Великое Пермское вымирание видов: возможные причины. Вымирающие организмы

Вымерло около 60% всех морских беспозвоночных

Самое первое массовое вымирание животных произошло около 450-440 млн. лет назад. Назвать точную причину вымирания нельзя, но большинство ученых склоняются ко мнению, что всему виной послужило движение Гондваны - огромного суперконтинента, включавшего в себя практически всю сушу Земли. Гондвана сдвинулась близко к южному полюсу планеты, что привело к глобальному похолоданию, и как следствие, падению уровня мирового океана.

Большая часть животных в то время обитало в воде, и падение уровня мирового океана уничтожило или повредило места обитания большинства видов животных ордовикского и силурийского периода.

Девонское вымирание

Вымерло около 50% морских животных

Произошло 374 и 359 млн. лет назад. Девонское вымирание состояло из двух пиков, во время которых Земля лишилась 50% всех существовавших родов и почти 20% всех семейств. Во время девонского вымирания исчезли почти все бесчелюстные (до наших дней дожили только миноги и миксины).

Совершенно неясно, что послужило причиной этого массового вымирания. Основная версия случившегося - изменение уровня мирового океана и кислородное обеднение океана. Вероятно это было вызвано высокой вулканической активностью Земли. Некоторые ученые так же не исключают падение крупного внеземного тела, например кометы.

Великое Пермское вымирание

Исчезновение 95% всех видов животных

Это самое массовое вымирание животных, когда либо случавшихся на нашей планете. Некоторые ученые называют Пермское вымирание - величайшим массовым вымиранием всех времен. Около 250 млн. лет назад исчезло 70% всех наземных животных. В океане дела обстояли еще хуже - погибло 96% морских видов. Во время Великого Пермского вымирания погибло более 57% родов насекомых. Это единственное известное вымирание, которое коснулось насекомых.

Вымирание затронуло даже микроорганизмы, которым, казалось бы, мало что может навредить.

Одного мнения, почему случилось такое масштабное вымирание, у ученых нет. Некоторые склоняются к тому, что всему причиной явилась повышенная вулканическая активность. Некоторые предполагают, что со дна океана было выброшено очень много метана (см. замороженный метан на дне океана), что привело к губительной смене климата. Ряд ученых считает, что в это время Земля столкнулась с огромным астероидом. Доказательством последней теории служит огромных кратер в Антарктиде (находится на Земле Уилкса).

После Пермского вымирания животный мир восстанавливался 30 млн. лет (некоторые ученые считают, что восстановление биосферы длилось 5 млн. лет). Широко распространились животные, которые до этого были в тени более сильных видов. Так, это время считается периодом становления архозавров (предки современных крокодилов и вымерших динозавров). От них произошли и птицы, которых могло и не быть, если бы не Великое Пермское вымирание.

Триасовое вымирание

Вымерло 50% животных

Триасовое вымирание случилось 200 млн. лет назад. Погибло около 20% всех морских животных, множество архозавров (получившие широкое распространение после Пермского вымирания), и большинство видов земноводных. Ученые подсчитали, что половина всех известных нам животных, живших в то время, погибло во время триасового вымирания.

Особенностью Триасового вымирания считается скоротечность. Оно произошло в течение 10 тыс. лет, что очень быстро в планетарном масштабе. В это время начался распад сверхконтинента Пангея на отдельные континенты. Возможно, что причиной распада стал большой астероид, который изменил погоду на планете, вызвав вымирание. Но доказательств этой теории нет, до сих пор не найдено ни одного большого кратера триарского периода.

Некоторые ученые считают, что причиной триасового вымирания, как и всех других массовых вымираний животных, являлась повышенная вулканическая активность Земли в то время.

Мел-палеогеновое вымирание

Вымерло более 15% всех животных

Самое знаменитое вымирание произошло около 65 млн. лет назад. Знаменито оно тем, что в это время на Земле вымерли динозавры. Так же погибло более 15% семейств морских животных и 18% семейств сухопутных животных.

До конца не ясно, что привело к этому массовому вымиранию. Ученые продолжают исследования мелового и палеогенового периода Земли, чтобы найти причину катастрофы. Наиболее известные теории гласят, что Земля столкнулась с крупным астероидом или попала в зону излучения от взрыва сверхновой звезды.

Но помимо "космических" причин, есть предположения, что динозавры (а так же некоторые другие виды животных) просто не смогли приспособиться к новой растительности, буйное развитие которое наблюдалось в то время, и просто "отравились" несъедобными листьями. Или же были истреблены первыми млекопитающими, которые уничтожали кладки динозавров, не давая им размножаться. В пользу последней теории говорит тот факт, что некоторые динозавры жили еще довольно долго на территории современной Северной Америки и Индии, где, возможно, "опасные" млекопитающие появились позднее.



Временная шкала исторических периодов Земли. Треугольниками отмечены массовые вымирания животных.

Экология

Жизнь на Земле всегда борется за выживание. Животные живут в постоянном стрессе, чтобы получить достаточно пищи и приспособиться к окружающей среде.

Некоторые животные, которые плохо умеют приспосабливаться к изменениям, испытывают трудности, голодают, перестают размножаться и в конечном итоге вымирают. В течение всей истории нашей планеты жизнь приобретала все новые формы, которые тут же тестировались на выживаемость.


Почему происходили массовые вымирания?

Когда климат и окружающая среда сильно менялись, многие живые существа, которые не смогли приспособиться к новым условиям, умирали. Массовые вымирания видов имели место не один раз. При таком явлении формы жизни исчезали бесследно, не оставив после себя ни окаменелостей, ни потомков. Массовые вымирания имели место с самого начала зарождения жизни на Земле.

