Концепции современного естествознания

На суше появляются леса. Листья дают тень. Чтобы избежать затенения, нужно подняться выше конкурентов.

Четыре новых отдела (= типа) истинных сосудистых растений появились в девоне - плауны, хвощи, папоротники и голосеменные - и каждая новая ветвь дала древовидные формы.

Каменноугольный период (карбон). Леса были не только папаротниковыми, но также хвощевыми и плауновыми, а кроме того, семенные папортники в карбоне дали начало другим классам голосеменных - дожившим до нас хвойным, гинкговым и саговниковым (цикадопситам). Старые стволы падали в болото и там превращались в уголь. Появляются первые крылатые насекомые. В течение каменноугольного периода возникают, вероятно, все основные отряды насекомых. И вдруг вода в этом мире исчезает. Заканчивается тектонический период с одной конвективной ячейкой. Материки сползаются в один суперконтинент - Пангею, на котором воцаряется суперконтинентальный климат.

Начало этого процесса положено в следующий и последний период палеозоя - пермский. Будущие хозяева суши - пресмыкающиеся и голосеменные - быстро развиваются. Самые примитивные представители рептилий появляются в позднем карбоне, в перми пресмыкающиеся достигают значительного разнообразия. Появляется новый класс голосеменных - беннетитовые, от которых произошли современные хвойниковые (гентовые).

Мезозой

Окончательно Пангея оформляется к рубежу новой геологической эры - мезозойской, начавшейся около 235 млн. лет назад. Та делится на три периода - триасовый, юрский и меловой. В мезозое происходит распад Пангеи на два суперматерика - северную Лаврвзию и южную Гондвану. В ходе дальнейших тектонических процессов Гондвана раскалывается на Южную Америку, Африку, Антарктиду и Австралию, а также более мелкие обломки. Лавразия распадётся на два материка - Евразию и Северную Америку. К концу мезозоя основные современные материковые плиты были полностью разделены. В среднем мезозое почти на всей суше господствует теплый влажный климат. В массовом сознании это «эра динозавров». Отчасти так оно и есть. Важнейшие отряды насекомых - бабочки, двукрылые (мухи и комары), перепончатокрылые (муравьи, пчёлы, осы) - тоже уроженцы мезозоя (точнее, первые достоверные находки их останков датируются мезозоем). Появляются новые классы и типы водорослей, которые в настоящее время являются основными продуцентами Мирового океана - как у берегов (бурые водорсли), так и в толще воды. Одноклеточные диатомовые водоросли заключены в двустворчатый кремнезёмный панцирь. Другие одноклеточные водоросли - кокколитофориды, достигшие в позднем мезозое величайшего расцвета, имеют панцирь, состоящий из известковых чешуек. С того времени и по сей час на дне океана формируются толщи кремнезёмных осадков и толщи карбонатных осадков. Первый период мезозоя - триасовый. Грандиозная засуха пермотриаса - 20 млн. лет засухи - приводит к грандиозному вымиранию пышной фауны и флоры позднего палеозоя. Раннемезозойские пейзажи обычно изображаются бурой каменистой пустыней. Масштабы вымирания не повторились никогда. Но вот что удивительно - исчезли не только влаголюбивые амфибии, но и огромное количество морских таксонов. В позднем палеозое, вероятно, под влиянием развития подвижных хищников - рыб и головоногих моллюсков - начинается растянутое во времени вымирание слабозащищённых малоподвижных беспозвоночных. Опустевшую сушу постепенно колонизируют существа сухого мира - голосеменные растения (в том числе и хвойные, достигшие в эту эпоху значительного разнообразия), пресмыкающиеся и первые млекопитающие. Прогресс пресмыкающихся связан с решением двух физиологических задач - становлением настоящего лёгочного дыхания и возникновением амниоти-ческого яйца. Чтобы грудная клетка совершала дыхательные движения, необходимы, во- первых, подвижные рёбра, посредством суставов прикрепляющиеся к позвонкам; во-вторых - специализированные мышцы, поднимающие и опускающие рёбра и в-третьих - нервный центр в продолговатом мозгу, который регулирует частоту дыхательных движений. Весь этот комплекс появляется только у пресмыкающихся, что позволяет им иметь сухие, не теряющие влагу покровы. Амниотическое яйцо - это яйцо, в котором развиваются внезародышевые оболочки - амнион. Представьте себе головастика, заключённого в пузырёк с жидкостью. Стенки пузырька и есть амнион, выделяющий амниотическую жидкость. Когда «головастик» разовьётся и покинет яйцо, внезародышевые оболочки отмирают. Потомки рептилий - млекопитающие и птицы - сохранили амниотическое яйцо. Млекопитающие старше птиц на 70 млн. лет. Они очень рано отделились от рептилий - ещё в триасе, поэтому несут на себе следы недоделок. В частности, у них сохранились кожные железы - сальные, потовые, млечные. Динозавры появляются в следующем, юрском периоде. Именно в юре происходят самые крупные тектонические процессы мезозоя - наиболее интенсивный раскол континентальных плит, формирование водоёмов. На суше господствуют голосеменные, образующие беннетитово-цикадофитовые леса в тропиках, гинкговые и кордаитово-хвойные - в умеренной зоне. В это время на суше возникают самые гигантские формы животных, и это исключительно рептилии. Млекопитающие мезозоя - мелкие и редкие крысовидные существа. Меловой период, как упоминалось выше - это время растительной революции, полной смены ведущих групп продуцентов как на море, так и на суше и перевода в подводные известняки огромного количества атмосферной углекислоты. Завершается раскол Гондваны и Лавразии, формирования Атлантического и Индийского океанов. Меловой период для геолога - это действительно время отложения мощных меловых толщ, до сотни и более метров.

