную и унылую: до сих пор открыто только около 800 видов растений, и в том числе более 200 видов папоротников.

В отпечатках на каменном угле нередки следы настоящих деревьев - кордаитов, предков голосеменных. Это высокие деревья с длинными ремневидными листьями, собранными в густые пучки. Кордаиты росли на окраинах болот, предпочитая их илистым топям.

На юго-востоке Северной Америки, на реке Миссисипи, на торфяных болотах, заливаемых ее водами, высились леса болотного кипариса. Сваленные бурей или подгнившие со временем деревья падали на землю и вместе с папоротниками и мхами медленно разлагались при слабом доступе воздуха.

В лесах стояло безмолвие. Лишь изредка прошелестит среди папоротников громадное, неуклюжее земноводное. Медленно ползет оно под листвой, прячась от дневного света. Да где-то в вышине пролетит редкое насекомое - новинка того периода, с крыльями до 70 сантиметров в размахе. Ни пения птиц, ни стрекота кузнечиков.

До появления папоротникообразных и мхов на Земле не было плодородных почв. Были глины, пески, но они еще не являлись почвой в нашем современном понимании, потому что не содержали перегноя. В каменноугольных лесах начинается накопление растительных остатков и образование темного слоя - перегноя. Вместе с глинами и песками он дал начало плодородным почвам.

В месторождениях бурого угля попадаются целые деревья, с корой, листьями. Кусок ископаемого угля под микроскопом рассказал об анатомическом строении этих растений. Оно оказалось таким же, как у современных хвойных пород. Следовательно, бурый уголь образовался позднее, когда на Земле хвойные заняли господствующее положение, оттеснив папоротникообразные. Это могло произойти с увеличением суши и изменением климата в сторону большей сухости: от островного к континентальному.

Над толщами пластов каменного угля в наших крупнейших угольных бассейнах - Кузнецком, Донецком, Подмосковном и других - сверкают огни больших городов, слышатся смех детворы и песни молодежи, бегут поезда, летят аэропланы. Идет неиссякаемый поиск человеком лучшей жизни… А некогда здесь были заболоченные берега мелких морских заливов, покрытые растительностью влажных тропиков. Об этом узнали по микроскопическому срезу окаменелой древесины, сделанному в виде тонкого шлифа. Окаменевшие стволы из Донецкого бассейна, оказалось, лишены годичных колец, типичных для северных деревьев.

Такие кольца образуются в древесине современных деревьев умеренных широт потому, что они усиленно растут весной и летом, но прекращают рост зимой. И на поперечном срезе сразу можно отличить широкие летние слои древесины от узких зимних. В древесине многих тропических растений нет годичных колец. Значит, в те отдаленные времена на территории современного Донецкого бассейна весь год стояла ровная теплая и влажная погода, как во влажных экваториальных лесах.

В северных районах СССР в древних каменных пластах земли находят остатки лавров, магнолий, кипарисов, то есть средиземноморскую флору. На Шпицбергене, где в настоящее время растут лишь мелкие травы и кустарники, находят остатки платанов и грецкого ореха.

В низовьях Волги когда-то росли пышные пальмы. На берегах современного Балтийского моря процветала средиземноморская растительность. Древовидные папоротники, лавры, знаменитые мамонтовые деревья, пальмы - все, что теперь мы видим в ботанических садах, произрастало под нашим небом.

Еще удивительнее Гренландия. Под сплошными льдами ее в земле нашли магнолию, дубы, виноград. В Индии, наоборот, флора каменноугольного периода отличалась низким ростом, грубыми плотными листьями, развитием кустарников и трав. А это доказательство более холодного и сухого климата.

«В северных краях в древние веки великие жары бывали, - писал еще М. В. Ломоносов, - где слонам родиться и размножаться, а также и растениям около экватора обыкновенным держаться можно было».

Какое же объяснение дает наука этим поразительным фактам? Некогда все материки составляли единый материк, который потом раскололся на части, раздвинувшиеся в разные стороны. Передвижение материков вызывало смещение земной оси. Вместе с нею меняли положение лежащие на ней точки Северного и Кожного полюсов, а следовательно, и экватор.

Если согласиться с этой теорией, то в каменноугольный период экватор проходил не там, где он проходит теперь, а севернее: через Среднюю Европу и Каспийское море. А весь Донецкий бассейн был в полосе влажных экваториальных лесов, что и подтверждает его ископаемая растительность. Субтропики шли далеко на север, точка же Северного полюса лежала тогда где-то у восточных берегов Америки. На материках Южного полушария - Австралии, Африки, Южной Америки, тогда еще не разделившихся, климат был холодным. Этим объясняется отсутствие тропической растительности в земных пластах каменноугольного возраста на материках Южного полушария.

Считают, что каменноугольные леса росли больше двухсот миллионов лет тому назад и что в следующем, пермском, периоде кончилось господство папоротникообразных. Каменноугольные леса гибли по разным причинам. Местами море затопило леса на опустившихся частях земной поверхности. Иногда они погибали, захваченные болотами.

Во многих случаях изменения климата вызвали их гибель. Солнце в период их расцвета никогда не обжигало своими лучами: они смягчались тяжелыми облаками, низко висевшими над лесом. Теперь небо стало безоблачным и солнце посылало растениям жгучие лучи. Для папоротникообразных эти условия были невыносимы, и они заметно мельчают, укрываясь только в тени более выносливых голосеменных.

С их гибелью началось средневековье для лесов Земли, оставившее свои следы в каменной книге нашей планеты.

