Велике Пермське вимирання видів: можливі причини. Вимираючі організми
Вимерло близько 60% усіх морських безхребетнихНайперше масове вимирання тварин сталося близько 450-440 млн років тому. Назвати точну причину вимирання не можна, але більшість вчених схиляються до думки, що всьому виною послужив рух Гондвани - величезного суперконтиненту, що включав практично всю сушу Землі. Гондвана зрушила близько до південного полюса планети, що призвело до глобального похолодання і, як наслідок, падіння рівня світового океану.
Більшість тварин у той час мешкало у воді, і падіння рівня світового океану знищило або пошкодило житла більшості видів тварин ордовицького і силурійського періоду.
Девонне вимирання
Вимерло близько 50% морських тварин
Сталося 374 та 359 млн. років тому. Девонне вимиранняскладалося з двох піків, під час яких Земля втратила 50% всіх пологів, що існували, і майже 20% усіх сімейств. Під час девонського вимирання зникли майже всі безщелепні (до наших днів дожили лише міноги та міксини).
Цілком неясно, що спричинило це масове вимирання. Основна версія того, що сталося, - зміна рівня світового океану та кисневе збіднення океану. Ймовірно, це було викликано високою вулканічною активністю Землі. Деякі вчені також не виключають падіння великого позаземного тіла, наприклад комети.
Велике Пермське вимирання
Зникнення 95% всіх видів тваринЦе наймасовіше вимирання тварин, що колись траплялися на нашій планеті. Деякі вчені називають Пермське вимирання- Найбільшим масовим вимиранням усіх часів. Близько 250 млн років тому зникло 70% всіх наземних тварин. В океані справи були ще гірші - загинуло 96% морських видів. Під час Великого Пермського вимирання загинуло понад 57% пологів комах. Це єдине відоме вимирання, яке торкнулося комах.
Вимирання торкнулося навіть мікроорганізмів, яким, здавалося б, мало що може зашкодити.
Однієї думки, чому сталося таке масштабне вимирання, учені не мають. Деякі схиляються до того, що причиною стала підвищена вулканічна активність. Дехто припускає, що з дна океану було викинуто дуже багато метану (див. заморожений метан на дні океану), що призвело до згубної зміни клімату. Низка вчених вважає, що в цей час Земля зіткнулася з величезним астероїдом. Доказом останньої теорії служить величезний кратер в Антарктиді (знаходиться на Землі Вілкса).
Після Пермського вимирання тваринний світвідновлювався 30 млн. років (деякі вчені вважають, що відновлення біосфери тривало 5 млн. років). Широко поширилися тварини, які були у тіні сильніших видів. Так, цей час вважається періодом становлення архозаврів (предки сучасних крокодилів та вимерлих динозаврів). Від них походять і птахи, яких могло і не бути, якби не Велике Пермське вимирання.
Тріасове вимирання
Вимерло 50% тваринТріасове вимирання сталося 200 млн років тому. Загинуло близько 20% всіх морських тварин, безліч архозаврів (набули широкого поширення після Пермського вимирання), і більшість видів земноводних. Вчені підрахували, що половина всіх відомих нам тварин, які жили на той час, загинула під час тріасового вимирання.
Особливістю Тріасового вимираннявважається швидкоплинність. Воно сталося протягом 10 тис. років, що дуже швидко у планетарному масштабі. Саме тоді почався розпад надконтиненту Пангея окремі континенти. Можливо, причиною розпаду став великий астероїд, який змінив погоду на планеті, спричинивши вимирання. Але доказів цієї теорії немає, досі не знайдено жодного великого кратера тріарського періоду.
Деякі вчені вважають, що причиною тріасового вимирання, як і інших масових вимирань тварин, була підвищена вулканічна активність Землі на той час.
Крейда-палеогенове вимирання
Вимерло понад 15% усіх тварин
Найвідоміше вимирання відбулося близько 65 млн років тому. Відомо воно тим, що на Землі вимерли динозаври. Також загинуло понад 15% сімейств морських тварин і 18% сімейств сухопутних тварин.
До кінця незрозуміло, що призвело до цього масового вимирання. Вчені продовжують дослідження крейдяного та палеогенового періоду Землі, щоб знайти причину катастрофи. Найбільш відомі теорії свідчать, що Земля зіткнулася з великим астероїдом або потрапила до зони випромінювання від вибуху наднової зірки.
Але крім "космічних" причин, є припущення, що динозаври (а також деякі інші види тварин) просто не змогли пристосуватися до нової рослинності, буйний розвиток який спостерігався в той час, і просто "отруїлися" неїстівним листям. Або були винищені першими ссавцями, які знищували кладки динозаврів, не даючи їм розмножуватися. На користь останньої теорії говорить той факт, що деякі динозаври жили досить довго на території сучасної Північної Америкита Індії, де, можливо, "небезпечні" ссавці з'явилися пізніше.
Тимчасова шкала історичних періодів Землі. Трикутниками відзначені масові вимирання тварин.
Екологія
Життя Землі завжди виборює виживання. Тварини живуть у постійному стресі, щоб отримати достатньо їжі та пристосуватися до навколишнього середовища.
Деякі тварини, які погано вміють пристосовуватися до змін, зазнають труднощів, голодують, перестають розмножуватися і зрештою вимирають. Протягом усієї історії нашої планети життя набувало нових форм, які тут же тестувалися на виживання.
Чому відбувалися масові вимирання?
Коли клімат і довкілля сильно змінювалися, багато живих істот, які змогли пристосуватися до нових умов, помирали. Масові вимирання видів мали місце неодноразово. За такого явища форми життя зникали безвісти, не залишивши після себе ні скам'янілостей, ні нащадків. Масові вимирання мали місце із початку зародження життя Землі.
Всі тварини, які сьогодні живуть на планеті, є лише нащадками тих істот, яким пощастило, і вони змогли пристосуватися до світу, що змінився. Пропонуємо вам заглянути в далеке минуле і дізнатися про 10 найсерйозніших масових зникнень флори та фауни на нашій планеті.