Все животные, которые сегодня обитают на планете, являются всего лишь потомками тех существ, которым повезло, и они смогли приспособиться к изменившемуся миру. Предлагаем вам заглянуть в далекое прошлое и узнать о 10 самых серьезных массовых исчезновениях флоры и фауны на нашей планете.

1) Эдиакарийское массовое вымирание

В течение периода Эдиакарий сложные существа впервые стали приобретать определенную форму. Крошечные бактерии развились в более сложные формы жизни - эукариоты, некоторые из которых стали объединяться в группы для того, чтобы повысить шансы найти пищу и избежать участи стать чьей-то добычей. Большинство из этих существ не оставило после себя ничего, так как они не обладали скелетом. Они были мягкотелы и полностью разлагались после смерти, не сохраняясь в окаменелостях.



Первые простейшие существа

Только в очень редких случаях существа времен Эдиакария смогли дойти до нас в окаменелостях, например, если животное осталось лежать в мягкой грязи, которая очень быстро затвердела, поэтому на ней остался отпечаток. Эти немногие окаменелости говорят нам о наличии в морях и океанах странных существ, которые напоминали современных червей, губок и медуз.



Эти животные зависели от кислорода, как и мы с вами. Уровень кислорода в атмосфере стал падать 542 миллиона лет назад. Тогда-то и началось массовое вымирание. Более 50 процентов живых существ планеты погибло. Огромное количество мертвых тел живых существ сгнило, превратившись в ископаемое топливо.

Причина, почему снизились уровни кислорода, пока не известна ученым. Впрочем, у этого вымирания были и положительные последствия: оно послужило толчком для Кембрийского взрыва, неожиданного разнообразия сложных существ, которые были сложнее простых червей.

2) Кембрийско-Ордовикское вымирание

В течение Кембрийского периода жизнь на Земле процветала. Живые существа, появившиеся во времена Эдиакария оставались в основном неизмененными в течение миллионов лет, однако после наступления Кембрия формы жизни стали развиваться довольно быстро, эволюционировало великое множество невиданных живых существ. Экзотические ракообразные и трилобиты стали доминантными. Моллюски и гигантские морские членистоногие, похожие на насекомых, заполнили моря. Эти существа обладали жесткими внешними панцирями, благодаря которым они дошли до нас в виде окаменелостей.



Ледниковый период спровоцировал вымирание

Жизнь на Земле процветала, пока неожиданно (с геологической точки зрения) 40 процентов всех живых существ планеты вдруг исчезло 488 миллионов лет назад. Те, кому удалось выжить, с трудом справлялись с суровыми условиями окружающей среды. Что привело к массовому вымиранию этого периода, ученым не известно.



По одной из теорий, в это время имел место ледниковый период, вернее, самая холодная его часть. Последние 11 тысяч лет на Земле господствует так называемое "Межледниковье" . Экстремальное снижение температуры, вероятно, привело к гибели огромного количества видов. Именно это массовое вымирание ознаменовало границу между концом Кембрия и началом Ордовика.

3) Ордовикско-силурийское вымирание

Жизнь на Земле стала процветать снова в период, получивший название Ордовик. Наутилоиды (примитивные осьминоги), трилобиты, кораллы, морские звезды, угри и губочные рыбы заполнили океаны. Растения стали постепенно выбираться на сушу. Постепенно жизнь стала усложняться.



Второе по силе массовое вымирание видов

443 миллиона лет назад более 60 процентов жизни на Земле погибло в результате второго по силе массового вымирания в истории. Это вымирание было связано с резким наступлением ледникового периода, в результате которого снизились уровни углекислого газа. Большая часть вод, которые были домом для огромного количества живых существ, замерзли или покрылись ледяными шапками и ледниками, что привело к снижению уровня кислорода.



Считается, что вспышка гамма-лучей из космоса разрушила озоновый слой и на поверхность планеты стала вырываться ультрафиолетовая радиация Солнца, которая разрушила большую часть растений. К счастью, кое-кому удалось выжить, но чтобы полностью восстановиться планете понадобилось еще 300 миллионов лет.

4) Массовое вымирание Лау

После Ордовикско-силурийского вымирания начался период Силур. Жизнь снова была восстановлена на планете и в это время эволюционировали первые акулы и костистые рыбы, большинство из которых очень похожи на современных. Мхи и мелкие растения стали свободно расти на суше вдоль побережья, а некоторые членистоногие эволюционировали в пауков и многоножек, которые адаптировались к сухому воздуху и стали обитать среди растений вдоль побережья.



Разнообразие морских обитателей

Гигантские морские скорпионы отличались большим разнообразием, стали доминировать трилобиты. 420 миллионов лет назад произошло резкое изменение климата, в результате которого исчезло около 30 процентов видов. Атмосферные газы изменились в пропорциях, что для многих животных стало непригодным для жизни и отравляющим. Причины этого события неизвестны.



Жизнь на планете испытывала серьезные трудности до конца Силурского периода и до начала периода Девон, когда эволюции удалось произвести совершенно другие модели жизни, которые стали процветать и отлично себя чувствовать.

5) Массовое вымирание позднего Девона

В Девонский период у некоторых видов рыб появились плавники, которые они стали использовать в качестве конечностей, позволяющих им ползать по суше. Эти живые существа, в конечном итоге, эволюционировали в рептилий и земноводных. В морях гигантские коралловые рифы были наполнены рыбами, включая акул, и другими морскими обитателями, некоторые из которых питались трилобитами.



Успешные акулы

Трилобиты перестали занимать доминантные позиции в воде впервые за 100 миллионов лет, с тех пор, как появились. На самом деле акулы этого периода были настолько успешны, что им уже не нужно было особенно меняться. Некоторые современные акулы выглядят точно так же, как их далекие предки Девонского периода.



