Причина гибели мира динозавров: глобальная катастрофа или естественный отбор

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Поволжская государственная социально-гуманитарная академия» 
 
 
 

Реферат по курсу «Концепции современного естествознания» 

на  тему: «Причина гибели мира динозавров: глобальная катастрофа или естественный отбор» 
 
 
 

Выполнила: студентка 32 группы ФФ

Савельева В.В. 

Проверила: к.и.н., доцент Макеева Е.Д. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Самара 2011

Оглавление

Введение

     Жизнь на Земле возникла около 3 млрд. лет  назад; началась она с крошечных  одноклеточных существ, а примерно 225 млн. лет назад в процессе эволюции на Земле появились динозавры. Они  населяли Землю в течение примерно 160 млн. лет, т.е. в течение периода, в 50 раз превышающего по времени период от появления человека до наших дней. Не все виды динозавров существовали одновременно: одни виды вымирали, другие возникали.

     Динозавры были хорошо приспособлены к среде своего обитания. Одни из них были травоядными, другие – плотоядными, поэтому пищи хватало всем. У динозавров была очень прочная кожа, некоторые виды имели огромные массивные тела и длинные шеи, а другие были не крупнее индюка. Динозавры размножались, откладывая яйца с твердой оболочкой, хорошо защищавшей зародыш во время развития.

     Как же вышло, что динозавры, господствовавшие на Земле столь долго, внезапно исчезли 65 млн. лет назад? Ответ на этот вопрос интересует многих, поэтому и гипотез  о причинах массового исчезновения динозавров немало. Мы рассмотрим некоторые из них. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Поиски  следов прошлого

     Первую  кость динозавра нашел английский натуралист Роберт Плот в 1677 г. В то время никто и не догадывался, что на Земле когда-то существовали животные, отличавшиеся от современных. Находку Плота посчитали костью старого слона или даже какого-то великана. Первые документально зафиксированные следы динозавров были обнаружены в 1802 г. в Коннектикуте (США) крестьянином Плиньо Муди. На каменной плите, найденной на его поле, были отпечатки трех пальцев, которые приписали… «когтям ворона, выпущенного из ковчега Ноя после Всемирного потопа».

     Слово «динозавры» впервые употребил  Ричард Оуэн 2 августа 1841 г. Этот термин произведен от греческого deinos – ужасный и sauria – ящер, поэтому динозавр означает «ужасный ящер». Изучив множество ископаемых останков, Оуэн пришел к выводу, что эти животные имели между собой много общего и обладали самыми большими среди всех рептилий размерами. Тут же появились первые изображения древних монстров, сделанные на основе найденных фрагментов, а скульптуры динозавров в натуральную величину стали развлекать посетителей крупных выставок.

     С середины XIX в. любители и профессионалы  занялись поисками остатков динозавров по всему свету. Бурные страсти разгорелись на Дальнем Западе США между 1870 и 1890 г. Экспедиции двух выдающихся американских палеонтологов Эдварда Коупа и Отниела Марша обнаружили в Скалистых горах (Канада) огромные кладбища динозавров. Самая дорогостоящая экспедиция была организована Берлинской Академией наук в Тендагуру (Африка) в 1907 г. Она обошлась в 200 тыс. немецких марок. Свыше полутора тысяч человек за 3 года работы обнаружили более 250 т ископаемых остатков. В ходе их изучения ученые пришли к выводу, что среди ящеров были маленькие, средние, большие и просто огромные ящеры. Длина тела динозавров составляла от 20 см до 30 м. Всего в настоящее время насчитывают около 1 тыс. видов динозавров.

     Древнейшие  динозавры были сухопутными хищниками, затем появились растительноядные. Некоторые из них перешли к жизни в воде. Древние динозавры были двуполыми, однако ученые до сих пор не знают достоверно, чем отличались самцы от самок. Предполагается, что у рогатых динозавров самцы имели более длинные и массивные рога, которые могли использоваться в качестве турнирного оружия. У самцов утконосых динозавров гребень на голове был более длинным, чем у самок. Предполагается даже, что некоторые формы, различающиеся по морфологическим признакам и размерам и описанные как разные виды и роды, представляют собой самцов и самок, принадлежащих к одному виду. 
 
