Кембрийский период

(570-500 млн. лет назад)
Главная > Эволюция природы > Эволюция жизни > Палеонтология > Палеозой > Кембрий
Виваха - общераспространенное кембрийское мягкотелое (кольчатое?) животное

Кембрийский период продолжался около 70 млн. лет. Эпохи (отделы):

  1. ранний/нижний (570 - 540 м.л.н., с 4 ярусами: Томмотский, Атдабанский, Ботомский, Тойонский);
  2. средний (540 - 523 м.л.н., Амгинский и Майский ярусы);
  3. поздний/верхний (523 - 505 м.л.н.).

Около 550 млн лет назад - первое из достоверно известных [не считая докембрийских спадов строматолитов] массовых вымираний живых существ.

Приблизительно 544 млн лет назад [иногда встречается - 550] - массовое распространение скелетных организмов ("кембрийский скачок"). Широкое распространение водорослей, трилобитов.

Примерно 530 миллионов лет назад на Южном полюсе закончилось образование праконтинента Гондвана [может, это и обусловило "кембрийский скачок"].

Разделы страницы о кембрийском периоде:


"Кембрийский скачок" (530/544 м.л.н.) - обзоры и статьи

Кембрийский период (абс. возраст 570 + 20; 490 ± 15 млн. лет; некоторые указывают возраст нижней границы кембрия 570 ± 20 млн. лет, а верхней 480 ± 15 (Друщиц и др., 1984) и 550 ± 30, 500 ± 20 (Бондаренко, Михайлова, 1984)) является, пожалуй, наиболее интересным из периодов палеозоя, т. к. в это время формируются почти все известные нам типы животных.

Вопрос о прямой преемственности докембрийских и кембрийских биот не вполне ясен. Необходимо иметь в виду, что в некоторых случаях вопрос о преемственности очень тесно связан с точкой зрения автора на положение нижнего рубежа кембрия. Как правило, в настоящее время его проводят по появлению первой скелетной фауны. Однако существует точка зрения, что его следует проводить по слоям с первыми трилобитами, т. к. по мере развития наших знаний слои с первыми мелкими скелетными организмами, часто неизвестной систематической принадлежности, «опускаются» все ниже и граница «скользит» вниз (Zhaпg Qinwen et al., 1984). Вряд ли такое решение вопроса правильно.

И. В. Валентайн справедливо указывает, что появление скелета следует рассматривать в качестве очень важного шага в эволюции организмов, т. к. в ряде случаев скелет входит в план строения животного и без него такой организм невозможен (Valentine, 1973). Мы согласны с указанным автором, хотя следует оговориться, что в некоторых случаях минерализованному скелету мог предшествовать достаточно прочный органический, при котором план строения мог быть тот же самый. Кроме того, необходимо иметь в виду необычайную пластичность организмов. Так, у брюхоногих моллюсков скелет может вторично исчезать, но план строения не меняется. У бокаловидных брахиопод одна из створок может столь сильно видоизменяться, что была даже сделана попытка выделения этой группы в особый класс. Это предложение большинством исследователей принято не было, т. к. план строения брахиопод не изменился.

Однако даже с этими оговорками приходится говорить о том, что возникновение минерализованного скелета было величайшим шагом вперед в эволюции животного мира, т. к. открыло новые возможности для существования самых разнообразных форм в различных условиях. Групп этих известно действительно много, только таксонов, могущих претендовать на положение класса, не менее 45. Появились археоциаты и крибрициаты, систематическое положение которых не вполне ясно, несколько групп леопределеиного положения - ангустиокреиды, камениды и т. д. Следует особо отметить, что у ряда групп неяспой систематической принадлежности, т. е. скорее всего являющихся совершенно особыми ветвями органического мира, скелет был фосфатный, а не карбонатный. Не исключено, что в некоторых случаях могло быть и замещение карбоната фосфатом, или он откладьвался посмертно по органической раковине, но доказать это реально для всех остатков пока невозможно.

С конца кембрня существовали рецептакулиты - группа, положение которой дискуссионно. Достаточно разнообразные формы, иногда объединяемые в понятие «черви» ( аннелиды, хиолитгельминты, колеолиты). Весьма своеобразны кембрийские членистоногие, представленные не только очень характерными для кембрия трилобитами, а также хелицеровыми и ракообразными, но и рядом небольших групп, относительно систематической принадлежности которых идут дискуссии. Совершенно очевидно, что они принадлежат не к названным выше классам, а к каким-то другим. О числе этих классов, их названиях и объеме единого мнения нет (Старобогатов, 1985).

Из моллюсков достаточно хорошо известны моноплакофоры, ростроконхи, двустворки, полиплакофоры, гастроподы, цефалоподы. Интересно, что, как и для членистоногих, для этого типа также установлено довольно значительное число форм, систематическое положение которых совершенно неясно (Yochelson, 1978).