Климат на Земле, в связи с процессами горообразования, делался разнообразнее. Горные хребты встали стеной на пути влажных морских ветров и отгородили внутренние пространства материков, превращая их в пустыни.

На территории европейской части СССР со дна бывшего тогда Уральского моря поднялся величественный горный хребет - Урал. Теперь мы знаем его дряхлым, полуразрушенным, а в дни своей юности Урал был могучим, и вечные снега венчали его вершины. На месте Донецкого моря появился горный кряж - Донецкий, совершенно сглаженный временем.

Средняя Европа постепенно переходила из зоны экватора в зону субтропических степей и пустынь, а затем и в умеренную. В более сухом и холодном климате отлично чувствовали себя выходцы из холодных стран Южного полушария, где наметилось потепление.

В сухом и знойном климате раннего средневековья развились древнейшие хвойные араукарии и интересные голосеменные - гинкго. На вид это растение кажется обычным широколиственным деревом. Но его «лист» - широкая двураздельная хвоинка в виде веера с вильчатым расположением жилок. Уже не было ни лепидодендронов, ни сигиллярий, ни кордаитов; держались лишь семенные папоротники.

Климат еще раз изменился: стал влажнее и мягче. По берегам тропических морей, что покрывали южные районы СССР и омывали Дальний Восток и Туркестан, пышно произрастали леса из голосеменных, особенно так называемые саговники и беннетиты. Но недолго продержались они хозяевами положения, и теперь о них свидетельствуют только ископаемые находки. В Мексике нашли пласт мощностью в 600 метров; в свое время это был целый лес беннетитов. У нас нашли остатки их в окрестностях Владивостока и в Туркестане.

Окаменелые хвойные деревья Дарвин встретил в Кордильерах на высоте более 2000 метров; одиннадцать из них стояли в виде деревьев, хотя и окаменелых, а тридцать - сорок остальных уже превратились в белый известковый шпат, а пни их торчали над землей. Когда-то они простирали свои ветви над самым океаном, подходившим в то время к подножию Кордильер. Их взрастила вулканическая почва, поднявшаяся над уровнем моря. Потом местность стала опять морским дном и волны перекатывались над вершинами затопленных деревьев. Море натащило на них песок, гравий, гальку, сверху легли лавы подводных вулканов. Протекли сотни тысячелетий… Снова поднялось и обнажилось морское дно. Долины и овраги рассекли его. Вскрылась древняя могила, и показались на поверхности земли скрытые в ней памятники былого. Почва, некогда питавшая их, и они сами обратились в камень.

Многие хвойные дожили до наших дней, перенеся бурные встряски горообразований, изменений климата и, главное, удержавшись даже с приходом наиболее совершенной флоры - покрытосеменных.

Всего за полмиллиона лет эта группа растений захватила весь земной шар от полюсов до экватора, расселилась повсюду и дала наивысшее за всю долгую историю растений на Земле количество видов.

С геологической точки зрения полмиллиона лет - срок небольшой. Победа покрытосеменных, по сравнению со всей историей растительности в течение сотен миллионов лет, а может быть и более миллиарда, подобна наводнению, вдруг охватившему всю нашу планету. Подобна взрыву новых растительных видов!

Но что обеспечило такую победу покрытосеменным? Многие причины: изумительная гибкость в приспособлении к разным условиям жизни, различному климату, почвам, температурам. Появление и развитие одновременно с покрытосеменными насекомых-опылителей: бабочек, мух, шмелей, пчел, жуков. Рождение совершенного цветка с зеленой чашечкой и ярким венчиком, с тонким ароматом, с защищенными завязью семяпочками.

Но главное в другом. В том, что покрытосеменные на суше лучше всех других зеленых растений выполняют в природе свою космическую роль. Их крона, ветви, листья широко раскинуты в воздухе и несколькими этажами принимают солнечную энергию и углекислый газ. Ни одна другая группа растений не имела таких возможностей.

Зеленая водоросль в Мировом океане, впервые поймавшая солнечный луч при помощи хлорофиллового зерна, многоклеточные водоросли, мхи и лишайники, папоротники, голосеменные, покрытосеменные - все звенья великой зеленой цепи на Земле вечно служат единой цели: уловить солнечный луч. Но покрытосеменные совершенствовались в этом направлении лучше других растений.

Всего несколько страниц из летописи перевернуто нами, но и они яркие свидетели панорамы лесов на нашей планете, вечно движущейся в пространстве и времени.

Каменноугольный период (карбон)

Страница 6 из 7

По геохронологической шкале каменноугольный период , или, как его чаще называют - карбон , является предпоследним периодом палеозойской эры, имевшим место после девона и перед пермью. Брал он свое начало 358 млн. лет назад, продолжался около 60 млн. лет и закончился 298 млн. лет до наших дней. Отметился карбон тем, что именно в данный период в земной коре отложились огромные накопления каменноугольных месторождений, а на земном шаре впервые проявились очертания древнего супергигантского материка Пангеи.

Основные подразделы каменноугольного периода, его география и климатические особенности

Каменноугольный период принято делить на два надотдела Пенсильванский и Миссисипский. Пенсильванский делится в свою очередь на Верхний и Средний карбон, Миссисипский равно соответствует Нижнему. В Верхний карбон входят Гжельский и Касимовский ярусы, Средний подразделяется на Московский и Башкирский, а Нижний карбон составляют целых три яруса - Серпуховский, Визейский и завершает его, как и весь карбон в целом - Турнейский.

