L'era Paleozoica è il periodo Carbonifero. Periodo Carbonifero, animali del periodo Carbonifero

C'era una volta le acque dell'Oceano Mondiale coprivano l'intero pianeta e la terra appariva sulla sua superficie come isole separate. Gli scienziati indicano queste isole con grande precisione. Come? Attraverso giacimenti di carbone sparsi in tutto il mondo, anche nei paesi polari. Ogni area in cui si trovava il carbone era allora un'isola attorno alla quale ribollivano le onde dell'Oceano Mondiale. Dall'estensione dei depositi di carbone si può determinare la dimensione approssimativa delle foreste che ricoprivano le isole. E dallo spessore dei giacimenti di carbone sanno per quanto tempo sono cresciuti qui. Milioni di anni fa, queste foreste insulari catturarono enormi riserve di energia dai raggi del sole e le seppellirono con esse nelle tombe di pietra della Terra.

Hanno fatto un ottimo lavoro, queste foreste primordiali. Le riserve di carbone in tutto il mondo ammontano a trilioni di tonnellate. Si ritiene che con l'estrazione di due miliardi di tonnellate all'anno l'umanità sarà fornita di carboni fossili per millenni! E la Russia è al primo posto nel mondo in termini di riserve di carbone.

Nel terreno si sono conservate incisioni naturali impresse dalla natura stessa, raffiguranti la vegetazione delle foreste di epoche passate. Pezzi di carbone, scisto e lignite contengono spesso impronte sorprendentemente chiare di piante loro contemporanee.

A volte la natura conservava parti di piante nell'ambra; in esso sono state trovate anche inclusioni di origine animale. L'ambra era molto apprezzata mondo antico come decorazione. Carovane di navi lo seguirono fino alle rive del nebbioso Baltico. Ma cos’è l’ambra stessa? Lo scrittore e naturalista romano Plinio trasmette una commovente leggenda greca sulla sua origine: le lacrime ghiacciate delle ragazze, figlie di Apollo, che piangono inconsolabilmente la morte del fratello Fetonte...

Anche nel Medioevo non si conosceva l’origine dell’ambra, anche se la sua richiesta aumentò notevolmente. Lo usò per realizzare ricchi rosari monastici.

Il segreto dell'ambra è stato rivelato da M.V. Lomonosov: "L'ambra è un prodotto del regno vegetale". Questa è la resina congelata delle conifere che un tempo crescevano nei luoghi dove ora viene estratta l'ambra.

Usando un microscopio, sono stati scoperti resti di polline e spore di piante antiche negli strati rocciosi.

I reperti provenienti da diversi strati vengono confrontati tra loro e con piante moderne e quindi studiati flora tempi lontani. "La natura rivela in questo modo molti segreti sotterranei", è così che si può dire al riguardo nelle parole di M. V. Lomonosov.

Molto spesso non sono affatto simili alle nostre piante, a volte le somigliano in una certa misura e tuttavia sono nettamente diverse. Era un mondo vegetale diverso e solo occasionalmente, soprattutto nei paesi tropicali, si trovano piante, un ricordo vivente dei tempi antichi.

Dalle stampe è possibile ricostruire paesaggi forestali del periodo Carbonifero e successivi. "Possiamo persino ricreare questi paesaggi con tale completezza", scrive il ricercatore tedesco Karl Müller nel libro "Il mondo delle piante". Un’esperienza di botanica spaziale”, come se la natura ci avesse consegnato una collezione di tutte le piante di quel tempo”.

… Le foreste del periodo Carbonifero sorgevano direttamente dall’acqua; occupavano le coste basse e le pianure paludose all'interno delle isole. Niente di simile foreste moderne qualsiasi latitudine della terra da loro forme di vita e vernici.

A metà del periodo Carbonifero si svilupparono forme giganti di muschi: lepidodendri e sigillaria, i cui potenti tronchi, fino a due metri di diametro, raggiungevano i 20-30 metri di altezza. Hanno foglie strette e setole sparse lungo il tronco. Un po' più in basso c'erano degli equiseti giganti: le calamità.

Lepidodendri e sigillaria si depositavano su rive fangose, dove altre piante senza radici così ramificate con escrescenze verticali per la respirazione soffocavano.

Apparvero anche vere e proprie felci con larghe placche divise in pinnate - fronde. Ma la loro posizione era molto più modesta di quella dei muschi e degli equiseti. Non hanno prodotto forme così gigantesche, ma hanno superato i muschi e gli equiseti nella diversità: da quelli arborei a quelli erbacei delicati. I loro sottili tronchi marrone scuro con ispessimenti e cicatrici di foglie cadute, ricoperti di muschi verdi, sollevavano grappoli di enormi foglie meravigliosamente sezionate, come magnifici ventagli, verso il cielo allora eternamente cupo. Specie rampicanti di felci intrecciavano i tronchi delle specie arboree e si mescolavano sotto con la copertura erbosa delle felci.

Sopra il dolce arco del baldacchino verde si stendeva un cielo scuro con nuvole pesanti. Rovesci frequenti, temporali, evaporazione, temperature calde e uniformi hanno creato condizioni estremamente favorevoli per lo sviluppo delle felci. Sotto le felci arboree crescevano lussuose forme simili a cespugli. Il terreno, dove erano marciti muschi e alghe, era ricoperto di felci erbacee. Ma queste foreste presentavano un quadro monotono e noioso: finora sono state scoperte solo circa 800 specie di piante, tra cui più di 200 specie di felci.

Nelle stampe su carbone ci sono spesso tracce di alberi veri: cordaiti, gli antenati delle gimnosperme. Questo alberi ad alto fusto con foglie lunghe e nastriformi raccolte in fitti mazzi. Le cordaiti crescevano sui bordi delle paludi, preferendole alle paludi fangose.

Nel sud-est del Nord America, lungo il fiume Mississippi, nelle torbiere inondate dalle sue acque sorgevano foreste paludose di cipressi. Gli alberi abbattuti da una tempesta o marciti nel tempo cadevano a terra e, insieme a felci e muschi, si decomponevano lentamente con scarso accesso all'aria.

C'era silenzio nelle foreste. Solo occasionalmente tra le felci fruscia un enorme e goffo anfibio. Striscia lentamente sotto il fogliame, nascondendosi dalla luce del giorno. Sì, da qualche parte in alto volerà un raro insetto - una novità di quel periodo, con ali fino a 70 centimetri di apertura. Nessun canto degli uccelli, nessuna cavalletta che cinguetta.

Prima della comparsa delle felci e dei muschi, sulla Terra non esistevano terreni fertili. C'erano argille e sabbie, ma non erano ancora terreno nella nostra comprensione moderna, perché non contenevano humus. Nelle foreste carbonifere inizia l'accumulo di residui vegetali e la formazione di uno strato scuro: l'humus. Insieme alle argille e alle sabbie ha dato origine a terreni fertili.

Nei depositi di lignite si trovano alberi interi, con corteccia e foglie. Raccontato di un pezzo di carbone fossile al microscopio struttura anatomica queste piante. Si è rivelato essere lo stesso delle conifere moderne. Di conseguenza, la lignite si formò più tardi, quando le conifere presero una posizione dominante sulla Terra, mettendo da parte le pteridofite. Ciò potrebbe avvenire con un aumento della massa terrestre e un cambiamento climatico verso una maggiore aridità: da insulare a continentale.

Sopra gli spessi strati di carbone nei nostri più grandi bacini carboniferi - Kuznetsk, Donetsk, Regione di Mosca e altri - brillano le luci delle grandi città, si sentono le risate dei bambini e le canzoni dei giovani, i treni corrono, gli aeroplani volano. C'è un'inesauribile ricerca da parte dell'uomo di una vita migliore... E c'erano una volta coste paludose di piccole baie marine, ricoperte dalla vegetazione dei tropici umidi. Lo si è appreso da una sezione microscopica di legno pietrificato, realizzata sotto forma di una sezione sottile. Si è scoperto che i tronchi pietrificati del bacino di Donetsk non avevano gli anelli di crescita tipici degli alberi settentrionali.

