Живой мир Казахстана менялся самым удивительным образом. Вся история жизни на Земле шла по пути последовательного усложнения отдельных организмов и увеличения их разнообразия. Изменения окружающей среды часто влекли за собой смену видового состава живого мира, то есть вымирали виды прошлых эпох и возникали новые виды. Неоднократно происходили вымирания живых сообществ (биоты) носившие катастрофический характер. Однако нередко организмы переживали все перемены на нашей планете на протяжении сотен миллионов лет, как например существующие до настоящего времени сине-зеленые водоросли, обитающие с архея, или кольчатые черви, живущие в морских водах с венда. При этом всегда действовал и действует закон необратимости – раз возникший, и вымерший вид организма никогда больше не появляется на Земле. Нахождение в слоях горных пород окаменелостей (фоссилий), позволяет определить возраст образования этих слоев путем сопоставления с аналогичными фоссилиями в других районах.
Окаменелости или фоссилии – сохранившееся остатки умерших организмов (скелеты, стволы деревьев и прочее), а также их отпечатки и следы жизнедеятельности при благоприятных условиях сохраняются в окаменевшем виде сотни миллионов лет. Окаменение или фоссилизация – это сложный комплекс физических и химических процессов. Например, раковины, состоящие из арагонита, переходят в кальцитовую модификацию, древесные стволы подвергаются окремнению и от древесины остается только ее форма и текстура. Благодаря процессу фоссилизации, мы можем узнать, каким был мир живого в далеком прошлом. Кроме того, организмы сами образуют горные породы путем массового скопления растений и животных (уголь, мел, ракушечники).
Наиболее древними достоверными окаменелостями организмов являются бактерии возрастом около 3 млрд. 400 млн. лет, обнаруженные в Западной Австралии. Эти бактерии, получавшие энергию за счет сернистых соединений и обитавшие в морской воде в бескислородной среде, доминировали на Земле около одного миллиарда лет до рубежа архея и протерозоя 2,5 млрд лет назад.
Судя по окаменелостям, около 3 млрд лет назад в океане возникла новая форма жизни – цианобактерии (сине-зеленые водоросли). Цианобактерии получали энергию за счет расщепления молекулы воды с образованием свободного кислорода посредством фотосинтеза. Сине-зеленые водоросли были самой распространенной формой жизни с начала протерозоя до начала палеозойской эры (542 млн лет назад).
Примерно 2,35 млрд лет назад насыщение земной атмосферы и гидросферы свободным кислородом резко возросло. Это произошло по окончании глобального Гуронского ледникового периода, происходившего 2,45-2,35 млрд лет назад. Ледники таяли, и в океан смывалось огромное количество песка и глины, образованных во время ледникового периода и во время таяния льдов. Водные потоки обогащали оттаявший океан элементами необходимыми для жизнедеятельности цианобактерий, которые продуцировали свободный кислород.
Видимо благодаря увеличению процентного содержания кислорода около 2,2 млрд лет назад возникли первые эукариотические организмы, состоящие из ядерных клеток в отличие от безъядерных одноклеточных прокариотов – бактерий и архей.
Древнейшие на планете окаменелости многоклеточных растений известны из формации Чжуанлингоу в Северном Китае возрастом 1,63 млрд лет. Древнейшие на планете окаменелости животных возрастом около 1 млрд обнаружены в России на Тиманском кряже (Архангельская область), а также на острове Хайнань в Китае, где возраст окаменелостей около 800 млн лет – это червеобразные животные, достигающие размеров нескольких см.
Следующая серия оледенений, покрывших всю планету льдом, происходила в период между 720 и 635 млн лет назад. Первопричиной этих оледенений, которые объединены названием Сноубол, в этот раз являлось мощное выветривание горных пород на континентах в условиях жаркого климата экватора и тропиков с поступлением глинистого материала в океан. Как и в случае Гуронского оледенения, химическое выветривание кремниевых и других пород привело к связыванию углекислого газа в атмосфере. С уменьшением количества CO2 снижалась и температура.
Земля полностью покрылась льдом и CO2 перестал удаляться из атмосферы, потому как выветривание пород из-за оледенения почти прекратилось. Затем углекислый газ и метан, извергнутые вулканами, вновь стали накапливаться и создавать парниковый эффект. Освобождаясь ото льда, океан и суша темнели и поэтому поглощали больше солнечной энергии, запуская положительную обратную связь. Водные потоки таявших ледников смывали новые массы глинистого материала, который вновь связывал углекислый газ, вызывая следующий ледниковый период. Этот цикл оледенений повторялся до тех пор, пока континенты не переместились в более полярные широты.
635 миллионов лет назад ледниковые периоды Сноубол закончились и вновь расцвели цианобактерии, быстро насыщавшие океан и атмосферу кислородом.
Возросшее количество кислорода привело в венде 600-550 млн лет назад к бурному расцвету эдиакарской фауны с размером особей до одного метра.
В Казахстане древнейшая жизнь обнаружена в отложениях позднего карелия в Киргизском хребте Северного Тянь-Шаня (низшие водоросли Leioligotrileltes, Trachyoligotriletes и др. возрастом около 1700 млн. лет) и раннего рифея (строматолиты), а также в горах Каратау (Южный Казахстан) в отложениях среднего (строматолиты) и позднего рифея (фауна Nimbia и Aspidella, и строматолиты).
Дно вендского моря. Ryan Somma |
Кварц-мусковитовые сланцы раннего протерозоя (карелий) возрастом 1700 млн лет, содержащие ископаемые одноклеточные водоросли. Киргизский хребет. Южный Казахстан |
|---|---|
Бактерии из строматолитов. Венд. Казахстан. Фото J.William Schopf |
Цианобактерия (сине-зеленая водоросль). Венд. Казахстан. Фото J. William Schopf |
Отпечатки позднерифейской фауны (770 млн.лет). Nimbia occlusa (вверху) и Aspidella terranovica (внизу). Восточный Каратау. Фото Joseph G.Meert |
Разрез строматолита. Поздний рифей. Сибирь. Палеонтологический музей. Москва |
Отпечаток животного Dickinsonia Costata (около 3см). Венд. Берег Белого моря. Палеонтологический музей им. Орлова. Москва |
Отпечаток животного Dickinsonia Menneri (около 30см). Венд 558 млн лет. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Kimberella (около 5см). Венд 552 млн лет. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Отпечаток животного Charnia Masoni (около 10см). Венд. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Отпечаток крепежного диска Charniodiscus и реконструкция животного в момент отрыва от дна. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Следы питания Kimberella и реконструкция животного в вытянутом состоянии. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Структурированные бактериями сферы Nemiana Simplex (около 1см). Венд. Западная Украина. Биологический музей им. Тимирязева. Москва |
Отпечаток животного Dickinsonia Tenius (около 60см). Венд. 560 млн.лет. Берег Белого моря. Палеонтологический музей. Москва |
Строматолит. Венд. Каратау |
Сферообразные строматолиты - онколиты диаметром до 3см. Поздний венд. Казахстан. Биологический музей. Москва |
Строматолит. Венд. Каратау |
Самая примечательная стратиграфическая граница на планете - |