Каменноугольный период (карбон)	Надотделы	Отделы	Ярусы
	Пенсильванский	Верхний карбон	Гжельский
			Касимовский
		Средний карбон	Московский
			Башкирский
	Миссисипский	Нижний карбон	Серпуховский
			Визейский
			Турнейский

На протяжении всего карбона южный материк Гондвана все ближе подходил к более северной Лавразии, что и закончилось к концу каменноугольного периода их частичным воссоединением. Перед столкновением под воздействием приливных сил Гондвану развернуло по часовой стрелке так, что та ее восточная часть, которая впоследствии дала основу для создания Индии, Австралии и Антарктиды, сместилась южнее, а западная ее часть, из которой позже вышли нынешние Африка и Южная Америка оказалась на севере. Результатом данного поворота стало образование в восточном полушарии океана Тетиса, и исчезновение старого океана Реи. Одновременно с этими процессами происходило схождение более малых континентальных элементов Балтики и Сибири, пока, наконец, океан между ними полностью не прекратил свое существование, а данные континенты не столкнулись. Все это континентальное перестроение сопровождалось возникновением новых горных массивов и бурной вулканической деятельностью.

К началу каменноугольного периода прибрежный горный ландшафт, не дававший проходить влажным воздушным массам на территорию материков, и обусловивший в девоне на обширных частях суши жару и засуху, вследствие наступления морей, размыло и обрушило в водные пучины. Вследствие этого по всей территории континентов установился теплый и влажный климат, сродни нынешнему тропическому, что способствовало дальнейшему развитию и процветанию на планете органической жизни.

Осадконакопление в каменноугольном периоде

Осадочные отложения морей в каменноугольном периоде формировались из глины, песчаника, известняков, сланцев и породами вулканогенной деятельности. На суше накапливались глина, песчаник и в незначительном количестве прочие породы. В некоторых областях суши, а именно в местах разрастания карбоновых лесов, основными осадочными породами на данном этапе служил уголь, в честь чего и был назван данный период.

Интенсивные горообразовательные процессы, сопровождавшиеся активной вулканической деятельностью, послужили причиной выброса в атмосферу планеты огромных масс вулканического пепла, которые распределившись по суше, послужили превосходным удобрением для почвы каменноугольного периода . Это создало предпосылки для того, чтобы первобытные леса, оторвавшись наконец от влажных болот, лагун и прочих прибрежных участков стали продвигаться вглубь континентов. Углекислый газ, активно выбрасывавшийся из недр земли в течение вулканических процессов, также способствовал все большему разрастанию зелени. А вместе с лесными массивами двигалась вглубь материков наземная и живность.

Рис. 1 - Животные каменноугольного периода

Но начать стоит все же с родоначальников всего живого - океанических, морских глубин и прочих водоемов.

Подводные животные каменноугольного периода были еще разнообразней, чем в девоне. Получили широкое развитие фораминиферы разных видов, позже к середине периода распространились швагерины. В основном они и являлись основным источником накопления известняков. Среди кораллов шло вытеснение хететидами табулят, коих к завершению каменноугольного периода почти совсем не осталось. Необычайно развились и плеченогие моллюски. Среди них наиболее заметны продуктиды и спирефериды. В некоторых местах морское дно сплошь было усеяно морскими ежами. Также большие участки донных равнин поросли зарослями криноидей. Особенно многочисленны в данное время и конодонты. Головоногие моллюски в карбоне в основном были представлены отрядом аммоноидей, имеющих простое строение перегородок, к коим можно было отнести, к примеру, гониатитов и агониатитов, чьи лопастные линии и скульптура раковин претерпела ряд эволюционных усовершенствований, став значительно более сложной. А вот наутилоидеи в карбоне не прижились. К концу периода почти все они исчезли, остались только некоторые разновидности наутилусов, которые благополучно дожили и до наших дней. Получили толчок в развитии и всевозможные гастроподы и двустворки, причем последние заселили не только морские глубины, но и перебрались в пресноводные внутриконтинентальные реки и озера.

В каменноугольном периоде вымерли почти все трилобиты, еще несколько периодов назад безраздельно властвовавшие на всей территории водного мира и ставшие свидетелями зарождения наземной жизни. Это случилось по двум основным причинам. Строение тела трилобитов было по сравнению с другими жителями глубин ущербным и отставшим в развитии. Панцири не могли защитить их мягкие брюха, а органы нападения и защиты они с течением времени так и не отрастили, из-за чего зачастую и становились добычей акул и прочих подводных хищников. Второй причиной явились необычайно развывшиеся и размножившиеся моллюски, которые употребляли в пищу то же, что и они. Зачастую прошедшая армия моллюсков уничтожала на своем пути все съестное, обрекая тем самым незадачливых и беспомощных трилобитов на голодную смерть. Некоторые виды трилобитов до последнего держались за существования, научившись по типу нынешних броненосцев сворачиваться в твердый хитиновый клубок. Но к тому времени многие хищные рыбы каменноугольного периода до такой степени развили свои челюсти, что перекусить какой-то хитиновый шарик им особого труда не составляло.