Мел состоит из останков одноклеточных водорослей кокколитофорид, точнее - их панцирей, состоящих из известковых чешуек - кокколитов. Кокколитофориды, расцвет которых пришёлся на поздний мезозой, связали и отложили на морском дне огромное количество углекислоты, изъятой в конечном счёте из атмосферы. Это привело к некоторому понижению средней температуры земной атмосферы, и, безусловно, снизило продуктивность сухопутных растений (меньше углекислого газа - пропорционально меньше скорость фотосинтеза).Ещё одна особенность мелового периода - становление покрытосеменных (цветковых) растений. Появились они в раннем мелу, вероятно на территории нынешней Юго-Восточной Азии. Это были невысокие деревья или кустарники. Как ни странно, древнейшая ныне живущая ветвь покрытосеменных растений - это порядок нимфейные (с близкими к нему лотосовыми и раффлезиевыми), пресноводные растения с плавающими листьями, "водяные лилии".

В среднем мелу, вероятнее всего, после разрушения некоего изолирующего барьера, в течение нескольких миллионов лет они распространились практически всесветно и дали мощную вспышку формообразования, а в позднем мелу стали господствующей группой наземных растений, сформировав целостные сообщества, состоящие из многих ярусов.

В это время растительность приобрела вид, близкий к современному - существовали платаны, дубы, лавры, появляются первые травянистые растения - лютиковые, однодольные.

Астероидная гипотеза вымирания мезозойской фауны. Кайнозой

Самым наглядным проявлением новой эпохи является полное вымирание крупных рептилий нескольких отрядов около 60 млн. лет тому назад. Вместе с ними исчезли господствующие отряды головоногих моллюсков. Современная наука не может указать причину полного вымирания столь массовой и разнообразной группы за очень короткий срок. Существуют десятки гипотез их вымирания. Одна из самых известных гипотез - метеоритная. Отец и сын Альварес (США) обратили внимание на иридиевую аномалию. Иридий - очень редкий металл платиновой группы. Существует, однако, очень тонкий слой осадочных пород, обогащённых иридием, причём этот феномен распространён всесветно. Их возраст оценивается приблизительно в 60 млн. лет. В железных метеоритах иридия сравнительно много. Альваресы предположили, что на Землю в это время упал крупный метеорит или мелкий астероид, который от удара полностью испарился. Смешавшись с атмосферными газами, мелкие частички иридия медленно и равномерно выпадали на поверхность Земли, формируя иридиевую аномалию. В месте удара сформировалась огромная яма, которая превратилась в современный Мексиканский залив - это действительно засыпанный осадками кратер ударного происхождения. Более того, поскольку метеорит врезался в Землю не «в лоб», а по касательной, двигаясь с юга, крупные обломки и осколки должны были лететь на север. Некоторые из них вроде бы найдены. Таким образом, за последние 40 лет «метеоритная гипотеза» получила серьёзные доказательства. Можно ожидать, что в результате подобной катастрофы в атмосферу было выброшено такое количество пыли, что средняя температура атмосферы на год или годы снизилась на десяток градусов. Предполагается, что именно это и погубило динозавров (почему-то именно их, но не черепах, крокодилов, гаттерий и прочих рептилий). Однако палеонтологи категорически против такой трактовки - меловая фауна вымерла не мгновенно, её угасание было растянуто на несколько миллионов лет. Вероятно, падение метеорита было одним из факторов, ускорившим процесс, но не единственным и вряд ли ведущим. Кайнозой раньше дробился на два периода - третичный и четвертичный, последний начинается около миллиона лет назад. Тёплый третичный период делился на палеогеновую (отделы: палеоцен, эоцен, олигоцен) и неогеновую (отделы: миоцен, плиоцен) системы. Четвертичный период (отделы: плейстоцен, голоцен) и есть то, что в просторечии называют ледниковый период.

