Методы геохронологии. Геохронологическая шка- ла. Архей. Начало.: Часть 2

Видео

Конспект

Современная геохронологическая шкала включает несколько уровней деления. Наиболее крупными единицами являются эоны: катархей, архей, протерозой и фанерозой. Первые три эона часто объединяют под общим названием докембрий или криптозой, что означает "эра скрытой жизни". Фанерозойский эон, в свою очередь, делится на три эры: палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую, каждая из которых подразделяется на периоды.

Названия многих геологических подразделений происходят от географических мест, где были впервые обнаружены характерные для них отложения. Границы между эрами и периодами соответствуют значительным изменениям в составе флоры и фауны, связанным с массовыми вымираниями или появлением новых групп организмов.

Важно отметить существенные различия в продолжительности разных геохронологических интервалов. Кайнозойская эра, начавшаяся около 66 миллионов лет назад, составляет всего 1,5 % от возраста Земли, в то время как криптозой, охватывающий более 3000 миллионов лет, занимает свыше 65 % всей геологической истории нашей планеты. Эти временные диспропорции отражают неравномерность темпов геологических и биологических изменений на протяжении истории Земли.

Реконструкция эволюционных процессов по палеонтологическим данным

Изучение ископаемых остатков позволяет ученым определять степень родства вымерших организмов с современными видами и воссоздавать последовательность эволюционных преобразований. Последовательности видов, сменявших друг друга в ходе эволюции, получили название филогенетических рядов. Этот термин был введен российским палеонтологом В.О. Ковалевским при исследовании эволюции лошадей - одного из наиболее хорошо документированных примеров эволюционных изменений.

Начальным звеном в этом ряду выступает эогиппус (Hyracotherium) небольшое животное размером с кошку, останки которого находят на американском континенте. Это существо с выгнутой спиной и всеядной зубной системой принципиально отличалось от современных лошадей отсутствием копыт. Предполагается, что эогиппус обитал в лесных массивах, передвигаясь по мягкому грунту. Изменение климатических условий и замена лесов степными ландшафтами создали новые условия выживания - предки лошадей, лишившись естественных укрытий, стали легкой добычей для хищников, особенно крупных птиц.

2.jpeg Адаптация к новым условиям происходила по нескольким направлениям:

Увеличение скорости передвижения (от пятипалых конечностей к трехпалым, а затем к однопалым с копытами)

Увеличение размеров тела

Перестройка зубной системы (развитие складчатых зубов для пережевывания жесткой степной растительности)

Изменение строения позвоночника (по аналогии с современными гепардами)

Ковалевский выделил два типа эволюционных адаптаций:

Инадаптации - несбалансированные изменения (например, редукция боковых пальцев без соответствующей перестройки суставов у Hipparion)

Эвадаптации - медленные, но гармоничные преобразования (полноценная перестройка конечностей у современных лошадей)

Хотя инадаптации давали временное преимущество и способствовали быстрому распространению вида, в долгосрочной перспективе они уступали место более совершенным эвадаптациям, что приводило к полному вытеснению конкурента.

Исследования эволюции микроорганизмов выявили удивительные параллели. При культивировании кишечной палочки в бедной питательной среде первоначально формируются различные штаммы с разным уровнем приспособленности. Казалось бы, естественный отбор должен благоприятствовать наиболее приспособленным вариантам, приводя к их доминированию. Однако экспериментальные данные демонстрируют обратную картину - при многократном повторении опытов первоначально более успешные штаммы в конечном итоге уступают место менее приспособленным.

Этот парадоксальный феномен объясняется следующими механизмами:

Временное преимущество "проигрывающих" штаммов обеспечивается инадаптациями - компромиссными изменениями, дающими быстрый, но неоптимальный эффект

"Победившие" штаммы развивают комплекс скоординированных адаптаций, каждая из которых по отдельности менее эффективна, но в совокупности дают значительное преимущество

3.jpeg Первоначально более приспособленный "проигравший" штамм демонстрирует быстрый рост. В конечной перспективе "выигравший" штамм, несмотря на изначально более низкую приспособленность, получает эволюционное преимущество.