Масові вимирання організмів в історії біосфери

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Курсова робота
з дисципліни «Природознавство»
по темі:
«Масові вимирання організмів в історії біосфери»

Зміст
Введення
1. Вік Землі та її геохронологія.
1.1 кріптозой - етап прихованого життя
1.2 Вибухова еволюція на початку кембрію
1.3 Життя в палеозойської ери.
1.4 Мезозойська ера - століття рептилій
1.5 Кайнозой - століття ссавців і птахів
2. Типізація фанерозойських подій масового вимирання організмів
2.1 Визначення масового вимирання
2.2 Великі масові вимирання
2.3. Малі масові вимирання
2.4 Потенційні масові вимирання
2.5 Сучасне масове вимирання
3. Модель біосферних криз
Висновки
Список використаної літератури

Введення
Про глобальні катастрофи і супроводжуючих їх різких змінах планетарної біоти вчені знали вже в XVIII столітті. Під глобальними катастрофічними подіями в геологічній історії розуміються відносно короткочасні явища, що призвели до проявився в масштабі всієї Землі змін літосфери, атмосфери та гідросфери, які чітко фіксуються в палеонтологічного і седіментологіческой літописах. Масові вимирання організмів є найбільш чітким ознакою сталася глобальної катастрофи. Причини глобальних катастроф є предметом гострих дискусій і в даний час інтенсивно вивчаються і обговорюються в геологічній літературі.
Глобальні біотичні кризи  це відносно тривалі події, що займають 10-15 млн. років. Дестабілізуючий біоту поштовх призводить до вимирання спеціалізованих панівних видів, відбувається спрощення структури спільноти та скорочення різноманітності. При подальшій стабілізації обстановки відновлюються колишні тенденції, швидке зростання різноманітності створює враження "вибуховий еволюції. Глобальні біотичні кризи являють собою критичні моменти істотної перебудови всієї біосфери. Найважливішою складовою частиною біотичних криз є що лежать у їх основі масові вимирання (МВ), завдяки яким звільняються раніше зайняті екологічні ніші і відбувається "омолодження" спільнот різного рівня, що забезпечує прискорену еволюцію пережили ці події груп організмів [1].
Визнання того, що глобальні біотичні кризи і МВ дійсно мали місце в історії розвитку Землі, не звільняє від розробки конкретних показників, за допомогою яких їх можна було б виявляти й порівнювати. Модель структури глобального біотичного кризи була запропонована ще в 1924 р. Д. М. Соболєвим. В останні роки розробці цієї проблеми особливу увагу приділяє О. Валлізер. Всебічному розгляду цієї проблеми присвячені дослідження в рамках міжнародного проекту N 335 Міжнародної програми геологічної кореляції.
Початок кризи збігається з якимсь дуже короткочасним глобальним подією, яке дестабілізує біосферу. У результаті цієї події, різко змінює умови існування організмів, починається їх МВ, що розповсюджується по харчових ланцюгах. Необхідна для реакції біосфери час становило іноді сотні тисяч років, але можливо, і значно більше. Однак ясно, що цього часу було достатньо для того, щоб в опадах даний процес міг бути записаний дуже докладно, а не у вигляді однієї поверхні або площини нашарування. Тому МВ «... при розгляді їх в більшому масштабі звичайно добре визначені у договорі і набувають ступінчасту структуру» [2, с.24].
За ступінчастим вимиранням слід досить тривалий (від 1-2 до 5-6 млн. років) період низького таксономічного різноманіття. Особа біоти визначають стародавні групи, які виявилися здатними пережити несприятливий момент різких змін середовища, проте еволюційно вони, як правило, безперспективні. Нарешті, весь процес кризи завершується бурхливої ​​диверсифікацією, швидким зростанням різноманітності глобальної біоти, завдяки заняттю звільнилися екологічних ніш.
Спроби відтворення подій мільйонорічних давності носять не тільки академічний характер. Глобальні катаклізми не менш небезпечні для суспільства епохи НТР, ніж були небезпечні для рептилій крейдяного періоду. Тому актуальною є задача складання моделі глобальних кризових ситуацій, що призвели за собою масові вимирання. У цій праці подано спробу узагальнити доступний матеріал з масовим вимиранням в історії біосфери. Також розглянуті можливі причини вимирання і проаналізована модель глобального біосферного кризи.

1. Вік Землі та її геохронологія
1.1 кріптозой - етап прихованого життя
Протерозойська і архейської ери, що об'єднуються в кріптозой, або докембрій, довгий час залишалися загадкою для науки. Найдавніші з відомих мінералів мають вік 4,2 млрд. років (оцінка віку Землі в 4,5-4,6 млрд. років заснована на аналізі речовини метеоритів і місячного грунту). Вік же найдавніших порід, в яких знайдено вуглець завідомо органічного походження (у вуглеці, що брав коли-небудь участь у реакціях фотосинтезу, необоротно змінюється співвідношення ізотопів 12C і 13C) становить 3,8 млрд. років. Формація Ісуа в Гренландії, де були виявлені ці вуглецеві прошаруй, одночасно є взагалі найдавнішими на Землі осадовими породами. Таким чином, перші достовірні сліди життя з'являються на Землі одночасно з першими достовірними слідами води [5, с.40].
Першими організмами були фотоавтотрофи: найдавніші організми з формації Ісуа були саме фотосинтезуючими, а в породах віку 3100 млн років містяться залишки хлорофила  Фіта і пристав, і навіть неразложившиеся ціанобактеріальний пігмент фікобіліни, але набагато простіше відстежувати діяльність фотоавтотрофов по одному з її побічних продуктів  кисню. Кисень не може бути отриманий шляхом дегазації магми, і тому був відсутній в первинній атмосфері Землі, яка була відновної. Початок утворення руд, що складаються з гематиту Fe2O3 і магнетиту FeO (Fe2O3) означає появу на Землі джерела молекулярного кисню - фотосинтезуючих організмів.
Джерело кисню виник, але атмосфера ще протягом півтора мільярдів років залишалася анаеробної: про це свідчить наявність у відповідних відкладеннях конгломератів з піриту (FeS2). Спільноти фотоавтотрофов формують у цей час своєрідні кисневі оазиси в безкисневому пустелі; їх можливостей вистачає на створення окисних обстановок (і осадження заліза в окисной формі) лише у своєму безпосередньому оточенні [6].
Близько 2 млрд. років тому, коли процес гравітаційної диференціації надр призвів до того, що більша частина заліза перейшла в ядро ​​планети, окислення закисного заліза і осадження його у вигляді джеспіллітов завершилося; саме в цей час виникли всі найбільші родовища заліза, такі, як Курська магнітна аномалія. Надалі руди цього типу вже не утворювалися. Приблизно до середини протерозою (1,7-1,8 млрд. років тому) "киснева революція" в цілому завершується, і атмосфера стає аеробної. Зміна анаеробних умов на аеробні не могла не викликати катастрофічних змін у структурі тодішніх екосистем, і в дійсності "киснева революція" є не що інше, як перший в історії Землі глобальна екологічна криза.
У ранньому докембрії існував особливий світ, що формується прокаріотних організмами  бактеріями і ціанобактеріями. Серед прокаріотів невідомі багатоклітинні організми. Є нитчасті і пальмеллоідние форми ціанобактерій, проте рівень інтеграції клітин у цих структурах  це все-таки рівень колонії, а не організму.
Для докембрійських осадових товщ надзвичайно характерні строматоліти (по-грецьки  "кам'яний килим")  тонкослойчатие колони або горбики, що складаються головним чином з карбонату кальцію. Строматоліт утворюється в результаті життєдіяльності абсолютно ні на що не схожого прокаріотних спільноти, званого ціанобактеріальним матом. Мати існують у багатьох районах світу, головним чином  у таких гіпергалинного (пересоленим) лагунах, як наш Сиваш, однак справжні строматоліти, як в Шарк-Бей і на Багамской мілини, вони утворюють досить рідко.
Не всі мати представляли собою донні співтовариства. Справа в тому, що, крім уже відомих нам строматолітів, сліди життєдіяльності мікробних співтовариств представлені ще й онколітамі  більш-менш сферичними утвореннями, в яких вапняні шари розташовуються не лінійно (як у строматоліте), а утворюють концентричну структуру. Передбачається, що онколіти створювалися «... особливими прокаріотних спільнотами, що мали вигляд плаваючих у товщі води куль, оболонка яких являла собою мат» [11, с.39].
Умови існування найдавніших прокаріотних екосистем традиційно вважалися підводними (морськими) до тих пір, поки І.М. Крилов і Г.А. Заварзін (1988) не висунули ряд аргументів на користь наземного освіти докембрійських строматолітів. Надалі палеонтолог А.Г. Пономаренко (1993) поставив питання про те, що таке взагалі "море" і "суша" стосовно до глибокого докембрію  раніше це просто нікому не спадало на думку. Справа в тому, що за відсутності вищої наземної рослинності швидкість водної та вітрової ерозії повинна перевищувати сучасну у багато разів. Незахищені похилі субстрати при цьому будуть розмиватися дуже швидко, і ландшафт виявиться складається з практично вертикальних скель і майже горизонтальних рівнин, що тягнуться на величезні площі і лише трохи перевищують рівень моря [6].
Ймовірно, у ті часи на околицях континентів формувалися великі мілководні басейни з постійно мінливих рівнем води і без цієї берегової лінії. Саме в цьому "вимерлим" ландшафті, яка не є ні сушею, ні морем в сучасному сенсі, і процвітали строматолітових екосистеми.