1) Едіакарійське масове вимирання
Протягом періоду Едіакарій складні істоти вперше стали набувати певної форми. Крихітні бактерії розвинулися в складніші форми життя - еукаріоти, деякі з яких почали об'єднуватися в групи для того, щоб підвищити шанси знайти їжу та уникнути долі стати чиєюсь здобиччю. Більшість з цих істот не залишило по собі нічого, тому що вони не мали кістяка. Вони були м'якотілі і повністю розкладалися після смерті, не зберігаючись у скам'янілості.
Перші найпростіші істоти
Тільки в дуже рідкісних випадках істоти часів Едіакарія змогли дійти до нас в скам'янілості, наприклад, якщо тварина залишилася лежати в м'якому бруді, який дуже швидко затвердів, тому на ньому залишився відбиток. Ці небагато скам'янілості говорять нам про наявність у морях та океанах. дивних істот, які нагадували сучасних хробаків, губок та медуз.
Ці тварини залежали від кисню, як ми з вами. Рівень кисню в атмосфері почав падати 542 мільйони років тому. Тоді й почалося масове вимирання. Понад 50 відсотків живих істот планети загинуло. Величезна кількість мертвих тіл живих істот згнила, перетворившись на викопне паливо.
Причина, чому знизилися рівні кисню, поки що не відома вченим. Втім, у цього вимирання були й позитивні наслідки: воно послужило поштовхом для Кембрійського вибуху, несподіваної різноманітності складних істот, які були складнішими за прості черв'яки.
2) Кембрійсько-Ордовикське вимирання
Протягом Кембрійського періоду життя на Землі процвітало. Живі істоти, що з'явилися в часи Едіакарія, залишалися в основному незміненими протягом мільйонів років, проте після настання Кембрія форми життя стали розвиватися досить швидко, еволюціонувала безліч небачених живих істот. Екзотичні ракоподібні та трилобіти стали домінантними. Молюски та гігантські морські членистоногі, схожі на комах, заповнили моря. Ці істоти мали жорсткі зовнішні панцирі, завдяки яким вони дійшли до нас у вигляді скам'янілостей.
Льодовиковий період спровокував вимирання
Життя на Землі процвітало, поки несподівано (з геологічного погляду) 40 відсотків усіх живих істот планети раптом зникло 488 мільйонів років тому. Ті, кому вдалося вижити, важко справлялися з суворими умовами навколишнього середовища. Що спричинило масове вимирання цього періоду, вченим не відомо.
За однією з теорій, у цей час мав місце льодовиковий період, вірніше найхолодніша його частина. Останні 11 тисяч років на Землі панує так зване "Межикриж". Екстремальне зниження температури, ймовірно, призвело до загибелі величезної кількості видів. Саме це масове вимирання ознаменувало кордон між кінцем Кембрія та початком Ордовика.
3) Ордовицько-силурійське вимирання
Життя на Землі почало процвітати знову в період, що отримав назву Ордовик. Наутілоїди (примітивні восьминоги), трилобіти, корали, морські зірки, вугри та губочні риби заповнили океани. Рослини стали поступово вибиратися на сушу. Поступово життя почало ускладнюватися.
Друге за силою масове вимирання видів
443 мільйони років тому понад 60 відсотків життя на Землі загинуло внаслідок другого за силою масового вимирання в історії. Це вимирання було з різким настанням льодовикового періоду, у результаті знизилися рівні вуглекислого газу. Більшість вод, які були будинком для величезної кількості живих істот, замерзли або вкрилися крижаними шапками та льодовиками, що призвело до зниження рівня кисню.
Вважається, що спалах гамма-променів з космосу зруйнував озоновий шар і на поверхню планети стала вириватися ультрафіолетова радіація Сонця, яка зруйнувала більшу частинурослин. На щастя, декому вдалося вижити, але щоб повністю відновитись планеті знадобилося ще 300 мільйонів років.
4) Масове вимирання Лау
Після Ордовіксько-Силурійського вимирання почався період Силур. Життя знову було відновлено на планеті і в цей час еволюціонували перші акули та костисті риби, більшість з яких дуже схожі на сучасні. Мохи і дрібні рослини стали вільно рости на суші вздовж узбережжя, а деякі членистоногі еволюціонували в павуків і багатоніжок, які адаптувалися до сухого повітря і стали мешкати серед рослин уздовж узбережжя.
Різноманітність морських мешканців
Гігантські морські скорпіони вирізнялися великою різноманітністю, стали домінувати трилобіти. 420 мільйонів років тому відбулася різка зміна клімату, внаслідок якої зникло близько 30 відсотків видів. Атмосферні гази змінилися в пропорціях, що для багатьох тварин стало непридатним для життя та отруйним. Причини цієї події невідомі.
Життя на планеті зазнавало серйозних труднощів до кінця Силурського періоду і до початку періоду Девон, коли еволюції вдалося зробити зовсім інші моделі життя, які стали процвітати і добре почуватися.
5) Масове вимирання пізнього Девона
У Девонський період у деяких видів риб з'явилися плавці, які вони стали використовувати як кінцівки, що дозволяють їм повзати по суші. Ці живі істоти, зрештою, еволюціонували у рептилій та земноводних. У морях гігантські коралові рифи були наповнені рибами, включаючи акул, та іншими морськими мешканцями, Деякі з яких харчувалися трилобітами.
Успішні акули
Трилобіти перестали займати домінантні позиції у воді вперше за 100 мільйонів років, відколи з'явилися. Насправді акули цього періоду були настільки успішними, що їм не потрібно було особливо змінюватися. Деякі сучасні акули виглядають так само, як їх далекі предки Девонського періоду.