А на суше в это время был рай для насекомых . И не смотря на то, что многие из древних их видов, которые вели свой род еще от ответвившихся разновидностей ордовикских трилобитов, в Верхнем карбоне вымерли, это послужило всплеску возникновения еще большего разнообразия насекомых. Пока в лужах и болотной слякоти плодились разнообразные скорпионы и ракообразные, их обновленные сородичи интенсивно осваивали воздушное пространство. Самые меньшие из летающих насекомых были 3-х сантиметровой длины, в то время как размах крыльев некоторых стенодиктий и стрекоз-меганевр достигал 1 метра (рис. 2). Примечательно, что тело древней стрекозы меганевры состояло из 21-го сегмента, 6 из которых приходились на голову, 3 - на грудь, 11 - на брюшко, а оконечный сегмент весьма смахивал на шиловидный хвост далеких сородичей - трилобитов. Насекомое имело множество пар сегментированных ног, при помощи которых как ходило, так и прекрасно плавало. Меганевры рождались в воде и до некоторых пор вели жизнь трилобитов, пока не наставал процесс линьки, после которого насекомое возрождалось уже в своем новом стрекозоподобном обличье.

Рис. 2 - Меганевр (насекомое каменноугольного периода)

От вымерших древних прямокрылых произошли не только стрекозы, но и первые термиты, эвриптерусы дали начало муравьям. Но как бы то ни было, почти все насекомые каменноугольного периода могли размножаться только в воде, а потому были привязаны к морским побережьям, внутриконтинентальным рекам, морям, озерам и болотистым местностям. Для насекомых, живущих у небольших водоемов, засуха превращалась в настоящую катастрофу.

А в это время морские глубины заполонило сонмище разновидностей хищных рыб и акул (рис. 3). Конечно, до акул настоящих времен им было еще далеко, но как бы то ни было для морей тех времен они были настоящими машинами убийства. Их размножение порой доходило до того, что им не чего становилось есть, поскольку всю живность в округе они уже истребили. Тогда они начинали охотиться друг за другом, что вынуждало их обрастать в целях защиты всевозможными острыми шипами, отращивать дополнительные ряды зубов для более эффективного нападения, а некоторые даже стали менять строение челюстей, превращая голову то во всевозможные мечи, то даже в пилы. Вся эта армия хищников в результате активного размножения привела к перенаселению морей, вследствие чего хищники каменноугольного периода , словно нынешняя саранча, истребили всех моллюсков со сравнительно мягкими раковинами, одиночных кораллов, трилобитов и прочих обитателей водных бассейнов.

Опасность умереть от челюстей акул послужила еще одним стимулом переселения водной живности на сушу. Продолжали выбираться на сушу и прочие виды эмалевочешуйчатых кистеперых рыб, живших в пресноводных водоемах. Они превосходно прыгали по побережью, питаясь мелкими насекомыми. И, в конце концов, жизнь окончательно выплеснулась на просторы суши.

Рис. 3 - Акула каменноугольного периода

Древние земноводные пока могли жить лишь у кромки воды, поскольку все еще для размножения откладывали икру в водоемах. Их скелеты еще не были полностью костяными, но это не мешало некоторым разновидностям в размерах вырастать до 5-ти метровой длины. В результате размножившиеся стегоцефалы стали давать разновидности. Многие строением напоминали тритонов и саламандр. Появлялись и безногие змеевидные виды. Земноводные отличны тем, что их череп, не считая рта, имел не 4, а 5 отверстий - 2 для глаз, 2 для ушей и 1 посреди лба - для теменного глаза, который впоследствии за ненадобностью превратился в шишковидную железу и стал придатком головного мозга. Спины земноводных были голыми, а на брюхе вырастала мягкая чешуя.

Растительный мир каменноугольного периода (рис. 4) составляли уже значительно развившиеся к его началу папоротники, плауны и членистостебельные. Ближе к концу периода стали появляться первые хвощевидные.

Некоторые плауновидные в высоту достигали до 40 м. при 2-х метровой ширине начального ствола. Годичных колец их древесина еще не содержала, зачастую это попросту был пустой ствол, сверху разветвлявшийся густой кроной. Листья хвощевых порой достигали метровой длины, а почки растений развивались на их концах. На то время данный вид размножения был весьма оправдан, и растения развивались с огромной интенсивностью. Видов плаунов было чрезвычайно много, были и плаунообразные лепидодендроны, ствол которых был разграничен на ромбовидные отделы и стиглярии, с шестигранными разграничениями. Ствол из вообще не имел разветвления, на нем вырастали лишь споронгии для размножения.

Членистостебельные породили две основных разновидности - каламиты и клинолистые. Клинолистые росли в прибрежных зонах в воде, держась на ней при помощи стеблевых разветвлений в нижней части. Листья их вырастали прямо из стебля, редко чередуясь с почковидными споросодержащими образованиями. Впервые они появились в среднем карбоне, но не смогли пережить пермский период, во время которого все вымерли.

Рис. 4 - Растения каменноугольного периода

Каламиты имели древовидное строение и достигали 30-ти метровой высоты. Некоторые из них во второй половине каменноугольного периода начали отращивать из стебля боковые ветви, их древесина обзавелась кольцами. Многие прибрежные или болотистые участки так зарастали данными растениями, что превращались в непролазную чащу, плоть до крон забитую падшими отмершими предшественниками. Порой целыми десятками они валились в болотистую жижу, оседая там на дно и все больше спрессовываясь.