Очень характерны для кембрия, причем уже раннего, две группы, рассматриваемые в качестве классов,- стенотекоиды (пробивальвии) и хиолиты. Первую, как показывает ее второе название, первоначально относили к моллюскам, но потом в этом стали сомневаться. Вторая всегда вызывала дискуссии, хотя большинство авторов относили ее к моллюскам. В последнее время, видимо достаточно обоснованно, хиолитов рассматривают в качестве особого типа Hyolithozoes (Сысоев, 1984).

Брахнаподы представлены как инартикулятами, так и артикулятами, правда, первые nоявились рано, а вторые - только в конце кембрия. Исключительно разнообразен мир иглокожих. Из кембрия известны представители по крайней мере восьми классов этого типа (ктеноцистоидеи, стилофоры, гомостелеи, эокриноидеи, камптостроматоидеи, гомойостелеи, эхматокринеи, эдриоастероидеи). Примерно с середины кембрия появляются граптолиты, двустворки, а также цефалоподы.

Обнаружены конодонты - своеобразнь~е остатки, принадлежащие животным _,особого типа, более или менее близкого к щетинкочелюстным. Наконец, в отложениях верхнего кембрия США найдены остатки бесЧелюстных - гетерострак.

Следует сказать, что все названные группы появились (точнее, стали известны в ископаемом состоянии. благодаря возникновению твердого с.келета) не одновременно. Из отложений самого начала кембрия (томмотского века) ·известны 10-12 видов гастропод (в том чис-ле спиральных), около !~О--видов хиолитов, 12-15 видов археоциат, незначительное число видов проблематичных организмов - томматид и хиолитгельминтов. У подавляющего большинства скелет был карбонатный и лишь у. некоторых - фосфатный (Розанов, 1979).

Вполне , . .вероятно, что дальнейшие исследования позволят несколько определеннее судить о моменте возникновения первых форм с минерализованным скелетом. Пока это сдеJJать довольно трудно, т. к. не всегда ясен возраст отложений. Так, в Канаде, в отложениях, расположенных на 934 .м ниже уровня слоев с самыми древними в Северной Америке трилобитами, найдено довольно значительное число остатков раковинных организмов не всегда ясной систематической принадлежности (Morris, Fritz, 1980); . точный возраст отложений неизвестен.

Очень интересно сообщение о кембрийской фауне моллюсков яруса мейшуцунь на р. Янцзы в Китае. По мнению автора, эти отложения древнее томмотских. Тем не менее из них описано 62 рода и 121 вид моллюсков, принадлежащих к нескольким классам. Преобладают моноплакофоры- 47 родов и 101 вид (Wеп, 1984).

Несколько позже становятся известны брахиоподы, трилобиты, филлоподы, остракоды, некоторые группы других членистонсm-Iх,. стенотекоиды, двустворки. Позже других появляются цефалоподы, о происхождении :которых пока единого мнения нет. Некоторое удивление может вызвать тот факт, что одна из достаточно примитинных групп органического мира - коралловые полипы -достоверно известна также только со второй половины кембрия. Это странно, потому что, как сказано выше, некоторые группы этого типа известны уже в позднем дсжембрии. Не исключено, что коралловые полипы первоначально были только бесскелетными и поэтому не сохранились в ориктоценозах.

Особой из-вестностью пользуются сланцы Берджис среднекембрийского возраста в Британской Колумбии, откуда более чем за полустолетие изучения этих местонахождений описано более сотни родов различных животных. Среди них резко преобладают членистоногие, иногда очень хорошей сохранности, известны также черви, губки, кишечнополостные и ряд других групп. Видимо, эти местонахождения могут дать еще очень много интересного материала, как это видно из статьи коллектива авторов, опубликованной в последнее время ( Collins et al., 1983). По данным этих исследователей, имеется 15 местонахождений с фауной, расположенных на протяжении 20 километров. Фауна происходит с четырех стратиграфических уровней и принадлежит к нескольким разным ископаемым сообществам. К одному из уровней приурочена знаменитая «фауна Уолкотта», содержащая ряд очень своеобразных оста;тков неясной систематической принадлежности, служащих объектом оживленных научных дискуссий.

Интересно, что несколько классов характерны только для раннего кембрия, т. к., возникнув в начале этого периода, они вымерли или почти вымерли довольно скоро после своего возникновения. Это археоциаты, крибрициаты и один класс иглокожих: камптостроматоидеи. Необходимо отметить, что археоциаты широко представлены в раннем кембрии почти по всему земному шару и вместе с ,водорослями были основными строителями различных рифаподобных образований. На смену ушедшим появились нoBI;> Je классы членистоногих, моллюсков, иглокожих, возникавшие как в среднем кембрии, так и в позднем. Надо-сказать, что и из них некоторые быстро вымерли (ктеноцистоидеи, гомостелеи, эхматокринеи). Правда, это касается уже только форм, появившихся в середине кембрия; все группы, возникшие в конце .кембрия, благополучно перешли в ордовик.