Наземні рослини стали давати насіння і досягли великої різноманітності. Еволюціонували складніші види рослин на суші, і вперше в історії Землі з'явився ґрунт. З'явилися дивні ліси з 8-метровими грибами, які сьогодні ми можемо спостерігати лише у фантастичних фільмах. Проте 374 мільйони років тому 75 відсотків усієї цієї дивовижної живності вимерло. Це знову було пов'язано зі зміною композиції атмосфери, ймовірно, через інтенсивну вулканічну активність, або через падіння метеориту.
6) Зникнення тропічних лісів Кам'яновугільного періоду
Слідом за Девоном був період Карбон (Кам'яновугільний період). Декілька наземних тварин до цього часу розвинули здатність відкладати яйця на суші, що дозволяло їм мешкати будь-де, а не залежати від водних просторів. прибережних районівде вони раніше відкладали яйця, як це сьогодні роблять черепахи. З'явилися комахи, що літають. Акули насолоджувалися своїм золотим віком і кілька трилобітів, які пережили останнє вимирання, стали зустрічатися дедалі рідше.
Хвойні дерева Карбона дійшли до нас
З'явилися дерева-гіганти і величезні тропічні ліси стали покривати більшу частину нашої планети, збільшивши вміст в атмосфері кисню до 35 відсотків. Для порівняння, сьогодні наша атмосфера містить лише 21 відсоток кисню. Хвойні дереваКарбони залишилися практично незміненими сьогодні.
305 мільйонів років тому був короткий, але раптовий льодовиковий період, викликаний зниженням вуглекислого газу до рекордного рівня. Великі ліси стали вмирати, а разом із ними й багато наземних тварин. На той час зникло близько 10 відсотків усіх живих істот планети. Дерева починали гнити, ущільнюватися, що призвело зрештою до утворення покладів кам'яного вугілля, тому цей період отримав назву Кам'яновугільний.
7) Масове пермське вимирання
Після того, як зникли гігантські тропічні ліси, на суші залишилися жити найуспішніші тварини, які відкладали яйця. Вони дуже швидко зайняли домінантні позиції, доки інші види все ще відновлювалися. З'явилася велика кількість найрізноманітніших рептилій та синапсидів, які нагадували ссавців та були їхніми предками.
Найстрашніша катастрофа Землі
252 мільйони років тому сталася катастрофа, якою Земля ніколи не бачила ні до, ні після.Зміни відбулися падінням метеориту або вулканічною активністю, що змінило композицію атмосфери радикальним чином. Від 90 до 99 відсотків усіх живих істот Землі загинуло. Це найбільше масове вимирання історія планети.
Якщо порівняти з вимиранням видів, яке викликане діяльністю людини, то за нашу історію ми є винуватцями смерті всього 1 тисячі видів тварин. Так як сьогодні на планеті мешкає близько 8 мільйонів відомих видів тварин, то це означає, що вимерло всього 0,01 відсоток. Це ніщо проти тим, що сталося за часів Масового пермського вимирання.
8) Тріасово-юрське вимирання
Після спустошення Пермського періоду рептилії знову зайняли домінантні позиції. З'явилися динозаври. Динозаври не займали лідируючу позицію і в той час за розмірами були не більші за коней. Їхні нащадки стали знаменитими і страшними істотами, Про які всім нам відомо.
Початок загибелі динозаврів
Всі великі динозаври, тиранозаври, стегозаври, трицератопси та гігантські динозаври-завроподи з довгими шиями, з'явилися в Юрській та Крейдовій періодах. 250 мільйонів років тому 65 відсотків живих істот Тріасового періоду вимерли, включаючи всіх великих наземних тварин. Багато динозаврів вижили завдяки дрібним розмірам.
Більшість масових вимирань тривало близько мільйона років, але це вимирання відбулося лише за 10 тисяч років.Ймовірно, воно було спричинене інтенсивними виверженнями вулканів, які виділили в атмосферу велика кількістьвуглекислого чи сірчистого газу, що призвело до зміни клімату.
9) Масове вимирання кінця Юрського періоду
Протягом Юрського періоду гігантські морські рептилії, такі як знаменитий плезіозавр, домінували в океанах Птерозаври були господарями неба, а динозаври – землі. Стегозаври, довгі диплодок та хижі динозаври-аллозаври стали широко поширені. Хвойні, цикадові дерева, гінкго та папороті становили більшу частину лісової рослинності. Дрібніші динозаври обзавелися пір'ям, почали з'являтися перші птахи.
Загибель мешканців морського дна
200 мільйонів років тому близько 20 відсотків цієї живності раптово зникло з палеонтологічного літопису, в основному морські види. Молюски та корали були широко поширені, проте внаслідок цієї події вони майже зникли. Ті небагато людей, кому вдалося вижити, поступово населили моря в наступні кілька мільйонів років. Це масове вимирання не дуже вплинуло на наземних тварин, зникло лише кілька видів динозаврів.
Причина вимирання морських тварин є предметом суперечки у науковому світі, проте згідно з провідною теорією, є ймовірність, що тектонічні плити океанів трохи опустилися, зробивши океани глибшими. Більша частина морської живності була пристосована до мілководдя, тому почала гинути, все більше віддаляючись від поверхні.
10) Крейда-палеогенове вимирання
Це найвідоміше масове вимирання видів. Після того, як закінчився Юрський період, динозаври продовжували розмножуватися та еволюціонувати у наступний період – Мел. Ці тварини почали набувати зовнішність, з якою знайомі майже всі сучасні діти. Але що найважливіше, саме в Крейдовий період життя нарешті остаточно відновило сили після більш раннього Ордовіксько-силурійське вимирання.
Загибель динозаврів
Число видів тільки зараз вперше досягло рівня Ордовика, періоду, який мав місце за 300 мільйонів років до Мела. Синапсиди зрештою еволюціонували у дрібних, схожих на гризунів істот, які були першими справжніми ссавцями.
65 мільйонів років тому величезний метеорит зіткнувся із Землею в районі сучасної Мексики, зруйнувавши атмосферу та викликавши страшне глобальне потепління, внаслідок чого зникло 75 відсотків живих істот.
