Палеогеография океана. Эволюция

Со времени возникновения океана в его водах содержалось много органических веществ, образовавшихся химическим путем. Характерной особенностью первичного океана было отсутствие в нем живых существ. Он был абиотическим (азойным) океаном.

Обилие органических веществ, растворенных в морской воде, послужило материалом для возникновения и развития живых существ (А. И. Опарин, 1965). С этого времени эволюция океана происходила и под воздействием жизни. Океан стал биотическим. Организмы, избирательно извлекая различные вещества, влияли на солевой состав воды. Их останки стали служить материалом для образования илов на дне и их дальнейшего преобразования (диагенеза) в осадочные породы. Первый период существования биотического океана продолжался до развития фотосинтетиков.

В этом древнем океане господствовали восстановительные условия, отсутствовал свободно растворенный кислород и господствовали древние гетеротрофные организмы. Хотя биологические процессы были «примитивными», но жизнедеятельность организмов стала влиять на формирование природы океана.

Дальнейшая эволюция привела к появлению организмов, имеющих хлорофильный аппарат. Эти организмы были способны к синтезу органических веществ своего тела из углекислоты и других неорганических компонентов. Для этой «работы» они использовали световую энергию. Появление фотосинтетиков— организмов автотрофов — имело колоссальное значение для направления эволюции по аэробному пути. Стало возможным накопление солнечной энергии на Земле, а до этого шло только ее рассеяние.

Темп эволюции живого мира приобрел могущественные возможности и пошел значительно быстрее. Стало возможным использование растворенных в воде неорганических веществ. Началась новая эра развития жизни на нашей планете. Роль организмов в формировании природы океана неизмеримо возросла. Биологическая трансформация и обмен энергии и веществ в океане в процессе дальнейшей эволюции все более и более возрастали. Роль жизни стала сопоставимой с космическими и внутриземными влияниями на природу океана. С этого времени, т. е. около трех миллиардов лет тому назад, восстановительная среда с преобладанием СО₂ сменилась на окислительную с господством свободного кислорода в гидросфере и атмосфере.

Так создались новые условия развития всех живых существ в океане, а избыток свободного кислорода преобразовал первичную атмосферу и создал озоновый экран, защитивший нашу планету от ультрафиолетового излучения.

Процесс этот был длительным. Может быть, прошло около миллиарда лет, пока древний океан с восстановительными условиями и господством древних гетеротрофных организмов превратился в новый тип биотического океана, где господствовали окислительные процессы и развивались автотрофные организмы. Последние не только использовали различные неорганические вещества и выделяли свободный газообразный кислород, но и служили пищей новым гетеротрофным организмам.

Так сложилась система взаимоотношений между организмами, создающими первичную и вторичную продукцию. Несмотря на все отличие живых существ, населявших океан три-два миллиарда лет тому назад, по сравнению с ныне живущими, характер взаимоотношений между организмами и средой приобрел современный тип. Это утверждение может показаться парадоксальным — ведь тогда существовали совсем другие водоросли и животные. Более того, мы не знаем даже их внешнего облика! Однако автотрофный тип питания неорганическими веществами и гетеротрофный тип за счет органики, созданной водорослями-продуцентами, наличие свободного кислорода и господство окислительных процессов в водах океана принципиально роднят период, с условиями, существующими в настоящее время. Так сформировался современный океан.

Эволюция обитателей океана, шедшая вначале «медленно», «ускорилась» настолько, что к кембрийскому времени развились почти все типы животного царства. С этого времени имеются хорошо сохранившиеся отпечатки и окаменелые остатки; и эволюция органического мира может быть документирована по геологическим эрам и периодам. Постепенно в океане развились различные ныне живущие типы водорослей и животных.

Несмотря на все разнообразие последующей эволюции наземных обитателей, и сейчас из всех классов животных и растений земного шара в океане обитает 76% животных и 50% растений. Морской характер «колыбели» жизни на Земле сохранился и поныне (С. А. Зернов, 1949; Л. А. Зенкевич, 1966).