Саме в планктонних екосистемах відбулося в середині протерозою (близько 1,9-2 млрд. років тому) подія, що стало ключовим для подальшої долі біосфери. У цей час у складі фітопланктону з'явилися такі організми, яких вважають першими на Землі еукаріотами.

1.2 Вибухова еволюція на початку кембрію
Перші еукаріоти з'явилися близько двох мільярдів років тому, формуючи свій власний тип рослинності, названий В. Шенборном (1987) "водоростеві лугами". Нині спільноти такого типу відомі лише в деяких антарктичних внутрішніх водоймах; в докембрії ж вони, судячи з характеру опадів, були широко поширені в морях за межами мілководь. Це час як мінімум трьох покривних зледенінь, останнє з яких  Лапландські (600 млн. років тому)  було, по всій видимості, найбільшим за всю історію Землі. Однією ж із причин початку зледенінь вважають так званий "зворотний парниковий ефект": коли в атмосфері планети ставлення О2/СО2 зміщується в бік кисню, планета починає набагато гірше утримувати тепло, доставляється центральним світилом [11, с.78].
У 1947 р. Р. Спрігг зробив у містечку Едіакарій в Південній Австралії знайшов і описав багату фауну дивовижних бесскелетних організмів, що отримала назву едіакарской. Спочатку цю фауну визнали кембрійської, проте в 1959 р. М. Глесснер правильно датував її кінцем докембрію  Венді (620-600 млн. років тому); таким чином, період достовірного існування на Землі багатоклітинних тварин подовжився майже на на 100 млн. років. Надалі едіакарской фауну знайшли ще в декількох районах світу (Намібія, Ньюфаундленд); багате і найбільш інформативне в плані палеоекології місцезнаходження (багато тисяч особин, що відносяться до кількох десятків видів) відомо в Росії, на Білому морі [6, с.71].
У той час як всі численні групи багатоклітинних, що з'явилися на початку кембрію (540 млн. років тому), були представлені дрібними організмами (міліметри чи перші сантиметри), едіакарской фауна складалася з великих або дуже великих безхребетних, розміром до півтора метрів. Серед них були як радіально-симетричні форми, названі "медузоідамі", так і білатерально-симетричні, одні з них (петалонами) зовні нагадують сучасні корали, інші (Дікінсон та спріггіна)  кільчастих хробаків і членистоногих. Більшість дослідників вважають, що едіакарской фауна не пов'язана генетично з сучасними, морфологічно подібними видами - в кінці венда вендобіонти повністю вимерли, не залишивши після себе прямих нащадків.
Едіакарской спроба створення багатоклітинних тварин була не першою за рахунком, а в кращому випадку другий. У 1986 р. Сун Вей-го виявив у позднеріфейскіх відкладеннях Китаю (Хайнань) з віком 840-740 млн. років тому багату фауну макроскопічних бесскелетних тварин; її, за традицією, назвали Хайнаньської біотою. Майже одночасно схожа фауна була знайдена М. Б. Гніловской в ​​Росії, на Тіманський кряжі; на жаль, вивчена вона поки недостатньо. Відомо лише, що складові її організми поступаються за розміром едіакарской і є не стрічкоподібними, а хробакоподібними, причому іноді здаються членистими; багато хто з них будують з органічного матеріалу сегментовані трубки келихоподібної форми. Дуже важливо те, що серед цих організмів немає ні медузоідов, ні яких-небудь форм, близьких до губок; судячи з усього, протерозойська хайнаньських біота не може розглядатися як предковая ні для едіакарской, ні для сучасної (фанерозойский). Причини вимирання цих багатоклітинних форм поки не відомі.
1.3 Життя в палеозойської ери
Подальший розвиток органічного світу схематично відображено в додатку 1. Розглянемо лише найбільш значні етапи розвитку життя. До середини кембрію продуктивність і біологічну різноманітність досягають такого рівня, що у екосистем виникає потреба в спеціалізованих хижаків-макрофагах. Першими еволюційного успіху домоглися членистоногі та близькі до них артроподоподобние форми. Найбільшим хижаком тих часів був аномалокаріс; хижаками, як вважають зараз багато дослідників, були і найперші трилобіти - лише пізніше ця група перейшла до детрітофагі. Однак незабаром вперед вирвалися молюски: що з'явилися в кінці кембрію головоногі (це були малорухомі форми, споріднені сучасні наутилуси, але з незакрученних конічної раковиною, так звані прямі головоногі) безроздільно панували в придонних шарах океану приблизно до середини силуру; на ордовик доводиться пік видового різноманіття цієї групи тварин (близько 150 пологів). Хижаки з числа членистоногих (ракоподібні та водні хеліцеровиє - мечохвостів і ракоскорпіони) і хребетних (безщелепні - РІДНИХ сучасних міног) виявляються "неконкурентоспроможними" і займають в екосистемах підлегле становище [8, с.40].
Положення міняється в силурі, коли серед членистоногих з'явилися великорозмірні ракоскорпіони, а серед хребетних  першим Щелепні (справжні риби). Судячи з усього, обидві ці групи виникли в опріснених прибережних акваторіях (типу лагун): тут вони були на перших порах позбавлені від конкуренції з головоногими, які уникають ділянок моря, "отруєних" стікають з суші прісними водами. Саме в цей час ракоскорпіони (наприклад, Pterygotus) досягають довжини понад 2 м (а якщо з клешнями - то майже 3 м.) і стають володарями силурійських морів - принаймні, їх прибережних ділянок. Прямі головоногі не витримують конкуренції, і їх різноманітність помітно скорочується; спроби врятуватися за рахунок гігантизму (раковини Endoceras, наприклад, досягали 4 м. в довжину  хоча сам молюск був багато менше) не мали успіху.
Еволюційного успіху домоглися хребетні. До цих пір ті використовували стратегію пасивного захисту  створення потужної зовнішньої "броні"; такі були панцирні безщелепні  остракодерми, і панцирні риби  плакодерми. У девоні одна з груп плакодерми  артродіри  відмовилася від броні в обмін на швидкість і перейшла до активного хижацтву. Це виявило переваги, що виникли раніше в результаті перетворення першої пари зябрових дуг в рухливі щелепи  чудовий засіб нападу і захисту. Істоти ці могли збільшувати розміри тіла практично необмежено: такі артродіри, як дініхтіс досягали 10 м у довжину  одні з найбільших риб за всю історію, тоді як ракоскорпіони вже досягли фізіологічної межі розмірів для членистоногих.
У палеозої починається підкорення суші живими організмами. С.В. Мейен вважає, що суша повинна була покритися рослинністю до кінця девону (зігенскій століття), оскільки з початку наступного, карбонового, періоду на Землі утворюються вже практично всі типи опадів, відкладаючиїся нині на континентах. У дозігенскіе ж часи континентальні опади практично відсутні  мабуть, у зв'язку з їх постійною вторинною розмивом в результаті нерегульованого стоку. На самому початку карбону на континентах починається вугленакопичення  а це свідчить про те, що на шляху стоку вод стояли потужні рослинні фільтри. Не будь їх, залишки рослин безперервно змішувалися б з піском і глиною, так що виходили б уламкові породи, збагачені рослинними залишками  вуглисті сланці та вуглиста пісковики, а не справжні вугілля. Виникла в прибережних амфібіотіческіх ландшафтах густа "щітка" з гелофітов (можна назвати її "рініофітний очерет") починає діяти як фільтр, регулюючий плащової стік: вона інтенсивно відціджують (і осаджує) зносяться з суші уламковий матеріал і формує тим самим стабільну берегову лінію [9 , с.53].
Саме з знову виникли прісноводними водоймами пов'язана і поява в пізньому девоні (фаменскій століття) перших тетрапод (чотириногих)  групи хребетних, що мають дві пари кінцівок; вона об'єднує в своєму складі амфібій, рептилій, ссавців і птахів (просто кажучи, тетраподи  це все хребетні, крім риб і рибообразних). В даний час загальноприйнято, що тетраподи ведуть своє походження від кистеперих риб (Rhipidistia); ця реліктова група має нині єдиного живого представника, латимерію.
Серед карбонових амфібій з'являються невеликі (менше 1 м), схожі на сучасних саламандр антракозаври, що мають безсумнівні пристосування до наземного життя і явно орієнтовані на харчування безхребетними (а не рибою  як їхні більші родичі). Саме антракозавров вважають предками рептилій; перші рептилії  карбонові капторініди  нагадували за зовнішнім виглядом великих ящірок, причому, судячи з будовою їх щелепного апарату, вони спеціалізувалися саме на харчуванні комахами.
1.4 Мезозойська ера - століття рептилій
Існування двох незалежних еволюційних гілок амніот  тероморфной (від грецького "теріон"  звір) і завроморфной (від "заурос"  ящір), що розійшлися ще на рівні амфібій і вінчаються: перша  ссавцями, а друга  птахами і динозаврами, зараз практично загальновизнано . Завроморфи з'явилися в тому ж пізньому карбоні, що і тероморфи, але протягом усього палеозою перебували на других ролях. Правда, рослиноїдні анапсіди парейзаври стали помітним елементом позднепермскіх екосистем. На початку мезозою завроморфи починають домінувати і протягом тріасу представники тероморфной лінії виявляються витісненими на глибоку періфіріі еволюційної сцени, а їх місця займають завроморфи-діапсіди; останні до того ж освоюють екологічні ніші, недоступні амніот  море і повітряний простір [8, с.112 ].