Цей метеорит містив високу концентрацію іридію, рідкісного елемента Землі. Усі земні породи, які існували 65 мільйонів років тому, містять тонкий шар іридію, що залишився внаслідок падіння метеориту. Вдалося вижити лише деяким дрібним рептиліям та ссавцям. Ссавці замінили динозаврів і стали домінантними наземними тваринами на планеті.
ФЕДЕРАЛЬНА ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ
"Калінінградський Державний Технічний університет"
(ФДБОУ ВПО «КДТУ»)
Кафедра їхтіології та екології
Причини зникнення видів тварин і рослин у минулому та сьогоденні
Курсова робота з дисципліни
«Прикладна екологія»
Калінінград
Вступ……………………………………………………….……………………………..…3
1 Поняття «вимираючий організм», загальна характеристика причин вимирання тварин і рослин…………………………………………………….……...………………………. …4
2Причини вимирання видів у природі……………………..….………………………….…9
2.1Біотичні факторы……………………………………..………………………….….….10
2.2.Абіотичні фактори…………………………………………………………….………11
3Причини вимирання видів, пов'язані з людською діяльністю………………………………………..…………………………………………13
Заключение………………………………………..………………………………………….…16
Використані джерела……………………………..…………………………………..…17
Вступ
Світовий список видів, яким загрожує вимирання, зростає із загрозливою та безпрецедентною швидкістю, тоді як уряди приділяють охороні природи дедалі менше уваги, вважають екологи.
За словами гендиректора організації Ахіма Штайнера, темпи вимирання видів прискорюються і вже майже в тисячу разів перевершують прогнози. У найближчі 50 років з лиця Землі зникнуть понад 30 відсотків видів тварин і рослин, що існують сьогодні.
Причини вимирання органічних форм та їх груп – одна з проблем, що викликають актуальний інтерес у дослідників природи різних спеціальностей. Крім того, вона привертає увагу всіх, кого хвилюють питання розвитку природи. Вона має першорядне значення для теорії еволюції і займає чільне місце у дарвінівському вченні.
Число видів, що становлять нинішній органічний світ, представляє лише незначну частку загального числа видів, що з'являлися на нашій планеті від найдавніших часів до нашої ери.
1 Поняття «вимираючий організм», загальна характеристика причин вимирання тварин та рослин
Вимирання-поступово-закономірний або раптово виникає еволюційний процес, що характеризується сповільненим розмноженням та підвищеною смертністю. Веде до скорочення чисельності, та був і повного зникнення особин будь-якої систематичної групи тварин, зокрема людини.
Вимирання - зникнення будь-якого таксона від виду і вище в результаті опосередкованого впливу людини та її господарства, у тому числі знищення місць проживання. В еволюційному сенсі вимерлої вважається група, що зникла і не залишила після себе нащадків. В епоху вимирання динозаврів один вид зникав за 1000 років, з 1600 по 1950 один вид зникав за 10 років, а в даний час один вид зникає за один рік.
Термін "зникає" або "вимирає" має багато нюансів і його значення може варіювати в залежності від контексту. Вигляд вважається повністю зниклим (вимерлим), коли ніде у світі не залишилося жодної живої особини цього виду. Якщо залишаються живими лише окремі особини в неволі або вони так чи інакше збереглися лише під прямим контролем людини, то кажуть, що вид зник у природних екосистемах.
Коли кількість популяції знижується до певного критичного рівня, ймовірність його зникнення стає дуже високою. У деяких популяціях окремі особини, що залишилися, можуть прожити роки або десятиліття і навіть розмножуватися, але все одно їх подальша доля - зникнення, якщо тільки не будуть вжиті рішучі заходи щодо їх збереження. Такі види називають потенційно зниклими: навіть якщо формально вид ще не вимер, але популяція більше не здатна розмножуватися, і майбутнє виду обмежене часом життя екземплярів. Щоб успішно зберігати види, біологам необхідно виявляти ті види людської діяльності, які впливають стійкість популяцій і призводять до вимирання видів.
Вимирання схильні до групи різних розмірів і різних рангів. Нам є корисним виділити п'ять модальних рівнів вимирання: 1) вимирання виду на більшій частині його ареалу; 2) вимирання виду загалом; 3) вимирання філетичних груп щодо низького таксономічного рангу, наприклад пологів чи родин; 4) вимирання груп високого рангу, таких як загони та класи: 5) масове вимирання, що охоплює багато різних групу цю епоху.
Загалом групи високого таксономічного рангу зберігаються протягом більш тривалого часу, ніж філетичні групи низьких рангів, а останні у свою чергу існують в середньому довше, ніж види.
Екологи помітили, що не всі види мають однакову можливість вимирання; певні категорії видів особливо йому схильні і потребують ретельної охорони та контролю:
Види із вузькими ареалами. Деякі види зустрічаються тільки в одному або кількох місцях географічно обмежених областях, і якщо весь ареал піддається людській діяльності, ці види можуть зникнути. Численними прикладами є вимерлі види птахів, що мешкали на океанічних островах. Зникли також і багато видів риб, що мешкали в єдиному озеріабо у басейні однієї річки.
Види, утворені однією чи кількома популяціями. Будь-яка популяція видів може стати локально зниклою внаслідок землетрусів, пожеж, спалахів захворювань та людської діяльності. Тому види з багатьма популяціями менш схильні до глобального вимирання, ніж види, які представлені лише однією або декількома популяціями.
Види з невеликим розміром популяції, чи “парадигма малої популяції”. У малих популяцій більша ймовірність зникнути, ніж у великих, внаслідок їх більшої схильності до демографічних і природних змін і втрати генетичного розмаїття. Види, котрим характерні невеликі розміри популяцій, наприклад великі хижакиі дуже спеціалізовані види вимруть з більшою ймовірністю, ніж ті види, для яких характерні великі популяції.
Види, у яких розмір популяцій поступово зменшується, так звана "парадигма зменшення популяції". У нормальних випадках популяції мають тенденцію до самовідновлення, тому популяція, демонструючи стійкі ознаки зменшення, найімовірніше, зникне, якщо причина скорочення не буде виявлена та усунена.