Tali anelli si formano nel legno degli alberi moderni latitudini temperate perché crescono vigorosamente in primavera e in estate, ma smettono di crescere in inverno. E nella sezione trasversale si distinguono subito gli ampi strati di legno estivi da quelli stretti invernali. Il legno di molte piante tropicali non ha anelli di crescita. Ciò significa che in quei tempi lontani, nel territorio del moderno bacino di Donetsk, c'era anche un clima caldo e umido tutto l'anno, come nelle umide foreste equatoriali.

Nelle regioni settentrionali dell'URSS, negli antichi strati di pietra della terra, si trovano resti di allori, magnolie, cipressi, cioè flora mediterranea. A Spitsbergen, dove attualmente crescono solo piccole erbe e arbusti, si trovano resti di platani e noci.

Un tempo rigogliose palme crescevano nella parte inferiore del Volga. Sulle sponde del moderno Mar Baltico Fioriva la vegetazione mediterranea. Felci arboree, allori, famosi alberi giganteschi, palme: tutto ciò che ora vediamo nei giardini botanici è cresciuto sotto il nostro cielo.

La Groenlandia è ancora più sorprendente. Sotto ghiaccio solido Nel terreno furono trovati magnolia, querce e uva. In India, al contrario, la flora del periodo Carbonifero era caratterizzata da una crescita bassa, foglie grossolane e dense e dallo sviluppo di arbusti ed erbe. E questa è la prova di un clima più freddo e secco.

"Nelle regioni settentrionali nei tempi antichi c'erano grandi ondate di caldo", scrisse M.V. Lomonosov, "dove gli elefanti potevano nascere e riprodursi, così come le piante ordinarie vicino all'equatore, era possibile rimanere".

Che spiegazione dà la scienza a questi fatti sorprendenti? Un tempo tutti i continenti formavano un unico continente, che poi si divideva in parti che si separavano lati diversi. Il movimento dei continenti ha causato uno spostamento dell'asse terrestre. Insieme ad esso, cambiarono le posizioni dei punti dei poli Nord e della Pelle che si trovano su di esso e, di conseguenza, l'equatore.

Se siamo d'accordo con questa teoria, allora nel periodo Carbonifero l'equatore non passava dove passa adesso, ma più a nord: attraverso l'Europa centrale e il Mar Caspio. E l'intero bacino di Donetsk si trovava in una zona umida foreste equatoriali, il che è confermato dalla sua vegetazione fossile. Le regioni subtropicali si estendevano molto a nord e la punta del Polo Nord si trovava da qualche parte al largo della costa orientale dell'America. Nei continenti dell'emisfero australe - Australia, Africa, Sud America, che a quel tempo non erano ancora separati, il clima era freddo. Ciò spiega l'assenza di vegetazione tropicale negli strati terrestri del Carbonifero nei continenti dell'emisfero australe.

Si ritiene che le foreste del Carbonifero siano cresciute più di duecento milioni di anni fa e che nel periodo successivo, il Permiano, il dominio delle felci sia terminato. Le foreste del Carbonifero morirono per vari motivi. In alcuni luoghi, il mare ha allagato le foreste nelle parti infossate della superficie terrestre. A volte morivano, catturati dalle paludi.

In molti casi, il cambiamento climatico ne ha causato la scomparsa. Il sole nel loro periodo di massimo splendore non bruciava mai con i suoi raggi: erano addolciti da pesanti nuvole sospese basse sulla foresta. Ora il cielo si fece sereno e il sole mandava raggi ardenti sulle piante. Per le felci queste condizioni erano insopportabili, ed esse divennero notevolmente più piccole, rifugiandosi solo all'ombra delle più resistenti gimnosperme.

Con la loro morte iniziò il Medioevo per le foreste della Terra, lasciando le loro tracce nel libro di pietra del nostro pianeta.

Il clima sulla Terra, in connessione con i processi di costruzione delle montagne, è diventato più diversificato. Le catene montuose si ergevano come un muro sul percorso degli umidi venti marini e recintavano gli spazi interni dei continenti, trasformandoli in deserti.

Sul territorio della parte europea dell'URSS, una maestosa catena montuosa, gli Urali, si innalzava dal fondo di quello che allora era il Mare degli Urali. Ora lo conosciamo come decrepito, fatiscente, ma ai tempi della sua giovinezza gli Urali erano potenti e la neve eterna incoronava le sue vette. Al posto del mare di Donetsk apparve una catena montuosa: Donetsk, completamente levigata dal tempo.

L'Europa centrale si è gradualmente spostata dalla zona dell'equatore alla zona delle steppe e dei deserti subtropicali, e poi alla zona temperata. In un clima più secco e freddo, le persone provenienti dai paesi freddi dell’emisfero meridionale, dove il riscaldamento è iniziato, si sono sentite benissimo.

Nei climi secchi e caldi alto medioevo Si svilupparono le più antiche araucarie di conifere e interessanti gimnosperme: il ginkgo. Questa pianta sembra ordinaria albero a foglia larga. Ma la sua "foglia" è un ampio ago bipartito a forma di ventaglio con una disposizione biforcuta delle vene. Non c'erano più lepidodendri, né sigillarie, né cordaiti; Sopravvissero solo le felci da seme.

Il clima è cambiato ancora: è diventato più umido e mite. Lungo le coste dei mari tropicali che coprivano le regioni meridionali dell'URSS e bagnavano l'Estremo Oriente e il Turkestan, crescevano rigogliose foreste di gimnosperme, soprattutto le cosiddette cycas e bennetiti. Ma non rimasero a lungo padroni della situazione, e ora lo testimoniano solo i ritrovamenti fossili. In Messico trovarono uno strato spesso 600 metri; un tempo era un'intera foresta di Bennettiti. Abbiamo trovato i loro resti nelle vicinanze di Vladivostok e del Turkestan.

Darwin incontrò conifere fossilizzate nella Cordigliera a più di 2000 metri di altitudine; undici di loro avevano la forma di alberi, sebbene pietrificati, e altri trenta o quaranta si erano già trasformati in longaroni di tiglio bianco, e i loro ceppi sporgevano dal suolo. Un tempo estendevano i loro rami sullo stesso oceano, che a quel tempo si avvicinava ai piedi della Cordigliera. Sono stati nutriti dal terreno vulcanico che si innalzava sopra il livello del mare. Poi l'area tornò ad essere il fondale marino e le onde si riversarono sulle cime degli alberi allagati. Il mare trascinava su di loro sabbia, ghiaia, ciottoli e sopra giaceva la lava dei vulcani sottomarini. Passarono centinaia di millenni... Il fondale marino si sollevò nuovamente e venne scoperto. Valli e burroni lo tagliano a pezzi. Un'antica tomba fu aperta e i monumenti nascosti del passato apparvero sulla superficie della terra. Il terreno che un tempo li nutriva, e loro stessi si trasformarono in pietra.

Molte conifere sono sopravvissute fino ad oggi, avendo sopportato violenti sconvolgimenti delle formazioni montuose, cambiamenti climatici e, soprattutto, sopravvivendo anche con l'avvento della flora più avanzata: le angiosperme.

In appena mezzo milione di anni, questo gruppo di piante conquistò l'intero globo dai poli all'equatore, si stabilì ovunque e diede origine al maggior numero di specie nell'intera lunga storia delle piante sulla Terra.

Da un punto di vista geologico mezzo milione di anni è un periodo breve. La vittoria delle angiosperme, paragonata all'intera storia della vegetazione nel corso di centinaia di milioni di anni, e forse più di un miliardo, è come un'alluvione che improvvisamente ha travolto l'intero nostro pianeta. Come un'esplosione di nuove specie vegetali!

Ma cosa ha assicurato una tale vittoria alle angiosperme? Molte ragioni: straordinaria flessibilità nell'adattarsi condizioni diverse vita, climi, terreni, temperature diversi. L'aspetto e lo sviluppo simultaneo alle angiosperme degli insetti impollinatori: farfalle, mosche, bombi, api, coleotteri. La nascita di un fiore perfetto dal calice verde e dalla corolla brillante, dall'aroma delicato, con ovuli protetti dall'ovario.

Ma la cosa principale è diversa. Il fatto è che le angiosperme sulla terra svolgono il loro ruolo cosmico in natura meglio di tutte le altre piante verdi. La loro corona, i rami e le foglie sono ampiamente diffusi nell'aria e ricevono energia solare e anidride carbonica su più piani. Nessun altro gruppo di piante aveva tali capacità.

