Фанерозой

Фанерозо́йский эон, фанерозо́й (др.-греч. φανερός «явный, открытый, видимый» и ζωή «жизнь») — геологический эон, начавшийся ≈542 миллионов лет назад и продолжающийся сейчас; время «явной» жизни. Началом фанерозойского эона считается кембрийский период, когда произошло резкое увеличение числа биологических видов и появились организмы, обладающие минеральными скелетами, членистоногие и хордовые, а также образовались сложные формы растений. Предшествующий эон называется криптозой[1], то есть время «скрытой» жизни, поскольку следов её проявления находят очень мало.

Сам период фанерозоя отличается тем, что группам ископаемых животных могли соответствовать и группы ископаемых растений, что подтверждает гипотезу того, что флора и фауна могли приносить друг другу взаимовыгодность в выживании и что эволюция растений шла параллельно с животными, но с некоторым опережением[2].

В течение всего периода Фанерозоя суперматерик Пангея в результате движения плит образовал современные материки. Данный период также ознаменовался многократным изменением уровня мирового океана, многократными похолоданиями, потеплениями или установлениями ровного и тёплого климата, усилением намагниченности полюсов Земли[3]. Фанерозойский эон подразделяется на три геологических эры (от более древних к молодым):

Изначально фанерозой как геологический эон был определён в XIX веке, чтобы обозначить начало периода бурного развития сложных многоклеточных организмов, при этом была обозначена граница в 542 миллиона лет. Однако более глубокие геологические исследования в середине XX века позволили выявить, что популяции многоклеточных организмов, в частности трилобиты, археоциаты и прочая фауна, возникли ещё раньше фанерозоя. Поэтому период возникновения сложной жизни современные геологи и палеонтологи называют границей протерозоя и фанерозоя.

Динамика изменения численности разнообразия живых организмов в период Фанерозоя

Эра фанерозоя отличалась большим разнообразием флоры и фауны на земле, которая, однако, сильно колебалась в разные периоды. Создание модельных величин, демонстрирующих изменение в разнообразии организмов остаётся популярным в среде популяционной биологии. В результате некоторых исследований отмечено, что разнообразие видов стало гораздо больше в последний период фанерозоя. Причиной может быть само время, позволившее организмам эволюционировать в более разнообразные виды, или же погрешность расчётов, так как не известно, сколько человек открыл вымерших ископаемых видов[4].

Фанерозой подразделяется на 3 эры, которые разделяются на 12 периодов.

Палеозойская эра началась 541 млн лет назад и закончилась 251 млн лет назад. В течение эры жизнь бурно развивалась и вышла из воды на сушу. Границы эры определяются кембрийским взрывом (нижняя граница) и массовым пермским вымиранием (верхняя граница).

Самая продолжительная эра фанерозоя, длилась 290 млн лет, подразделяется на 6 периодов.[5]

В самом начале периода происходит кембрийский взрыв — резкое увеличение количества и разнообразия живых организмов. Появляются первые хордовые, такие как пикайя и хайкоуихтис, а также первые трилобиты и аномалокарис — крупнейший хищник тех времён (все эти животные обладали скелетом). Закладывается система «хищник — жертва».

В начале периода происходит «ордовикская радиация», вторая крупная эволюционная радиация после кембрийской. Появляются первые морские ежи. Моллюск ортоцерас становится крупнейшим хищником периода. На сушу выходят первые растения.

Самый короткий период палеозоя, длился 24 млн лет. На суше растёт куксония, появляются первые наземные членистоногие. Птеригот — крупнейшее членистоногое всех времён, жил в конце периода.

Появляются сосудистые растения и деревья. Это привело к тому, что уже к концу периода почти вся суша была покрыта лесами. В конце периода у растений уже появились листья.

В океанах начинается эволюция четвероногих. Количество видов рыб становится огромным, из-за чего девонский период получил название «эпоха рыб». Появились классы панцирных (ныне вымерших), лучепёрых, хрящевых и лопастепёрых рыб (до этого существовали лишь бесчелюстные рыбы).

У лопастепёрых рыб развиваются пятипалые конечности. 375 млн лет назад появился тиктаалик — переходная форма между рыбами и четвероногими (кладистически относится к рыбам). Спустя 10 млн лет появляются акантостега и ихтиостега, у которых уже появились пальцы.

Из-за обилия лесов и отсутствия травоядных животных уровень кислорода в атмосфере в каменноугольный период увеличился до 35 % к концу периода, что стало самым высоким уровнем кислорода в атмосфере Земли за всю её историю. Из-за этого на суше появились огромные членистоногие, такие как стрекоза меганевра и многоножка артроплевра. Средняя температура составляла 20 °C, но к середине периода понизилась до 10 °C.[8]

Позвоночные были не такие большие, чаще всего до 1 м в длину. Появились первые амниоты — рептилии, которые к концу периода разделились на завропсид и синапсид. Последние позже эволюционируют в класс млекопитающих.