Види з низькою густиною популяцій. Види із загальною низькою щільністю популяцій у разі, якщо цілісність їхнього ареалу була порушена діяльністю людини, у кожному фрагменті будуть представлені низькою чисельністю. Розмір популяції всередині кожного фрагмента може бути занадто маленьким у тому, щоб вид міг вціліти. Він починає зникати у межах всього свого ареалу.
Види, яким потрібні великі ареали. Види, у яких окремі особини або соціальні групивидобувають корм на великих територіях, схильні до вимирання, якщо частина їхнього ареалу зруйнована або фрагментована людською діяльністю.
Види великих розмірів. Порівняно з дрібними тваринами, тварини великого розміру зазвичай мають більші індивідуальні території. Їм потрібно більше корму, вони найчастіше стають предметом полювання людини. Великих хижаків часто винищують, тому що вони конкурують з людиною за дичину, іноді нападають на домашніх тварин та людей, до того ж є об'єктом спортивного полювання. У кожній гільдії видів найбільші види - найбільші хижаки, найбільший лемур, найбільший великий кит- Найбільше схильні до вимирання.
Види, нездатні до розселення. При природному ході природних процесівЗміни довкілля змушують види або поведінково, або фізіологічно адаптуватися до нових умов. Види, нездатні адаптуватися до середовища, що змінюється, повинні або мігрувати в більш відповідні місця проживання, або опиняються перед загрозою вимирання. Швидкі темпи спричинених людиною змін часто випереджають адаптацію, залишаючи міграцію як єдину альтернативу. Види, нездатні перетнути дороги, поля та інші порушені людиною житла, приречені на вимирання, оскільки їх “рідні” житла перетворені в результаті забруднення, інвазії нових видів або через глобальну зміну клімату. Низька здатність до розселення пояснює, чому серед водних безхребетних Північної Америки зникло або знаходиться під загрозою вимирання 68% видів молюсків, на відміну від видів бабок, які можуть відкладати яйця, перелітаючи з однієї водойми на іншу, тому для них цей показник становить 20%.
Сезонні мігранти. Сезонно мігруючі види пов'язані з двома або більше віддаленими один від одного місцем проживання. Якщо одне з місцеперебування порушено, види не можуть існувати. Виживання і розмноження мільярдів співчих птахів 120 видів, що мігрують щороку між Канадою і Південною Америкою, залежить від наявності відповідних місцеперебування на обох територіях. Дороги, огорожі або греблі створюють бар'єри між необхідними місцем проживання, які деяким видам потрібні для проходження всього життєвого циклу. Наприклад, лососям греблі заважають просуватися вгору річками для нересту.
Види з низьким генетичним розмаїттям. Внутрішньопопуляційна генетична різноманітність іноді дозволяє видам успішно адаптуватися в середовищі, що змінюється. При появі нової хвороби, нового хижака або інших змін види з низьким генетичним розмаїттям можуть зникнути з більшою ймовірністю.
Види з вузькоспеціальними вимогами до екологічної ніші. Деякі види пристосовані лише до незвичайних типів рідкісних, розсіяних місць проживання, наприклад вапняним виходам або печерам. Якщо місцеперебування порушене людиною, такий вид навряд чи зможе вціліти. Види з вузькоспеціалізованими вимогами до їжі теж схильні до особливого ризику. Яскравий приклад – види кліщів, які годуються тільки на пір'ї певного виду птиці. Якщо вид птиці зникає, відповідно зникає вид пір'яного кліща.
Види, що мешкають у стабільних середовищах. Багато видів адаптовані до середовищ, параметри яких змінюються дуже слабко. Наприклад, що живуть під пологом первинного дощового тропічного лісу. Часто такі види повільно ростуть, малорепродуктивні, дають потомство лише кілька разів у житті. Коли дощові ліси вирубуються, випалюються або ще якось змінюються людиною, багато видів, що живуть тут, виявляються нездатними вижити при змінах мікроклімату (збільшення освітленості, зменшення вологості, коливання температур) і при появі конкуренції з раннесукцесійними та інвазивними видами.
Види, що утворюють постійні чи тимчасові агрегації. Дуже схильні до місцевого вимирання види, які утворюють скупчення у певних місцях. Наприклад, летючі мишіночами годуються на великій території, але день зазвичай проводять у певній печері. Мисливці, які прийшли вдень у цю печеру, можуть зібрати всю популяцію до останньої особини. Стада бізонів, зграї мандрівних голубів та косяки риб – це агрегації, які активно використовувалися людиною, аж до повного виснаження виду або навіть вимирання, як це сталося з мандрівним голубом. Деякі види соціальних тварин не можуть існувати, коли чисельність їх популяції знижується нижче за певний рівень, оскільки вони більше не можуть добувати корм, спаровуватися і захищатися.
Види, на які полює чи збирає людина. Передумовою до вимирання видів завжди була їхня утилітарність. Надмірна експлуатація може швидко скоротити обсяг популяції видів, які мають економічну цінність людини. Якщо полювання чи збирання не регулюються законодавчо, або місцевими традиціями, види можуть зникнути.
Ці показники схильних до вимирання видів не незалежні, а групуються у великі категорії. Наприклад, види великих тварин схильні до утворення популяцій з низькою щільністю і великими ареалами - все це особливості схильних до вимирання видів. Виявлення таких характеристик допомагає біологам заздалегідь вживати заходів для збереження видів, що особливо потребують захисту та управління.
У тих випадках, коли вимирання відбувалося в геологічному минулому, причини встановити важко. Неясні причини зникнення в четвертинному періоді видів, особливо добре представлених у палеонтологічному літописі, і не дивно, що в міру просування вглиб геологічного часу та переходу від видового рівня до великих груп та масових вимирань проблема все ускладнюється.