Так в тріасі виникла життєва форма високошвидкісного біпедального істоти; саме "двоногого" відкрила динозаврам шлях до 130-мільйонорічних пануванню над сушею. Серед наземних хижаків у великому розмірному класі ця життєва форма стала взагалі єдиною і, одного разу сформувавшись, практично не змінювалася протягом усього мезозою. Більше того: згодом саме біпедальная локомоция дозволила двом лініям архозаврів  птерозавра і птахам  незалежно перетворити передню кінцівку в махають крилами і освоїти активний політ.
Коли говорять про структуру мезозойського спільноти наземних хребетних, відразу помічають, що великий розмірний клас (Е. Олсон назвав його "домінантним співтовариством") у ньому був повністю сформований архозаври: і фітофаги, і хижаки в ньому представлені спершу текодонтов, потім динозаврами. Рідше звертають увагу на іншу обставину: малий розмірний клас ("субдомінантні спільнота") виявився для архозаврів майже закритим  рівно тією ж мірою, як великий  для тероморфов. Серед малорозмірних істот (менше 1 метра) домінували теріодонти (та їхні прямі нащадки  ссавці), а на других ролях виступали нижчі діапсіди  ящірки і дзьобоголових (нині від цієї групи вціліла лише гаттерія); харчувалися вони комахами і, рідше, один дружкою  фітофаги в малому розмірному класі не було зовсім [11].
1.5 Кайнозой - століття ссавців і птахів
На початку палеоценової епохи фауна ссавців залишалася, по суті, тією ж, що і в позднемеловую час. У ній були представлені лише групи, що виникли ще в мезозої: рослиноїдні Багатогорбкозубі, зовні нагадували гризунів, але, можливо, родинні прототеріям  однопрохідним, а також архаїчні представники сумчастих і плацентарних, що харчувалися комахами та іншої дрібної здобиччю. Для всіх архаїчних ссавців були характерні такі примітивні особливості, як відносно невеликий мозок, прості трикутні зуби (за винятком Багатогорбкозубі), п'ятипалі кінцівки, що спиралися при пересуванні на всю кисть і стопу (плантіградность).
Предки ссавців  сінапсідние рептилії-теріодонти вимерли ще в пізньому тріасі. Однак в 1992 р. було опубліковано сенсаційне повідомлення про знахідку в позднепалеоценових відкладеннях Альберти в Канаді фрагмента нижньої щелепи, ряд особливостей якої дуже схожий з станом цінодонтов. Якщо дані про це палеоценової цінодонте, що отримав назву Chronoperates, підтвердяться, доведеться укласти, що одна з філетіческіх ліній теріодонтов проіснувала весь мезозой і перейшла в кайнозой, переживши (разом з деякими лініями динозаврів) рубіж крейди і палеогену [11, с.140].
До середини палеоценової епохи різноманітність ссавців значно зросла і настільки, що можна припустити розбіжність їх предкової ліній ще до кінця крейди. Але основна адаптивна радіація плацентарних і сумчастих відбувалася в палеоцене і еоцені, коли склалися всі основні загони кайнозойських ссавців
Від примітивних комахоїдних плацентарних виникли всеїдні, а потім і справжні рослиноїдні форми. Рослиноїдні у деяких груп плацентарних розвинулася в палеоцене. Початок цього напряму пристосувальної еволюції було представлено архаїчними копитними  кондиляртрам (Condylarthra), найдавніші представники яких відомі з верхньокрейдових відкладів Південної Америки. Це були порівняно невеликі тварини розміром із зайця, більш пізні представники досягали довжини тіла близько 180 см. Можливе, примітивні кондиляртрам були предками інших груп копитних.
Серед цих останніх уже в пізньому палеоцене і еоцені з'явилися більш спеціалізовані, великі і химерні форми. Характерні в цьому відношенні діноцерати (Dinocerata  "страшнорогіе"), які були найбільшими наземними ссавцями еоценової епохи, досягаючи розмірів сучасних носорогів. Щодо короткі і товсті п'ятипалі кінцівки цих масивних тварин несли копита. Череп в деяких форм (наприклад, уінтатерія  Uintatherium, ріс.80) мав рогоподобного кісткові вирости і кінжалообразние гострі ікла. Ймовірно, ці великі тварини були добре захищені від нападів сучасних їм хижаків. Однак діноцерати вимерли вже до кінця еоцену. Швидше за все, їх вимирання пов'язано з конкуренцією з більш прогресивними групами копитних, яку діноцерати програли завдяки загальному консерватизму своєї організації, зокрема збереження відносно дуже невеликого головного мозку [8, с.156].
У палеоцене і еоцені з'явилися такі прогресивні групи рослиноїдних ссавців, як непарнокопитні (Perissodactyla), парнокопитні (Artiodactyla), гризуни (Rodentia), Зайцеподібні (Lagomorpha) і ряд інших. Існування деяких примітивних груп ссавців в Південній Америці, яка до кінця раннього еоцену відокремилася від Північної Америки і залишалася ізольованою до пліоцену, було досить тривалим. Серед вищих копитних раніше за інших почали адаптивну радіацію непарнокопитні, які вже в еоцені були представлені різноманітними формами. Центром еволюції цього загону була, мабуть, Північна Америка, звідки відомі найбільш ранні й примітивні представники різних сімейств, як дожили до сучасності (коні, тапіри, носороги), так і вимерлих (тітанотеріев, халікотеріі та ін.) Непарнокопитні пережили свій розквіт в палеогені, причому їх еволюційна історія стала однією з найяскравіших сторінок в кайнозойської палеонтологічного літопису.

2. Типізація фанерозойських подій масового вимирання організмів
2.1 Визначення масового вимирання
Найбільший інтерес при вивченні біотичних криз мають представляти МВ (масові вимирання), що лежать в основі цих подій. Масове вимирання - це одночасне в глобальному масштабі зникнення багатьох таксонів високого рангу, які належать різним групам організмів, і різке скорочення різноманітності тих, які повністю не зникають. Провідна роль МВ підкреслюється ще й тим, що тільки через їх структуру і динаміку можна реконструювати причини і характер причин, які їх подій.
Вимирання таксонів - це безперервний процес, що йде з більш-менш постійною швидкістю; в палеонтологічного літопису МВ фіксуються щодо різкого зростання рівня вимирання (кількість вимираючих таксонів, виражене у відсотках від загального числа існуючих протягом даного часу). Амплітуда МВ може бути визначена за допомогою визначення інтенсивності вимирання - тобто «.. відношення рівня вимирання на критичному рубежі до фонового рівня вимирання» [2, с.40].
Модель зміни складу біотичного співтовариства при масовому вимиранні була запропонована Е. Кауффманом. У ній виділено декілька груп таксонів, що відрізняються по своїй тактиці по відношенню до кризової ситуації. У залежності від переважання певних груп виділяються етапи в структурі глобального біотичного кризи: інтервал, відповідний останній фазі МВ, верхня межа якого збігається з кінцем МВ; інтервал "переживання", тобто існування вижили форм, відповідає часу, коли біота ще не оговталася від спіткало її стресу; інтервал відновлення або "регенерації", відповідний початку нового етапу в житті біоти. Особлива роль у структурі масового вимирання належить "переживають" і "лазерним" таксонам, що дає у наслідку початок новому еволюційного етапу [2, с.39].
Біотичні кризи і супроводжували їх МВ значно різнилися за масштабами. Серед них чітко виділяються чотири-п'ять найбільш великих подій - "великі масові вимирання" і близько п'ятнадцяти подій значно меншої амплітуди і тривалості. Це так звані "малі вимирання". Всього ж можна нарахувати до 29 подій МВ. Періоди найбільш відомих МВ схематично відображені в додатку 2.
У періоди великих МВ відбуваються вкрай різкі зміни в структурі біоти самих різних рівнів. Малі МВ є значно менш масштабними. Періодичність МВ належить до числа найбільш дискусійних питань, так як для кількісного аналізу часових рядів потрібні точні вихідні вікові датування, які іноді вкрай важко отримати навіть для одного кордону. Особливо активно ця проблема стала дискутуватися після публікації статті Д. Раупах і Дж. Сепкоскі, в якій постулював існування чітко вираженої періодичності МВ в мезо-кайнозої з інтервалом близько 26 млн. років. Різні дослідники відразу виступили з критикою цього положення, спираючись на неправильний методологічний підхід авторів. У той же час, незважаючи на суперечливі результати статистичних досліджень, є всі підстави вважати, що глобальні біотичні кризи, частиною яких є МВ, могли бути періодичними незалежно від їх природи, це випливає з періодичного характеру більшості земних і космічних процесів. Зазначена американськими авторами періодичність з інтервалом близьким до 30 млн. років існує, але в той же час не завжди витримується. Так протягом фанерозою відзначаються періоди деякого згущення МВ, наприклад у другій половині девонського періоду, наприкінці пермі і наприкінці тріасу. Висловлювалася також думка, що поряд з періодичними малими МВ відзначаються апериодические великі МВ [1].