Из амфибий самыми распространёнными были лабиринтодонты (ранее известные как стегоцефалы) и тонкопозвонковые.

В конце периода из-за высоких уровней кислорода происходит событие, известное как «кризис каменноугольных лесов». Температура на планете снижается.[9]

В пермском периоде появляются травоядные позвоночные, из-за чего уровень кислорода в атмосфере понижается. Членистоногие вновь уменьшаются в размерах. Континенты собираются в единый суперконтинент Пангея.

Доминирующей группой четвероногих становятся синапсиды (также известные как звероподобные рептилии), такие как хищные диметродон, иностранцевия и травоядные мосхопс и скутозавр.

В конце периода происходит самое массовое вымирание за всю историю Земли, уничтожившее 70 % наземной 96 % морской жизни. Среди прочих исчезли трилобиты, большая часть синапсид (оставшиеся либо вымрут, либо станут млекопитающими). Некоторые выжившие завропсиды позже эволюционируют в архозавров (динозавров и современных рептилий).[10][11]

Мезозойская эра (известная также как эра динозавров) началась 251 млн лет назад и закончилась 66 млн лет назад. Доминирующей группой животных становятся динозавры, а также летающие птерозавры, в море — ихтиозавры. Синапсиды эволюционируют в примитивных млекопитающих, а некоторые динозавры — в птиц.

В течение периода климат был тёплый. В начале периода типичными обитателями планеты были листрозавр, эупаркерия, темноспондильные и лабиринтодонты.[12] Все они пережили массовое пермское вымирание. 247 млн лет назад появился циногнат — один из предков млекопитающих, сам он являлся цинодонтом. Появились первые крокодилы.[13]

Первые динозавры появились 233 млн лет назад. Через 5 млн лет появились птерозавры.

В конце периода происходит массовое вымирание, позволившее динозаврам стать доминирующей группой животных на суше, а птерозаврам — в воздухе.[14][15][16][17]

В этот период динозавры достигают огромного разнообразия. Появляются такие группы, как зауроподы, стегозавры, дилофозавры и аллозавры. Пангея распадается на Лавразию и Гондвану.

Цинодонты эволюционировали в примитивных млекопитающих, таких как юрамайя, волатикотерий и касторокауда. Из-за динозавров эти животные были небольшие и вели скрытный образ жизни, чтобы не быть съеденными хищниками.[18]

Лавразия и Гондвана распадаются на современные материки. Млекопитающие продолжают эволюционировать, разделяясь на однопроходных и сумчатых.

Появляются такие динозавры, как трицератопс, тираннозавр рекс, троодон, пахицефалозавр, паразауролоф и другие. В небе летали птеранодоны и кетцалькоатль — самое крупное летающее животное.[19]

В конце периода происходит вымирание, в результате которого вымерли все динозавры, птерозавры и ихтиозавры.[20][21] Однако, существуют спорные и противоречивые доказательства того, что некоторые нептичьи динозавры смогли пережить вымирание и прожили ещё несколько миллионов лет после него.

Кайнозойская эра началась 66 млн лет назад и продолжается по сей день. После вымирания динозавров млекопитающие занимают доминирующее положение на суше, эволюционируя в самые разнообразные формы. В небе доминирующее положение занимают птицы.

В начале периода млекопитающие заняли все экологические ниши, оставленные динозаврами. Появились плацентарные млекопитающие, разделившиеся на приматов, хищных, грызунов, китопарнокопытных и других. Все они начинают стремительно эволюционировать.

Несмотря на такое разнообразие, в начале палеогена эти животные были небольшие и до сих пор скрытные, так как по земле бродили большие нелетающие хищные птицы, такие как гасторнис. К середине палеогена они уже не представляли для млекопитающих опасности, а в четвертичном периоде вовсе вымерли.

К концу периода появляются первые млекопитающие, которых можно отнести к мегафауне, например индрикотерий — крупнейшее наземное млекопитающее.

В этот период климат становится прохладнее. Млекопитающие и птицы эволюционировали в свой современный облик (хотя некоторые современные виды появятся лишь после ледникового периода). Высшие приматы эволюционируют в человекообразных обезьян, одни из которых станут австралопитеками — предками современных людей.

Континенты приобретают близкие к современным очертания. 5 млн лет назад происходит мессинский пик солёности, в результате которого Средиземное море полностью высохло на несколько тысяч лет.

Из-за похолодания климата начинается нынешний ледниковый период. Появляются все современные виды животных, в том числе Человек разумный. Происходит вымирание мегафауны, вымерли мамонты, смилодоны, европейские львы и многие другие. Некоторые виды животных, такие как собака, кошка и корова одомашиваются человеком.

Из-за человеческой деятельности вымирают многие виды млекопитающих и птиц, по крайней мере 322 вида вымерли со времён промышленного переворота.[22][23] Начиная с XX века человечество пытается сохранять вымирающие виды, они заносятся в Красную книгу, охота на них запрещена.