Подавляющее большинство классов, которые существовали очень недолгое время, были весьма невелики по объему и включали незначительное число подчиненных таксонов. Исключением являются археоциаты, успевшие быстро расселиться по всему земному шару и включавшие несколько отрядов, много семейств, родов и .видов.

Таким образом, несмотря на достаточно бурный процесс смены групп высокого таксономического ранга, мы не можем говорить о катастрофическом вымирании кембрийской биоты ни в конце периода, ни на каком-либо другом уровне кембрия. Во-первых, оно не было одновременным, во-вторых, не повело к радикальной смене органического мира. Значительное число классов из разных типов, возникших в кембрийском периоде, не только перешли в ордовик, но и продолжали существовать в течение нескольких периодов. Это трилобиты, хиолиты, эдриастероидеи, эокриноидеи, ростроконхи, граптолиты, некоторые бесчелюстные. Можно указать и классы, существующие с кембрия до настоящего времени: некоторые классы губок и кишечнополостных, моноплакофоры, гастроподы, бивальвии, цефалоподы, инартикуляты, артикуляты, причем если брахиоподы в настоящее время являются небольшой, возможно, угасающей группой, то гастро-, · поды и бивальвин находятся в состоянии расцвета.

Из растений в кембрийское время доминировали синезеленые и красные водоросли, являвшиеся, наряду с археоциатами, основными строителями биогерм. В значительном числе известны и различные представители фитопланктона, систематическое поJJожение которых, как кажется, не вполне ясно до настоящего времени.

Вызывает удивление резкое уменьшение количества строматолитов в кембрии по сравнению с докембрием (Schopf, 1983, с. 214). Точного объяснения этому процессу нет. Думается, что не исключен вариант исчезновения ряда групп строматолитообразователей на рубеже в конце протерозоя. Вполне возможно, однако, что на строителях этих остатков сказалось изменение условий и массовое появление различных форм с минерализованным скелетом. Каковы же были условия, в котор.ых развивалась кембрийская биота, что могло служить толчком ее столь пышному- и быстрому расцвету и смене многих групп? В .основном жизнь проц.ветала на шельфе в условиях достаточно теплых морских бассейнов с температурой воды не менее 25°. Условия были, во всяком случае в раннем кембрии, достаточно однообразными, что способствовало миграции фаун и обр·азованию сходных фаунистических комплексов в разных местах земного шара.

Следует иметь в виду, что в течение всего периода условия существова.ния неоднократно менялись. Трансгрессии сменялись регрессиями, шла климатическая дифференциация и образование биогеографических провинций. Все это сказывалось на развитии групп.

Вполне вероятно, что были и некоторые другие причины, способствовавшие возникновению и быстрому развитию в R~ембрии, особенно в его первой половине, групп высокого таксономического ранга, т. е. очень сильно отличавшихся друг от друга. В какой-то степени это было похоже на то, что происходило в венде. Вполне возможно, что и некоторые причины были весьма сходными.

Нет необходимости детально излагать различные теории, опубликованные по этому поводу разными исследователями. Достаточно подробно об этом сказано в работах А. С. Моиина (1977), М. А. Федонкина (1983). Скажем только, что в качестве причин, способствовавших быстрому развитию органического мира в кембрии, указывается возрастание количества кислорода, раскол докембрийского суперконтинента на отдельные плиты и сопровождавшие его трансгрессии, различные экологические моменты, связанные с коэволюцией различных групп и т. д. Указывается также на влияние оледенений (Салоп, 1977). Высказывается предположение, что возникновение минерализованного скелета могло быть связано с увеличением количества кальция в морях, явившимся результатом размыва карбонатных построек докембрия (Колосов, 1979, с. 25).

Вряд ли можно найти .какое-то одно объяснение для изменений, происходивших в б и оте кембрия. Существует еще ряд нерешенных проблем палеогеографии кембрия, . океанографии того времени и т. д., с которыми теснейшим образом было связан:о· и развитие органического мира ( Пальмер, 1984; Розанов, 1984).

Опабиния - кембрийское животное

Граница между протерозойской и палеозойской эрами отмечается резким изменением в составе и богатстве ископаемой фауны. После, в основном, "немых" толщ верхнего протерозоя, среди которых рассеяны относительно редкие местонахождения эдиакарской фауны, в осадочных породах кембрия (первого периода палеозойской эры), начиная с самых нижних горизонтов, внезапно возникает огромное разнообразие и обилие остатков ископаемых организмов. Среди них помимо низших многоклеточных — губок и кишечнополостных — встречаются также представители высокоразвитых типов животных — плеченогих, моллюсков, членистоногих и др. К концу кембрия появляются почти все известные типы многоклеточных животных [а кого ещё нет?].