 
 
 
 

     Немного из истории палеонтологии

     Французский ученый Ж. Кювье, основоположник палеонтологии  — науки об организмах, живших на Земле в геологическом прошлом, в трактате «Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара» (1830) изложил свои представления с связи смены фауны и флоры в истории Земли с великими геологическими переворотами, уничтожавшими живые организмы. Идеи Кювье вошли в историю науки как теория катастроф.

     Ошибочность идей Кювье была очевидна для многих передовых биологов еще до появления учения Ч. Дарвина, но после того как в геологии восторжествовали эволюционные идеи Ч. Лайеля, а в биологии — Ч. Дарвина, теория катастроф сохранилась лишь в истории науки.

     Как известно, согласно учению Ч. Дарвина, эволюция животного мира и растений определяется естественным отбором. Он устраняет одни генетические комбинации и способствует развитию других, более ценных с точки зрения приспособляемости. Однако объяснение эволюции Живого вещества только лишь как результата естественного отбора встречает ряд трудностей. Так, например, растения, являющиеся по сравнению с животными более пассивными организмами, должны были бы сравнительно слабо развиваться. На самом же деле цветковые растения, наиболее молодые и высокоразвитые, насчитывают гораздо большее число видов, чем млекопитающие. Возможно, этим объясняется в последние годы возврат некоторых палеонтологов к теории катастроф для того, чтобы объяснить причину резкого изменения форм организмов, населявших Землю в ее геологическом прошлом. Наиболее последовательно эти идеи в палеонтологии выражает немецкий ученый О. Шиндевольф. Он считает, что катастрофическое вымирание значительных групп организмов произошло в конце пермского периода (230—250 млн. лет назад). В то время исчезло около 24 групп (отрядов) различных представителей фауны, и в дальнейшем на протяжении 10 млн. лет имело место значительное ее обеднение.

     Еще больше изменились фауна и флора  в конце мезозойской эры, когда  вымирание охватило не только морские группы, но и господствовавшую группу наземных четвероногих — динозавров.

     Эти резкие скачки в палеонтологической летописи О. Шиндевольф связывает не с геологическими изменениями, происходившими на поверхности Земли, а с внезапными внешними факторами — мощными взрывами солнечной или космической радиации. Взрывы вызывали вымирание одних групп организмов и ускорение темпов возникновения мутаций в других. Возможный катастрофический характер отдельных периодов развития флоры и фауны предполагается и некоторыми другими советскими и зарубежными исследователями.

     Следует сразу же оговориться, что большинство  палеонтологов, не отрицая влияния  крупных изменений физико-географических условий на развитие жизни, считают, что катастрофические факторы не играли существенной роли в процессе эволюции. Они остаются целиком на позициях дарвинской концепции вымирания как нормального процесса, представляющего результат естественного отбора и неизменно сопутствующего эволюции. Наиболее убедительно эта точка зрения аргументирована советским ученым Л.Ш. Давиташвили. Дело в том, что нельзя считать доказанным положение об одновременном, геологически мгновенном исчезновении групп организмов. Вместе с тем даже те ученые-палеонтологи, которые отрицают внезапное катастрофическое вымирание определенных видов животных в прошлом, признают, что в конкретных условиях могли очень быстро вымирать систематические группы.

     Вот уже в течение многих десятков лет исследователи самых разных специальностей — геологи, палеонтологи, биологи, астрономы — ищут причины гибели динозавров и многих других пресмыкающихся, происшедшей в позднем мелу, примерно 80 млн. лет назад.

     Группы  динозавров

     По  виду питания динозавры подразделяются на хищников, передвигавшихся на двух ногах, травоядных и падальщиков. Они жили поодиночке или группами, как в теплых, так и в холодных климатических зонах. Некоторые охотились, что требовало не только мышечных, но и интеллектуальных усилий. Особенности анатомии (массивные задние конечности, огромное тело и рудиментарные передние конечности) гигантских хищных динозавров создавали серьезную проблему: в случае падения они не были способны вновь подняться на ноги, т.к. не могли ни опереться на слабые передние конечности, ни подсунуть под тяжелое тело задние ноги.