Наземные растения стали давать семена и достигли большого разнообразия. Эволюционировали более сложные виды растений на суше, и впервые в истории Земли появилась почва. Появились странные леса с 8-ми метровыми грибами, которые сегодня мы можем наблюдать только в фантастических фильмах. Однако 374 миллиона лет назад 75 процентов всей этой удивительной живности вымерло. Это снова было связано с изменением композиции атмосферы, вероятно, из-за интенсивной вулканической активности, либо из-за падения метеорита.

6) Исчезновение тропических лесов Каменноугольного периода

Следом за Девоном последовал период Карбон (Каменноугольный период). Несколько наземных животных к этому времени развили способность откладывать яйца на суше, что позволяло им обитать где угодно, а не зависеть от водных пространств прибрежных районов, где они раньше откладывали яйца, как это сегодня делают черепахи. Появились летающие насекомые. Акулы наслаждались своим золотым веком и несколько трилобитов, которые пережили последнее вымирание, стали встречаться все реже и реже.



Хвойные деревья Карбона дошли до нас

Появились деревья-гиганты и огромные тропические леса стали покрывать большую часть суши нашей планеты, увеличив содержание в атмосфере кислорода до 35 процентов. Для сравнения, сегодня наша атмосфера содержит всего 21 процент кислорода. Хвойные деревья Карбона остались практически неизмененными сегодня.



305 миллионов лет назад имел место короткий, но внезапный ледниковый период, вызванный снижением углекислого газа до рекордного уровня. Большие леса стали умирать, а вместе с ними и многие наземные животные. В то время исчезло около 10 процентов всех живых существ планеты. Деревья начинали гнить, уплотняться, что привело в конечном итоге к образованию залежей каменного угля, поэтому этот период получил название Каменноугольный.

7) Массовое пермское вымирание

После того, как исчезли гигантские тропические леса, на суше остались жить наиболее успешные животные, которые откладывали яйца. Они очень быстро заняли доминантные позиции, пока другие виды все еще восстанавливались. Появилось большое количество самых разнообразных рептилий и синапсидов, которые напоминали млекопитающих и являлись их предками.



Самая страшная катастрофа Земли

252 миллиона лет назад произошла катастрофа, которой Земля никогда не видела ни до, ни после. Изменения последовали за падением метеорита или вулканической активностью, что изменило композицию атмосферы радикальным образом. От 90 до 99 процентов всех живых существ Земли погибло. Это самое крупное массовое вымирание в истории планеты.



Если сравнить с вымиранием видов, которое вызвано деятельностью человека, то за нашу историю, мы являемся виновниками смерти всего 1 тысячи видов животных. Так как сегодня на планете обитает около 8 миллионов известных видов животных, то это значит, вымерло всего 0,01 процент. Это ничто по сравнению с тем, что произошло во времена Массового пермского вымирания.

8) Триасово–юрское вымирание

После опустошения Пермского периода рептилии снова заняли доминантные позиции. Появились динозавры. Динозавры не занимали лидирующее положение и в то время по размерам были не больше лошадей. Их потомки стали знаменитыми и страшными существами, о которых всем нам известно.



Начало гибели динозавров

Все крупные динозавры, тираннозавры, стегозавры, трицератопсы и гигантские динозавры-завроподы с длинными шеями, появились в Юрский и Меловой периоды. 250 миллионов лет назад 65 процентов живых существ Триасового периода вымерло, включая всех крупных наземных животных. Многие динозавры выжили благодаря мелким размерам.



Большинство массовых вымираний длилось около миллиона лет, но это вымирание произошло всего за 10 тысяч лет. Вероятно, оно было вызвано интенсивными извержениями вулканов, которые выделили в атмосферу огромное количество углекислого или сернистого газа, что привело к изменению климата.

9) Массовое вымирание конца Юрского периода

В течение Юрского периода гигантские морские рептилии, такие как знаменитый плезиозавр , доминировали в океанах. Птерозавры были хозяевами неба, а динозавры – земли. Стегозавры, длинные диплодоки и хищные динозавры-аллозавры стали широко распространены. Хвойные, цикадовые деревья, гинкго и папоротники составляли большую часть лесной растительности. Более мелкие динозавры обзавелись перьями, стали появляться первые птицы.



Гибель обитателей морского дна

200 миллионов лет назад около 20 процентов всей этой живности внезапно исчезло из палеонтологической летописи, в основном морские виды. Моллюски и кораллы были широко распространены, однако в результате этого события они почти исчезли. Те немногие, кому удалось выжить, постепенно населили моря в последующие несколько миллионов лет. Это массовое вымирание не особенно сильно повлияло на наземных животных, исчезло только несколько видов динозавров.



Причина вымирания морских животных является предметом спора в научном мире, однако согласно ведущей теории, есть вероятность, что тектонические плиты океанов немного опустились, сделав океаны глубже . Большая часть морской живности была приспособлена к мелководью, поэтому стала погибать, все больше удаляясь от поверхности.

10) Мел-палеогеновое вымирание

Это наиболее известное массовое вымирание видов. После того, как закончился Юрский период, динозавры продолжали размножаться и эволюционировать в последующий период – Мел. Эти животные стали приобретать внешность, с которой знакомы почти все современные дети. Но что важнее всего, именно в Меловой период жизнь наконец окончательно восстановила силы после более раннего Ордовикско-силурийского вымирания.



Гибель динозавров

Число видов только сейчас впервые достигло уровня Ордовика, периода, который имел место за 300 миллионов лет до Мела. Синапсиды в конечном счете эволюционировали в мелких, похожих на грызунов существ, которые были первыми настоящими млекопитающими.

65 миллионов лет назад огромный метеорит столкнулся с Землей в районе современной Мексики, разрушив атмосферу и вызвав страшное глобальное потепление, в результате чего исчезло 75 процентов живых существ.