Палеогеновая система (период). На суше наблюдается бурное формообразование млекопитающих. В начале палеогена на всей планете тепло и сыро, даже в высоких широтах растут вечнозелёные леса. Обратим внимание на этот факт - лес, "сырой лес", не любит гигантов. Близкие виды и подвиды животных представлены более мелкими лесными формами, чем те, что живут на открытых ландшафтах саванн и степей. Млекопитающие раннего палеозоя в среднем были не крупнее собаки. Континенты продолжают дрейфовать, Атлантический океан расширяется. Общий рельеф сглаживается, море наступает, суша сокращается - происходит то, что называется обширной трансгрессией океана. Палеогеновая трансгрессия была одной из самых крупных за всю историю Земли.

Неогеновая система (период) характерна мощными горообразовательными процессами. В позднем палеогене и в течение большей части неогена происходит некоторое иссушение климата и на огромных пространствах леса заменяются новым типом растительного сообщества - степями и саваннами. Появляются новые формы растений, прежде всего травянистых и животных, обитающих в степях, - копытных, хоботных, мозоленогих, страусов. В этом мире опять появляются гиганты. Крупнейшее сухопутное млекопитающее индрикотерий имело высоту в холке до 5 м. и весило около 15 т. В саванне и лесосаванне формируются люди. Медленное похолодание климата наблюдается в течение всего неогена. 20 млн.лет назад образовались первые ледники Антарктиды. Но около 5 млн. лет темпы похолодания убыстряются.

Гомо хабилис и Гомо эректус

Первые представители рода Люди (Хомо) появляются около 2,5 млн.лет назад. Будем считать, что человек в узком, родовом смысле этого слова - существо, способное интеллектуально и физически создавать орудия труда, его мозг и рука достаточно развиты для выполнения этой задачи. Первый мастер, Хомо хабилис - "человек умелый" имел объём мозговой коробки около 650 см3, около 160 см. роста. Первые человеческие орудия - это галька, оббитая с одной стороны. Галечниковая индустрия называется ещё олдовайской. Хорошо сохранившиеся останки человека умелого первоначально были найдены там же, где жили австралопитеки, на территории нынешних Кении и Танзании, однако существуют свидетельства их обитания значительно севернее и западнее, возле озера Чад. Австралопитеки вымирают около миллиона лет назад. К этому времени появляется ещё один представитель рода Хомо - Хомо эректус, человек выпрямленный, прежде называвшийся питекантропом. Появляется первая загадка - где? Всё, что мы знаем о его предке, указывает на Восточную Африку. Однако самые древние находки эректусов - их возраст 1,8 млн. лет - сделаны как в Африке, так и в Пакистане. В 1997 г. в Пакистане же были найдены галечниковые орудия с возрастом, превышающим 2 млн. лет. Возможно ли, что Хомо хабилис расселился до этих пределов? Костные останки изготовителей древейших азиатских орудий не найдены.