Catturate per prime le alghe verdi negli oceani del mondo raggio di sole utilizzando granuli di clorofilla, alghe pluricellulari, muschi e licheni, felci, gimnosperme, angiosperme: tutti gli anelli della grande catena verde sulla Terra servono eternamente un unico scopo: catturare i raggi del sole. Ma le angiosperme sono migliorate in questa direzione meglio di altre piante.

Abbiamo girato solo poche pagine della cronaca, ma sono anche vivide testimonianze del panorama delle foreste del nostro pianeta, in continuo movimento nello spazio e nel tempo.

Il periodo Carbonifero iniziò 360 milioni di anni fa e terminò 300 milioni di anni fa. Il Carbonifero durò circa 60 milioni di anni. Fu in questo periodo che si formarono depositi calcarei vicino a Mosca, tanto che quasi tutta la fauna paleozoica della regione di Mosca risale al periodo Carbonifero.

Il periodo deve il suo nome agli ingenti giacimenti di carbone. Il carbone nasceva da un'enorme quantità di piante morte, che si accumulavano e venivano gradualmente sepolte senza avere il tempo di decomporsi. Queste piante, principalmente licofite ed equiseti, raggiungevano talvolta i 30 metri di altezza. Si è verificata la prima differenziazione della vegetazione in 4 regioni fitogeografiche.

I vertebrati terrestri sono diventati notevolmente più diversificati. Oltre agli anfibi, la terra era abitata da pararettili e veri rettili: lepidosauri e lucertole. A differenza degli anfibi, che sono costretti a stare vicino all'acqua, i rettili avevano una pelle che poteva trattenere l'acqua e le loro uova erano racchiuse in un guscio che impediva loro di seccarsi. La terra era dominata dai gasteropodi: lumache con un tipo di respirazione polmonare.

Gli artropodi terrestri, e soprattutto gli insetti, conobbero una fioritura particolare: alcune libellule avevano un'apertura alare fino a 1 metro. Nelle foreste c'erano millepiedi giganti lunghi un metro, che potevano essere formidabili predatori. Faceva caldo sulla Terra, ce n'era molto anidride carbonica, che ha aumentato l’effetto serra. Apparentemente c'era anche più ossigeno di adesso, poiché la dimensione degli insetti è limitata dalla concentrazione di ossigeno nell'atmosfera.

Tuttavia, a quanto pare, non faceva sempre caldo e non ovunque. Ci sono prove che durante il periodo Carbonifero ci furono diverse ere di glaciazione. Il livello del mare cambiava frequentemente. Pertanto, tra i depositi del periodo Carbonifero nella regione di Mosca ci sono depositi terrestri con depositi di carbone, depositi della foce del fiume e depositi tipicamente marini.

Nei mari si trovano brachiopodi, briozoi, echinodermi - crinoidi e ricci di mare, molluschi - gasteropodi e cefalopodi - nautiloidi. I coralli costruiscono barriere coralline e in alcuni luoghi i foraminiferi fusulinidi si moltiplicano così tanto che dai loro gusci si formano calcari fusulinidi.

I vertebrati acquatici sono rappresentati principalmente da squali e pesci con le pinne raggiate. I trilobiti e i cefalopodi dal guscio diritto, che nei periodi precedenti erano numerosi, diventano rari e si ritiene che questi gruppi si stiano gradualmente estinguendo.

Un paio di settimane fa, tornando a Mosca, vicino alla stazione ferroviaria di Freser, è stato notato un piccolo mucchio di argille e calcari eterogenei. Il fatto che si tratti proprio di calcari e argille (e, ad esempio, non di un mucchio di mattoni rotti e cemento) è chiaramente visibile dal treno, poiché la discarica si trova vicino ai binari, a sinistra (se si va verso Mosca) quasi immediatamente alla fine della banchina, vicino ai garage.

Oggi abbiamo potuto dare un'occhiata più da vicino alla discarica stessa. Purtroppo nessun ritrovamento significativo... >>>

Paleoclub Lo scopo della creazione del club è il desiderio di unire i bambini e i loro genitori interessati non solo alla natura che ci circonda, ma anche a come appariva la vita molti milioni di anni fa prima che l'uomo apparisse sul pianeta, come cambiava e come come appariva nei diversi periodi geologici. Conosci più da vicino i resti fossili di animali e piante che abitavano il nostro pianeta molti milioni di anni fa, non solo attraverso il vetro di una vetrina museale, ma anche tenendo tra le mani un'antichità che hai trovato con le tue stesse mani! ... >>>

Presento alla vostra attenzione il seguito di una serie di pubblicazioni sulla fauna della foresta carbonifera che accompagna le piante. Va detto che con lo studio degli insetti del periodo carbonifero del Donbass si è creata una situazione paradossale, con più di tre secoli di storia di studio e sviluppo dei giacimenti di carbone e altri minerali nel Donbass, praticamente non sono stati studiati; Singoli ritrovamenti di insetti in depositi del Carbonifero superiore negli anni '20 del secolo scorso e nei primi anni 2000 sono stati descritti i ritrovamenti di insetti da me effettuati... >>>
Da 360 a 286 milioni di anni fa. All'inizio del periodo Carbonifero (Carbonifero), la maggior parte del territorio terrestre era raccolto in due enormi supercontinenti: Laurasia a nord e Gondwana a sud. Durante il tardo Carbonifero, entrambi i supercontinenti si avvicinarono costantemente l'uno all'altro. Questo movimento spinse verso l'alto nuove catene montuose che si formarono lungo i bordi delle placche crosta terrestre , e i bordi dei continenti furono letteralmente inondati da torrenti di lava che eruttavano dalle viscere della Terra. Il clima si è notevolmente raffreddato e nel frattempo il Gondwana “nuotava”. Polo Sud

Nel Carbonifero inferiore, il clima sulla maggior parte della superficie terrestre era quasi tropicale. Enormi aree erano occupate da mari costieri poco profondi e il mare inondava costantemente le pianure costiere basse, formando lì vaste paludi. In questo clima caldo e umido si diffusero foreste vergini di felci arboree giganti e piante da seme precoci. Hanno rilasciato molto ossigeno e alla fine del Carbonifero il contenuto di ossigeno nell'atmosfera terrestre ha quasi raggiunto i livelli moderni.
Alcuni alberi che crescevano in queste foreste raggiungevano i 45 m di altezza. La massa vegetale aumentò così rapidamente che gli animali invertebrati che vivevano nel terreno semplicemente non ebbero il tempo di mangiare e decomporre in tempo il materiale vegetale morto, e di conseguenza divenne sempre più numeroso. Nel clima umido del periodo Carbonifero, questo materiale formava spessi depositi di torba. Nelle paludi, la torba affondava rapidamente sott'acqua e veniva sepolta sotto uno strato di sedimenti. Nel corso del tempo, questi strati sedimentari si sono trasformati in strati contenenti carbone
zuppa di cavolo depositi di rocce sedimentarie, stratificate con carbone, formate da resti fossili di piante in torba.

Ricostruzione di una palude di carbone. Ospita numerosi alberi di grandi dimensioni, tra cui sigillaria (1) e muschi giganti (2), nonché densi boschi di calamite (3) ed equiseti (4), habitat ideale per i primi anfibi come Ichthyostega (5) e Crinodon (6). Tutt'intorno brulicano gli artropodi: scarafaggi (7) e ragni (8) corrono nel sottobosco, e sopra di loro l'aria è solcata da gigantesche libellule meganeura (9) con un'apertura alare di quasi un metro. A causa di crescita rapida Tali foreste accumulavano molte foglie morte e legno, che affondavano nel fondo delle paludi prima che avessero il tempo di decomporsi, e col tempo si trasformavano in torba e poi in carbone.
Gli insetti sono ovunque

A quel tempo le piante non erano gli unici organismi viventi a colonizzare la terra. Anche gli artropodi emersero dall'acqua e diedero origine a un nuovo gruppo di artronodi, che si rivelarono estremamente vitali, gli insetti. Fin dalla prima apparizione degli insetti sulla scena della vita, è iniziata la loro marcia trionfale, ma
pianeta. Oggi ci sono almeno un milione di specie di insetti conosciute dalla scienza sulla Terra e, secondo alcune stime, circa 30 milioni di specie in più devono ancora essere scoperte dagli scienziati. Davvero la nostra epoca potrebbe essere definita l’era degli insetti.
Gli insetti sono molto piccoli e possono vivere e nascondersi in luoghi inaccessibili ad animali e uccelli. I corpi degli insetti sono progettati in modo tale da padroneggiare facilmente qualsiasi mezzo di movimento: nuotare, strisciare, correre, saltare, volare. Il loro duro esoscheletro è la cuticola (costituita da una sostanza speciale - la chitina) -
passa nella parte orale, capace di masticare foglie dure, succhiare succhi di piante, ma anche perforare la pelle degli animali o mordere le prede.