Этот метеорит содержал высокую концентрацию иридия, редкого элемента на Земле. Все земные породы, которые существовали 65 миллионов лет назад, содержат тонкий слой иридия, который остался в результате падения метеорита. Удалось выжить только некоторым мелким рептилиям и млекопитающим. Млекопитающие заменили динозавров и стали доминантными наземными животными на планете.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Калининградский Государственный Технический университет»

(ФГБОУ ВПО «КГТУ»)

Кафедра ихтиологии и экологии

Причины исчезновения видов животных и растений в прошлом и настоящем

Курсовая работа по дисциплине

«Прикладная экология»

Калининград

Введение……………………………………………………….……………………………..…3

1 Понятие «вымирающий организм», общая характеристика причин вымирания животных и растений…………………………………………………….……...……………………….…4

2Причины вымирания видов в природе……………………..….………………………….…9

2.1Биотические факторы……………………………………..………………………….….….10

2.2.Абиотические факторы…………………………………………………………….………11

3Причины вымирания видов, связанные с человеческой деятельностью………………………………………..…………………………………………13

Заключение………………………………………..………………………………………….…16

Использованные источники……………………………..…………………………………..…17

Введение

Мировой список видов, которым угрожает вымирание, растет с угрожающей и беспрецедентной скоростью, в то время как правительства уделяют охране природы все меньше внимания, считают экологи.

По словам гендиректора организации Ахима Штайнера, темпы вымирания видов ускоряются и уже почти в тысячу раз превосходят прогнозы. В ближайшие 50 лет с лица Земли исчезнут свыше 30 процентов существующих сегодня видов животных и растений.

Причины вымирания органических форм и их групп – одна из проблем, вызывающих животрепещущий интерес у естествоиспытателей разных специальностей. Кроме того, она привлекает к себе внимание всех, кого волнуют вопросы развития природы. Она имеет первостепенное значение для теории эволюции и занимает видное место в дарвиновском учении.

Число видов, составляющих нынешний органический мир, пред­ставляет лишь ничтожную долю общего числа видов, появляв­шихся на нашей планете от древнейших времен до нашей эпохи.

1 Понятие «вымирающий организм», общая характеристика причин вымирания животных и растений

Вымирание-постепенно-закономерный или внезапно возникаю­щий эволюционный процесс, харак­теризующийся замедленным размно­жением и повышенной смертностью. Ведет к сокращению численности, а за­тем и полному исчезновению особей какой-либо систематической группы живот­ных, в том числе человека.

Вымирание - исчезновение любого таксона от вида и выше в результате опосредо­ванного воздействия человека и его хозяйства, в том числе уничтожения мест обитания. В эволюционном смыс­ле вымершей считается группа, ис­чезнувшая и не оставившая после себя каких-либо потомков. В эпоху вымирания динозавров один вид исчезал за 1000 лет, с 1600 по 1950 год один вид исчезал за 10 лет, а в насто­ящее время один вид исчезает за один год.

Термин “исчезающий” или “вымирающий” имеет много нюансов и его значение может варьировать в зависимости от контекста. Вид считается полностью исчезнувшим (вымершим), когда нигде в мире не осталось ни одной живой особи этого вида. Если остаются живыми только отдельные особи в неволе или они так или иначе сохранились только под прямым контролем человека, то говорят, что вид исчез в естественных экосистемах.

Когда численность популяции снижается до определенного критического уровня, вероятность его исчезновения становится очень высокой. В некоторых популяциях отдельные оставшиеся особи могут прожить годы или десятилетия и даже размножаться, но все равно их дальнейшая судьба – исчезновение, если только не будут приняты решительные меры по их сохранению. Такие виды называют потенциально исчезнувшими: даже если формально вид еще не вымер, но популяция более не способна размножаться, и будущее вида ограничено временем жизни оставшихся экземпляров. Чтобы успешно сохранять виды, биологам необходимо выявлять те виды человеческой деятельности, которые влияют на устойчивость популяций и приводят к вымиранию видов.

Вымиранию подвержены группы разных размеров и разных рангов. Нам представляется полезным выделить пять модальных уровней вымирания: 1) вымирание вида на большей часта его ареала; 2) вымирание вида в целом; 3) вымирание филетических групп относительно низкого таксономического ранга, например родов или семейств; 4) вымирание групп высокого ранга, таких как отряды и классы: 5) массовое вымирание, охватывающее много разных групп в данную эпоху.

В общем, группы высокого таксономического ранга сохраняются в течение более длительного времени, чем филетические группы низких рангов, а последние в свою очередь существуют в среднем дольше, чем виды.

Экологи заметили, что не все виды имеют одинаковую вероятность вымирания; определенные категории видов особенно ему подвержены и нуждаются в тщательной охране и контроле:

    Виды с узкими ареалами. Некоторые виды встречаются только в одном или нескольких местах географически ограниченных областях, и если весь ареал подвергается человеческой деятельности, эти виды могут исчезнуть. Многочисленными примерами тому являются вымершие виды птиц, обитавших на океанических островах. Исчезли также и многие виды рыб, обитавших в единственном озере или в бассейне одной реки.

    Виды, образованные одной или несколькими популяциями. Любая популяция видов может стать локально исчезнувшей в результате землетрясений, пожаров, вспышек заболеваний и человеческой деятельности. Поэтому виды со многими популяциями менее подвержены глобальному вымиранию, чем виды, которые представлены только одной или несколькими популяциями.

    Виды с небольшим размером популяции, или “парадигма малой популяции”. У малых популяций больше вероятность исчезнуть, чем у больших, по причине их большей подверженности демографическим и природным изменениям и потере генетического разнообразия. Виды, для которых характерны небольшие размеры популяций, например крупные хищники и крайне специализированные виды вымрут с большей вероятностью, чем те виды, для которых характерны большие популяции.