Обильно размножались и папоротники. Вообще в пору влажного и теплого климата каменноугольного периода размножение при помощи спор давало поразительные результаты. Леса разрастались до такой степени, что отмершие растения уже не в состоянии были падать на землю, для этого попросту не было места, и они так и оставались торчать между живыми растениями. Со временем внутренний лесной массив начинал походить на гигантскую древесную губку. Бактерии уже не справлялись с таким количеством древесины, а потому медленно прессующаяся и оседающая вниз древесина так и оставалась в своем первоначальном виде, с годами превращаясь в каменноугольный концентрат. А новые растения, тем временем, вырастали прямо поверх своих «спрессованных» предков, что и послужило гигантским накоплениям антрацита.

К концу каменноугольного периода с появлением первых хвощевых земля покрылась травянистым покровом. Папоротниковые дали разновидность древовидным формам, впоследствии ставшим размножаться семенами. Но голосеменных карбона известно не так много, слишком огромна была конкуренция со стороны плауновых, папоротниковых и членистостебельных. Но их преимуществом было в том, что они имели обширную корневую систему, гораздо более эффективную и разветвленную, чем у прочих растений каменноугольного периода , вследствие чего могли расти на значительном расстоянии от водоема. Впоследствии эти растения все дальше начали отдаляться от воды, заселяя все более обширные области суши.

Также во времена карбона стали появляться первые грибы и растения моховидного типа.

Полезные ископаемые каменноугольного периода

Основным полезным ископаемым каменноугольного периода является каменный уголь . За 60 млн. лет древесных осадочных пород скопилось столько, что «черного золота» хватит еще на многие десятки, если не сотни лет. Также к карбону можно приписать половину всех земных запасов нефти. В незначительных количествах в отдельных районах земли образовались залежи бокситов (Северо-Онежск), медных руд (Джесказган) и свинцово-цинковых отложений (хребет Каратау).

В девоне растения и животные только начинали осваивать сушу, в карбоне они ее освоили. При этом наблюдался интересный переходный эффект – растения уже научились вырабатывать древесину, но грибы и животные еще не научились эффективно потреблять ее в реальном времени. Из-за этого эффекта инициировался сложный многоступенчатый процесс, в результате которого значительная часть карбоновой суши превратилась в обширные болотистые равнины, заваленные несгнившими деревьями, где под поверхностью земли формировались пласты угля и нефти. Большая часть этих полезных ископаемых сформировалась именно в каменноугольном периоде. Из-за массированного удаления углерода из биосферы содержание кислорода в атмосфере возросло более чем вдвое – с 15% (в девоне) до 32.5% (сейчас 20%). Это близко к пределу для органической жизни – при больших концентрациях кислорода антиоксиданты перестают справляться с побочными эффектами кислородного дыхания.

В википедии описано 170 родов, относящихся к каменноугольному периоду. Доминирующий тип, как и прежде – позвоночные (56% всех родов). Доминирующий класс позвоночных – по-прежнему кистеперые (41% всех родов), их уже нельзя называть кистеперыми рыбами, потому что львиная доля кистеперых (29% всех родов) обзавелась четырьмя конечностями и перестала быть рыбами. Классификация четвероногих карбона весьма хитра, запутана и противоречива. При ее описании затруднительно употреблять привычные слова «класс», «отряд» и «семейство» - маленькие и похожие друг на друга семейства четвероногих карбона дали начало огромным классам динозавров, птиц, млекопитающих и т.д. В первом приближении четвероногие карбона делятся на две большие группы и шесть маленьких. Рассмотрим их постепенно, в порядке убывания разнообразия.

Первая большая группа – рептилиоморфы (13% всех родов). Эти животные вели скорее наземный, чем водный образ жизни (хотя и не все), многие из них не метали икру, а несли яйца с прочной скорлупой, и вылуплялись из этих яиц не головастики, а вполне сформированные рептилиоморфы, которым нужно вырасти, но кардинально менять строение тела уже не нужно. По меркам каменноугольного периода это были весьма продвинутые животные, у них уже были нормальные ноздри и уши (не ушные раковины, а слуховые аппараты внутри головы). Самая многочисленная подгруппа рептилиоморфов – синапсиды (6% всех родов). Рассматривать синапсид начнем с их самой многочисленной группы – офиакодонтов. Это были умеренно крупные (50 см – 1.3 м) «ящерицы», ничем особенно не примечательные. Слово «ящерицы» взято в кавычки, потому что к современным ящерицам они не имеют никакого отношения, сходство чисто внешнее. Вот, например, самый маленький из офиакодонтов – археотирис:

Другие синапсиды – варанопиды особенностями анатомии больше напоминали современных варанов, чем ящериц. Но к варанам они не имели никакого отношения, это все фокусы параллельной эволюции. В карбоне они были невелики (до 50 см).

Третья группа синапсид карбона – эдафозавры. Они стали первыми крупными растительноядными позвоночными, впервые заняв экологическую нишу современных коров. Многие эдафозавры имели на спине раскладной парус, позволяющий более эффективно регулировать температуру тела (например, чтобы согреться, надо выйти на солнце и раскрыть парус). Эдафозавры каменноугольного периода достигали 3.5 м в длину, их масса достигала 300 кг.