COME SI FORMA IL CARBONE.
1. Le foreste di carbone crescevano così rapidamente e rigogliosamente che tutte le foglie morte, i rami e i tronchi degli alberi accumulati sul terreno semplicemente non avevano il tempo di marcire. In tali “paludi di carbone”, strati di resti di piante morte formavano depositi di torba imbevuta d’acqua, che veniva poi compressa e trasformata in carbone.
2. Il mare avanza sulla terraferma, formando su di essa depositi di resti di organismi marini e strati di limo, che successivamente si trasformano in scisti argillosi.
3. Il mare si ritira e i fiumi depositano sabbia sopra lo scisto, da cui si formano le arenarie.
4. La zona diventa più paludosa e sulla sommità si deposita del limo adatto alla formazione di arenarie argillose.
5. La foresta ricresce, formando un nuovo giacimento di carbone. Questa alternanza di strati di carbone, scisto e arenaria è chiamata strati carboniferi

Grandi foreste carbonifere

Tra la rigogliosa vegetazione delle foreste del Carbonifero predominano enormi felci arboree, alte fino a 45 m, con foglie più lungo di un metro. Oltre a loro crescevano equiseti giganti, muschi club e piante da seme emerse di recente. Gli alberi avevano un apparato radicale estremamente superficiale, spesso ramificato sopra la superficie
terreno e crescevano molto vicini l'uno all'altro. L'area era probabilmente disseminata di tronchi d'albero caduti e mucchi di rami e foglie morti. In questi giungla impenetrabile le piante crescevano così rapidamente che i cosiddetti ammonificatori (batteri e funghi) semplicemente non avevano il tempo di provocare la decomposizione dei resti organici nel suolo forestale.
In una foresta del genere era molto caldo e umido e l'aria era costantemente satura di vapore acqueo. I numerosi ruscelli e paludi fornivano terreni ideali per la deposizione delle uova per innumerevoli insetti e primi anfibi. L'aria era piena del ronzio e del cinguettio degli insetti: scarafaggi, cavallette e libellule giganti con un'apertura alare di quasi un metro, e il sottobosco pullulava di pesciolini d'argento, termiti e scarafaggi. Erano già comparsi i primi ragni e numerosi millepiedi e scorpioni correvano sul suolo della foresta.

Frammento di felce Aletopteris fossilizzata proveniente da strati carboniferi. Le felci prosperavano nelle foreste umide e umide del Carbonifero, ma erano mal adattate al clima più secco che si sviluppò durante il periodo Permiano. Durante la germinazione, le spore della felce formano una sottile e fragile placca di cellule: il protallo, in cui nel tempo si sviluppano gli organi riproduttivi maschili e femminili. Il prothallium è estremamente sensibile all'umidità e si asciuga rapidamente. Inoltre, le cellule riproduttive maschili, gli spermatozoi secreti dal protallo, possono raggiungere l'ovulo femminile solo attraverso un velo d'acqua. Tutto ciò interferisce con la diffusione delle felci, costringendole ad aderire ambiente umido habitat in cui si trovano ancora oggi
Piante di paludi di carbone

La flora di queste enormi foreste ci sembrerebbe molto strana.
Le antiche piante di muschio di club, parenti dei moderni muschio di club, sembravano veri alberi: altezze fino a 20 m raggiungevano la cima di equiseti giganti, piante strane con anelli di foglie strette che crescevano direttamente da spessi steli articolati. C'erano anche felci grandi quanto buoni alberi.
Queste antiche felci, come i loro discendenti viventi, potevano esistere solo in zone umide. Le felci si riproducono producendo centinaia di minuscole spore in un guscio duro, che vengono poi trasportate dalle correnti d'aria. Ma prima che queste spore possano svilupparsi in nuove felci, deve accadere qualcosa di speciale. In primo luogo, dalle spore crescono minuscoli e fragili gametofiti (piante della cosiddetta generazione sessuale). A loro volta producono piccoli calici contenenti cellule riproduttive maschili e femminili (sperma e uova). Per raggiungere l'ovulo e fecondarlo, gli spermatozoi hanno bisogno di un velo d'acqua. E solo allora dall'uovo fecondato può svilupparsi una nuova felce, il cosiddetto sporofito (generazione asessuata). ciclo vitale piante).

Le Meganeura erano le più grandi libellule mai vissute sulla Terra. Le foreste carbonifere e le paludi sature di umidità fornivano rifugio a molti insetti volanti più piccoli, che fungevano da facili prede per loro. Gli enormi occhi composti delle libellule offrono loro una visione quasi a tutto tondo, consentendo loro di rilevare il minimo movimento di una potenziale vittima. Perfettamente adattate alla caccia aerea, le libellule hanno subito pochissimi cambiamenti negli ultimi centinaia di milioni di anni.
Piante da seme

I gametofiti fragili possono sopravvivere solo in luoghi molto umidi. Tuttavia, verso la fine del periodo devoniano, apparvero le felci da seme, un gruppo di piante che riuscirono a superare questo svantaggio. Le felci da seme erano per molti versi simili alle moderne cicadee o cyathea e si riproducevano allo stesso modo. Le loro spore femminili rimanevano sulle piante che le avevano partorite, e lì formavano piccole strutture a forma di fiasco (archegonia) contenenti uova. Invece di sperma fluttuante, le felci da seme producevano polline trasportato dalle correnti d'aria. Questi granuli di polline germinano in spore femminili e rilasciano al loro interno cellule riproduttive maschili, che poi fecondano l'uovo. Ora le piante potrebbero finalmente colonizzare le regioni aride dei continenti.
L'uovo fecondato si è sviluppato all'interno di una struttura a forma di coppa chiamata ovulo, da cui si è poi sviluppato un seme. Il seme conteneva riserve di sostanze nutritive e l'embrione poteva germogliare rapidamente.
Alcune piante avevano enormi coni lunghi fino a 70 cm, che contenevano spore femminili e formavano semi. Ora le piante non potevano più dipendere dall’acqua, che prima richiedeva le cellule riproduttive maschili (gameti) per raggiungere le uova, e lo stadio gametofitico estremamente vulnerabile veniva escluso dal loro ciclo vitale.

Le calde paludi del tardo Carbonifero abbondavano di insetti e anfibi. Farfalle (1), scarafaggi volanti giganti (2), libellule (3) ed effimere (4) svolazzavano tra gli alberi. Millepiedi giganti a due zampe banchettavano nella vegetazione in decomposizione (5). I labiopodi cacciavano sul suolo della foresta (6). Eogyrinus (7) è un grande anfibio, lungo fino a 4,5 m, che potrebbe cacciare come un alligatore. E i microbrachi di 15 centimetri (8) si nutrivano del più piccolo plancton animale. Il Branchiosaurus (9), simile a un girino, aveva le branchie. Urocordilus (10), Sauropleura (1 1) e Schincosaurus (12) assomigliavano più a tritoni, ma il dolicosoma senza gambe (13) somigliava molto a un serpente.
Tempo di anfibi

Gli occhi sporgenti e le narici dei primi anfibi si trovavano nella parte superiore della testa ampia e piatta. Questo "design" si è rivelato molto utile quando si nuota sulla superficie dell'acqua. Alcuni anfibi potrebbero essere rimasti in agguato per la preda, semi sommersi nell'acqua, alla maniera dei moderni coccodrilli. Forse erano come salamandre giganti. Questi erano predatori formidabili con durezza e denti aguzzi con cui afferravano la preda. Un gran numero dei loro denti sono conservati come fossili.
L'evoluzione diede presto origine a molte forme diverse di anfibi. Alcuni di loro raggiungevano gli 8 metri di lunghezza. I più grandi cacciavano ancora nell'acqua, mentre i loro omologhi più piccoli (microsauri) erano attratti dall'abbondanza di insetti sulla terra.
C'erano anfibi con zampe minuscole o addirittura senza zampe, qualcosa di simile ai serpenti ma senza scaglie. Potrebbero aver trascorso tutta la vita sepolti nel fango. I microsauri assomigliavano più a piccole lucertole con denti corti, con i quali dividevano le coperture degli insetti.