Первая загадка антропогенеза В Азии встречаются каменные орудия - более десяти находок - возраст которых превышает возраст девнейших останков Гомо эректус. Кто их изготовил?Мигрировал ли Гомо хабилис в Азию? Эректус уже бесспорный путешественник. Он расселился по всей тропической Африке и Азии, от Ближнего Востока до Китая. Отдельные находки часто получали названия по месту их обнаружениея - явантроп (человек с о. Ява), синантроп (китайский человек). Чтобы описать их морфологию, достаточно уловить общую тенденцию. Люди - в пределах семейства - в ходе эволюции становятся крупней и выше. Средний рост питекантропа около 170 см. Объём мозговой коробки черепа увеличивается, за полтора миллиона лет своего существования объём мозга эректусов вырос с 800 до 1100 см3. Сам по себе объём мозга не так уж много значит. Важнее уже развитие его специфических отделов, в частности, лобных, которые управляют социальным поведением и речевых. Лоб питекантропа ещё сильно скошен, лобные доли малы. Речевые центры у современного человека расположены в левой височной доле (зона Брока и зона Вернике). О степени их развития можно судить по слепкам внутренней части височной кости. В процессе эволюции эректусов соответствующие отделы височной доли растут. Увеличивается подбородочный выступ. "Обезьянья челюсть", челюсть без подбородка, свидетельствует о неразвитой речи. Подбородочный выступ - место прикрепления мышц, управляющих языком, толстым, крупным человеческим языком (сравните его с плоским языком собаки или кошки). У эректуса подбородочного выступа ещё нет, но внутренний объём нижней челюсти увеличен. Общей эволюционной тенденцией является "разоружение" черепа - его кости становятся менее толстыми, сглаживается костный гребень на темени (вспомните аналогичный гребень на шлёмах римских легионеров), уменьшаются размеры надглазничных выступов. Другой тенденцией является уменьшение клыков и жевательной поверхности коренных зубов. Однако уменьшение клыков должно компенсироваться развитием иного оружия. 1,5 млн. лет назад в Африке появляется новая технология обработки камня - ашельская. Грубо говоря, это отбивание от каменного ядрища тонких пластин. Олдовайские галечниковые орудия невелики, обычно не более 10 см. Ашельская технология позволяет работать с иным сырьём - более крупными камнями, вести их двустороннюю обработку и создавать не только скребки, но и массивные рубила. Новая каменная индустрия даёт возможность изготовлять орудия для обработки дерева, заострять палки и получать копья и палки-копалки. И, наконец, около 800 000 тыс. лет назад человек начинает пользоваться огнём.

Кроманьонец и неандерталец

В 70-е годы никто не мог сказать, когда и где возникли кроманьонцы. 40 тысяч лет тому назад их стоянки появились на Ближнем Востоке. В течение нескольких тысяч лет одна ветвь кроманьонцев расселилась по всей Европе, другая - по большей части Азии и вышла в Австралию. Размер мозга кроманьонцев около 1400 см3. У кроманьонцев лучше развиты лобные доли. Именно этот отдел мозга управляет социальным поведением человека. У кроманьонцев в физиологическом субстрате - лобных долях - были надёжней закреплены более совершенные и более альтруис-тические формы взаимодействия внутри родо-племенных социальных группировок, способность к дисциплине, самоограничению и самопожертво-ванию, то, что позднее назовут честью, совестью, доблестью. Европейские кроманьонцы ледникового периода значительно отличались от современных людей. Они были значительно крупнее - широкоплечие, со сравнительно узким тазом, высокие - свыше 180 см. роста, с несколько большим объёмом черепа - более 1400 см3. Согласно современным данным - пока ещё достаточно спорным - они существовали более 100 тыс. лет назад в Северной Африке. Долгое время численность кроманьонцев была низкой. Согласно некоторым расчётам, им пришлось оказаться на грани полного вымирания (у эволюционистов это называется "пройти сквозь бутылочное горлышко"). Численность кроманьонцев тогда не превышала 10 тысяч человек. С прохождением через бутылочное горлышко связан феномен "митохондриальной Евы". ???Геном митохондрий более изменчив, чем геном ядра, и, поскольку он мал и исследовать его довольно легко, он изучен у многих человеческих популяций. Оказалось, что геном человеческих митохондрий так беден заменами, что "молекулярные часы" показывают время его возникновения всего 200 тыс. лет. Поскольку митохондрии животных наследуются только по материнской линии (в сперматозоидах их нет), постольку родилась идея "митохондриальной Евы" - всё человечество суть потомки одной единственной женщины, жившей 200 тыс. лет тому назад. Разумеется, это не более чем математический фокус, но довольно показательный - наш вид или подвид исключительно молод. Шаткость нынешних представлений о раннем, "доближневосточном" периоде истории кроманьонцев заключается в том, что они в основном покоятся на гипотезах сравнительной генетики. Для их подтверждения нужны надёжно датированные костные останки и предметы материальной культуры. Пока нет костных останков кроманьонцев старше 100 тыс. лет. Та же генетика отрицает происхождение кроманьонцев от неандертальцев. Анализ ДНК, извлечённой из костных остатков неандертальцев, показал её большие различия с геномом современного человека. Получается, что эти линии разошлись около 500 тыс. лет назад.