Последняя группа синапсид каменноугольного периода, заслуживающая упоминания – сфенакодонты. Это были хищники, впервые в истории четвероногих отрастившие по углам челюстей мощные клыки. Сфенакодонты – наши далекие предки, от них произошли все млекопитающие. Размеры их составляли от 60 см до 3 м, выглядели они примерно так:

На этом тема синапсид раскрыта, рассмотрим другие, менее процветающие группы рептилиоморфов. На втором месте (4% всех родов) антракозавры – наиболее примитивные рептилиоморфы, возможно, предки всех остальных групп. У них еще не было барабанной перепонки в ушах, а в детстве они, возможно, еще проходили стадию головастика. У некоторых антракозавров был слабо выраженный хвостовой плавник. Размеры антракозавров составляли от 60 см до 4.6 м

Третья большая группа рептилиоморфов – завропсиды (2% всех родов карбона). Это были небольшие (20-40 см) ящерицы, уже без кавычек, в отличие от ящероподобных синапсид. Hylonomus (на первой картинке) – далекий предок всех черепах, petrolacosaurus (на второй картинке) – далекий предок всех остальных современных пресмыкающихся, а также динозавров и птиц.

Чтобы окончательно раскрыть тему рептилиоморф, упомянем странное существо соледондозавра (до 60 см), которого вообще непонятно, к какой ветви рептилиоморф отнести:

Итак, тема рептилиоморф раскрыта. Перейдем теперь ко второй большой группе четвероногих карбона – земноводным (11% всех родов). Самой большой их подгруппой были темноспондилы (6% всех родов карбона). Раньше их вкупе с антракозаврами называли лабиринтодонтами, позже выяснилось, что необычное строение зубов у антракозавров и темноспондилов сформировалось независимо. Темноспондилы похожи на современных тритонов и саламандр, самые крупные достигали в длину 2 м.

Вторая и последняя большая группа земноводных карбона – лепоспондилы (тонкопозвонковые), к ним относится 5% всех родов каменноугольного периода. Эти существа полностью или частично утратили конечности и стали похожи на змей. Размеры их составляли от 15 см до 1 м.

Итак, все большие процветающие группы четвероногих уже рассмотрены. Кратко рассмотрим маленькие группы, которые почти не отличаются от вышеописанных, но не связаны с ними близким родством. Это переходные формы или тупиковые ветви эволюции. Итак, поехали. Бафетиды:

и другие, совсем мелкие группы:

На этом тема четвероногих раскрыта окончательно, перейдем к рыбам. Кистеперые рыбы (именно рыбы, без учета четвероногих) составляют в карбоне 11% всех родов, при этом расклад примерно такой: 5% - тетраподоморфы, не пошедшие путем освоения суши, еще 5% - целаканты, а оставшийся 1% - жалкие остатки девонского многообразия двоякодышащих. В карбоне четвероногие вытеснили двоякодышащих почти из всех экологических ниш.

В морях и реках кистеперых рыб сильно потеснили хрящевые рыбы. Теперь их уже не считанные роды, как в девоне, а 14% всех родов. Самый большой подкласс хрящевых рыб – пластичатожаберные (9% всех родов), самый большой надотряд пластинчатожаберных – акулы (6% всех родов). Но это совсем не те акулы, которые плавают в современных морях. Самый большой отряд акул карбона – евгенеодонты (3% всех родов)

Самая интересная особенность этого отряда – зубная спираль – длинный мягкий вырост на нижней челюсти, усеянный зубами и обычно свернутый в спираль. Возможно, во время охоты эта спираль выстреливалась изо рта, как «тещин язык», и то ли хватала добычу, то ли резала ее, как пила. А может, она была предназначена для чего-то совсем другого. Впрочем, далеко не у всех евгенеодонтов зубная спираль выражена во всей красе, у некоторых евгенодонтов вместо зубной спирали присутствовали зубные дуги (одна или две), которые вообще непонятно зачем нужны. Характерный пример – эдестус

Евгенеодонты были крупными рыбами - от 1 до 13 м, Campodus стал крупнейшим животным всех времен, побив девонский рекорд дунклеостея.

Впрочем, гелокоприон был всего на метр короче

Второй большой отряд акул карбона – симморииды (2% всех родов). Сюда входит стетакант, уже знакомый нам по девонскому обзору. Симморииды были относительно небольшими акулами, не более 2 м в длину.

Третий, заслуживающий упоминания, отряд акул карбона – ксенакантиды. Это были умеренно крупные хищники, от 1 до 3 м:

Примером позднекарбонского ксеноканта может служить хотя бы плевракант - один из наиболее изученных представителей древних акул. Эти акулы водились в пресных водах Австралии, Европы и Северной Америки, полные останки откопаны в горах близ города Пльзень. Несмотря на сравнительно небольшие размеры - 45-200 см, обычно 75 см, - плевраканты были грозными врагами для акантодий и прочих мелких рыбёшек того времени. Нападая на рыбку, плевракант в мгновение уничтожал её своими зубами, на каждом из которых было два расходящихся острия. Тем более что охотились они, как считается, стаями. По предположениям учёных, плевраканты откладывали яйца, соединённые перепонкой, в мелководных и богатых солнечным освещением уголках небольших водоёмов. Причём водоёмов как пресноводных, так и солоновато-водных. Плевраканты встречались и в перми - их многочисленные останки найдены в пермских пластах Центральной и Западной

Плевракант

Европы. Тогда плевракантам приходилось соседствовать со многими другими акулами, приспособленными к таким же условиям обитания.

Никак нельзя обойти внимаем одну из самых примечательных ктенокантовых акул, которая также является достоянием карбона. Я бандрингу имею в виду. Тело этой акулки не превышало 40 см в длину, но зато почти половину из него занимало… рыло, ростр! Непонятно предназначение такого удивительного изобретения природы. Может быть, кончиком рыла бандринги ощупывали дно в поисках пищи? Может быть, как на клюве киви, ноздри располагались на конце ростра акулы и помогали её обнюхивать всё вокруг, поскольку у них было плохое зрение? Пока никто этого не знает. Затылочного шипа бандринги не найдено, но, скорее всего, он у неё был. Обитали удивительные длинноносые акулы как в пресных водах, так и в солёных.