Un embrione di coccodrillo del Nilo dentro un uovo. Tali uova, resistenti all'essiccamento, proteggono l'embrione dagli shock e contengono abbastanza cibo nel tuorlo. Queste proprietà dell'uovo hanno permesso ai rettili di diventare completamente indipendenti dall'acqua.
Primi rettili

Verso la fine del periodo Carbonifero, nelle vaste foreste apparve un nuovo gruppo di animali a quattro zampe. Fondamentalmente erano piccoli e per molti versi simili alle lucertole moderne, il che non sorprende: dopo tutto, questi furono i primi rettili sulla Terra. La loro pelle, più impermeabile di quella degli anfibi, dava loro la possibilità di trascorrere l'intera vita fuori dall'acqua. C'era cibo in abbondanza per loro: vermi, millepiedi e insetti erano a loro completa disposizione. E dopo un tempo relativamente breve, di più grandi rettili, che iniziarono a mangiare i loro parenti più piccoli.

Ognuno ha il proprio laghetto

La necessità per i rettili di tornare in acqua per riprodursi è scomparsa. Invece di deporre uova morbide che si schiudevano in girini galleggianti, questi animali iniziarono a deporre le uova in un guscio duro e coriaceo. I bambini che nascevano da loro erano copie esatte in miniatura dei loro genitori. All'interno di ogni uovo c'era un piccolo sacchetto pieno d'acqua, dove si trovava l'embrione stesso, un altro sacchetto con il tuorlo, di cui si nutriva, e, infine, un terzo sacchetto dove si accumulavano le feci. Questo strato di liquido ammortizzante proteggeva anche l'embrione da urti e danni. Il tuorlo conteneva molte sostanze nutritive e quando il bambino nacque, non aveva più bisogno di uno stagno (invece di un marsupio) per maturare: era già abbastanza grande per procurarsi il cibo nella foresta.
rum Se li spostassi su e giù, potresti riscaldarti ancora più velocemente, diciamo, come ci riscaldiamo io e te quando corriamo sul posto. Questi "lembi" divennero sempre più grandi e l'insetto cominciò ad usarli per planare da un albero all'altro, forse per sfuggire ai predatori come i ragni.

PRIMO VOLO
Gli insetti carboniferi furono le prime creature a prendere il volo, e lo fecero 150 milioni di anni prima degli uccelli. Le libellule furono le pioniere. Ben presto divennero i “re dell’aria” delle paludi di carbone. L'apertura alare di alcune libellule raggiungeva quasi il metro. Farfalle, falene, scarafaggi e cavallette seguirono poi l'esempio. Ma come è iniziato tutto?
Negli angoli umidi della tua cucina o del tuo bagno potresti aver notato piccoli insetti chiamati cocciniglie (a destra). Esiste una specie di pesce argentato con un paio di minuscole placche simili a lembi che sporgono dai loro corpi. Forse alcuni insetto simile e divenne l'antenato di tutti gli insetti volanti. Forse ha sparso questi piatti al sole per riscaldarsi velocemente al primo mattino.

Nel Devoniano, piante e animali stavano appena iniziando a sviluppare la terra; nel Carbonifero, la dominavano. Allo stesso tempo, è stato osservato un interessante effetto di transizione: le piante hanno già imparato a produrre legno, ma i funghi e gli animali non hanno ancora imparato a consumarlo efficacemente in tempo reale. A causa di questo effetto, fu avviato un complesso processo in più fasi, a seguito del quale una parte significativa della terra del Carbonifero si trasformò in vaste pianure paludose, disseminate di alberi non marci, dove sotto la superficie della terra si formavano strati di carbone e petrolio. . La maggior parte di questi minerali si sono formati durante il periodo Carbonifero. A causa della massiccia rimozione di carbonio dalla biosfera, il contenuto di ossigeno nell'atmosfera è più che raddoppiato: dal 15% (nel Devoniano) al 32,5% (ora 20%). Questo è vicino al limite per la vita organica: ad alte concentrazioni di ossigeno gli antiossidanti non riescono più a farcela effetti collaterali respirazione di ossigeno.

Wikipedia descrive 170 generi risalenti al periodo Carbonifero. Il tipo dominante, come prima, sono i vertebrati (56% di tutti i generi). La classe dominante dei vertebrati è ancora quella dei pesci con pinne lobate (41% di tutti i generi), non possono più essere chiamati pesci con pinne lobate, perché la parte del leone dei pesci con pinne lobate (29% di tutti i generi) ha acquisito quattro arti e cessato di essere pesce. La classificazione dei tetrapodi carboniferi è molto complicata, confusa e contraddittoria. Nel descriverlo, è difficile usare le solite parole "classe", "ordine" e "famiglia": famiglie piccole e simili di tetrapodi carboniferi hanno dato origine a enormi classi di dinosauri, uccelli, mammiferi, ecc. In prima approssimazione i Carboniferi a quattro zampe sono divisi in due grandi gruppi e sei piccoli. Consideriamoli gradualmente, in ordine decrescente di diversità.

Il primo grande gruppo sono i rettiliomorfi (13% di tutti i generi). Questi animali erano più terrestri di immagine dell'acqua vita (anche se non tutte), molti di loro non deponevano le uova, ma deponevano uova con un guscio forte, e queste uova si schiudevano non in girini, ma in rettiliomorfi completamente formati che avevano bisogno di crescere, ma non avevano più bisogno di cambiare radicalmente la loro struttura corporea . Per gli standard del periodo Carbonifero, questi erano animali molto avanzati, avevano già narici e orecchie normali (non padiglioni auricolari, ma apparecchi acustici all'interno della testa). Il sottogruppo più numeroso di rettiliomorfi sono i sinapsidi (6% di tutti i generi). Cominciamo a osservare i sinapsidi con il loro gruppo più numeroso, gli ofiacodonti. Si trattava di “lucertole” moderatamente grandi (50 cm – 1,3 m), non particolarmente notevoli. La parola “lucertole” è tra virgolette perché non hanno nulla a che fare con le lucertole moderne, la somiglianza è puramente esteriore. Ecco, ad esempio, il più piccolo degli ofiacodonti, Archaeotiris:

Altri sinapsidi - i varanopidi - avevano caratteristiche anatomiche che ricordavano più le moderne lucertole monitor che le lucertole. Ma non avevano nulla a che fare con i varani; questi sono tutti trucchi dell'evoluzione parallela. Nel Carbonifero erano piccoli (fino a 50 cm).

Il terzo gruppo di sinapsidi del Carbonifero sono gli edafosauri. Divennero i primi grandi vertebrati erbivori, occupando per la prima volta la nicchia ecologica delle mucche moderne. Molti edafosauri avevano una vela pieghevole sulla schiena, che permetteva loro di regolare più efficacemente la temperatura corporea (ad esempio, per riscaldarsi, è necessario uscire al sole e aprire la vela). Gli edafosauri del periodo Carbonifero raggiungevano i 3,5 m di lunghezza, la loro massa raggiungeva i 300 kg.