    Виды, у которых размер популяций постепенно уменьшается, так называемая “парадигма уменьшения популяции". В нормальных случаях популяции обладают тенденцией к самовосстановлению, поэтому популяция, демонстрируя устойчивые признаки уменьшения, вероятнее всего, исчезнет, если причина сокращения не будет выявлена и устранена.

    Виды с низкой плотностью популяций. Виды с общей низкой плотностью популяций в случае, если целостность их ареала была нарушена деятельностью человека, в каждом фрагменте будут представлены низкой численностью. Размер популяции внутри каждого фрагмента может оказаться слишком маленьким для того, чтобы вид мог уцелеть. Он начинает исчезать в пределах всего своего ареала.

    Виды, которым необходимы большие ареалы. Виды, у которых отдельные особи или социальные группы добывают корм на больших территориях, склонны к вымиранию, если часть их ареала разрушена или фрагментирована человеческой деятельностью.

    Виды крупных размеров. По сравнению с мелкими животными, животные крупного размера обычно имеют более обширные индивидуальные территории. Им нужно больше корма, они чаще становятся предметом охоты человека. Крупных хищников часто истребляют, потому что они конкурируют с человеком за дичь, иногда нападают на домашних животных и людей, к тому же они являются объектом спортивной охоты. В каждой гильдии видов самые крупные виды – самые крупные хищники, самый крупный лемур, самый большой кит – более всего подвержены вымиранию.

    Виды, неспособные к расселению. При естественном ходе природных процессов изменения окружающей среды вынуждают виды или поведенчески, или физиологически адаптироваться к новым условиям. Виды, неспособные адаптироваться к изменяющейся среде, должны или мигрировать в более подходящие местообитания, или оказываются перед угрозой вымирания. Быстрые темпы вызванных человеком изменений часто опережают адаптацию, оставляя миграцию как единственную альтернативу. Виды, неспособные пересечь дороги, поля и другие нарушенные человеком места обитания, обречены на вымирание, поскольку их “родные” места обитания преобразованы в результате загрязнения, инвазии новых видов или из-за глобального изменения климата. Низкая способность к расселению объясняет, почему среди водных беспозвоночных Северной Америки исчезло или находится под угрозой вымирания 68% видов моллюсков, в отличие от видов стрекоз, которые могут откладывать яйца, перелетая с одного водоема на другой, поэтому для них этот показатель составляет 20%.

    Сезонные мигранты. Сезонно мигрирующие виды связаны с двумя или более отдаленными друг от друга местообитаниями. Если одно из местообитаний нарушено, виды не могут существовать. Выживание и размножение миллиардов певчих птиц 120 видов, каждый год мигрирующих между Канадой и Южной Америкой, зависит от наличия подходящих местообитаний на обеих территориях. Дороги, изгороди или дамбы создают барьеры между необходимыми местообитаниями, которые некоторым видам нужны для прохождения всего жизненного цикла. Например, лососям плотины мешают продвигаться вверх по рекам для нереста.

    Виды с низким генетическим разнообразием. Внутрипопуляционное генетическое разнообразие иногда позволяет видам успешно адаптироваться в изменяющейся среде. При появлении новой болезни, нового хищника или других изменений, виды с низким генетическим разнообразием могут исчезнуть с большей вероятностью.

    Виды с узкоспециальными требованиями к экологической нише. Некоторые виды приспособлены лишь к необычным типам редких, рассеянных местообитаний, например известковым выходам или пещерам. Если местообитание нарушено человеком, такой вид вряд ли сможет уцелеть. Виды с узкоспециализированными требованиями к пище тоже подвержены особому риску. Яркий тому пример – виды клещей, которые кормятся только на перьях определенного вида птицы. Если вид птицы исчезает, соответственно исчезает и вид перьевого клеща.

    Виды, обитающие в стабильных средах. Многие виды адаптированы к средам, параметры которых меняются очень слабо. Например, живущие под пологом первичного дождевого тропического леса. Часто такие виды медленно растут, малорепродуктивны, дают потомство лишь несколько раз в жизни. Когда дождевые леса вырубаются, выжигаются или еще как-то изменяются человеком, многие живущие здесь виды оказываются неспособными выжить при возникающих изменениях микроклимата (увеличение освещенности, уменьшение влажности, колебания температур) и при появлении конкуренции с раннесукцессионными и инвазивными видами.

    Виды, образующие постоянные или временные агрегации. Очень подвержены местному вымиранию виды, которые образуют скопления в определенных местах. Например, летучие мыши по ночам кормятся на большой территории, но день обычно проводят в определенной пещере. Охотники, пришедшие днем в эту пещеру, могут собрать всю популяцию до последней особи. Стада бизонов, стаи странствующих голубей и косяки рыб – это агрегации, которые активно использовались человеком, вплоть до полного истощения вида или даже вымирания, как это случилось со странствующим голубем. Некоторые виды социальных животных не могут существовать, когда численность их популяции снижается ниже определенного уровня, поскольку они больше не могут добывать корм, спариваться и защищаться.

    Виды, на которые охотится или собирает человек. Предпосылкой к вымиранию видов всегда была их утилитарность. Чрезмерная эксплуатация может быстро сократить размер популяции видов, представляющих экономическую ценность для человека. Если охота или сбор не регулируются законодательно, или местными традициями, виды могут исчезнуть.

Эти характеристики подверженных вымиранию видов не независимы, а группируются в более крупные категории. Например, виды крупных животных склонны к образованию популяций с низкой плотностью и большими ареалами – все это особенности подверженных вымиранию видов. Выявление таких характеристик помогает биологам заранее принимать меры для сохранения видов, особенно нуждающихся в защите и управлении.