Отже, розгляд причин зникнення груп органічних форм нерідко приводило серйозних дослідників до висновку, що немає можливостей навіть у загальних рисах уявити фактори, які могли занапастити ці групи, що такі події не піддаються пояснення на основі дії знайомих нам сил природи.
І все-таки серед біологів досить поширені численні різновиди пояснень причин вимирання, наприклад:
гіпотези «внутрішніх» причин вимирання;
Теорії «монодинамічних», чи «ударних» чинників вимирання;
Гіпотези причин вимирання у працях Дарвіна, Неймайра, Андрусова;
Окремі гіпотези причин вимирання щодо кожного виду;
Вимирання, що залежить від локальних та регіональних змін абіотичних умов середовища.
В історії земного життя вченими налічується до 11 масових вимирань флори і фауни, 5 з яких сильно змінювали вигляд нашої біосфери. Останнє з таких «Великих» вимирань, що відбулося 65 млн років тому, знищило 1/6 всіх видів, що існували тоді (крейда-палеогенне вимирання).
Тоді ж, разом із морськими та літаючими ящерами, зник найбільш «пропіарений» загін тварин у палеонтологічному літописі нашого світу – усі динозаври.
Сучасна наука не має в своєму розпорядженні вичерпних даних про причини останнього великого вимирання видів (як, втім, і попередніх). Серед головних підозрюваних - астероїди, вулкани та внутрішні процеси у земній біосфері. Нижче, я пропоную вам ознайомитися з хронікою земних катастроф довжиною в 300 млн років і скласти власну думку про причини загибелі цього чудового загону плазунів.
«Мати всіх вимирань»
250 млн років тому відбулося найбільше відоме вимирання в історії нашої планети, під час перм-тріасової катастрофи загинуло 95% усіх видів морських та сухопутних тварин. Зникли майже всі терапсиди, які тоді панували на суші. Серед нечисленних терапсид, що вижили, були і предки цинодонтів, нащадками яких є всі ссавці.
До звіроподібних ящерів (синапсидів) відносять ранньопермських пелікозаврів (ліворуч диметродон) та їх нащадків терапсид (праворуч горгонопс). Зокрема, горгонопси є найближчими родичами цинодонтів.
Екологічні ніші, що звільнилися, терапсид зайняли архозаври, які вже через 20 млн років почнуть домінувати як сухопутні хижаки (динозаври і круротарзи).
Основною причиною цього вимирання зазвичай вважають виливання магматичних сибірських трапів на межі пермського та тріасового періоду. У ході утворення трапп було викинуто близько 4 млн. км3 порід, що покрили площу в 2 млн. км2. Процес виливу гірських порід запустив каскадну реакцію глобальних кліматичних змін у результаті, імовірно, і викликали масове вимирання.
Площа виверження сибірських трапів накладена на карту сучасної Росії
«Загадкове» тріасово-юрське вимирання
Вже через 50 млн років земній біосфері довелося зіткнутися з черговою серією масових вимирань. На межі тріасового та юрського періодів невідомий глобальний катаклізм застав панівних на суші круротарзів. Потіснивши своїх «кузенів» динозаврів та ссавців, круротарзи на той час стали основними та найбільшими сухопутними хижаками пізнього тріасу.
Деякі представники хижих круротарз пізнього тріасу
В результаті катастрофи круротарзи розділили долю терапсид, поступившись місцем своїм «кузенам» — динозаврам, які домінуватиму на суші довгих 140 млн років. Одна з двох груп круротарзів, що вижили - протозухії, є прямими предками сучасних крокодилів.
Як головні версії даного вимирання розглядаються падіння великого астероїда і вулканічна активність (Центрально-Атлантична магматична провінція, ЦАМП). У першому випадку як причину розглядався удар 4 км астероїда, який утворив 100 км кратер Манікуаган у Канаді, проте геологічне датування відносить його падіння на 14 млн. років до тріасового вимирання.
Сьогодні кратер Манікуаган має поперечний діаметр 70 км (спочатку - 100км). Кратери таких розмірів зазвичай виникають при падінні астероїдів діаметром близько 4-5 км, і не мають довготривалих наслідків для земної фауни та флори
Найбільшу підтримку отримала комбінована гіпотеза. Відповідно до неї ЦАМП, що викликала вилив 2 млн км3 вулканічної породи, включаючи величезну кількість СО2, спровокувала шляхом глобального потепління вивільнення величезних донних океанічних «кишень» метангідратів. Метан, будучи сильнішим парниковим газом, ніж СО2, запустив ланцюгову реакцію перегріву земної атмосфери, що, ймовірно, і викликало масові вимирання.
«Стабільний» мезозою
Період панування динозаврів на суші (юрський і крейдяний періоди мезозойської епохи) не був геологічно «спокійніше» інших періодів земної історії.
183 млн. років тому відбувся великий магматичний вилив Кару-Ферар, порівнянний за масштабністю з ЦАМП (2,5 млн. км3 вивержених порід). Однак дана подія не викликала будь-яких катастрофічних наслідків для земного життя. Пройшло без серйозних наслідків і зіткнення із Землею великого астероїда діаметром приблизно 4 км 167 млн років тому - в середині юрського періоду (зруйнований Пучеж-Катунський кратер в Нижегородській області Росії).
Друге масове вимирання в історії динозаврів відбулося на межі юрського та крейдяного періодів – 145 млн років тому. Одна з багатьох гіпотез пов'язує з цим «малим юрським» вимиранням формування одного з найбільших щитових вулканів сонячної системи- масиву Тому в Тихому океані. Втім, можливо, що глобальний ефект від формування вулкана посилив удар 4 км астероїда в той же проміжок часу (кратер Мороквенг, Південна Африка). На цей час вчені відносять появу літаючих динозаврів - предків сучасних птахів.