     Распределение динозавров по группам не зависит  от их размеров, способа передвижения и питания.

     По  строению тазовых костей динозавры  разделяются на два отряда: ящеротазовых (Saurischia) и птицетазовых (Ornitischia). Различия между ними следующие. В состав таза у четвероногих животных входят три пары костей: лобковые, подвздошные и седалищные. У ящеротазовых динозавров подвздошные кости направлены вверх, где они соединяются с крестцом, седалищные – вниз и назад, а лобковые направлены вперед и вниз. У птицетазовых динозавров седалищные и подвздошные кости устроены так же, а лобковые кости имеют две ветви, направленные в разные стороны: одна вперед, а вторая назад, параллельно седалищным костям. Значение этих различий не ясно.

     Легче объяснимы различия между группами динозавров в строении челюстей и зубов и связанные с этим различия в питании. У ящеротазовых динозавров зубы располагались по краю челюсти в один ряд, который доходил до конца морды. Каждый зуб конической или долотообразной формы сидел в отдельной ячейке. У птицетазовых динозавров в передней части нижней челюсти располагалась лишенная зубов предзубная кость, часто отсутствовали передние зубы и в верхней челюсти. У многих птицетазовых был роговой клюв, как у черепах. Кроме того, боковые зубы были отодвинуты внутрь от края челюсти, и их расположение было многорядным. Такое смещение зубов связано с тем, что снаружи от челюстей располагались щеки. Это давало возможность удерживать пищу во рту во время пережевывания. Ящеротазовые динозавры не жевали.

     Все птицетазовые были растительноядными  и передвигались либо на двух, либо на четырех лапах. Среди ящеротазовых были как растительноядные, так и  хищники, которые, большей частью, были двуногими.

     Как и все архозавры, динозавры имели  диапсидный тип черепа с двумя, а не с одной, как у других пресмыкающихся, височными впадинами позади глазниц. Это делало череп более легким, освобождало место для развития мощной челюстной мускулатуры, способствовало более совершенному действию челюстей при питании, а также способствовало совершенствованию слухового аппарата.

     Другой  характерной чертой, свойственной динозаврам, было строение тазового пояса и постановка конечностей, обеспечивавшие большую  подвижность животных. В отличие  от других архозавров и большинства рептилий, задние ноги динозавров были выпрямлены и при ходьбе двигались в вертикальной плоскости, как у птиц и млекопитающих. Большинство же других рептилий (например, крокодилы, ящерицы, черепахи) имеет широко расставленные в стороны лапы. В тазовом поясе у динозавров были сложно устроенный крестец из пяти сросшихся позвонков и прободенная вертлужная впадина, куда входила головка бедренной кости. Эти анатомические особенности сделали динозавров самыми подвижными из сухопутных обитателей мезозоя. 

     Одной из удивительных особенностей некоторых крупных растительноядных динозавров, как ящеротазовых (диплодоки, брахиозавры), так и птицетазовых (стегозавры, анкилозавры), не имевшейся ни у каких других животных, было наличие второго мозга (это нашло свое отражение в родовом названии одного из них: «диплодок» в переводе с греческого означает «двудум»). Объем мозга внутри сросшихся крестцовых позвонков тазового пояса в 10–100 раз превышал объем головного мозга. Возникает вопрос, какой мозг, задний или передний, был главным? Полагают, что задний мозг координировал работу конечностей, передний – пищевую активность и органы чувств. Такая «децентрализация» функций мозга, как считают некоторые исследователи, была одной из причин вымирания динозавров. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Гипотезы о причинах массового вымирания динозавров

     От  триаса до позднего мелового периода разнообразие динозавров возрастало. Казалось, ничто не предвещало их бесследного исчезновения. Но в конце мелового периода вся процветавшая группа хозяев планеты вымерла. Вымирание видов – это естественный эволюционный процесс. Оно обычно происходит медленно, неравномерно. Но скорость, с которой исчезла крупнейшая группа пресмыкающихся, поразительна.