L'ultimo gruppo di sinapsidi del Carbonifero degno di nota sono gli sfenacodonti. Erano predatori a cui, per la prima volta nella storia degli animali a quattro zampe, furono fatti crescere i denti agli angoli delle mascelle. zanne potenti. Gli Sfenacodonti sono i nostri lontani antenati; da loro discendono tutti i mammiferi. Le loro dimensioni variavano da 60 cm a 3 m, assomigliavano a questo:

Una volta trattato questo argomento dei sinapsidi, diamo un'occhiata ad altri gruppi meno prosperi di rettiliomorfi. Al secondo posto (4% di tutti i generi) ci sono gli antracosauri, i rettiliomorfi più primitivi, forse gli antenati di tutti gli altri gruppi. Non avevano ancora i timpani nelle orecchie e da bambini forse stavano ancora attraversando la fase del girino. Alcuni antracosauri avevano una pinna caudale debolmente definita. Le dimensioni degli antracosauri variavano da 60 cm a 4,6 m

Il terzo grande gruppo di rettiliomorfi sono i sauropsidi (2% di tutti i generi Carboniferi). Si trattava di piccole lucertole (20-40 cm), già senza virgolette, a differenza dei sinapsidi simili a lucertole. L'Hylonomus (nella prima immagine) è il lontano antenato di tutte le tartarughe, il petrolacosaurus (nella seconda immagine) è il lontano antenato di tutti gli altri rettili moderni, nonché dei dinosauri e degli uccelli.

Per approfondire infine il tema dei rettiliomorfi, citiamo la strana creatura Soledondosaurus (fino a 60 cm), alla quale generalmente non è chiaro a quale ramo dei rettiliomorfi sia da attribuire:

Quindi, l'argomento dei rettiliomorfi è trattato. Passiamo ora alla seconda. grande gruppo tetrapodi carboniferi – anfibi (11% di tutti i generi). Il loro sottogruppo più numeroso erano i temnospondili (6% di tutti i generi Carboniferi). In precedenza, insieme agli antracosauri, venivano chiamati labirintodonti, in seguito si scoprì che la struttura insolita dei denti negli antracosauri e nei temnospondili si formava indipendentemente. I temnospondili sono simili ai moderni tritoni e salamandre, i più grandi raggiungono i 2 m di lunghezza.

Il secondo e ultimo grande gruppo di anfibi del Carbonifero sono i lepospondili (vertebrati sottili), che comprendono il 5% di tutti i generi del periodo Carbonifero. Queste creature persero completamente o parzialmente gli arti e divennero come serpenti. Le loro dimensioni variavano da 15 cm a 1 m.

Quindi, tutti i grandi gruppi fiorenti di tetrapodi sono già stati presi in considerazione. Consideriamo brevemente piccoli gruppi che non sono quasi diversi da quelli sopra descritti, ma non sono strettamente correlati ad essi. Queste sono forme transitorie o rami senza uscita dell'evoluzione. Quindi andiamo. Bafetidi:

e altri gruppi molto piccoli:

Con questo abbiamo finalmente affrontato il tema degli animali a quattro zampe, passiamo alla pesca. I pesci con pinne lobate (vale a dire i pesci, esclusi i tetrapodi) costituiscono l'11% di tutti i generi del Carbonifero, con una ripartizione approssimativamente come segue: il 5% sono tetrapodomorfi che non hanno subito lo sviluppo della terra, un altro 5% sono celacanti e il restante 1% sono resti pietosi di pesci polmonati della diversità devoniana. Nel Carbonifero, i tetrapodi sostituirono i pesci polmonati provenienti da quasi tutte le nicchie ecologiche.

Nei mari e nei fiumi, i pesci con pinne lobate sono stati ampiamente sostituiti dai pesci cartilaginei. Ora non si tratta più di poche nascite, come nel Devoniano, ma del 14% del totale delle nascite. Sottoclasse più grande pesci cartilaginei– elasmobranchi (9% di tutti i generi), il più grande superordine di elasmobranchi sono gli squali (6% di tutti i generi). Ma questi non sono affatto gli stessi squali che nuotano nei mari moderni. Maggior parte grande squadra Squali carboniferi – eugeneodonti (3% di tutti i generi)

La caratteristica più interessante di questo ordine è la spirale dentale: una lunga proiezione morbida sulla mascella inferiore, costellata di denti e solitamente arricciata a spirale. Forse durante la caccia, questa spirale è uscita dalla bocca come la "lingua della suocera" e ha afferrato la preda o l'ha tagliata come una sega. O forse era destinato a qualcosa di completamente diverso. Tuttavia, non tutti gli eugeneodonti hanno un'elica dentale espressa in tutto il suo splendore, alcuni eugenodonti, invece dell'elica dentale, avevano arcate dentali (una o due), di cui generalmente non è chiaro il motivo per cui sono necessarie; Un tipico esempio è edestus

Gli eugeneodonti erano pesci di grandi dimensioni - da 1 a 13 m,Campodusdivenne l'animale più grande di tutti i tempi, battendo il record devoniano di Dunkleosteus.

Tuttavia, l’helocoprion era solo un metro più corto

Il secondo grande ordine di squali del Carbonifero sono i simmoriidi (2% di tutti i generi). Ciò include lo stethacanthus, già a noi familiare dalla revisione devoniana. I simmoriidi erano squali relativamente piccoli, non più lunghi di 2 m.

Il terzo ordine di squali del Carbonifero che merita di essere menzionato sono gli xenacantidi. Questi erano predatori moderatamente grandi, da 1 a 3 m:

Un esempio di xenocanthus del tardo Carbonifero è il pleuracanthus, uno dei rappresentanti più studiati degli antichi squali. Questi squali sono stati trovati nelle acque dolci dell'Australia, dell'Europa e del Nord America; i resti completi sono stati scavati nelle montagne vicino alla città di Pilsen; Nonostante le loro dimensioni relativamente piccole - 45-200 cm, solitamente 75 cm - i pleuracanti erano nemici formidabili per gli acantodi e altri piccoli pesci dell'epoca. Attaccando un pesce, il pleuracanto lo distrusse all'istante con i suoi denti, ciascuno dei quali aveva due punte divergenti. Inoltre, si ritiene che cacciassero in branco. Secondo gli scienziati, i pleuracanti deponevano le uova, collegate da una membrana, negli angoli poco profondi di piccoli bacini ricchi di luce solare. Inoltre, sia serbatoi d'acqua dolce che salmastra. I pleuracanti furono rinvenuti anche nel Permiano: i loro numerosi resti furono rinvenuti negli strati Permiani centrali e occidentali

Pleuracanto

Europa. Quindi i pleuracanti dovettero convivere con molti altri squali adattati alle stesse condizioni di vita.

È impossibile ignorare uno degli squali ctenocanthus più notevoli, anch'esso di proprietà del Carbonifero. Intendo Bandringa. Il corpo di questo squalo non superava i 40 cm di lunghezza, ma quasi la metà era occupato da... il muso, il rostro! Lo scopo di un'invenzione così straordinaria della natura non è chiaro. Forse i bandringa usavano la punta del muso per sondare il fondale in cerca di cibo? Forse, come nel becco del kiwi, le narici erano situate all'estremità del rostro dello squalo e lo aiutavano ad annusare tutto intorno, poiché avevano scarsa vista? Nessuno lo sa ancora. La spina occipitale del bandringa non è stata trovata, ma molto probabilmente ne aveva una. Incredibili squali dal naso lungo vivevano sia in acque dolci che salate.

L'ultimo ctenocanthus si estinse nel periodo Triassico.

Questo conclude l’argomento degli squali di carbonio. Citiamo alcuni altri pesci elasmobranchi che sono simili agli squali, ma non lo sono, questi sono focolai di evoluzione parallela; Tali "pseudo-squali" comprendono, per lo più, il 2% di tutti i generi del Carbonifero piccoli pesci– fino a 60 cm.

Passiamo ora dagli elasmobranchi alla seconda e ultima grande sottoclasse di pesci cartilaginei: a testa intera (5% di tutti i generi carboniferi). Questi sono piccoli pesci, simili alle chimere moderne, ma più diversificati. Anche le chimere appartengono alla specie a testa intera ed esistevano già nel Carbonifero.

Questo conclude l'argomento dei pesci cartilaginei. Diamo un'occhiata brevemente alle due rimanenti classi di pesci del periodo Carbonifero: pesci con le pinne raggiate (7-18 cm):

e acantodi (fino a 30 cm):

Entrambe queste classi vegetavano tranquillamente nella fibra di carbonio. Per quanto riguarda i pesci corazzati e quasi tutti i pesci senza mascelle, si estinsero alla fine del Devoniano e, così, la rassegna dei pesci del periodo Carbonifero è completata. Menzioniamo brevemente che nel Carbonifero c'erano qua e là cordati ed emicordati primitivi che non avevano una vera spina dorsale, e passiamo al successivo grande tipo di animali carboniferi: gli artropodi (17% di tutti i generi).