Этот взрыв формообразования на границе протерозоя и палеозоя — одно из самых загадочных событий в истории жизни на Земле. Благодаря этому начало кембрийского периода является столь заметной вехой, что нередко все предшествующее время в геологической истории, т. е. весь криптозой, именуют "докембрием".

Аномалокарис - животное кембрийского взрыва

Замечательная ископаемая фауна, включающая разнообразных животных, как наделенных скелетом, так и "мягкотелых", была обнаружена в начале 1980-х гг. в средне-кембрийских сланцах Бёрджес в Британской Колумбии в Канаде. В состав этой фауны входит около 120 родов, среди которых представители губок, кишечнополостных, кольчатых червей-полихет, моллюсков, членистоногих, иглокожих, полухордовых, хордовых, плеченогих и других групп, в том числе загадочных организмов неизвестной таксономической принадлежности. Среди них выделяются крупные хищники Anomalocaris, достигавшие 2 м длины и обладавшие странным обликом: удлиненное обтекаемое тело, большие стебельчатые глаза, пара членистых околоротовых придатков, служивших, вероятно, для захвата добычи; челюстной аппарат из множества подвижных пластинок, брюшной плавник, расчлененный на ряд последовательных лопастей. В 1994 г. остатки ископаемой фауны, близкой по составу к фауне Бёрджес, были обнаружены в нижнекембрийских отложениях Южного Китая.

Возможные причины скелетной революции и кембрийского парадокса

Было высказано предположение, что причиной появления большого количества ископаемых остатков организмов в раннекембрийских отложениях было изменение гидрохимического режима водоемов, благоприятствующее скелетообразованию по чисто химическим причинам, в частности, указывают на усиленное отложение фосфоритов в морских осадках раннего кембрия. Но такое предположение не увязывается с указанным разнообразием форм и химического состава скелета у кембрийских животных. Как могло благоприятствовать повышение содержания фосфатов в воде образованию, например, кремниевой раковины, или хитина, представляющего собой комплекс азотсодержащих полисахаридов? Таким образом, едва ли правильно пытаться свести "нижнекембрийскую революцию" только к скелетизации организмов.

Для объяснения резких изменений состава и общего облика фауны и флоры в некоторые моменты истории Земли, в том числе на рубеже протерозоя и палеозоя, некоторые ученые (в частности, О. Шиндевольф) пытаются привлечь "взрыв мутаций", вызванный какими-то катастрофическими изменениями внешних условий. Подавляющее большинство мутаций снижают жизнеспособность мутантных организмов — этим пытаются объяснить массовое вымирание видов прежней фауны и флоры. В то же время общее усиление мутационного процесса, по мнению Шиндевольфа, приводит к возникновению и быстрому распространению новых форм. При этом сразу возникают новые типы организации — скачкообразно, посредством крупных мутаций. Возможную причину такого "мутационного взрыва" О. Шиндевольф видел в повышении уровня жесткой космической радиации в результате вспышки Сверхновой звезды на достаточно близком расстоянии от Солнца.

Новости о живом мире в кембрии (первые позвоночные...)

Пикайя - кембрийское червемоллюскообразное

Кембрийский период (488–542 млн лет назад) был временем становления большинства важнейших групп многоклеточных животных. В самом начале кембрия в палеонтологической летописи внезапно появляется множество разнообразных существ, обладающих твердыми скелетными элементами (различными раковинками, шипами, спикулами и т. д.). Это называют «кембрийским взрывом» или «кембрийской скелетной революцией». До этого момента животные были в основном мягкотелыми, и среди них было очень мало таких, кого можно с уверенностью отнести к тому или иному известному типу. В начале — середине кембрия разнообразие животных резко выросло, и среди них появились представители практически всех современных типов (членистоногие, моллюски, брахиоподы, хордовые, иглокожие и т. д.).

Однако среди кембрийской фауны имеется очень много форм, положение которых в системе животного мира остается неясным. Многие из них сочетают в себе признаки разных типов (например, моллюсков и кольчатых червей, членистоногих и головохоботных червей, хордовых и иглокожих). Разные исследователи по-разному трактуют эти формы, то выделяя их в отдельные типы, то относя к известным типам в качестве «стволовых» (предковых) групп, то сближая с общими предками нескольких известных типов.


Главная   Науки о природе   Биология :

Палеозой: Кембрий (570) | Ордовик (500) | Силур (440) | Девон (410) | Карбон (360) | Пермь (290) | Галактические года

На правах рекламы (см. условия):    


© «Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005. Пишите письма (Письмо И.Гаршину).
Страница обновлена 28.07.2017
Я.Метрика: просмотры, визиты и хиты сегодня