Последние ктеноканты вымерли в триасовом периоде.

На этом тема акул карбона полностью раскрыта. Упомянем еще несколько пластинчатожаберных рыб, похожих на акул, но не являющихся ими, это фокусы параллельной эволюции. К таким «псевдоакулам» относятся 2% всех родов карбона, в основном это были небольшие рыбы – до 60 см.

Теперь перейдем от пластинчатожаберных ко второму и последнему большому подклассу хрящевых рыб – цельноголовым (5% всех родов карбона). Это небольшие рыбы, похожие на современных химер, но более разнообразные. Химеры тоже относятся к цельноголовым и уже существовали в карбоне.

На этом тема хрящевых рыб полностью исчерпана. Кратко рассмотрим два оставшихся класса рыб каменноугольного периода: лучеперых рыб (7-18 см):

и акантод (до 30 см):

Оба этих класса в карбоне тихо прозябали. Что же касается панцирных рыб и почти всех бесчелюстных рыб, то они вымерли в конце девона и, таким образом, обзор рыб каменноугольного периода завершен. Кратко упомянем, что в карбоне кое-где встречались примитивные хордовые и полухордовые, не имеющие настоящего позвоночника, и перейдем к следующему большому типу животных карбона – членистоногим (17% всех родов).

Главная новость в мире членистоногих – на переходе от девона к карбону трилобиты почти вымерли, от них остался один малочисленный отряд, который продолжал жалкое существование до следующего большого вымирания в конце пермского периода. Второй большой новостью стало появление насекомых (6% всех родов). Обилие кислорода в воздухе позволило этим существам не формировать нормальную дыхательную систему, а пользоваться убогими трахеями и чувствовать себя ничуть не хуже, чем другие наземные членистоногие. Вопреки распространенному мнению, разнообразие насекомых в каменноугольном периоде было невелико, большинство из них были весьма примитивны. Единственный обширный отряд насекомых карбона – стрекозы, крупнейшая из которых (меганевра, изображена на картинке) достигала в размахе крыльев 75 см, а по массе примерно соответствовала современной вороне. Впрочем, большинство стрекоз карбона были намного мельче.

Карбон – период в котором происходили важные перемены в жизни которая происходила на суше. В этот период начали появляться огромные леса в поймах рек, но самое главное эволюция пресмыкающихся и даже животных которые умели летать.
Начало каменноугольного периода произошло примерно 360 миллионов лет назад, после большой волны вымирания животных, которую скорее всего вызвало похолоданием климата. Это привело к тому что вымерло примерно 70% водных обитателей.. В это же время в западном полушарии нашей планеты практически от одного до другого полюса распространилась суша. А в тоже время в западном полушарии распространилась вода по площади примерно равная площади Тихого Океана. Во времена карбона поднятие уровня моря и происходившие одновременно с этим потепление и увлажнение климата, это создавала прекрасные условия для жизни растений в болотистой и низинной местности. То что оставалось от этих лесов, превращалось в пласты каменного угля, из-за этого и было дано такое название этому периоду.

Приспособления для жизни на суше.

На заре каменноугольного периода первые амфибии были всё ещё связаны с водой. Как и сегодняшние жабы и лягушки, они метали икру в прудах и ручьях, а их детёныши проходили через стадию личинки, первоначально дыша ветвистыми жабрами. Даже встав взрослыми, они продолжали держаться около воды, потому что их кожа была тонкой и её требовалось постоянно увлажнять.
Изобилие обширных болот, характерное для каменноугольного периода, значило, что подобные животные редко испытывали недостаток в местах для размножения. Но жизнь в воде имела и свои опасные стороны. Рыбы пожирали в огромных количествах как личинок, так и взрослых земноводных. Амфибии также нередко сталкивались в борьбе за добычу не только с рыбами и ракоскорпионами, но и друг с другом. Это только некоторые из причин, по которым природа покровительствовала тем амфибиям, которые оказывались лучше приспособлены для жизни на суше.

Появление водонепроницаемости.

Для животных, которые большую часть времени своей жизни проводили в води и имели тонкую кожу самой большой опасностью на суше было обезвоживание. Но эта проблема со временем прошла, потому что многие амфибии со временем развили более толстую кожу, которая была защищена чешуей. Такой поверхностный покров был хорошей водонепроницаемой оболочкой, которая защищала животное от испарения влаги. Так же в следствии эволюции земноводные стали откладывать не икру, как их предки –рыбы, а яйца которые были окружены плотной мембраной. В свою очередь эта мембрана была защищена плотной скорлупой. Мембрана и скорлупа свободно пропускали кислород, что позволяло зародышу не задохнуться. Образования вот такого яйца стало одним из самых значимых эволюционных рывков. Потому что в связи с этим позвоночные стали размножаться не только в водной среде, но и на суше. После того как скорлупа лопается детеныш почти готов к жизни на суше.

От амфибий к рептилиям.