La principale novità nel mondo degli artropodi è che durante la transizione dal Devoniano al Carbonifero, i trilobiti si estinsero quasi, lasciando solo un piccolo distaccamento che continuò la loro miserabile esistenza fino alla successiva grande estinzione alla fine del periodo Permiano. La seconda grande novità è stata la comparsa degli insetti (6% di tutti i generi). L'abbondanza di ossigeno nell'aria ha permesso a queste creature di non formare un normale sistema respiratorio, ma di utilizzare trachee povere e di non sentirsi peggio di altri artropodi terrestri. Contrariamente alla credenza popolare, la diversità degli insetti nel periodo Carbonifero era piccola, la maggior parte di loro erano molto primitivi. L'unico grande ordine di insetti carboniferi sono le libellule, la più grande delle quali (Meganeur, mostrata nella foto) raggiungeva un'apertura alare di 75 cm, e in peso corrispondeva approssimativamente a un corvo moderno. Tuttavia, la maggior parte delle libellule del Carbonifero erano molto più piccole.

Tsimbal Vladimir Anatolyevich è un amante e collezionista di piante. Da molti anni studia la morfologia, la fisiologia e la storia delle piante e svolge attività didattica.

Nel suo libro, l'autore ci invita nel mondo sorprendente e talvolta misterioso delle piante. Accessibile e semplice anche per un lettore impreparato, il libro racconta la struttura delle piante, le leggi della loro vita e la storia del mondo vegetale. In una forma affascinante, quasi investigativa, l'autore racconta tanti misteri e ipotesi legati allo studio delle piante, alla loro nascita e sviluppo.

Il libro contiene un gran numero di disegni e fotografie dell'autore ed è destinato a una vasta gamma di lettori.

Tutti i disegni e le fotografie presenti nel libro appartengono all'autore.

La pubblicazione è stata preparata con il sostegno della Dmitry Zimin Dynasty Foundation.

La Fondazione Dynasty per i programmi non-profit è stata fondata nel 2001 da Dmitry Borisovich Zimin, presidente onorario di VimpelCom. Le aree prioritarie di attività della Fondazione sono il sostegno alla scienza fondamentale e all'istruzione in Russia, la divulgazione della scienza e dell'istruzione.

“Library of the Dynasty Foundation” è un progetto della Fondazione per la pubblicazione di libri di divulgazione scientifica moderna selezionati da esperti scientifici. Il libro che hai tra le mani è stato pubblicato sotto gli auspici di questo progetto.

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In copertina c'è Ginkgo biloba sullo sfondo di un'impronta fogliare del probabile antenato dei ginkgo - Psygmophyllum expansum.

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Il periodo successivo nella storia della Terra è il Carbonifero o, come viene spesso chiamato, il Carbonifero. Non si deve pensare che, per qualche motivo magico, cambiare il nome di un periodo comporti cambiamenti nella flora e nella fauna. No, i mondi vegetali del primo Carbonifero e del tardo Devoniano non sono molto diversi. Anche nel Devoniano apparvero piante superiori di tutte le divisioni, ad eccezione delle angiosperme. Il periodo Carbonifero spiega la loro ulteriore sviluppo e fioritura.

Uno degli eventi importanti accaduti durante il periodo Carbonifero fu l'emergere di diverse comunità vegetali in diverse aree geografiche. Cosa significa questo?

All'inizio del Carbonifero era difficile distinguere tra le piante dell'Europa, dell'America e dell'Asia. Ci sono alcune piccole differenze tra le piante dell'emisfero settentrionale e meridionale. Ma verso la metà del periodo, diverse regioni si distinguono chiaramente con il proprio insieme di generi e specie. Sfortunatamente, c'è ancora un'opinione molto diffusa secondo cui il Carbonifero è un periodo di clima universalmente caldo e umido, quando l'intera Terra era ricoperta da foreste di enormi licofiti, alti fino a 30 m, lepidodendri e sigillaria, ed enormi alberi a forma di albero "equiseti" - calamite e felci. Tutta questa lussureggiante vegetazione cresceva nelle paludi, dove, dopo la morte, formavano depositi di carbone. Bene, per completare il quadro, dobbiamo aggiungere libellule giganti: meganeura e millepiedi erbivori di due metri.

Non era proprio così. Più precisamente, non è stato così ovunque. Il fatto è che nel Carbonifero, come adesso, la Terra era la stessa sferica e ruotava anche attorno al proprio asse e ruotava attorno al Sole. Ciò significa che anche allora sulla Terra esisteva una fascia di cibo caldo lungo l'equatore. clima tropicale, e più vicino ai poli è più fresco. Inoltre, nei depositi del tardo Carbonifero in emisfero meridionale furono trovate tracce indubbie di ghiacciai molto potenti. Perché anche nei libri di testo ci viene ancora parlato della “palude calda e umida”?

Questa idea del periodo Carbonifero si sviluppò nel XIX secolo, quando i paleontologi e, in particolare, i paleobotanici conoscevano i fossili solo dall'Europa. E l'Europa, come l'America, si trovava proprio ai tropici durante il periodo Carbonifero. Ma per giudicare la flora e la fauna solo da uno zona tropicale, per usare un eufemismo, non è del tutto corretto. Immaginate che qualche paleobotanico, dopo molti milioni di anni, dopo aver scavato i resti dell'attuale vegetazione della tundra, faccia un rapporto sul tema “Flora della Terra Periodo quaternario" Secondo il suo rapporto, si scopre che tu ed io, caro lettore, viviamo in condizioni estreme condizioni difficili. Che l'intera Terra è ricoperta da una flora estremamente povera, costituita principalmente da licheni e muschi. Solo qua e là le persone sfortunate possono imbattersi in una betulla nana e in rari cespugli di mirtilli. Dopo aver descritto un quadro così desolante, il nostro lontano discendente concluderà sicuramente che ovunque sulla Terra prevaleva un clima molto freddo e deciderà che la ragione di ciò è il basso contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera, la bassa attività vulcanica o, in casi estremi casi, alcuni un altro meteorite che ha spostato l'asse terrestre.

Purtroppo questo è l’approccio abituale ai climi e agli abitanti di un lontano passato. Invece di provare a raccogliere e studiare campioni di piante fossili provenienti da diverse regioni della Terra, scopri quali di esse sono cresciute contemporaneamente e analizza i dati ottenuti, anche se, ovviamente, ciò è difficile e richiede un notevole investimento di sforzi e il tempo, le persone si sforzano di diffondere quella conoscenza, che ottenne osservando la crescita di una palma da interno nel salotto di casa, attraverso la storia delle piante.

Ma notiamo ancora che nel periodo Carbonifero, intorno alla fine del Carbonifero inferiore, gli scienziati distinguevano già almeno tre grandi aree con vegetazione diversa. Questa è una regione tropicale - Eurameriana, extratropicale settentrionale - regione di Angara o Angarida ed extratropicale meridionale - regione di Gondwana o Gondwana. SU mappa moderna mondo Angarida si chiama Siberia, e Gondwana è l'Africa unita, Sud America, Antartide, Australia e subcontinente indiano. La regione eurasiatica è, come suggerisce il nome, l’Europa insieme America del Nord. La vegetazione di queste aree variava notevolmente. Quindi, se la regione eurameriana fosse dominata piante di spore, poi in Gondwana e Angarida, a partire dalla metà del Carbonifero - gimnosperme. Inoltre, la differenza nella flora di queste aree aumentò durante tutto il Carbonifero e all'inizio del Permiano.

Riso. 8. Cordaite. Possibile antenato delle conifere. Periodo Carbonifero.