Тому в Тихому океані є одним з найбільших згаслих вулканівСонячної системи. Загальна маса порід, що складають цей древній вулкан, становить 80% від маси марсіанської гори. Олімп
Приблизно через 12 млн років, вже на початку крейдяного періоду, світова флора і фауна пережила серію найбільших вибухових. вулканічних виверженьу земній історії. Виверження на початку готерівського ярусу крейдяного періоду 8 супервулканів вивільнило в сумі 50 000 км3 газів і гірських порід. Так виверження кожного супервулкана за потужністю в середньому вдвічі перевищувало силу виверження супервулкану Тоба, який 70 000 років тому став причиною ефекту «пляшкового шийки».
Факт примітний ще й тим, що «парад» супервулканів був лише частиною процесу утворення гігантських магматичних трапів Парани-Етендека в Південній Америці. Сумарний обсяг вивільнених порід становив 2,3 млн. км3. Проте як і 50 млн роками раніше ці процеси не викликали істотних коливань у різноманітності земної біосфери.
Уступи утворені базальтовими потоками давніх магматичних трапів Парани, Бразилія
До кінця своєї епохи, динозаври пережили ще 3 великі піки вулканічної активності, що в сумі викинули 12 млн км3 порід. Протягом крейди Земля так само пережила цілу серію зіткнень з великими астероїдами (3 астероїди діаметром 1 км, ще три по 2 км, і один розміром 3 км).
Найбільший (після Чіксулуба) ударний кратер крейдяного періоду — Карський розташований у Ненецькому. автономному окрузіРосії. Удар 3 км астероїда 70 млн років тому утворив кратер діаметром близько 70 км. До того ж періоду відносять початок зниження видоутворення динозаврів, хоча зв'язок цих двох подій є предметом дискусії.
Кінець вічності
Якби ми змогли потрапити в кінець крейдяного періоду, то багато хто з нас і не повірив би, що потрапив у древній і чужий світ. Скрізь панували покритонасінні рослини (квіткові), під ногами поралися ссавці, що мало відрізнялися від сучасних невеликих звірів.
Вони вже встигли розділитися на плацентарні та сумчасті. Тоді ж жили перші примати. З'явилися змії та звичні нам ящірки. Ще з юрського періоду ліси кишали справжніми птахами, а їхні родичі крокодили влаштовували засідки на тварин, що прийшли до річки.
Бджіл також вважають частково відповідальними за зниження різноманітності динозаврів у пізньому мілині. Еволюціонувавши близько 100 млн років тому від ос, що харчувалися комахами-запилювачами, бджоли завдяки своїй високій ефективності зробили квіткові рослини домінуючими в земній флорі. Травоїдним динозаврам не без складнощів доводилося повільно змінювати раціон із голонасінних на квіткові рослини.
Подібні риси нашого світу з тим давнім обмежуються складом фауни у уявного водопою, більшу частину з яких все ще становили динозаври: тиранозавриди, цератопси, гадрозаври, зауроподи і т.д (більше докладний списокфауни кінця доби динозаврів).
До кінця епохи панування динозаврів, на межі крейдяного та палеогенного періодів, зросла вулканічна активність в Індії (тоді ще на острові посеред індійського океану). Обсяг виливу Деканських трапів за кілька сотень тисяч років становив близько 2 млн км3, пік припав на лавове виверження траппи Махабалешвар-Раджамандрі, коли протягом короткого (геологічно) періоду обсяг викидів становив 9 тис. км3 гірських порід.
Деканські трапи поблизу Мумбаї та карта займаної ними площі Індії (синім кольором)
Проте, за попередніми прецедентами колосальної вулканічної активності, ми вже знаємо, що подібні явища самі по собі зовсім не обов'язково катастрофічно впливають на земний клімат, і відповідно флору та фауну. Швидше за все, така активність має збігтися з винятковими обставинами для запуску «механізму» масового вимирання.
Лише 6 із 11 великих вимирань збігалися за часом з активними геологічними процесами. Більшість сучасних палеонтологів дотримуються думки, що такою «винятковою обставиною» став удар 10 км астероїда в центральній Америці 65 млн років тому, у період активної фази утворення Деканських трапів.
Потужність удару була безпрецедентною історія мезозойської ери. Енергія, що виділилася, в 2 млн разів перевищувала енергію вибуху найбільшого термоядерного заряду — «Цар бомби». Площа кратера Чиксулуб, що утворився 180 км, була порівнянна з сумарною площею всіх ударних кратерів, що утворилися в попередні 200 млн років.
Згідно з деякими геологічними моделями, сейсмічна хвиля від вибуху могла сфокусуватися в точці антипод ударного кратера і викликати лавові виверження (або посилити їх). До речі, в точці-антиподі зіткнення тоді знаходився регіон підвищеної вулканічної активності - тих деканських трапп.
Гіпотеза зовсім не стверджує, що вулканізм був спровокований ударом астероїда, оскільки формування даних трапп було суто автономним процесом земної літосфери. Йдеться виключно про можливе короткочасне посилення вулканічної активності, оскільки явище «сейсмічного фокусування» в окремому випадку Землі дуже обмежене.
Кратер Чіксулуб на півострові Юкатан (Мексика). Зліва – кратер у видимому діапазоні, праворуч – з накладенням карти гравітаційних аномалій
Ще однією важливою умовою для початку процесу масового вимирання є стан флори та фауни на момент «форс мажору». Як і перед перм-триасовым вимиранням, палеонтологи фіксують скорочення у різноманітності динозаврів та інших архозаврів в маастрихському ярусі пізнього крейди (останні 7 млн років існування динозарів).
Пов'язують це зі зміною глобального клімату, оскільки скорочення різноманітності поширювалося і багато інших груп тварин і рослин (включаючи ссавців, птахів і квіткових). Це дало привід багатьом палеонтологам припустити, що дві ці катастрофічні події (вулкани та астероїд) відбулися в «незручний» для живої фауни час.
Графік частоти магматичних вивержень (шкала праворуч) та ударів астероїдів (шкала ліворуч) за останні 300 млн років (з підтверджених). Перші мають порівняно довготривалий ефект на клімат (мільйони років), удар астероїдів «переживається» природою протягом кількох десятків тисяч років. Як видно, природні катаклізми далеко не завжди провокують масові вимирання (червоні точки вгорі — великі вимирання, чорні — малі).