В тех случаях, когда вымирание происходило в геологическом прошлом, причины его установить трудно. Неясны причины исчезновения в четвертичном периоде видов, особенно хорошо представленных в палеонтологической летописи, и неудивительно, что по мере продвижения вглубь геологического времени и перехода от видового уровня к крупным группам и массовым вымираниям, проблема всё усложняется.

Итак, рассмотрение причин исчезновения групп органических форм нередко приводило серьезных исследователей к выводу, что нет возможностей даже в общих чертах представить себе факторы, которые могли погубить эти группы, что такие события не поддаются объяснению на основе действия знакомых нам сил природы.

И все-таки среди биологов довольно широко распространены многочисленные разновидности объяснений причин вымирания, например:

    Гипотезы «внутренних» причин вымирания;

    Теории «монодинамических», или «ударных» факторов вымирания;

    Гипотезы причин вымирания в трудах Дарвина, Неймайра, Андрусова;

    Отдельные гипотезы причин вымирания относительно к каждому виду;

    Вымирание, зависящее от локальных и региональных изменений абиотических условий среды.

В истории земной жизни учеными насчитывается до 11-ти массовых вымираний флоры и фауны, 5 из которых сильно изменяли облик нашей биосферы. Последнее из таких «Больших» вымираний произошедшее 65 млн лет назад, уничтожило 1/6 всех существовавших тогда видов (мел-палеогенное вымирание).

Тогда же, вместе с морскими и летающими ящерами, исчез наиболее «пропиаренный» отряд животных в палеонтологической летописи нашего мира - все динозавры.

Современная наука не располагает исчерпывающими данными о причинах последнего крупного вымирания видов (как впрочем, и предыдущих). В числе главных подозреваемых - астероиды, вулканы и внутренние процессы в земной биосфере. Ниже, я предлагаю вам ознакомиться с хроникой земных катастроф длинной в 300 млн лет и составить собственное мнение о причинах гибели этого замечательного отряда пресмыкающихся.

«Мать всех вымираний»

250 млн лет назад произошло крупнейшее известное вымирание в истории нашей планеты, в ходе пермь-триасовой катастрофы погибло 95% всех видов морских и сухопутных животных. Исчезли почти все господствовавшие тогда на суше терапсиды. Среди немногочисленных выживших терапсид были и предки цинодонтов, потомками которых являются все млекопитающие.

К звероподобным ящерам (синапсидам) относят раннепермских пеликозавров (слева диметродон) и их потомков терапсид (справа горгонопс). В частности горгонопсы являются ближайшими родственниками цинодонтов



Освободившиеся экологические ниши терапсид заняли архозавры, которые уже через 20 млн лет начнут доминировать как сухопутные хищники (динозавры и круротарзы).

Основной причиной данного вымирания обычно считают излияния магматических сибирских трапп на границе пермского и триасового периода. В ходе образования трапп было выброшено около 4 млн км3 пород, покрывших площадь в 2 млн км2. Процесс излияния горных пород запустил каскадную реакцию глобальных климатических изменений в итоге, предположительно, и вызвавшие массовое вымирание.

Площадь извержения сибирских трапп наложенная на карту современной России



«Загадочное» триасово-юрское вымирание

Уже через 50 млн лет, земной биосфере пришлось столкнуться с очередной серией массовых вымираний. На границе триасового и юрского периодов неизвестный глобальный катаклизм застал господствующих на суше круротарзов. Потеснив своих «кузенов» динозавров и млекопитающих, круротарзы к тому времени стали основными и наиболее крупными сухопутными хищниками позднего триаса.

Некоторые представители хищных круротарз позднего триаса



В результате катастрофы круротарзы разделили судьбу терапсид, уступив место своим «кузенам» — динозаврам, которые буду доминировать на суше долгих 140 млн лет. Одна из двух выживших групп круротарзов - протозухии, являются прямыми предками современных крокодилов.

В качестве главных версий данного вымирания рассматриваются падение крупного астероида и вулканическая активность (Центрально-Атлантическая магматическая провинция, ЦАМП). В первом случае в качестве причины рассматривался удар 4 км астероида, образовавшего 100 км кратер Маникуаган в Канаде, однако геологическая датировка относит его падение на 14 млн лет до триасового вымирания.

Сегодня кратер Маникуаган имеет поперечный диаметр в 70 км (изначально — 100км). Кратеры таких размеров обычно возникают при падении астероидов диаметром около 4-5 км, и не имеют долговременных последствий для земной фауны и флоры



Наибольшую же поддержку получила комбинированная гипотеза. Согласно ей ЦАМП, вызвавшая излияние 2 млн км3 вулканической породы, включая огромное количество СО2, спровоцировала путем глобального потепления высвобождение огромных донных океанических «карманов» метангидратов. Метан, будучи более сильным парниковым газом нежели СО2, запустил цепную реакцию перегрева земной атмосферы, что, предположительно, и вызвало массовые вымирания.

«Стабильный» мезозой

Период господства динозавров на суше (юрский и меловой периоды мезозойской эры) вовсе не был геологически «спокойнее» остальных периодов земной истории.

183 млн лет назад произошло крупное магматическое излияние Кару-Ферар, сравнимое по масштабности с ЦАМП (2,5 млн км3 изверженных пород). Однако данное событие не вызвало сколь ни будь катастрофических последствий для земной жизни. Прошло без серьезных последствий и столкновение с Землей крупного астероида диаметром примерно в 4 км 167 млн лет назад - в середине юрского периода (разрушенный Пучеж-Катунский кратер в Нижегородской области России).

Второе массовое вымирание в истории динозавров произошло на границе юрского и мелового периодов - 145 млн лет назад. Одна из многих гипотез связывает с этим «малым юрским» вымиранием формирование одного из крупнейших щитовых вулканов солнечной системы - массива Таму в Тихом океане. Впрочем возможно что глобальный эффект от формирования вулкана усилил удар 4 км астероида в тот же промежуток времени (кратер Мороквенг, Южная Африка). К данному времени ученые относят появление летающих динозавров - предков современных птиц.