Che altro eventi importanti ebbe origine nel regno vegetale del periodo Carbonifero? È necessario notare la comparsa delle prime conifere nel medio Carbonifero. Quando parliamo di piante di conifere, mi vengono in mente automaticamente i nostri soliti pini e abeti rossi. Ma le conifere del Carbonifero erano leggermente diverse. Si trattava apparentemente di alberi bassi, fino a 10 metri; nell'aspetto ricordavano leggermente la moderna Araucaria. La struttura dei loro coni era diversa. Queste antiche conifere probabilmente crescevano in luoghi relativamente aridi, e discendevano da... non si sa ancora da quali antenati. Ancora una volta, l'opinione accettata da quasi tutti gli scienziati su questo tema è che le conifere discendono dalle cordaiti. Le cordaiti, apparse apparentemente all'inizio del periodo Carbonifero, e anch'esse originate da una fonte sconosciuta, sono piante molto interessanti e peculiari (Fig. 8). Si trattava di alberi con foglie coriacee e lanceolate raccolte in mazzi all'estremità dei germogli, a volte molto grandi, lunghi fino a un metro. Gli organi riproduttivi dei cordaiti erano lunghi germogli di trenta centimetri su cui poggiavano coni maschili o femminili. Va notato che le cordaiti erano molto diverse. C'erano alberi alti e sottili e c'erano anche abitanti di acque poco profonde: piante con radici aeree ben sviluppate, simili ai moderni abitanti delle mangrovie. Tra loro c'erano anche dei cespugli.

Nel Carbonifero furono ritrovati anche i primi resti di cycas (o cycas): gimnosperme, oggi non numerose, ma molto comuni nell'era mesozoica successiva al Paleozoico.

Come puoi vedere, i futuri "conquistatori" della Terra: conifere, cicadee, alcune pteridosperme esistevano da molto tempo sotto il baldacchino delle foreste di carbone e accumulavano forza per un'offensiva decisiva.

Sicuramente hai notato il nome "felci da seme". Che tipo di piante sono queste? Dopotutto, se ci sono i semi, significa che la pianta non può essere una felce. Esatto, questo nome potrebbe non essere molto bello. Dopotutto, non chiamiamo gli anfibi “pesci con le zampe”. Ma questo nome mostra molto bene la confusione che gli scienziati hanno vissuto quando hanno scoperto e studiato queste piante.

Questo nome fu proposto all'inizio del XX secolo dagli eminenti paleobotanici inglesi F. Oliver e D. Scott, i quali, studiando i resti di piante del periodo Carbonifero, considerate felci, scoprirono che i semi erano attaccati a foglie simili a foglie delle felci moderne. Questi semi si trovavano all'estremità delle penne o direttamente sul rachide della foglia, come nelle foglie del genere Alethopteris(foto 22). Poi si è scoperto che la maggior parte delle piante delle foreste carbonifere, che prima venivano scambiate per felci, sono piante da seme. Era bella lezione. In primo luogo, ciò significava che in passato vivevano piante completamente diverse da quelle moderne e, in secondo luogo, gli scienziati si sono resi conto di quanto possano essere ingannevoli i segni esterni di somiglianza. Oliver e Scott hanno dato a questo gruppo di piante il nome "pteridosperme", che tradotto significa "felci da seme". I nomi dei generi con la desinenza - pteris(tradotto come piuma), che tradizionalmente veniva dato alle foglie di felce, rimasero. È così che le foglie delle gimnosperme hanno acquisito il nome di "felce": Alethopteris, Glossopteris e molti altri.

Foto 22. Impronte di foglie delle gimnosperme Alethopteris (aletopteris) e Neuropteris (neuropteris). Periodo Carbonifero. Regione di Rostov.

Ma quel che è peggio è che dopo la scoperta delle pteridosperme tutte le gimnosperme che non somigliavano a quelle moderne iniziarono ad essere classificate come felci da seme. Le peltaspermaceae, un gruppo di piante i cui semi sono attaccati ad un disco a forma di ombrello - peltoide (dal greco “peltos” - scudo) nella parte inferiore, e le keitoniaceae, in cui i semi erano nascosti in una capsula chiusa, e anche vi furono inclusi anche i glossopteridi. In generale, se una pianta era una pianta da seme, ma non rientrava in nessuno dei gruppi esistenti, veniva immediatamente classificata come pteridosperma. Di conseguenza, quasi l'intera enorme varietà di antiche gimnosperme si è rivelata unita sotto un unico nome: pteridosperme. Se seguiamo questo approccio, allora, senza dubbio, dobbiamo classificare sia il ginkgo moderno che le cicadee come felci da seme. Al giorno d'oggi, le felci da seme sono considerate dalla maggior parte dei paleobotanici un gruppo collettivo e formale. Tuttavia, classe Pteridospermopsida esiste ancora. Ma saremo d'accordo nel chiamare pteridosperme solo gimnosperme con singoli semi attaccati direttamente alla foglia simile a una felce sezionata in modo pinnato.

C'è un altro gruppo di gimnosperme apparso nel Carbonifero: i glossopteridi. Queste piante coprivano le distese del Gondwana. I loro resti furono trovati in depositi del Carbonifero medio e superiore, nonché del Permiano, in tutti i continenti meridionali, compresa l'India, che allora si trovava nell'emisfero meridionale. Parleremo più dettagliatamente di queste piante peculiari un po' più tardi, poiché il loro periodo di massimo splendore è il periodo Permiano successivo al Carbonifero.

Le foglie di queste piante (foto 24) erano simili, a prima vista, alle foglie delle cordaiti eurameriane, anche se nelle specie Angara sono solitamente di dimensioni più piccole e differiscono nei caratteri microstrutturali. Ma gli organi riproduttivi differiscono radicalmente. Nelle piante di Angara, gli organi che portavano i semi assomigliano più da vicino ai coni di conifere, anche se molto tipo peculiare, non trovato oggi. In precedenza, queste piante, Voiovskiaceae, erano classificate come cordaiti. Ora si distinguono in un ordine separato e nella recente pubblicazione "La grande svolta nella storia del mondo vegetale" S.V. Naugolnykh li colloca addirittura in una classe separata. Così, nel dipartimento delle gimnosperme, insieme alle classi già elencate, come le conifere o le cicadee, ne appare un'altra: le Voinovskiaceae. Queste piante peculiari apparvero alla fine del Carbonifero, ma nel Permiano si diffusero ampiamente in quasi tutto il territorio degli Angaridi.

Foto 23. Semi fossili di Voinovskie. Permiano inferiore. Cis-Urali.

Foto 24. Impronte di foglie di Voinovskiy.

Cos’altro c’è da dire sul periodo Carbonifero? Ebbene, forse, ha preso il nome dal fatto che le principali riserve di carbone in Europa si formarono proprio in quel momento. Ma in altri luoghi, in particolare in Gondwana e Angarida, i depositi di carbone si formarono, per la maggior parte, nel successivo periodo Permiano.

In generale la flora del periodo Carbonifero era molto ricca, interessante e diversificata e merita sicuramente una descrizione più dettagliata. I paesaggi del periodo Carbonifero dovevano apparirci assolutamente fantastici e insoliti. Grazie ad artisti come Z. Burian, che raffigurarono i mondi del passato, oggi possiamo immaginare le foreste del Carbonifero. Ma conoscendo un po’ di più le piante antiche e il clima di quei tempi, possiamo immaginare altri paesaggi, del tutto “alieni”. Ad esempio, foreste di piccoli muschi alti due o tre metri, sottili e diritti, simili ad alberi, in una notte polare, non lontano dal polo nord di quel tempo, nell'attuale estremo nord-est del nostro paese.

Ecco come S. V. Meyen descrive questa immagine nel suo libro “Traces of Indian Grasses”: “Una calda notte artica si stava avvicinando. Era in questa oscurità che si trovavano i boschetti di licofiti.

Strano paesaggio! Difficile immaginarlo... Lungo le sponde dei fiumi e dei laghi si estende un pennello opaco di bastoncini di varie dimensioni. Alcuni sono caduti. L'acqua li raccoglie e li trasporta, ammucchiandoli nei torrenti. In alcuni punti il ​​sottobosco è interrotto da boschetti di piante simili a felci con foglie arrotondate e piumate... Probabilmente la caduta delle foglie autunnali non è ancora avvenuta. Insieme a queste piante non troverai mai un osso di nessun animale a quattro zampe o l'ala di un insetto. C'era silenzio nella boscaglia."

Ma abbiamo ancora molte cose interessanti davanti a noi. Andiamo avanti oltre, a ultimo periodo l'era Paleozoica, o l'era della vita antica, - nel Permiano.

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