Відсутність селективності також є однією з характерних особливостей МВ, що давно вже було зазначено, наприклад, для крейда-палеогенового події. Це означає, що вимирання в більш-менш рівній мірі проявляється серед організмів, що ведуть різний спосіб життя і які неоднакове становище в харчовій піраміді: фіто-і зоопланктону, морського бентосу і нектон, морських і наземних тварин. Так, на рубежі крейди і палеогену інтенсивність вимирання мешканців суші і прісних вод, поверхневих шарів і товщі вод морів і океанів, а також донних морських тварин була дуже схожою і, у всякому разі, достовірно не розрізнялася. Разом з тим, особливо чутливими до вимирання виявилися фіто-і зоопланктону організми з вапняним скелетом, а також хижаки високих харчових рівнів, як морські, так і наземні і рептилії, що харчувалися свіжої рослинністю.
Виразні відмінності відзначаються між МВ залежно від того, які групи зазнали найбільш різкі зміни. Так, пермському-тріасові МВ в основному торкнулося бентосні організми, а тріасово-юрські  нектон і планктонні. Причини даних відмінностей можуть бути дуже різними, починаючи з чисто зовнішніх і закінчуючи внутрішніми, але вони поки не розшифровані. На думку Д. Яблонскі, МВ практично не вибіркові до жертв. Тип личинкового розвитку, широта ареалу і багатство видами (або іншими таксонами більш низького рангу) не роблять істотного впливу на виживання групи під час МВ, на противагу тому, як це має місце протягом періодів фонового вимирання. Д. Яблонскі не був першим, хто сформулював цей висновок. Пріоритет належить тут Б.Л. Личковах, який ще в 1945 р. писав: "Можна, звичайно, з натяжкою стверджувати, що вимирання в кінці хвиль - це і є відбір, але правильніше сказати, що це явище особливого типу та масштабу, що відрізняється від повсякденно відбувається відбору" [1 , с.10].
Однак абсолютно неселективним МВ може бути лише в тому випадку, якщо в результаті викликав його події загине вся біота, тобто зміни середовища будуть перевищувати допустимі межі для існування життя. Звичайно, таких подій в історії Землі не було. Мова йде про ті особливості організмів, про ту різниці в ступені їх пристосованості до середовища, які відповідають звичайного рівня відмінностей, що розглядається, наприклад, в сучасній синтетичної теорії еволюції. У цьому сенсі МВ дійсно неселективні, оскільки зміни абіотичних і біотичних параметрів навколишнього середовища під час них були на кілька порядків вище за норму. При цих умовах переваги одних організмів в порівнянні з іншими не можуть бути реалізовані - їх було абсолютно недостатньо для протистояння зрушень середовища.
2.2 Великі масові вимирання
Передбачається, що першими зафіксованими подіями такого типу були вимирання вендського періоду. На рубежі ріфея і венда відзначається різке збіднення фітопланктону, що було пов'язано з впливом одного з найбільших в історії Землі зледенінь. Після заледеніння з'явилися різноманітні великі багатоклітинні, які дуже швидко поширилися практично глобально, але проіснували недовго і майже повністю вимерли на початку другої половини вендського періоду. Однак наявних даних про органічне світі докембрію зовсім недостатньо для адекватного опису подій цього МВ. До великих МВ, які однозначно визнаються всіма дослідниками, можна віднести наступні чотири: ордовикско-силурійські, пермському-тріасового, тріасові-юрські і крейда-палеогенові.
Нижня межа силуру визначається по великому вимирання, в результаті якого зникло майже 60% видів існували в ордовику морських організмів, так званого ордовикско-силурське вимирання [13].
На кордоні пермі і тріасу, тобто палеозойської та мезозойської ер, як у Східній Європі, так і в усьому світі, сталося масове вимирання в багатьох групах рослин, безхребетних і хребетних тварин. Це було самим катастрофічним вимиранням, найбільш значним глобальним біотичних кризою в історії життя на Землі, особливо в морях, набагато більшим за масштабом, ніж масове вимирання в кінці крейдяного періоду.
У кінці пермі зникли не тільки окремі види і роди, а й багато груп високого таксономічного рангу (сімейства, загони). у морських групах вимерло 50% родин, 70% пологів і більше 90% видів (для порівняння: при крейда-кайнозойської вимирання зникло менше чверті родин). Крім прямого зникнення безлічі палеозойських груп (трилобіти, палеозойські корали  ругози і табуляти) відбулася радикальна зміна структури морських екосистем (роль основних ріфостроітелей перейшла від мшанок до коралів, донних фільтраторів  від брахіопод до двостулкових молюсків, і т.п.).
Пік таксономічного різноманіття викопних організмів мав місце у пізньому пермі, але не в самому її кінці. Окремі таксони тварин і рослин починають вимирати до кінця періоду, відбувалося поступове вимирання у багатьох групах. У той же час вже наприкінці пермі вперше в історії Землі з'являються багато нові таксони, в тому числі високого рангу, характерні вже для мезозойської ери. У морях лише деякі з древніх, палеозойських груп організмів переживають кордон пермі і тріасу, продовжують існувати в тріасовому періоді. На суші вимирання було не настільки масовим, але відбувалося, в загальному, синхронно з вимиранням в море. У тріасі ж з'являються багато нових, мезо-кайнозойські групи тварин і рослин, які поступово витісняють пережили масове вимирання палеозойські групи. На кордоні пермі і тріасу, а потім протягом тріасового періоду відбувається не тільки кардинальна зміна таксономічного складу фауни і флори, але й зміна комплексів організмів, типів спільнот, які вони утворювали, і домінуючих груп. Тварини й рослини освоюють нові біотопи, наприклад, на суші, освоюють повітря, або знову повертаються у водні місцеперебування, формуючи при цьому нові екологічні типи. Таким чином, відбувається не тільки фауністична, але і екосистемний перебудова. У тріасі починається формування сучасної біоти Землі [10].
Цікавим екологічним феноменом серед хребетних було вимирання всіх великорозмірних домінуючих спеціалізованих форм у всіх групах в кінці пермі і переживання на початку тріасу тільки дрібних, які поступово починали збільшуватися в розмірах. Ступінь спеціалізації і великі розміри, подібні з такими позднепермскіх форм, досягаються у багатьох групах тільки в середньому тріасі.
У Східній Європі перехідний етап в історії фаун і співтовариств хребетних добре виражений в кінці пермі, в позднетатарское час. Таким чином, істотний кордон мав місце на кордоні верхньо-і ніжнетатарского под'яруса, що підтверджується даними і по інших групах. До початку цього перехідного етапу можна віднести соколковскій комплекс з парейазаврово-горгонопсовим наземним і хроніозуховим водним спільнотами, коли багато типові пермські форми, наприклад, діноцефали, рахітомние лабірінтодонти, вимирають, і формуються специфічні перехідні типи спільнот примітивних або навіть реліктових груп (парейазаври, хроніозухі) . Східноєвропейські континентальні співтовариства початку тріасу - яскравий приклад післякризового відновлення біоти. Якщо водні та наземні спільноти початку тріасу - ранневетлужского часу ще вкрай бідні й одноманітні, не диференційовані, перебувають у стадії формування, то поздневетлужскіе, в першу чергу, водні спільноти (відомі, наприклад, у Верхньому Поволжі - Тихвінської) демонструють вже значна різноманітність і диференційованість структури. Однак повне відновлення різноманітності у всіх блоках спільноти у Східній Європі, як і на інших континентах, доводиться вже на кінець раннього - початок середнього тріасу [10].
Післякризові раннетріасовие лістрозавровие спільноти на інших континентах також дуже бідні й недостатньо диференційовані. Глобальне післядія кризи в тріасі виражалося у досить швидкій зміні домінуючих груп тетрапод і типів спільнот - лістрозаврового, каннемейероідного, рінхозаврового і, нарешті, дінозаврового в кінці періоду.
На кордоні пермі і тріасу значно змінився і характер рослинності. На місце деревно-чагарникових заростей папороті і древніх голонасінних прийшла майже виключно болотна рослинність з характерних Плауноподібні - плевромей. Викопні залишки лісових рослин, зокрема, голонасінні, майже не зустрічаються на території Євразії, хоча вони десь повинні були переживати кризовий час, так як представлені у палінокоплексах. В кінці раннього тріасу вони знову з'являються, а в середньому тріасі - знову широко поширюються, але це були вже інші групи рослин [10].
Цікаві зміни у складі комах. Більшість древніх, палеозойських форм вимерли вже в середині позднепермского часу, в його кінці відбувається обвальне вимирання більшості інших. Лише дві групи комах змінилися відносно мало - бабки і таргани. Найближчі родичі пермських комах майже не зустрічаються в самому початку тріасового періоду. Тут були поширені специфічні для цього часу ендемічні форми, пристосовані до існування в кризовій ситуації. Серед них зовсім відсутні комахи, пов'язані з деревами, вони з'являються лише в середині тріасу. Були присутні досить багато і водних форм.
Таким чином, перехід від палеозою до мезозої був складним, багатоступеневим, різні групи організмів змінювали один одного нерівномірно і не одночасно, що показує МВ на кордоні пермі і тріасу. Незважаючи на наявність певних змін клімату та інших зовнішніх, абіотичних факторів, не вони були основною причиною біотичного кризи, але лише могли вносити певні особливості на тому чи іншому континенті, на тому чи іншому етапі кризи або по відношенню до деяких груп організмів. Зовнішні, абіотичні фактори могли послужити приводом, "спусковим механізмом" для поглиблення і розвитку кризи, але не постійним, напрямних чинником цього процесу. Основні причини і характер протікання кризи, очевидно, полягають у внутрішніх, біотичних та біоценотичних закономірності розвитку, що підтверджується тривалої передісторією і післядією кризових явищ. Це підтверджується і складним, ступінчастим характером вимирання і зміни фаун в пізній пермі і також поступовим, поетапним відновленням різноманітності біоти в ранньому тріасі, що відбувається в цілому паралельно і синхронно в різних групах організмів, як на суші, так і в морі.