Вторая загадка антропогенеза Когда появился и от кого произошёл человек современного типа? Костные остатки переходной формы пока не найдены. Генетические данные противоречивы: неандертальский и кроманьонский стволы разделились 300 лет назад, кроманьонцы возникли 200 тыс. лет назад. Итак, кроманьонцы после 70 (?) тыс. лет прозябания в Африке вышли на иные континенты и взрывообразно расширяют область своего обитания. Пока они ещё носители мустьерской культуры, но вскоре появляются каменные орудия ориньякской культуры - более сложные. Около 20 тыс. лет человек вооружился луком и стрелами.Позже появляется культура мезолита, для которой характерно использование многочисленных мелких отщепов камня - микролитов. Люди ориньякской культуры рисовали на сте-нах пещер, вырезали из камня и кости фигурки людей и животных, рас-крашивали своё тело и украшали одежду.

Неолитическая революция

Неолитимческая революмция -- переход человеческих общин от примитивной экономики охотников и собирателей к сельскому хозяйству, основанному на земледелии и/или животноводстве. По данным археологии, одомашнивание животных и растений происходило в разное время независимо в 7 -- 8 регионах. Самым ранним центром неолитической революции считается Ближний восток, где одомашнивание началось не позднее, чем 10 тыс. лет назад. В центральных областях Мир-Системы превращение или замещение охотничье-собирательских обществ аграрными датируется широким временным диапазоном от Х до III тысячелетия до н. э., в большинстве периферийных областей переход к производящему хозяйству завершился значительно позднее. Понятие «неолитическая революция» было впервые предложено Гордоном Чайлдом в середине ХХ века. Кроме появления производящего хозяйства оно включает в себя ряд последствий, важных для всего образа жизни человека эпохи неолита. Маленькие мобильные группы охотников и собирателей, господствовавшие в предшествующей эпохе мезолита, осели в городах и поселках возле своих полей, радикально изменяя окружающую среду путем культивирования (в том числе ирригации) и хранения собранного урожая в специально возведенных зданиях и сооружениях. Повышение производительности труда вело к увеличению численности населения, созданию сравнительно больших вооруженных отрядов, охраняющих территорию, разделению труда, оживлению товарообмена, появлению права собственности, централизованной администрации, политических структур, идеологии и новых систем знания, которые позволяли передавать его из поколения в поколение не только устно, но и письменно. Появление письменности -- атрибут окончания доисторического периода, который обычно совпадает с окончанием неолита и вообще каменного века.Соотношение технологических характеристик неолита с появлением производящего хозяйства и последовательность этих событий у разных культур остаются предметом обсуждения и, по-видимому, различаются, а не являются только лишь следствием действия неких универсальных законов развития человеческого общества. Первые попытки культивирования некоторых растений были предприняты около 10 тыс. лет назад. В это время в Меланезии начали разводить таро. Но гораздо более успешными и важными по своим последствиям для истории человечества оказались ячмень и пшеница, окультуренные в эту же эпоху в районе плодородного полумесяца на Ближнем Востоке. В эту же эпоху и в этом же регионе -- в горах Загроса -- были одомашнены козы и овцы. Несколько позже, около 9 тыс. лет назад в юго-восточной Азии был одомашнен рис. Существует несколько конкурирующих (но не взаимоисключающих) теорий о причинах появления земледелия. Наиболее распространенными считаются следующие.

1. Теория «оазисов», приверженцем которой был сам Гордон Чайлд[12]. Она привязывает экономические перемены к изменениям климата в конце ледникового периода, которые сопровождались засухой и миграциями людей и животных в оазисы, где и происходило одомашнивание как животных, так и растений. Эта теория в настоящее время не получает подтверждения, так как ледниковый период закончился раньше и предполагаемые климатические изменения относятся к другой эпохе.

2. Теория «холмистых склонов». Предполагает, что одомашнивание началось на холмистых склонах гор Тавра в Турции и Загроса в Иране, где климат не был засушливым, и сохранилось разнообразие диких животных и растений, среди которых некоторые были одомашнены.

3. «Демографическая теория» была предложена Карлом Зауэром и допускает, что увеличение численности населения было не следствием, а причиной перехода к земледелию, так как для того, чтобы кормить больше детей, местных ресурсов диких растений не хватало, и тогда их стали культивировать.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7