Во время охоты за первыми рептилиями, ученые изучили очень большое количество окаменелых останков рептилий, стараясь тем самым найти самое древнее и старое животное, такое у которого признаки пресмыкающихся преобладали бы над признаками земноводных. Такие признаки как кожа и яйца в большинстве случаев отсутствуют в окаменелостях, но другие признаки рептилий, например грудная клетка, можно достаточно легко выявить. Пресмыкающиеся в отличие от земноводных использовали грудную клетку для засасывания воздуха в легкие.
На данный момент считают, что самыми древними пресмыкающимися были алеотирис и хилономус. Это существа, которые очень сильно похожи на ящериц. Их останки нашли на территории современной Шотландии. Эти животные не имели перепонок на своих конечностях, их конечности были очень хорошо развиты, хвост у этих существ был больше похож на цилиндрическую форму, чем на сплющенную. Их потомки были обитателями болотистых чащ, каменных лесов. Но со временем их эволюционного развития эти существа дальше уходили от влажной среды обитания. И спустя какое-то время их встречали даже в очень засушливых местах.

Хилономус, один из древнейших известных пресмыкающихся, достигал в длину 20 см. На суше он чувствовал себя как дома. Его остатки были найдены внутри окаменевших древесных пней вместе с другими животными каменноугольного периода. Вероятно, хилономусы застревали в пнях во время охоты и не могли из них выбраться.

Название этого периода говорит само за себя, так как в этот геологический временной отрезок были созданы условия для образования залежей угля и природного газа. Тем не менее каменноугольный период (359-299 млн лет назад) также отличался появлением новых наземных позвоночных, включая самых первых амфибий и ящериц. Карбон стал предпоследним периодом (542-252 млн лет назад). Ему предшествовал , и , а затем он сменился .

Климат и география

Глобальный климат каменноугольного периода был тесно связан с его . В течение предшествующего девонского периода северный суперконтинент Лавруссия соединился с южным суперконтинентом Гондваной, создав огромный сверхконтинент Пангею, который занимал большую часть южного полушария в течение карбона. Это оказало заметное влияние на модели циркуляции воздуха и воды, в результате чего большая часть южной Пангеи оказалась покрытой ледниками, и наблюдалась общая тенденция к глобальному охлаждению (которое, однако, не оказало большого влияния на образование угля). Кислород составлял гораздо более высокий процент земной атмосферы, чем сегодня, что повлияло на рост наземной мегафауны, включая насекомых размером с собаку.

Животный мир:

Земноводные

Наше понимание жизни во время каменноугольного периода осложняется «пробелом Ромера» - 15-млн отрезком времени (от 360 до 345 млн лет назад), который практически не дал информацию об ископаемых . Однако мы знаем, что к концу этого разрыва самые первые позднего девонского периода, которые только недавно развились из лопастепёрых рыб, потеряли свои внутренние жабры и были на пути к тому, чтобы стать истинными амфибиями.

К позднему карбону представляли такие важные с точки зрения эволюции рода, как Amphibamus и Phlegethontia , которым (как и современным амфибиям) было необходимо откладывать яйца в воде и постоянно увлажнять кожу, и, следовательно, они не могли заходить слишком далеко на сушу.

Рептилии

Главной чертой, которая отличает рептилий от земноводных, является их репродуктивная система: яйца рептилий лучше выдерживают сухие условия и, следовательно, их не нужно откладывать в воду или влажную почву. Эволюция рептилий была вызвана все более холодным, сухим климатом позднего каменноугольного периода; одна из самых ранних идентифицированных рептилий гилономус (Hylonomus ), появилась около 315 миллионов лет назад, а гигантский (почти 3,5 метра в длину) офиакдон (Ophiacodon ) эволюционировал несколько млн лет спустя. К концу карбона рептилии хорошо мигрировали к внутренней части Пангеи; эти ранние первооткрыватели были потомками архозавров, пеликозавров и терапсид из последующего пермского периода (архозавры продолжили порождать первых динозавров почти сто миллионов лет спустя).

Беспозвоночные

Как отмечалось выше, атмосфера Земли содержала необычно высокий процент кислорода в поздний карбоновый период, достигая поразительных 35 %.

Эта особенность была полезна для наземных , таких как насекомые, которые дышали с помощью диффузии воздуха через их экзоскелет, а не с помощью легких или жабр. Каменноугольный был расцветом гигантской стрекозы Меганевры (Megalneura ) с размахом крыльев до 65 см, а также гигантской Артроплевра (Arthropleura ), достигающей почти 2,6 м в длину.

Морская жизнь

С исчезновением отличительных плакодерм (пластинокожих рыб) в конце девонского периода карбон не очень хорошо известен своей , за исключением тех случаев, когда некоторые роды лопастепёрых рыб были тесно связаны с самыми первыми четвероногими и амфибиями, колонизировавшими сушу. Falcatus , близкий родственник Стетекантов (Stethacanthus ), вероятно, был самой известной карбоновой акулой вместе с гораздо большим Эдестусом (Edestus ), который известен благодаря отличительным зубам.

Как и в предшествующие геологические периоды, мелкие беспозвоночные, такие как кораллы, криноиды и , обитали в обильных количествах в карбоновых морях.

Растительный мир

Сухие, холодные условия позднего каменноугольного периода не были особенно благоприятными для флоры, однако это не мешало таким выносливым организмам, как растения, колонизировать каждую доступную . Карбон стал свидетелем самых первых растений с семенами, а также причудливых родов, таких как Лепидодендрон, с высотой до 35 м, и немного меньшей (до 25 в высоту) Сигаллярии. Важнейшими растениями каменноугольного периода были те, которые обитали в богатых углеродом «угольных болотах» около экватора, и спустя миллионы лет они образовали огромные угольные месторождения, используемые человечеством сегодня.

← Вернуться