Кордон тріасу і юрського періоду (близько 200 мільйонів років тому) також відзначена масовим вимиранням, в ході якого загинуло до 90% видів протомлекопітающіх. Однак динозаври практично без проблем пережили це вимирання. Передбачається, що на рубежі тріасового і юрського періодів сталося зіткнення Землі з масивним космічним тілом, зруйнували на завершальній ділянці траєкторії польоту або, що менш ймовірно, декількома астероїдами. Утворилося 5 кратерів; найбільший з них, Манікуаган, має діаметр близько 100 км, відбулися значні кліматичні зміни [9, с.96].
Про різких змінах планетарної біоти в кінці крейдяного періоду вчені знали вже в XVIII столітті; відбувалися тоді події часто називають "Великим вимиранням". Найбільшу увагу зазвичай привертає зникнення гігантських рептилій (динозаврів і птерозаврів на суші, плезіозаврів і мозозавров в морі), однак крім них в цей час вимирають амоніти і белемніти, іноцерами і рудісти (великі  розміром до метра  двустворкі) і ще безліч морських груп. Особено сильно постраждав планктон: раковини найпростіші  радіолярії і фораменіфери, одноклітинні водорості з вапняним (кокколітофоріди) і кремнеземовим (діатомеї) скелетом. При цьому крейдяні види звичайні і різноманітні аж до останнього міліметра відкладень перед мезозойської-кайнозойської кордоном. З даних магнітостратіграфіі випливає, що найбільші зміни фауни відповідають періоду зверненої полярності магнітного поля Землі (так званий інтервал 39), яке тривало не більше 500 тис. років.
Звертає на себе увагу той факт, що з усіх груп, які стали жертвами "Великого вимирання", наземними були лише динозаври; не морський групою були і вимерлі тоді ж птерозаврів, але ті, судячи з усього, були трофически пов'язані з морем. Згадуване вище грандіозне пермо-тріасові вимирання було чисто морським. Якщо ж звернутися до крейдової континентальної біоті, то виявиться, що радикальні зміни у складі її ключових груп (рослин і комах) сталися приблизно на 30 млн років раніше - у кінці ранньої крейди; А.Г. Пономаренко назвав ці події "ангіоспермізаціей світу", виділивши найважливішу їх рису - масове поширення ангіоспермов (квіткових рослин) [6, с.136].
2.3 Малі масові вимирання
На значні біотичні зміни на кордоні франского і фаменского ярусів одним з перших звернув увагу канадський геолог Д. Макларен. Детальне вивчення цього явища дозволило говорити про події на цьому кордоні глобальному біотичному кризі, в основі якого лежить масове вимирання організмів. За його даними рівень вимирання сімейств морських тварин 16%, а родів  50%.
У результаті франско-фаменского вимирання найбільш різко змінився морської бентос. Зникають цілі загони брахіопод (Pentamerida, Atripida), трилобітів (Lichida, Odontopleurida), а також загін Tarphycerida з наутилоидей. Вимирають телодонти (стародавня група безщелепних), значне число таксонів аммоноидеи ("кельвассерское подія"). Майже повністю зникають рифи, складені скелетами коралів і строматопороідей. Зміни фіксуються і серед наземних рослин [2].
З метою вивчення подій на кордоні франского і фаменского ярусів (F / F кордону) група канадських та американських геологів [за спеціальною програмою досліджувала 13 найбільш представницьких розрізів, де фіксується ця межа. З них 5 розрізів знаходяться в США і Канаді, 3  у Бельгії, по одному розрізу  у Німеччині, Франції, Нахічевані, Південному Китаї та Австралії. Всі випробувані розрізи характеризують епіконтинентального обстановки. Розрізи глибоководних океанічних відкладів авторам цитованої роботи не відомі. Завдяки успіхам у розробці стандартних зон девону по конодонти, з'явилася можливість досить точної кореляції подій в глобальному масштабі, зокрема, при вивченні морських розрізів франского і фаменского ярусів. Особливий інтерес представляють нові дані, отримані на Полярному Уралі. У D3-C1 в цьому регіоні, на схід від Лемвінской зони, починається деструкція земної кори. На акреційний системі PZ2 в пізньому девоні виникає океанічний басейн шириною можливо до 500 км. Виявлені фрагменти його літосфери - офіоліти, включаючи толеітовие базальти, що містять прошаруй з конодонти фаменского і турнейского ярусів. Це добре узгоджується з іншими даними про вимирання організмів на кордоні турнейского століття. За сейсмогеологічних даними, «... фаменско-турнейского органогенні масиви характеризуються широким розвитком пластів-колекторів, що може служити показником вимирання великої кількості організмів», але цей геологічний ярус не так добре вивчений, як попередній [2, с.168].
Вважається, що вимирання на F / F кордоні корелюється з глобальною синхронної регресією і безкисневим подією. Остання проявилося в раптовому розвитку анаеробних фацій на багатьох площах, високих позитивних значеннях д34S в осадовому піриті, збагаченні опадів у прикордонних шарах халькофільнимі елементами. На думку цих авторів можливий механізм - раптовий переворот безкисневих вод та їх проникнення в епіконтинентального моря. Отруєння епіконтинентального морів безкисневому водою було найбільш вірогідною безпосередньою причиною вимирання. Був запропонований фізико-хімічний механізм переміщень океанічних глибинних вод у поверхневі шари, які можуть призводити до масового вимирання. "Спусковий гачок" цього механізму - зміна клімату (похолодання або потепління). Спеціальні дослідження показників зміни клімату говорять про можливу дуже високою, смертельною для багатьох організмів, температурі морської води в цей період.
Джонсон і Ч. Сандберг, детально вивчали евстатіческімі коливання в євроамериканської області протягом девону, вважають, що евстатіческімі зниження рівня океану на рівні зони Um.gigas продукувало глобальне вимирання організмів на F / F кордоні. Вони вважають, що раптові зміни рівня моря приводили до зменшення розмірів мілководного шельфу, створювали безкисневі умови в западинах і придушували розвиток рифових екосистем, які підтримували велике розмаїття девонського бентосу [2].
Рубіж сеноман і турон також відзначений багатьма подіями, як біотичними, так і абіотичних. Виявлено послідовність імпульсів вимирання в кінці сеноман в поєднанні з коливаннями ізотопного складу кисню і вуглецю біогенних карбонатів включає в себе наступні реперні рівні, простежування яких можливе на території півдня європейської Росії:
1. 520-540 тис. років до кордону сеноман і турон. Вимирання тепловодних амонітів і двостулкових молюсків, початок позитивного сдвігаd13С;
2. 490 тис. років. Глобальне вимирання кілеватие планктонних форамініфер роду Rotalipora, перший пік dd13С;
3. 390 тис. років. Другий імпульс вимирання молюсків, сильна негативна екскурсія dd13С і d18О;
4. 340-350 тис. років. Глобальне вимирання тепловодних молюсків з падінням різноманіття на 55%. Позитивний пік d13 С;
5. Кордон сеноман / турон. Зона швидких коливань стабільних ізотопів, останній позитивний пік d13 С. Мксімальний рівень моря і фінальне вимирання молюсків (на 70%) і наннопланктона [2, с.179].
До рубежу сеноман і турон приурочений максимум глобальної евстатіческімі трансгресії мезокайнозоя, коли рівень океану перевищував сучасний на 300 м. Разом з тим не виключено, що в термінальному сеномане (шари з P.plenus) на тлі загальної трансгресій мав місце кратковремнний імпульс регресии, що призвів до появлянію застійних обстановок з накопиченням великих мас органічного вуглецю. Цей регресивний епізод пояснює широкий розвиток перерви між сеноменом і турон в південних і центральних районах Російської платформи. Сукупність усіх подій дозволяє використовувати для вирішення стратиграфічних питань запропонований С. В. Мейеном принцип взаємозамінності ознак.
2.4 Потенційні масові вимирання
Менш відомі і масштабні вимирання грають, тим не менш, значну роль у розвитку геології. Уточнення зміни видового складу необхідно для вдосконалення біостратиграфічних основи ярусних стратотипу. Історичний стратотипу сакмарського ярусу розташований на р.. Сакмара в районі ж / д станції Кондуровка. Саме в цьому розрізі А.П. Карпінський (1874) виділив "нижній пояс аммоноидеи" артінского ярусу. В.Є. Руженцев (1951) розглядав Кондуровскій розріз в якості стратотипу сакмарського ярусу. У відкладеннях цього віку дослідники відзначали відсутність знахідок представників будь-яких нових сімейств. Таке нетипове для еволюційних процесів «.. зниження темпів видоутворення характерно для початку сакмарського і артінского століть» [2, с.137].