Массив Таму в Тихом океане является одним из крупнейших потухших вулканов солнечной системы. Общая масса слагающих этот древний вулкан пород составляет 80% от массы марсианской горы Олимп



Примерно 12 млн лет спустя, уже в начале мелового периода, мировая флора и фауна пережила серию крупнейших взрывных вулканических извержений в земной истории. Извержение в начале готеривского яруса мелового периода 8-ми супервулканов высвободило в сумме 50 000 км3 газов и горных пород. Так извержение каждого супервулкана по мощи в среднем вдвое превосходило силу извержения супервулкана Тоба, 70 000 лет назад ставший причиной эффекта «бутылочного горлышка».

Факт примечателен еще и тем, что «парад» супервулканов был лишь частью процесса образования гигантских магматических трапп Параны-Этендека в Южной Aмерике. Суммарный объем высвобожденных пород составил 2,3 млн км3. Однако как и 50 млн годами ранее данные процессы не вызвали существенных колебаний в разнообразии земной биосферы.

Уступы образованные базальтовыми потоками древних магматических трапп Параны, Бразилия



К концу своей эпохи, динозавры пережили еще 3 крупных пика вулканической активности, в сумме извергшие 12 млн км3 пород. В течении мела Земля так же пережила целую серию столкновений с крупными астероидами (3 астероида диаметром в 1 км, еще три по 2 км, и один размером в 3 км).

Крупнейший (после Чиксулуба) ударный кратер мелового периода — Карский расположен в Ненецком автономном округе России. Удар 3 км астероида 70 млн лет назат образовал кратер диаметром около 70 км. К тому же периоду относят начало снижения видообразования динозавров, хотя связь двух этих событий является предметом дискуссии

Конец вечности

Если бы мы смогли попасть в конец мелового периода, то многие из нас и не поверили бы что попали в древний и чужой мир. Повсюду господствовали покрытосеменные растения (цветковые), под ногами возились млекопитающие, мало отличавшиеся от современных не больших зверей.

Они уже успели разделиться на плацентарных и сумчатых. Тогда же жили и первые приматы. Появились змеи и привычные нам ящерицы. Еще с юрского периода леса кишали настоящими птицами, а их родственники крокодилы устраивали засады на пришедших к реке животных.

Пчел так же считают отчасти отвественными за снижение разнообразия динозавров в позднем меле. Эволюционировав около 100 млн лет назад от питавшихся насекомыми-опылителями ос, пчелы благодаря своей высокой эффективности сделали цветковые растения доминирующими в земной флоре. Травоядным динозаврам не без сложностей приходилось медленно менять рацион с голосеменных на цветковые растения


Схожие черты нашего мира с тем древним ограничиваются составом фауны у мысленного водопоя, большую часть из которых все еще составляли динозавры: тиранозавриды, цератопсы, гадрозавры, зауроподы и т.д (более подробный список фауны конца эпохи динозавров).

К концу эпохи господства динозавров, на границе мелового и палеогенного периодов, возросла вулканическая активность в Индии (тогда еще острове посреди индийского океана). Объем излияния Деканских трапп за несколько сот тысяч лет составил около 2 млн км3, пик пришелся на лавовое извержение траппы Махабалешвар-Раджамандри, когда в течении короткого (геологически) периода объем выбросов составил 9 тыс. км3 горных пород.

Деканские траппы близ Мумбаи и карта занимаемой ими площади Индии (синим цветом)



Однако по предыдущим прецедентам колоссальной вулканической активности, мы уже знаем, что подобные явления сами по себе вовсе не обязательно катастрофически влияют на земной климат, и соответственно флору и фауну. Скорее всего, такая активность должна совпасть с исключительными обстоятельствами, для запуска «механизма» массового вымирания.

Лишь 6 из 11 крупных вымираний совпадали по времени с активными геологическими процессами. Большинство современных палеонтологов придерживается мнения, что таким «исключительным обстоятельством» явился удар 10 км астероида в центральной Америке 65 млн лет назад, в период активной фазы образования Деканских трапп.

Мощность удара была беспрецедентной в истории мезозойской эры. Выделившаяся энергия в 2 млн раз превышала энергию взрыва крупнейшего термоядерного заряда — «Царь бомбы». Площадь образовавшегося 180км кратера Чиксулуб была сравнима с суммарной площадью всех ударных кратеров образовавшихся в предыдущие 200 млн лет.

Согласно некоторым геологическим моделям, сейсмическая волна от взрыва могла сфокусироваться в точке антиподе ударного кратера и вызвать лавовые извержения (или усилить их). К слову, в точке-антиподе столкновения тогда находился регион повышенной вулканической активности - тех самых деканских трапп.

Гипотеза вовсе не утверждает что вулканизм был спровоцирован ударом астероида, так как формирование данных трапп было сугубо автономным процессом земной литосферы. Речь идет исключительно о возможном коротковременном усилении вулканической активности, так как явление «сейсмической фокусировки» в частном случае Земли сильно ограниченно.

Кратер Чиксулуб на полуострове Юкатан (Мексика). Слева — кратер в видимом диапазоне, справа — с наложением карты гравитационных аномалий



Еще одним важным условием для начала процесса массового вымирания является состояние флоры и фауны к моменту «форс мажора». Как и перед пермь-триасовым вымиранием, палеонтологи фиксируют сокращение в разнообразии динозавров и остальных архозавров в маастрихском ярусе позденго мела (последние 7 млн лет существования динозаров).