Графік "короткочасних" вулканічних вивержень за останні 140 млн років. На відміну від вибухових, лавові виверження не супроводжуються суттєвими вибуховими виділеннями розплавлених гірських порід. Процес виверження відбувається щодо спокійно. Червоним колом позначено виверження супервулкану Тоба, 70 тис. років тому.
«Великий перелом»
Останнє з великих вимирань і четверте для ссавців відбулося на межі еоценової та олігоценової доби палеогенного періоду 35-30 млн років тому. Відсоток вимирання видів у кілька разів перевищив «фоновий» рівень – понад 3% проти 0,7% (на порядок слабший за крейдяне вимирання).
Це найбільш тривале з усіх вимирань останніх 300 млн. років тривало 4 млн. років. Пов'язують еоцен-олігоценове вимирання як із падінням двох великих астероїдів 35 млн років тому (~5 і ~4 км у діаметрі відповідно), і зі значною глобальною вулканічною активністю 35-29 млн років тому вони (Північна, Центральна і Південна Америка, Африка та Близький Схід, див. графік вище).
100 і 90 км кратери Попігай (Росія) та Чесапік (США), утворилися з невеликим тимчасовим інтервалом 35 млн років тому, і імовірно стали однією з причин еоцен-олігоценового вимирання та загального похолодання клімату в олігоціні
«Левіафани»
Втім, на думку багатьох сучасних біологів, еоцен-олігоценове вимирання було зовсім не останнім. З останнього льодовикового періоду, 11 000 років тому, біосфера Землі почала переживати чергове "Велике вимирання" у своїй історії (голоценове вимирання).
Воно вже перевищило масштаб еоценового вимирання, і, за оцінками вчених, видове розмаїття фауни нашої планети знизилося на 50% вже наприкінці цього століття (більше 80% для земної флори). І виною тому зовсім не вулкани чи астероїди, а поява та розвиток дуже не звичайного виду тварин – людини розумної.
Як видно на ілюстрації нижче, поява людини найчастіше провокує різке зниження чисельності великих ссавців (Мегафауни). В Африці та Південній Азії ефект був слабшим, оскільки фауна поступово адаптувалася до співіснування з видами людей, що поступово змінюють один одного. На інших континентах, де поява «супер мисливця» була порівняно різкою, ефект скорочення був значно суттєвішим.
На жаль, ми часто забуваємо, що інтелектуальна перевага людини над рештою живої природи повинна супроводжуватися і великою відповідальністю, а не хижацьким і часто нераціональним розграбуванням та знищенням її благ.
Сподіватимемося, що справа все-таки не дійде до "Великого антропогенного вимирання", а якщо й дійде, то ми не згинемо в тій же прірві, в яку ми зметемо більшу частину земної біосфери.
Вам відомо, що розвиток живої природи, як правило, йде шляхом ускладнення організації. Чому ж одні види вимирають та змінюються іншими?
Основними напрямками еволюційного процесу є біологічний прогрес та регрес. Ці напрями виявлено А.Н.Северцовым і И.И.Шмальгаузеном.
Біологічний прогрес характеризується зростанням чисельності особин систематичної групи, збільшенням числа видів, підвидів, популяцій, розширенням ареалу. Види, що у стані біологічного прогресу, виходять переможцями боротьби за існування.
Біологічний прогрес може бути досягнутий шляхом ароморфозів, ідіоадаптацій чи дегенерації. Наприклад, біологічному прогресу покритонасінних рослин сприяли ароморфози — поява квітки та плоду, що призвело до значного вдосконалення процесів запилення, запліднення, утворення та розповсюдження насіння, розмноження рослин у цілому.
Подальша еволюція покритонасінних рослин йшла шляхом ідіоадаптацій, виникнення різноманітних пристосувань до різних умов проживання. Ідіоадаптації призвели до появи рослин з різними квітками, плодами, пагонами, листям, кореневими системами, термінами розвитку, пристосуваннями до запилення вітром, водою, комахами. Завдяки ідіоадаптаціям утворилася велика кількість видів покритонасінних рослин.
Біологічний регрес - напрямок еволюції, що характеризується зменшенням числа видів, підвидів, популяцій, скороченням ареалу. Біологічний регрес торкнувся багатьох видів земноводних, папоротеподібних. Кінцевий результат регресу – вимирання виду.
Причиною біологічного регресу є діяльність людини. Людина впливає на види безпосередньо, знищуючи їх, або опосередковано, змінюючи середовище їхнього проживання. Так, на початку XVII ст. — були винищені дикі бугаї — тури. До другої половини XVIII ст. були повністю знищені морські ссавці- Стеллерові корови. На початку ХІХ ст. мисливцями були повністю винищені великі нелітаючі птахи моа, що водилися в лісах Нової Зеландії, досягали триметрового зростання.
Існують інші причини зникнення видів. Еволюція deb ия видів визначається взаємодією природного відбору та особливостями біологічної організації видів. Проте можливості еволюційних змін виду небезмежні, існують еволюційні обмеження. Наприклад, кожному за виду характерний певний спектр мутацій. Деякі мутації через відсутність генетичних передумов неможливі. Так, у мухдрозофіл неможливі мутації, які б визначили появу особин із зеленими чи синіми очима.
Іноді найуспішніше пристосування, що сприяє прогресу, певному етапі розвитку стає причиною еволюційних обмежень. Наприклад, поява у комах трахей (органів повітряного дихання) дало їм широкі можливості для освоєння повітряного довкілля. Однак з появою трахей у комах кровоносна система стала більш просто влаштованою, в результаті погіршилося постачання органів поживними речовинами, що призвело до зменшення розмірів тіла. Найбільші вимерлі бабки досягали в довжину 75 см, а найбільші сучасні комахи не перевищують 12-15 см.
Таким чином, обмежуючі фактори звужують можливості подальших еволюційних змін і часто призводять до біологічного регресу.