Нещодавно опубліковані роботи, автори яких аргументовано називають "винуватців" трагедії, яка спіткала організми близько 183 млн років тому, в епоху юри. Палеоокеанографії Х. Дженкінс вказує, що саме в цей час (у геології його відносять до тоарскому ярусу) придонні морські води повсюдно майже повністю втратили розчиненого в них кисню. Про це свідчать двометрові верстви багатих органікою темних осадових порід, що зустрічаються в багатьох місцях, але особливо помітні в Антарктиді. Аноксія (відсутність кисню) дійсно могла призвести до масового замору тих різноманітних істот, чиї залишки та виявлені в породах тоарского ярусу [14].
Пошуки причин МВ привели до виявлення слідів падіння гігантських метеоритів, чи імпактних подій (від англ. "Impact" - зіткнення, взаємодія). Еоцен-олігоценових вимирання організмів 35 млн років тому також отримало імпактної підтвердження, що дозволяє припустити його зв'язок з Попігайскім імпактних подією [14].
Однією з найбільш пізніх глобальних природних катастроф було вимирання великих ссавців на рубежі плейстоцену і голоцену. У зв'язку з дослідженням причин цієї події вивчається широко поширена плейстоценових "мамонтова фауна" півночі Євразії та Америки. За останнє десятиліття усталені гіпотези вимирання мамонтів та інших гігантів плейстоцену були поставлені під сумнів. Однією з таких гіпотез була «ландшафтна», за якою вимирання сталося через зміну тундро-степів на сучасну тундру. Накопичення палінологічних даних свідчить про відсутність на переході від плейстоцену до голоцену суцільний тундро-степу з твердими грунтами та степовою рослинністю. Тундрові ландшафти були широко поширені в кінці плейстоцену і їх панування не було основною причиною вимирання мамонтової фауни. Сенсаційне відкриття в 1993 році голоценових мамонтів острова Врангеля зруйнувало струнку теорію їх катастрофічного вимирання на рубежі плейстоцену і голоцену близько 10000 років тому. Тут мамонти збереглися на 6000 років пізніше фатального кордону і вимерли швидше за все в результаті інбридингу в невеликій за чисельністю популяції. Отримані за останні роки радіовуглецеві датування залишків плейстоценових коней, вівцебиків і бізонів переконливо доводять, що ці види зберігалися на півночі Сибіру також на 4-6 тисяч років пізніше кордону плейстоцену і голоцену.
Великі ссавці розподілені дуже нерівномірно по поверхні континентів. Це пов'язано, в основному, не з нинішніми кліматичними й іншими умовами, а з спустошливими вимирання великих (середня вага самки 40 кг і вище) наземних звірів в кінці плейстоцену, початку голоцену (50-5 тис. л. Н.), Найменшою мірою торкнулися Африку, найбільшою Америки та Австралії. Якщо раніше в кайнозої (останні 63-65 млн. років) великі звірі звичайно вимирали з більш-менш рівноцінної екологічної заміною (тобто одні форми змінювалися іншими, екологічно близькими, але більш досконалими) то ці вимирання відбувалися без подібної заміни; їх називають невідкомпенсованими [5, с.189].

2.5 Сучасне масове вимирання
Посилення антропогенний тиск на біосферу викликає нові катастрофічні тенденції, що виявляються, як і у всіх МВ, у швидкому зниженні видового різноманіття. Реакцію біоти на антропогенний вплив можна оцінювати ширше  якими засобами жива речовина (незалежно від того, якими формами воно представлене) домагається свого постійної присутності в біосфері, підтримуючи тим самим її стійкість. В умовах екологічно дестабілізованою середовища В.С. Залєтаєв відзначає зсув біологічних ритмів спільнот, постійну перегрупування організмів і оновлення міжвидових контактів, розвиток "короткоживучих" переривчастих сукцесії, нерідко укорочених до субклімаксових стадій або ще більш ранніх етапів  дісклімакса. В основі стійкості біосфери лежить аж ніяк не законсервованість екосистем, а їх здатність реагувати на екологічну дестабілізацію динамічними сукцесії. Стан субклімакса в більшій мірі відповідає поняттю "сталий розвиток", ніж перехід спільнот у фінальну стадію  клімакс.
Стратегія еволюції протягом кайнозою, коли благодатний теплий і вологий клімат змінювався холодним і сухим, йшла шляхом заміни великих багаторічних життєвих форм дрібними однорічними та малолітніми. За класифікацією життєвої стратегії Л.Г. Раменського "леви" поступалися місце "шакалів". Не відрізняючись високою конкурентоспроможністю, вони володіли іншими цінними якістю  швидко розмножуватися і захоплювати звільняються території. У ландшафтах Землі в цілому лісова деревна рослинність стала поступатися місцем трав'янистим формаціям.
У спектрі видів сучасної біоти різко домінують бактерії, лишайники, гриби, вищі спорові і покритонасінні рослини, а серед тварин  членистоногі. Саме ці групи організмів мають високу потенційну здатність мутагенного вибуху і формування видів, здатних протистояти екологічному стресу. Таке порушення видового різноманіття супроводжується руйнуванням харчових ланцюгів, що провокує прискорення вимирання спеціалізованих видів. Сучасне скорочення видової різноманітності за своїми масштабами може вважатися масовим вимиранням організмів [5].

3. Модель біосферних криз
Криза інтерпретується як звернення тенденцій, що характеризують нормальний еволюційний процес. Зіставлення послідовності подій на геоісторичних рубежах, визнаних кризовими (перм-тріас, крейда-палеоген), дозволяє виявити загальні закономірності, які проявляються у зміні стабільного геомагнітного поля знакозмінним, великих регресія, траппового магматизму, кліматичні зміни, геохімічних аномаліях, зміні домінуючих форм біотичних угруповань . Модель, запропонована В.А. Красиловим, пов'язує ці процеси на основі ротаційної геодинаміки (див. додаток 3).
У першій половині XIX ст. періодизація геологічної історії була проведена на основі кризових подій (катастроф). Межі палеозойської, мезозойської та кайнозойської ер були визначені за найбільш чітко вираженим скорочень біологічного розмаїття. Проте в епоху безроздільного панування класичного дарвінізму сама можливість планетарних криз була поставлена ​​під сумнів. Зараз ситуація змінилася, оскільки ми є свідками подій, порівнянних з глобальними кризами геологічного минулого. У той же час традиційне уявлення про кризи як масові вимирання біологічних видів, мабуть, не вичерпує суті справи. Кількісні оцінки вимирань сильно залежать від методичних підходів і розходяться в широких межах. Ряд дослідників вважає, що за кількістю вимерлих видів рубежі геологічних ер несуттєво відрізняються від інших ярусних кордонів. До того ж скорочення різноманітності може бути в окремих випадках пов'язано не тільки і не стільки з вимиранням, скільки з «не появу» нових таксонів. Тим більше важко очікувати, що вимирання одночасно проявиться у всіх великих групах органічного світу. Наприклад, межа пермі і тріасу, визнаний кордон масового вимирання морських і наземних тварин, характеризується в той же час масовим поширенням і спалахом формоутворення у сапрофітних грибів. Якщо говорити про різноманітність біоти в цілому, то не можна не враховувати і подібні кризові збільшення різноманітності, також потребують пояснення [7].
Досліджуючи кризові ситуації, необхідно прояснити само поняття кризи. Криза - це поворотний пункт, зміна спрямованості процесу, зміна тенденцій на протилежні. Якщо нормальний еволюційний процес характеризується зростанням біомаси та різноманітності, скороченням домінування і виробництва мортмасси, то звернення цих тенденцій або однієї з них свідчить про розвиток кризи.
Кризові явища досить різноманітні за своїм просторово-часових параметрів та наслідків для біосфери. Можна говорити про кризу окремої екосистеми, сучасним прикладом якої може бути всихання ялинових лісів. Регіональний криза охоплює різні екосистеми. І, нарешті, біосферний криза охоплює основні екосистеми моря і суші в глобальному масштабі.
Розглядаючи кризу як складну систему взаємодій, необхідно відзначити, що загальної схеми якої до цих пір не існує. Схема, запропонована В.А. Красиловим, заснована на зіставленні подій, що супроводжують зміни біоти на геоісторичних рубежах, які широко визнаються як кризові. Це, в першу чергу, межі геологічних ер. Рубежі геологічних ер дійсно мають багато спільного щодо послідовності палеомагнітних, евстатіческімі і магматичних подій, літологічних, геохімічних та ізотопних показників, а також характеру зміни біоти [4, 7].
Магнітне поле. Велика частина пермського періоду характеризується стабільним станом магнітного поля в межах надзвичайно тривалого інтервалу зворотної залишкової намагніченості порід від сакмарського ярусу до ніжнетатарского под'яруса включно, относимого до гіперзоне Кіама. Лише верхні горизонти пермі, від середини татарського ярусу, характеризуються чергуванням зон прямої і зворотної намагніченості, яких налічується, в різної повноти розрізах, від восьми до десяти. Поблизу кордону пермі і тріасу зворотна полярність змінюється на пряму.
Аналогічно, у крейдовому періоді існував тривалий період геомагнітної стійкості (зона 34N) від раннього Апта, близько 114 млн. років до раннього Кампана, близько 177 млн. років. Далі слід чергування зон прямої і зворотної полярності (33N-30N, нумерація відноситься до зон прямої полярності), яких у зведеному розрізі вісім. Кордон крейди і палеогену припадає на інтервал зворотної полярності між зонами 30N і 29N. Ми бачимо, що в обох випадках періоди нестійкого стану поля, що пішли за надзвичайно тривалими періодами його стабільності, припадають на заключну фазу близько 10 млн. років, що включає в пермі і крейди приблизно однакове число чергуються зон прямої і зворотної полярності. Ці збіги навряд чи можна вважати випадковими. Швидше, вони вказують на загальні закономірності еволюції геомагнітного поля, загальний ритм його коливань, виражений в однотипної структурі палеомагнітних зон. Відзначимо, що кризовий кордон еоцену і олігоцену також збігається зі знакозмінним геомагнітним полем [7].