Связывают это с изменением глобального климата, так как сокращение разнообразия распространялось и на многие другие группы животных и растений (включая млекопитающих, птиц и цветковых). Это дало повод многим палеонтологам предположить что два этих катастрофических события (вулканы и астероид) произошли в «неудобное» для живой фауны время.

График частоты магматических извержений (шкала справа) и ударов астероидов (шкала слева) за последние 300 млн лет (из подтвержденных). Первые имеют сравнительно долговременный эффект на климат (миллионы лет), удар астероидов «переживается» природой в течении нескольких десятков тысяч лет. Как видно природные катаклизмы далеко не всегда провоцируют массовые вымирания (красные точки вверху — крупные вымирания, черные — малые)



График «коротковременных» вулканических извержений за посление 140 млн лет. В отличие от взрывных, лавовые извержения не сопровождаются существенными взрывными выделениями расплавленных горных пород. Процесс извержения происходит относительно спокойно. Красным кругом обозначено извержение супервулкана Тоба, 70 тыс лет назад



«Великий перелом»

Последнее из крупных вымираний и четвертое для млекопитающих произошло на границе эоценовой и олигоценовой эпохи палеогенного периода 35-30 млн лет назад. Процент вымирания видов в несколько раз превысил «фоновый» уровень - более 3% против 0,7% (на порядок слабее мелового вымирания).

Это наиболее продолжительное из всех вымираний последних 300 млн лет длилось 4 млн лет. Связывают эоцен-олигоценовое вымирание как с падением двух крупных астероидов 35 млн лет назад (~5 и ~4 км в диаметре соответственно), так и со значимой глобальной вулканической активностью 35-29 млн лет назад (Северная, Центральная и Южная Америка, Африка и Ближний Восток, см. график выше).

100 и 90 км кратеры Попигай (Россия) и Чесапик (США), образовались с небольшим временным интервалом 35 млн лет назад, и предположительно стали одной из причин эоцен-олигоценового вымирания и общего похолодания климата в олигоцене



«Левиафаны»

Впрочем, по мнению многих современных биологов, эоцен-олигоценовое вымирание было вовсе не последним. С последнего ледникового периода, 11 000 лет назад, биосфера Земли начала переживать очередное «Великое вымирание» в своей истории (голоценовое вымирание).

Оно уже превысило масштаб эоценового вымирания, и по оценкам ученых видовое разнообразие фауны нашей планеты снизиться на 50% уже в конце этого века (больше 80% для земной флоры). И виной тому вовсе не вулканы или астероиды, а появление и развитие очень не обычного вида животных — человека разумного.

Как видно на иллюстрации ниже, появление человека чаще всего провоцирует резкое снижение численности крупных млекопитающих (Мегафауны). В Африке и Южной Азии эффект был слабее, так как фауна постепенно адаптировалась к сосуществованию с постепенно сменяющими друг друга видами людей. На остальных континентах, где появление «супер охотника» было сравнительно резким, эффект сокращения был куда существеннее

К сожалению, мы часто забываем что интеллектуальное превосходство человека над остальной живой природой должно сопровождаться и большой ответственностью, а не хищническим и часто нерациональным разграблением и уничтожением ее благ.

Будем надеяться, что дело все-таки не дойдет до "Великого антропогенного вымирания", а если и дойдет, то мы не сгинем в той же пропасти, в которую мы сметем большую часть земной биосферы…

Вам известно, что развитие живой природы, как правило, идет по пути усложнения организации. Почему же одни виды вымирают и сменяются другими?

Основными направлениями эволюционного процесса являются биологический прогресс и регресс. Эти направления были выявлены А.Н.Северцовым и И.И.Шмальгаузеном.

Биологический прогресс характеризуется возрастанием численности особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.

Биологический прогресс может быть достигнут путем ароморфозов, идиоадаптаций или дегенерации. Например, биологическому прогрессу покрытосеменных растений способствовали ароморфозы — появление цветка и плода, что привело к значительному усовершенствованию процессов опыления, оплодотворения, образования и распространения семян, размножения растений в целом.

Дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания. Идиоадаптаций привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми. Благодаря идиоадаптациям образовалось большое число видов покрытосеменных растений.

Биологический регресс — направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов, популяций, сокращением ареала. Биологический регресс затронул многие виды земноводных, папоротниковидных. Конечный результат регресса — вымирание вида.

Причиной биологического регресса часто является деятельность человека. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания. Так, в начале XVII в. — были истреблены дикие быки — туры. Ко второй половине XVIII в. были полностью уничтожены морские млекопитающие — стеллеровы коровы. К началу XIX в. охотниками были полностью истреблены водившиеся в лесах Новой Зеландии крупные нелетающие птицы моа, достигавшие трехметрового роста.

Существуют и другие причины исчезновения видов. Эволюц deb ия видов определяется взаимодействием естественного отбора и особенностями биологической организации видов. Однако возможности эволюционных изменений вида небезграничны, существуют эволюционные ограничения. Например, для каждого вида характерен определенный спектр мутаций. Некоторые мутации из-за отсутствия генетических предпосылок невозможны. Так, у мухдрозофил невозможны мутации, которые определили бы появление особей с зелеными или синими глазами.

Иногда самое успешное приспособление, способствующее прогрессу, на определенном этапе развития становится причиной эволюционных ограничений. Например, появление у насекомых трахей (органов воздушного дыхания) дало им широкие возможности для освоения воздушной среды обитания. Однако с по явлением трахей у насекомых кровеносная система стала более просто устроенной, в результате ухудшилось снабжение органов питательными веществами, что привело к уменьшению размеров тела. Самые крупные вымершие стрекозы достигали в длину 75 см, а самые крупные современные насекомые не превышают 12-15 см.

Таким образом, ограничивающие факторы сужают возможности дальнейших эволюционных изменений и зачастую приводят к биологическому регрессу.