Регресії. Як пермський, так і крейдової періоди є евстатіческімі цикли першого порядку, що починаються і завершуються глобальними регресії. Кожен з них складається з двох евстатіческімі циклів другого порядку, відповідних епох. На тлі численних різномасштабних коливань рівня моря максимальні трансгресії (в казанському і туронського століттях відповідно) припадають на періоди тривалої стійкості геомагнітного поля. Заключні періоди нестійкого геомагнітного поля характеризуються переважанням регресивної тенденції на фоні частих коливань, з відносно великим трансгресивних піком, що випадав на Северодвинск стратиграфічний рівень у пермі і позднекампанскій  раннемаастріхтскій у крейди. Подоба евстатіческімі послідовностей виявляє безсумнівну зв'язку з еволюцією геомагнітного поля [7].
Магматизм. На пермо-тріасовому і крейда-палеогеновом рубежах відбувалося формування найбільших трапових формацій  тунгуської і Деканське. В обох випадках найпотужніші товщі пластових екструзії, базальтових покривів і туфів приурочені до рифтових зон, розтинає товсту континентальну кору. На Сибірській платформі основна частина траппов сформувалася в інтервалі від тутончанского до путоранского горизонтів. До тутончанскому часу приурочені початкові фази траппового вулканізму, в основному викиди попелів. Вище по розрізу з'являються лави базальтів, основні виливу яких припадають на путоранскій рівень, який відносять до самих верхів пермі або, як вважає Г.М. Садівників, низам тріасу.
Деканське траппи зазвичай датують початком палеоцену, хоча основна спалах магматизму, можливо, була короткочасною і припадала на кордон крейди і палеогену. У Південній Індії траппи залягають на морських шарах з датською формою Hercoglossa danica. Більшість радіометричних датувань нижніх траппов вкладається в межі 60-65 млн. років.
На думку ряду дослідників, траповий магматизм характеризується величезною потужністю виливів, що відбуваються у відносно короткі проміжки часу. Не доводиться сумніватися в тому, що магматичні події такого масштабу мали глобальні наслідки для клімату і біоти і призвели до виникнення ізотопних і геохімічних аномалій, широко поширених на відповідних стратиграфічних рівнях.
Великі базальтові провінції формувалися і на інших кризових рубежах, зокрема, в пізньому еоцені, а також у пізньому юре  початку крейди (басейн Парани в Бразилії, азіатська базальтова провінція, що охоплює Забайкаллі, Монголію, Північний Китай) [7].
Прикордонні глини. Однією з головних геологічних сенсацій останніх десятиліть було виявлення великої іридієвої аномалії на межі крейди і палеогену. Більшість дослідників приписує їй космічне походження, вважаючи падіння великого небесного тіла не тільки джерелом додаткового іридію, але і причиною вимирання великих груп морських і наземних організмів. У більшості вивчених розрізів основний іридієвий пік припадає на так звані прикордонні глини. Зазвичай це різко виділяються в карбонатних товщах прошаруй пелітов з микросферические конкреціями, збагаченими іридієм. Аномалія вперше встановлена ​​в «прикордонних глинах» італійського розрізу Губбіо, де вони представлені сантиметровим прошарками вапняного монтмориллонитовій пеліта, ймовірно, туфогенно походження в основі нижньої палеоценової зони Globigerina eugubbina. В інших європейських розрізах шари з підвищеним вмістом іридію мають велику потужність і, в ряді випадків, залягають нижче першої появи маркерного виду G. eugubbina. Іридій, сидерофільні елемент з групи платиноїдів, має вкрай низьку концентрацію в земній корі  близько 0,03 нг / г, але вельми поширений в космічному речовині, де його вміст коливається в межах 500-5000 нг / м. У прикордонній глині ​​концентрація іридію найчастіше становить від 2 до 80 нг / г, тобто на два-три порядки вище, чим нижче і вище по розрізу. "Іридієва аномалія" нині встановлена ​​приблизно в 150 розрізах, розсіяних по всій земній кулі в океанах і на континентах. Космічна природа даної геохімічної аномалії аргументується також космічними співвідношеннями сідерофільних; присутністю на М / Д кордоні ударно-метаморфізовані кварцу і польового шпату, стішовіта, стекол ударного плавлення (тектітов). Доказом ймовірності ударного події може служити також ідентифікація великих імпактних структур на поверхні Землі, мають вік близький до крейда-палеогенового рубежу [7].
У зв'язку з гіпотезою космічного походження іридієві шари розглядаються як глобально ізохронний рівень. Однак стратиграфічні співвідношення можуть вказувати на не цілком одночасне утворення подібних шарів у межах вузького інтервалу часу, можливо, що збігається з основною спалахом Деканського траппового вулканізму. У неморських розрізах палінологічних кордон, проведена з вимирання домінуючих крейдяних форм, зокрема Proteacidites, в ряді випадків збігається з іридієвої аномалією, яка на заході Північної Америки виявлена ​​в тонштейне  гідролізованим туфі з мікросферами.
Іридієва аномалія на рубежі пермі і тріасу має більш локальне поширення і виражена набагато менш чітко, у зв'язку з чим багато дослідників приписують їй інше (некосмічних) походження. Тим не менш схожість містять іридій шарів не викликає сумнівів. Поблизу пермо-тріасової кордону також є характерний прошаруй «прикордонних глин» з мікросферами, збагаченими халькофільнимі і сидерофільні елементами. За даними китайських геологів, цей шар являє собою бентоніт  гідролізований туф. Іридієві аномалії виявлені на кількох стратиграфічні близьких рівнях поблизу кордону еоцену і олігоцену [2].
Ізотопні аномалії. Кризові геоісторичні рубежі постійно супроводжуються помітними ізотопними аномаліями кисню і вуглецю в карбонатних утвореннях  скороченням δ13С у зв'язку з прогресуючим надходженням «полегшеного» вуглецю з біосферного джерела. Ізотопні аномалії вуглецю пов'язують також з черносланцевой епізодами, припиненням вуглеутворення і / або зміною типу фотосинтезу  переходом від СЗ типу до С4 в кризові періоди. Слід зазначити, що піки вугленакопичення і черносланцевой седиментація припадають на суміжні стратиграфічні рівні. Так, на кордоні пермі і тріасу вугленакопичення майже повсюдно припиняється, тоді як широко поширені черносланцевой товщі залягають безпосередньо вище «прикордонних глин». Однак більш загальна причина цих подій, очевидно, полягає в характерному для кризових періодів збільшенні виробництва мортмасси і виносу органічної речовини з наземних екосистем в морські басейни [7].
Кліматичні зміни. У Волзькому басейні флора верхніх горизонтів пермі  початку тріасу характеризується измельчанием широко поширених пермських пельтаспермових Tatarina і Phylladoderma. Прикордонним флора типу путоранской властиві монодомінантние і збіднений видовий склад, що може вказувати на похолодання, хоча в цілому кліматична ситуація недостатньо вивчена. На цьому рубежі відбувається масове проникнення Ангарський форм у Північну Катазіатскую провінцію, тоді як типова катазіатская флора зберігається лише в Південному Китаї. Такого роду зсув основного фіто-географічного кордону пов'язано не тільки з аридизації (ксероморфізм рослин, припинення вуглеутворення, поширення красноцветов), але і з похолоданням. З упевненістю можна стверджувати, проте, грунтуючись на повсюдне поширення плевромейевон флори, що вже в Оленекському столітті раннього тріасу відбулося потепління і значне вирівнювання кліматичних умов.
Виборче вимирання термофільних форм безхребетних і наземних рослин на рубежі крейди і палеогену вказує на значне похолодання, що почалося ще в пізньому Маастріхті і змінилося різким зміною кліматичних тенденцій в бік глобального потепління вже в пізньому палеоцене [7].
Біотичні події на рівні прикордонних глин. Органічні залишки в «прикордонних глинах» зустрічаються вкрай рідко і представлені конодонти пермського («чансінского») вигляду. Вище прикордонних глин зазвичай залягають черносланцевой товщі (нижня частина зони Otoceras woodwardi), також збагачені сидерофільні елементами, зокрема, іридію. Комплекси безхребетних тут змішані, з приміських і тріасових компонентів, тоді як верхня частина отоцерасовой зони містить залишки характерного вигляду конодонтів Hindeodus рагvus та інші тріасові форми, хоча тут зустрічаються і ще досить численні пермські релікти. Вимирання макробентоса відбувається в декількох метрах нижче «прикордонних глин» [4].
Слід зазначити, що домінуючі форми пермських рослин, зокрема, кордаітовие, зникають з геологічної літопису істотно нижче межі пермі і тріасу. У морських розрізах масове вимирання пермських безхребетних зазначено в декількох метрах нижче прикордонних глин, в яких залишаються лише пермські конодонти. У той же час реліктові пермські форми, як фауни, так і флори проходять в основі тріасу.
Таким чином, можна виділити наступні події, характерні для пермо-тріасового і крейда-палеогенового рубежів.
1. Зміна стабільного протягом тривалого (близько 40 млн. років) часу геомагнітного поля знакозмінним, в тому і іншому випадку приблизно за 8 -10 млн. років до прикордонних подій.
2. Прояв, починаючи з тих же рівнів, тенденції до регресії епіконтинентального морів, кульмінує на кордонах ер.
3. Траповий магматизм на кордонах ер і, можливо, пов'язане з ним відкладення «прикордонних глин» (бентонітів, тонштейнов) з важкими металами.
4. Різке скорочення карбонатонакопленія у зв'язку з підняттям рівня карбонатної компенсації.
5. Широке поширення черносланцевой фацій, що утворюються в умовах кисневого дефіциту, на рівні або вище «прикордонних глин».
6. Тенденція зменшення δ13С, з різким спадом на кордонах ер.
7. Похолодання, чітко виражене на межі крейди та палеогену і, імовірно, також поблизу пермо-тріасової кордону, що змінюються в обох випадках швидко прогресуючим потеплінням.
8. Заміщення домінуючих форм морських і наземних екосистем піонерними формами - відносно низьким рівнем альфа-, бета-і гамма-розмаїття.
9. Аналогічна послідовність фауністичних і флористичних змін, у яких основні події відбуваються у відносно вузьких межах перехідних шарів зі змішаними комплексами, причому в обох випадках великі організми вимирають раніше дрібних (макрофауни безхребетних раніше мікропланктону) [7].

Висновки
Виходячи з вище сказаного, можна припустити загальні закономірності розвитку геологічних і біологічних процесів, для яких у принципі може бути розроблена пояснювальна модель. За ротаційної моделі, зміна кутової швидкості обертання приводить до зрушень на всіх щільнісних розділах (оскільки тіла різної щільності отримують різне прискорення). Зокрема, зсув мантії щодо ядра супроводжується плавленням мантійної речовини і утворенням потужної перехідної зони, що екранує поширення магнітних хвиль.
Коливання рівня Світового океану також пов'язані з ротаційним прискоренням - його відцентровим компонентом. Як кутове, так і відцентрове прискорення залежать від плотностной диференціації геологічних тіл. Континенти підіймаються (регресія) або опускаються (трансгресія) щодо океанічних западин. Межі пермі і тріасу, крейди і палеогену являють собою найбільш яскраво виражені регресивні епізоди в історії Землі - кульмінацію процесів, які розвивалися протягом 10 млн. років і завершилися максимальним підняттям континентів [7].
Оскільки підняття означає розширення, то саме в цей момент слід очікувати розколювання континентів по планетарним розламах. Траповий магматизм з утворенням таких розколів. Тунгуські траппи кінця пермі-початку тріасу і деканська кордону крейди і палеоцену пов'язані з однією і тією ж системою розломів, що протягуються від Таймиру до грабена Камбій на півдні Індії. Найпотужніший траповий вулканізм супроводжувався масивними викидами попелу і аерозолів. Відповідні атмосферні явища, кислотні дощі, надходження в грунт важких металів та інших полютантів безумовно надавали відчутний вплив на біосферу і могли призвести до виникнення геохімічних аномалій. Наші побудови цілком узгоджуються зі стратиграфічні даними, що вказують на хронологічну зв'язок траппового вулканізму з найбільш радикальної перебудовою морських і наземних екосистем, приуроченої до невеликої потужності «прикордонним глин». Однак траппи - лише кульмінація взаємопов'язаних процесів, кожний з яких вносив свій внесок у біосферний криза. При цьому першорядне значення мали супутні кліматичні події, перебудова океанічної циркуляції і відповідні гідрохімічні зміни, які позначилися на середовищі проживання морських організмів і умови осадконакопичення.
Найбільш очевидним наслідком регресії була радикальна перебудова циркуляційних процесів в океані. Швидкість просування водних мас і відповідно тривалість циркуляційного циклу СО2 залежали від кліматичних параметрів - в першу чергу від широтного температурного градієнта і відносного припливу прісних вод у високих і низьких широтах. Ці кліматичні параметри в свою чергу пов'язані з тепловим ефектом СО2 та інших оранжерейних газів, утворюючи систему зі зворотним зв'язком. Загальна тенденція зміни клімату в бік похолодання причинно пов'язана як з наростанням вулканічної активності, так і зі збільшенням стоку СО2 у Світовий океан і наземну біоту (розширення площі суші супроводжувалося зростанням наземної біомаси та відповідним збільшенням наземного біотичного резервуара СО2). Охолодження поверхні океану збільшує розчинність СО2, забезпечуючи позитивну зворотний зв'язок, який завжди сприяє швидкому розвитку процесу [7]. Схема взаємодії зазначених чинників наведена в додатку 3.
Реакція біотичних угруповань була аналогічною, але різночасно в межах перехідних інтервалів. Зокрема, зниження среднеглобальной температури призводило до практично одночасному випадання найбільш термофільних груп як в морських, так і наземних спільнотах. Вимирання термофільних груп  загальний феномен пермо-тріасового і крейда-палеогенового рубежів. Далекосяжні наслідки мала кардинальна перебудова екосистем, пов'язана з порушенням їх базового трофічного рівня. Так, вимирання пермських парейазаврових і крейдових гадрозаврових фаун знаходиться в прямому зв'язку зі скороченням високопродуктивних спільнот відкритої чагарникової рослинності і папоротеві-хвощових маршів, які займалися деревними спільнотами, нездатними, в силу відносно низької продуктивності та швидкості відновлення, підтримувати великі популяції рослиноїдних тварин. Зміна домінуючих форм, спрямована в нормальних умовах від неспеціалізованих піонерних форм до високоспеціалізованих Клімаксное, в умовах біосферного кризи набувала протилежну спрямованість: домінуючі Клімаксное форми змінювалися виходять на передній план за чисельністю та поширенню піонерними.
Підводячи підсумки, можна сказати, що криза має приховану фазу, що починається за мільйони років до прояву на рівні біосфери. При цьому провісники кризових тенденцій, такі як збільшення частоти геомагнітних інверсій, пов'язані з глибинними процесами на рубежі ядра і мантії Землі. Наступна фаза проявляється в диференційованих рухах літосферних плит і пов'язаним з ними магматизмом. Нарешті, криза «спливає» на рівні біосфери, викликаючи переривання нормальних сукцессіонного рядів і заміщення Клімаксное домінуючих форм піонерними з відповідними наслідками для біологічного різноманіття та інших екосистемних параметрів.
Протягом тривалого часу розвиток кризових процесів носить коливальний характер. Це вказує на дію стабілізуючих механізмів негативної зворотнього зв'язку. Наприклад, збільшення вмісту СО2 в атмосфері викликає зростання продуктивності наземних рослинних угруповань. Зростає сток СО2 у біоту, стримуючий її накопичення в атмосфері. Однак подальше підвищення рівня СО2 не призводить до адекватного збільшення продуктивності, відбувається швидка ескалація процесу, а це і є кульмінація кризи. Ці міркування відкривають принциповий підхід до регулювання і стримування кризових тенденцій, що приймають незворотний характер лише в результаті збою стабілізуючих механізмів негативної зворотнього зв'язку.

Список використаної літератури
1. Алексєєв А.С. Типізація фанерозойських подій масового вимирання організмів 11 вісник МДУ, сер.4 «Геологія», № 5, 2000.
2. Веймарн А.Б., Найдін Д.П., Копаевіч Л.Ф., Алексєєв А.С., Назаров М.А. Глобальні катастрофічні події та їх роль при стратиграфічних кореляціях осадових басейнів різного типу. - Міністерство природних ресурсів РФ, 1998.
3. Горшкова Г.П., Якушова А.Ф Загальна геологія. - Вид-во МДУ, 1973
4. Давіташвілі А.Ш. Причини вимирання організмів. - М., 1980
5. Йорданський М.М. Макроеволюція: Системна теорія. - М., 1994.
6. Йорданський М.М. Еволюція життя. - М. «Академія», 2001.
7. Красилів В.А. Модель біосферних криз. \ \ Екосистемні перебудови і еволюція біосфери. Вип. 4. М.: Видання Палеонтологічного інституту, 2001. С. 9-16.
8. Керолл Р. Палеонтологія і еволюція хребетних. М., 1992.
9. Основи палеонтології: земноводні, плазуни і птахи / Под ред. А. К. Рождественського, Л. П. Татаринова. М., 1964.
10. Сенніков А.Г. Глобальний біотичний криза на кордоні пермі і тріасу: його характер і наслідки / / Доповіді Всеросійського наради "Структура і статус Східно-Європейської стратиграфічної шкали пермської системи". Казань: Казанський державний університет, 2004. С. 60-63.
11. Сучасна палеонтологія: методи, напрямки, проблеми, практичне застосування. М., 1988. Т. 1,2.
12. Татаринов Л.П. Нариси з теорії еволюції: Сер. «Академічні читання». М., 1987.
Якушова А.Ф., Хаїн В.Є., Славін В.І. Загальна геологія - Вид-во МДУ, 1973.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
143.2кб. | скачати


Схожі роботи:
роль організмів в еволюції біосфери
Різноманіття живих організмів основа організації та стійкості біосфери
Масові комунікації
Масові подання
Масові заворушення
Про масові комунікаціях
Масові комунікації та медіапланування 2
Масові комунікації і медіапланування
Масові свята Стародавньої Греції
© Усі права захищені
написати до нас